張杰茗

“智慧”是一個(gè)能夠自行決策、自行思考、自行調(diào)整的系統(tǒng)，智慧淮河是全自動智能化系統(tǒng)，它涉及數(shù)據(jù)采集、水資源管理、工程管理、規(guī)劃設(shè)計(jì)、防汛調(diào)度等方面?？梢杂涩F(xiàn)有“數(shù)字淮河”的各個(gè)智能化系統(tǒng)作為支持，將其集成于一個(gè)平臺，并用數(shù)字的方式表達(dá)出來?！爸腔邸弊鳛樽罡邔蛹壍亩x，是如同人一般擁有智慧，可以自行思考和決策，它依賴于中層的“智能”系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算、判斷和決策。而中層智能系統(tǒng)則依賴于底層的“數(shù)字”系統(tǒng)為其智能提供信息和實(shí)時(shí)演算功能，這些功能是互相依賴，互為根基的。

一、簡述“數(shù)字”“智能”和“智慧”

“數(shù)字”是一個(gè)智慧化系統(tǒng)最底層的基礎(chǔ)，是整個(gè)系統(tǒng)信息的來源和輸出的顯示。因此這個(gè)部分需要做大量的信息收集工作，包括且不限于水位采集、地形測量、建筑信息、河道周邊信息等，來保證決策的完善和正確，并且需要建立淮河的GIS+BIM三維信息模型，作為信息輸入與輸出的基礎(chǔ)。宏觀上來說，在平臺上的模型里能實(shí)時(shí)反映整個(gè)流域的情況，微觀上則連閘門的螺絲是哪個(gè)廠家產(chǎn)的都要能夠查得到。只有這樣，不論在整個(gè)系統(tǒng)的任何地方出現(xiàn)情況，才能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理。

不僅在軟件方面需要進(jìn)行開發(fā)，硬件方面也需要進(jìn)行更新，各個(gè)工程和控制中心需要配備各平臺相應(yīng)的智能控制系統(tǒng)；不僅能在本地進(jìn)行操作，更需要能在控制中心進(jìn)行操作。除智能控制系統(tǒng)外，流域內(nèi)還需要安裝智能信息采集裝置，來達(dá)到及時(shí)將信息傳遞至控制中心的目的，讓控制中心更快地取得流域內(nèi)各種各樣的信息并對其進(jìn)行決策和處理。

智能化更傾向于軟件、算法和服務(wù)器等。在“數(shù)字淮河”平臺的基礎(chǔ)上，對各種實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行設(shè)計(jì)，使其達(dá)到小規(guī)模情況自行應(yīng)對，中規(guī)模情況提供決策建議，大規(guī)模情況提供人為控制的情況。當(dāng)然，操作人員不論何時(shí)都擁有最高權(quán)限來指定各個(gè)數(shù)據(jù)和操作控制系統(tǒng)。這套系統(tǒng)中最重要的是算法，即當(dāng)什么情況采取什么措施變得十分重要，而對算法的編譯和可能情況的思考，則需要各個(gè)單位協(xié)同配合，在平臺上每個(gè)建筑物和所有需要信息的地方都配備好這樣的系統(tǒng)后，方能進(jìn)行下一步的“智慧化”。

顧名思義，“智慧”即能夠思考，能夠決策，有自己的想法和判斷，同時(shí)又能被人為干涉的情況。這對軟件的算法要求更高，更深，更長，即平臺不僅有能夠自行根據(jù)輸入的情況調(diào)節(jié)的能力，還能夠?qū)]有預(yù)料到的但又確實(shí)發(fā)生的情況進(jìn)行模擬和計(jì)算，以達(dá)到符合人類預(yù)期的目的。所以這里不僅僅涉及到水利部門，還設(shè)計(jì)到地質(zhì)和氣象部門甚至各級政府部門，每一處信息來源的準(zhǔn)確將直接影響智慧平臺和控制中心的判斷。

二、系統(tǒng)骨架樹狀圖

由上述設(shè)想及構(gòu)思確定智慧淮河平臺系統(tǒng)路線如圖1。

三、軟硬件支持的完善

1.總控制中心的建立

總控制中心是各個(gè)信息資源匯總的地方，也是平臺服務(wù)器的搭建處，是控制著整個(gè)水文水資源情況和水利工程建筑物情況的樞紐，在“智慧淮河”中不可或缺。

圖1 智慧淮河平臺系統(tǒng)路線圖

2.建立各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)

智能化模塊的形成依賴于各個(gè)子系統(tǒng)和應(yīng)用系統(tǒng)的建立，在各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)中體現(xiàn)出智能，將這些子系統(tǒng)整合為模塊，才能進(jìn)行智慧化的決策。包括電子政務(wù)系統(tǒng)、防汛減災(zāi)系統(tǒng)、水資源調(diào)度管理系統(tǒng)、水資源保護(hù)系統(tǒng)、水土保持生態(tài)系統(tǒng)、工程建設(shè)和管理系統(tǒng)等；各系統(tǒng)內(nèi)還可建立下級系統(tǒng)，如監(jiān)測管理系統(tǒng)、監(jiān)督考核系統(tǒng)、應(yīng)急服務(wù)系統(tǒng)、綜合信息顯示系統(tǒng)等。

四、主要工作內(nèi)容設(shè)想

數(shù)字化是“智慧淮河”的基礎(chǔ)，一切的信息輸入和計(jì)算直至展示都和淮河流域的數(shù)字模型密切相關(guān)，建立二維和三維的淮河及水利建筑物的數(shù)字模型勢在必行、迫在眉睫。建立淮河流域GIS+BIM模型有如下主要工作內(nèi)容。

1.開發(fā)數(shù)學(xué)模型

數(shù)學(xué)模型是“數(shù)字淮河”的靈魂。開發(fā)基于GIS的淮河河道二維水沙數(shù)學(xué)模型，為淮河調(diào)水調(diào)沙、洪水演進(jìn)、災(zāi)情評估提供決策支持。還有水土流失數(shù)學(xué)模型、水質(zhì)預(yù)測預(yù)報(bào)模型等。

2.建設(shè)“淮河云庫”

“淮河云庫”是“智慧淮河”的中樞。以淮河數(shù)據(jù)中心為依托，建立政務(wù)內(nèi)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施云和政務(wù)外網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施云。按照云計(jì)算的架構(gòu)搭建數(shù)據(jù)中心和計(jì)算平臺，將計(jì)算任務(wù)分布在大量計(jì)算機(jī)構(gòu)成的資源池上，將共享的資源、軟件和信息以按需服務(wù)的方式提供給淮委各類用戶。

3.基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的模型系統(tǒng)

數(shù)學(xué)模型系統(tǒng)是“智慧淮河”各類應(yīng)用的核心。包括氣象水文預(yù)報(bào)模型、分布式水文模型、分布式水土流失模型、河道水沙演進(jìn)數(shù)學(xué)模型、水庫群聯(lián)合調(diào)控?cái)?shù)學(xué)模型、水資源配置及水量調(diào)度模型等。未來將構(gòu)建面向不同業(yè)務(wù)應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)模型組件庫和工作流，面向用戶提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的模型評價(jià)、發(fā)布、組合、應(yīng)用平臺原型系統(tǒng)。

4.移動終端技術(shù)開發(fā)

移動智能終端幾乎是瞬間成為互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的關(guān)鍵入口和主要創(chuàng)新平臺，成為新型媒體、電子商務(wù)和信息服務(wù)的平臺，成為互聯(lián)網(wǎng)資源、移動網(wǎng)絡(luò)資源與環(huán)境交互資源的重要樞紐。移動終端技術(shù)的應(yīng)用可以極大地加快辦公和管理的效率，通過設(shè)置好的權(quán)限登錄所需的系統(tǒng)，可以對智能設(shè)備進(jìn)行操作或?qū)π畔⑦M(jìn)行查詢、審批等。

五、結(jié)語

智慧化還屬于一個(gè)新興的概念，從全球智慧化建設(shè)的實(shí)踐來看，各國智慧城市、智慧行業(yè)管理等建設(shè)尚處于起步階段，如何開展智慧化的整體建設(shè)尚需不斷地實(shí)踐探索。當(dāng)前的重點(diǎn)工作是以信息化資源的整合與共享為契機(jī)和切入點(diǎn)，配合最底層數(shù)字化淮河GIS+BIM的建設(shè)；重點(diǎn)把握資源整合與共享這一信息化工作的關(guān)鍵，優(yōu)先推進(jìn)基礎(chǔ)軟硬件設(shè)施的整合，摸索出一套化零為整、集中力量辦大事的方法，并將其應(yīng)用到數(shù)據(jù)資源和應(yīng)用系統(tǒng)的整合之中