張 玫

（中國移動(dòng)通信集團(tuán)云南有限公司曲靖分公司，云南 曲靖 655333）

近年來，國家水利部加大力推廣“數(shù)字水利”“智慧水文”等水文水資源行業(yè)信息化發(fā)展規(guī)劃，推動(dòng)傳統(tǒng)水文水資源監(jiān)測(cè)技術(shù)與5G、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字孿生等新技術(shù)融合應(yīng)用，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)信息化水平提升[1-2]。中國移動(dòng)作為通信運(yùn)營商，踐行以5G專網(wǎng)賦能千行百業(yè)社會(huì)責(zé)任，深入云南省水文水資源行業(yè)挖掘潛在需求，為全面提升水文測(cè)報(bào)現(xiàn)代化水平定制數(shù)字化解決方案，對(duì)助力“5G+智慧水文”信息化項(xiàng)目實(shí)踐探索具有重要意義[3]。

1 研究背景

水文監(jiān)測(cè)目前主要采取水位、水流量等專業(yè)檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集，通過物聯(lián)卡傳輸監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)到多個(gè)業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)，各業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)長期成為信息孤島。監(jiān)測(cè)站普遍地處偏遠(yuǎn)地區(qū)，工作人員只能到現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地查看監(jiān)測(cè)運(yùn)維情況，人工查看監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，而且水文工作人員不知道網(wǎng)絡(luò)傳輸狀況。智慧水文項(xiàng)目只有將5G、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、數(shù)字孿生等新技術(shù)應(yīng)用融合到水利專業(yè)設(shè)備檢測(cè)數(shù)據(jù)采集中，深入分析尋找業(yè)務(wù)切合點(diǎn)，才能有效地助力智慧水文信息化發(fā)展[4]。

2 實(shí)踐內(nèi)容簡介

中國移動(dòng)為助力云南省曲靖市智慧水文項(xiàng)目開展，經(jīng)過多次深入水文監(jiān)測(cè)站現(xiàn)場(chǎng)勘查及與基層人員溝通，挖掘分析客戶需求與各種新技術(shù)契合點(diǎn)，結(jié)合曲靖水文分局十四五發(fā)展規(guī)劃，為客戶制定了5G+智慧水文信息化發(fā)展五年規(guī)劃，遵循“頂層設(shè)計(jì)，分布實(shí)施，先基礎(chǔ)，后擴(kuò)展”的設(shè)計(jì)原則，分三期項(xiàng)目實(shí)施。本次實(shí)踐是云南省水文水資源曲靖分局面店水文站一期示范項(xiàng)目，該項(xiàng)目融合5G+北斗+移動(dòng)云+5G數(shù)字孿生運(yùn)用管理平臺(tái)+軟硬件集成，將完成曲靖水文面店新技術(shù)應(yīng)用示范站的水文及氣象多要素監(jiān)測(cè)自動(dòng)采集、5G基站企業(yè)專網(wǎng)建設(shè)，主要內(nèi)容包括數(shù)據(jù)采集設(shè)備、水文要素集成RTU、5G通信設(shè)備模塊、5G+北斗雙傳輸通道、云平臺(tái)軟件開發(fā)、5G數(shù)字孿生運(yùn)營管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)三維可視化。以曲靖面店水文站打造示范標(biāo)桿，實(shí)現(xiàn)水文監(jiān)測(cè)數(shù)智化5G專網(wǎng)用戶自運(yùn)營管理。

該項(xiàng)目主要是基于中國移動(dòng)OneLink平臺(tái)和OneNET平臺(tái)進(jìn)行5G連接管理，由中移物聯(lián)網(wǎng)有限公司支撐開發(fā)5G專網(wǎng)運(yùn)營平臺(tái)數(shù)據(jù)集成以及數(shù)字孿生，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)有機(jī)整合和可視化展示的一站式支撐管理系統(tǒng)。基于View數(shù)據(jù)可視化提供的數(shù)字孿生能力，以三維可視化結(jié)合二維圖表與觸發(fā)交互的形式對(duì)水文站的物理設(shè)備、數(shù)據(jù)、監(jiān)測(cè)狀況等內(nèi)容進(jìn)行統(tǒng)一可視化展示，實(shí)現(xiàn)設(shè)備數(shù)據(jù)一張圖概覽，打造智慧水文統(tǒng)一門戶，為運(yùn)營單位提供可視化運(yùn)營、監(jiān)控，為領(lǐng)導(dǎo)者提供輔助決策分析。

項(xiàng)目實(shí)踐完成工作人員通過互聯(lián)網(wǎng)訪問5G數(shù)字孿生綜合運(yùn)營管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程可身臨其境地查看監(jiān)測(cè)情況，系統(tǒng)自動(dòng)顯示各監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)及告警、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、5G網(wǎng)絡(luò)傳輸狀態(tài)等在線實(shí)時(shí)展示，并可進(jìn)行操作管理，實(shí)現(xiàn)了用戶自運(yùn)營管理。

該項(xiàng)目是云南全省首例革新了水文行業(yè)監(jiān)測(cè)管理方式，以5G數(shù)字孿生運(yùn)營管理平臺(tái)方式，通過5G數(shù)字孿生運(yùn)營管理平臺(tái)使用戶實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、5G網(wǎng)絡(luò)傳輸運(yùn)行狀態(tài)等進(jìn)行自運(yùn)營管理。

3 實(shí)踐總結(jié)分析

曲靖市5G+智慧水文面店示范站項(xiàng)目開發(fā)的5G數(shù)字孿生綜合運(yùn)營管理平臺(tái)落地實(shí)踐，具有以下6個(gè)方面的亮點(diǎn)。

（1）實(shí)現(xiàn)了NB/2G/3G/4G/5G網(wǎng)絡(luò)傳輸狀態(tài)可視化管理。創(chuàng)建示范站前曲靖分局對(duì)于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)主要通過物聯(lián)網(wǎng)NB網(wǎng)絡(luò)傳輸，當(dāng)接到問題時(shí)無法遠(yuǎn)程判斷是網(wǎng)絡(luò)問題還是設(shè)備問題，對(duì)于監(jiān)測(cè)站運(yùn)維工作帶來很大的不便。

通過該項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了對(duì)于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸NB/2G/3G/4G/5G多種網(wǎng)絡(luò)傳輸狀態(tài)的可視化管理，為5G專網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)用戶提供了用戶自運(yùn)營管理平臺(tái)，為用戶自行監(jiān)測(cè)運(yùn)維帶來了很大的便利。

（2）實(shí)現(xiàn)了設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)管，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)可視化管理。通過該項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了曲靖分局對(duì)監(jiān)測(cè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)的可視化監(jiān)管，可監(jiān)測(cè)設(shè)備接入數(shù)量，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備在線、設(shè)備離線預(yù)警、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)統(tǒng)計(jì)顯示等信息可視化展示，便于水文站監(jiān)測(cè)運(yùn)行管理。

（3）實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測(cè)采集數(shù)據(jù)，大數(shù)據(jù)分析形象可視化展示。通過該項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了測(cè)站監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的形象可視化展示，水文、氣象多要素全自動(dòng)采集后，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)折線圖、柱狀圖等形式可視化展示，便于曲靖分局進(jìn)行監(jiān)測(cè)趨勢(shì)分析監(jiān)管，及時(shí)預(yù)警報(bào)送水文信息。

（4）實(shí)現(xiàn)了多系統(tǒng)融合接入，打破各業(yè)務(wù)系統(tǒng)信息孤島。通過該項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了對(duì)曲靖分局使用的水情通報(bào)業(yè)務(wù)系統(tǒng)、水情監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)、整編系統(tǒng)、氣象多要素監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、三角堰測(cè)流系統(tǒng)5個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)的統(tǒng)一融合接入，集成展示并實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)數(shù)據(jù)互聯(lián)互通，打破各系統(tǒng)的信息孤島。

（5）實(shí)現(xiàn)了互聯(lián)網(wǎng)訪問云計(jì)算平臺(tái)，可多終端移動(dòng)便捷使用。該項(xiàng)目的5G數(shù)字孿生綜合運(yùn)營管理平臺(tái)搭載在中國移動(dòng)云計(jì)算服務(wù)器上，配備云服務(wù)器安全防護(hù)功能，通過互聯(lián)網(wǎng)訪問云平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)曲靖分局水文氣象多要素全自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的多終端移動(dòng)便捷登錄使用。

（6）實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生虛實(shí)雙世界管理，節(jié)約客戶運(yùn)營管理的人力、物力、財(cái)力，實(shí)現(xiàn)客戶單位降本增效。該項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了對(duì)監(jiān)測(cè)站以數(shù)字孿生三維立體模型展示虛擬數(shù)字世界，同步水文站物理世界，云平臺(tái)的數(shù)字化雙管理，節(jié)約了購買硬件服務(wù)器、機(jī)房網(wǎng)絡(luò)安全等級(jí)保護(hù)、現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維研判故障等人財(cái)物費(fèi)用開支，實(shí)現(xiàn)了曲靖分局綜合管理降本增效。

4 實(shí)踐價(jià)值分析

4.1 效益分析

該項(xiàng)目實(shí)踐按照廣義效益分類分為經(jīng)濟(jì)效益、產(chǎn)業(yè)效益、社會(huì)效益，具體如下。

（1）經(jīng)濟(jì)效益：該實(shí)踐項(xiàng)目對(duì)于中國移動(dòng)為推廣5G賦能水文水資源行業(yè)奠定了成功的標(biāo)桿示范基礎(chǔ)，5G+智慧水文項(xiàng)目的逐步深入進(jìn)行預(yù)復(fù)制推廣為中國移動(dòng)帶來巨大的業(yè)務(wù)收入，經(jīng)濟(jì)效益可觀。同時(shí)，5G+智慧水文項(xiàng)目的實(shí)踐落地促進(jìn)了云南全省乃至全國水文水資源行業(yè)信息化發(fā)展邁上新的臺(tái)階，在很大程度上節(jié)省了水文水資源基本監(jiān)測(cè)工作的成本開支，使水文信息得到更充分的互訪共享，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、水資源優(yōu)化配置、水資源保護(hù)與水資源管理方面，將進(jìn)一步發(fā)揮水文數(shù)據(jù)潛在的經(jīng)濟(jì)效益。

（2）產(chǎn)業(yè)效益。一是在該實(shí)踐中，5G數(shù)字孿生在中國移動(dòng)通信集團(tuán)云南有限公司5G DICT項(xiàng)目推廣中成功樹立標(biāo)桿示范，便于中國移動(dòng)5G賦能千行百業(yè)，將5G網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字孿生融合推廣；該項(xiàng)目實(shí)踐的成功落地驗(yàn)證了5G、云計(jì)算、數(shù)字孿生、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)在水文行業(yè)及數(shù)字孿生產(chǎn)業(yè)可形成規(guī)模效益。二是該項(xiàng)目以O(shè)neNET+OneLink 5G專網(wǎng)運(yùn)營平臺(tái)為底座，是云南全省首個(gè)網(wǎng)絡(luò)自運(yùn)營管理平臺(tái)落地項(xiàng)目，在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為主的客戶群體將形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模效益。

（3）社會(huì)效益。一是該項(xiàng)目賦能智慧水文，對(duì)社會(huì)水情水利有效促進(jìn)，能及時(shí)為防汛抗旱部門做出減災(zāi)決策及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等提供技術(shù)支撐，使人們的防汛、抗旱活動(dòng)有的放矢，財(cái)政投入目標(biāo)更精準(zhǔn)，提高防汛、抗旱減災(zāi)的工作效率，減災(zāi)綜合效益也將顯著提高。降低災(zāi)情對(duì)人民的生命財(cái)產(chǎn)的破壞，進(jìn)而體現(xiàn)出促進(jìn)社會(huì)穩(wěn)定運(yùn)行的社會(huì)價(jià)值。二是該項(xiàng)目實(shí)施將5G數(shù)字孿生遠(yuǎn)程自運(yùn)營管理推廣到社會(huì)各界應(yīng)用，節(jié)省人力、物力、財(cái)力等，為社會(huì)產(chǎn)生更大的效益。

4.2 先進(jìn)性分析

（1）技術(shù)應(yīng)用先進(jìn)性。一是使用目前商用最先進(jìn)的5G通信技術(shù)，使用移動(dòng)云服務(wù)器，搭配云安全服務(wù)。二是使用目前新技術(shù)——數(shù)字世界的代表數(shù)字孿生技術(shù)，實(shí)現(xiàn)物理與數(shù)字雙世界應(yīng)用管理。

（2）市場(chǎng)應(yīng)用先進(jìn)性。一是該標(biāo)桿示范項(xiàng)目將引領(lǐng)新技術(shù)在水利行業(yè)應(yīng)用的信息發(fā)展新趨勢(shì)。二是該標(biāo)桿示范項(xiàng)目對(duì)各行業(yè)數(shù)智化管理水平提升具有引領(lǐng)與借鑒復(fù)制作用。

4.3 可推廣性分析

本項(xiàng)目以云南省水文水資源局曲靖分局的面店水文監(jiān)測(cè)站為5G數(shù)字孿生運(yùn)營管理平臺(tái)應(yīng)用示范站；二期將進(jìn)行全市推廣復(fù)制現(xiàn)有的390個(gè)水文站點(diǎn)，十四五規(guī)劃中還將增設(shè)1 700個(gè)水文監(jiān)測(cè)站點(diǎn)；三期將對(duì)接其他各相關(guān)部門。“數(shù)字水利”監(jiān)測(cè)站信息化專項(xiàng)資金充足，全國各省各地市水文監(jiān)測(cè)站眾多，復(fù)制推廣的市場(chǎng)容量非常巨大。

5G數(shù)字孿生運(yùn)營管理平臺(tái)開啟了5G網(wǎng)絡(luò)三維立體可視化傳輸管理，開啟了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營遠(yuǎn)程在線監(jiān)管的用戶自運(yùn)營模式，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、工礦、園區(qū)、社區(qū)等將提供可復(fù)制推廣的企業(yè)自運(yùn)營設(shè)備網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營管理示范效應(yīng)。

5 結(jié)束語

在各行各業(yè)“數(shù)字化”升級(jí)改造大浪潮下，如何利用5G專網(wǎng)、數(shù)字化、云計(jì)算等信息化手段提升自身管理水平，是各級(jí)政府和企事業(yè)單位積極探索并迫切需要解決的問題。曲靖市5G智慧水文面店水文示范站項(xiàng)目是云南省首個(gè)開展試點(diǎn)的水文監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，曲靖5G數(shù)字孿生運(yùn)營管理平臺(tái)的成功落地，給各級(jí)政府，尤其是環(huán)境監(jiān)管等部門提供了良好的融合云計(jì)算、數(shù)字孿生、5G專網(wǎng)技術(shù)的用戶自運(yùn)營管理示范和借鑒作用，對(duì)行業(yè)數(shù)字化升級(jí)和5G專網(wǎng)用戶自運(yùn)營管理水平提升有著深遠(yuǎn)的影響。