关于智慧淮河基础研究的探索

张杰茗

“智慧”是一个能够自行决策、自行思考、自行调整的系统，智慧淮河是全自动智能化系统，它涉及数据采集、水资源管理、工程管理、规划设计、防汛调度等方面。可以由现有“数字淮河”的各个智能化系统作为支持，将其集成于一个平台，并用数字的方式表达出来。“智慧”作为最高层级的定义，是如同人一般拥有智慧，可以自行思考和决策，它依赖于中层的“智能”系统进行计算、判断和决策。而中层智能系统则依赖于底层的“数字”系统为其智能提供信息和实时演算功能，这些功能是互相依赖，互为根基的。

一、简述“数字”“智能”和“智慧”

“数字”是一个智慧化系统最底层的基础，是整个系统信息的来源和输出的显示。因此这个部分需要做大量的信息收集工作，包括且不限于水位采集、地形测量、建筑信息、河道周边信息等，来保证决策的完善和正确，并且需要建立淮河的GIS+BIM三维信息模型，作为信息输入与输出的基础。宏观上来说，在平台上的模型里能实时反映整个流域的情况，微观上则连闸门的螺丝是哪个厂家产的都要能够查得到。只有这样，不论在整个系统的任何地方出现情况，才能及时发现并处理。

不仅在软件方面需要进行开发，硬件方面也需要进行更新，各个工程和控制中心需要配备各平台相应的智能控制系统；不仅能在本地进行操作，更需要能在控制中心进行操作。除智能控制系统外，流域内还需要安装智能信息采集装置，来达到及时将信息传递至控制中心的目的，让控制中心更快地取得流域内各种各样的信息并对其进行决策和处理。

智能化更倾向于软件、算法和服务器等。在“数字淮河”平台的基础上，对各种实际应用进行设计，使其达到小规模情况自行应对，中规模情况提供决策建议，大规模情况提供人为控制的情况。当然，操作人员不论何时都拥有最高权限来指定各个数据和操作控制系统。这套系统中最重要的是算法，即当什么情况采取什么措施变得十分重要，而对算法的编译和可能情况的思考，则需要各个单位协同配合，在平台上每个建筑物和所有需要信息的地方都配备好这样的系统后，方能进行下一步的“智慧化”。

顾名思义，“智慧”即能够思考，能够决策，有自己的想法和判断，同时又能被人为干涉的情况。这对软件的算法要求更高，更深，更长，即平台不仅有能够自行根据输入的情况调节的能力，还能够对没有预料到的但又确实发生的情况进行模拟和计算，以达到符合人类预期的目的。所以这里不仅仅涉及到水利部门，还设计到地质和气象部门甚至各级政府部门，每一处信息来源的准确将直接影响智慧平台和控制中心的判断。

二、系统骨架树状图

由上述设想及构思确定智慧淮河平台系统路线如图1。

三、软硬件支持的完善

1.总控制中心的建立

总控制中心是各个信息资源汇总的地方，也是平台服务器的搭建处，是控制着整个水文水资源情况和水利工程建筑物情况的枢纽，在“智慧淮河”中不可或缺。

图1 智慧淮河平台系统路线图

2.建立各个应用系统

智能化模块的形成依赖于各个子系统和应用系统的建立，在各个应用系统中体现出智能，将这些子系统整合为模块，才能进行智慧化的决策。包括电子政务系统、防汛减灾系统、水资源调度管理系统、水资源保护系统、水土保持生态系统、工程建设和管理系统等；各系统内还可建立下级系统，如监测管理系统、监督考核系统、应急服务系统、综合信息显示系统等。

四、主要工作内容设想

数字化是“智慧淮河”的基础，一切的信息输入和计算直至展示都和淮河流域的数字模型密切相关，建立二维和三维的淮河及水利建筑物的数字模型势在必行、迫在眉睫。建立淮河流域GIS+BIM模型有如下主要工作内容。

1.开发数学模型

数学模型是“数字淮河”的灵魂。开发基于GIS的淮河河道二维水沙数学模型，为淮河调水调沙、洪水演进、灾情评估提供决策支持。还有水土流失数学模型、水质预测预报模型等。

2.建设“淮河云库”

“淮河云库”是“智慧淮河”的中枢。以淮河数据中心为依托，建立政务内网基础设施云和政务外网基础设施云。按照云计算的架构搭建数据中心和计算平台，将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上，将共享的资源、软件和信息以按需服务的方式提供给淮委各类用户。

3.基于大数据技术的模型系统

数学模型系统是“智慧淮河”各类应用的核心。包括气象水文预报模型、分布式水文模型、分布式水土流失模型、河道水沙演进数学模型、水库群联合调控数学模型、水资源配置及水量调度模型等。未来将构建面向不同业务应用的标准模型组件库和工作流，面向用户提供一个标准的模型评价、发布、组合、应用平台原型系统。

4.移动终端技术开发

移动智能终端几乎是瞬间成为互联网业务的关键入口和主要创新平台，成为新型媒体、电子商务和信息服务的平台，成为互联网资源、移动网络资源与环境交互资源的重要枢纽。移动终端技术的应用可以极大地加快办公和管理的效率，通过设置好的权限登录所需的系统，可以对智能设备进行操作或对信息进行查询、审批等。

五、结语

智慧化还属于一个新兴的概念，从全球智慧化建设的实践来看，各国智慧城市、智慧行业管理等建设尚处于起步阶段，如何开展智慧化的整体建设尚需不断地实践探索。当前的重点工作是以信息化资源的整合与共享为契机和切入点，配合最底层数字化淮河GIS+BIM的建设；重点把握资源整合与共享这一信息化工作的关键，优先推进基础软硬件设施的整合，摸索出一套化零为整、集中力量办大事的方法，并将其应用到数据资源和应用系统的整合之中