水利信息化建設(shè)中大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用探討

摘 要 隨著我國經(jīng)濟發(fā)展水平的提高，科技的進步，水利現(xiàn)代化建設(shè)成為我國社會主義現(xiàn)代化建設(shè)的一個重要組成部分，水利信息化又是水利現(xiàn)代化的前提和重要保證，其中大數(shù)據(jù)技術(shù)在水利信息化建設(shè)中的應(yīng)用，其積極作用和良好效果也會越來越明顯，本文重點對水利信息化建設(shè)中大數(shù)據(jù)技術(shù)運用進行了研究與探討。

關(guān)鍵詞 水利信息化建設(shè);大數(shù)據(jù)技術(shù);研究與探討

引言

水利工程項目的建設(shè)施工、工程管理、運維養(yǎng)護的良好安全運行是現(xiàn)代社會農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、城市生活工業(yè)用水重要保障，是社會現(xiàn)代化建設(shè)發(fā)展的一個重要組成部分。信息技術(shù)在水利行業(yè)應(yīng)用的日趨廣泛，越來越多的水利信息化基礎(chǔ)設(shè)施及應(yīng)用系統(tǒng)，被應(yīng)用到水利工程建設(shè)與管理、水行政業(yè)務(wù)處置等領(lǐng)域中，水利信息化長期的業(yè)務(wù)實踐積累了大量異構(gòu)且分散獨立的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)其對于這些數(shù)據(jù)進行分析開發(fā)意義重大，值得進行深入的研究和探索。

1 水利信息化建設(shè)現(xiàn)狀

隨著社會各行各業(yè)對不斷發(fā)展和創(chuàng)新信息技術(shù)的深入應(yīng)用，水利工程建設(shè)及管理逐漸顯示出難以跟上新技術(shù)的發(fā)展趨勢的問題，相比西方發(fā)達國家，我國水利工程信息化建設(shè)起步晚、專業(yè)人才缺乏，導(dǎo)致水利工程信息化建設(shè)和管理水平、應(yīng)用深度都不足，存在著很多問題[1]。

1.1 相對缺乏頂層設(shè)計

水利工程信息化建設(shè)投資回報較慢，投入之后不能立刻見到成效，所以水利工程信息化建設(shè)、運維階段都要不間斷投入。信息化建設(shè)前期投入大，設(shè)備和平臺開發(fā)成本高，需要專業(yè)的設(shè)計部門對特定的水利信息化工程建設(shè)有充分的認知，統(tǒng)籌制定符合水管單位特點的頂層設(shè)計方案、體系架構(gòu)，由上到下全面貫通，全面實施落實。現(xiàn)各水利單位已經(jīng)開始重視信息化總體規(guī)劃專項設(shè)計了，這樣才能保證后續(xù)項目的連貫性和一致性。

1.2 缺乏有效的綜合協(xié)調(diào)平臺

協(xié)調(diào)平臺作為整個信息化系統(tǒng)的重要組成部分，可以對水利工程運行至今的運行管理、生產(chǎn)經(jīng)營、檔案資料、維修養(yǎng)護等信息進行有效處理。如果缺乏有效的協(xié)調(diào)平臺，就無法對上述信息數(shù)據(jù)進行聯(lián)系、處理、應(yīng)用，產(chǎn)生信息孤島問題，資源難以共享，導(dǎo)致運行管理人員也不能很好的積累經(jīng)驗，還會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)資源浪費和重復(fù)建設(shè)。

1.3 缺乏復(fù)合型專業(yè)人才

新時期下，水利事業(yè)要求實現(xiàn)現(xiàn)代化提升，新增業(yè)務(wù)、信息化建設(shè)、生態(tài)化建設(shè)、環(huán)境影響評價等，都給水利工程建設(shè)提出了更高的要求，但傳統(tǒng)意義上的簡單數(shù)據(jù)采集處理已經(jīng)無法滿足新時期行業(yè)發(fā)展需求，信息處理效率慢、信息深度不足等問題愈加凸顯。當(dāng)今水利工程信息化要求能實現(xiàn)的是對水利工程如測流站、水位站、水閘、放水口等實現(xiàn)遠程控制，集中管理，并實現(xiàn)大量數(shù)據(jù)挖掘應(yīng)用，開發(fā)輔助決策支持。這些系統(tǒng)的運行需要復(fù)合型專業(yè)技術(shù)人才支持。

2 水利信息化建設(shè)中大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用

水利行業(yè)數(shù)據(jù)的特征概括為以下5點，①數(shù)據(jù)量大：經(jīng)過長年積累，各水利單位累積數(shù)據(jù)量在數(shù)百TB 以上;②來源及形式多樣：包括勘測、規(guī)劃、設(shè)計、施工、管理、運維等多種來源，以及長系列的結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和大量非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù);③持續(xù)增長：在水利行業(yè)各領(lǐng)域和環(huán)節(jié)的信息化應(yīng)用不斷增加，監(jiān)測密度及指標不斷提升，數(shù)據(jù)增加速度不斷加快;④數(shù)據(jù)價值高：水利數(shù)據(jù)是水利工程建設(shè)、管理及水行政業(yè)務(wù)處置的依據(jù)，蘊含較高的價值;⑤實時或準實時要求：部分水利數(shù)據(jù)（如水利工程安全監(jiān)測、地質(zhì)監(jiān)測等）是判別應(yīng)急事件的依據(jù)，存在實時或準實時處理的需求。

利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，可高效的存儲和處理水利工程運行管理和監(jiān)測等長系列數(shù)據(jù)以及文檔、圖片、視頻等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。可以從以下四個方面設(shè)計基于大數(shù)據(jù)的水利數(shù)據(jù)中心架構(gòu)[2]。

2.1 數(shù)據(jù)匯集

水利數(shù)據(jù)中心需對不同來源的異構(gòu)數(shù)據(jù)進行匯集，主要包括手自動上報采集數(shù)據(jù)、其他系統(tǒng)節(jié)點數(shù)據(jù)以及與其他領(lǐng)域交換的數(shù)據(jù)。上報采集數(shù)據(jù)主要為實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，可采取設(shè)備直連或現(xiàn)場服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)的形式接入;其他系統(tǒng)節(jié)點數(shù)據(jù)指水利業(yè)務(wù)范疇內(nèi)已建成的應(yīng)用系統(tǒng)中的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的定時或不定時接入;其他領(lǐng)域交換數(shù)據(jù)指其他行業(yè)與水利相關(guān)的數(shù)據(jù)，如國土、水文、氣象等數(shù)據(jù)，通過定義好的開放接口連接接入。

2.2 數(shù)據(jù)存儲

在水利數(shù)據(jù)中心，通過元數(shù)據(jù)庫存儲對水利數(shù)據(jù)中心中所有結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的描述和定義，利用元數(shù)據(jù)技術(shù)定義并統(tǒng)一管理系統(tǒng)元數(shù)據(jù)，為系統(tǒng)提供更高的可用性與易用性。

2.3 數(shù)據(jù)處理分析

水利大數(shù)據(jù)分析是根據(jù)主題化應(yīng)用的需求進行數(shù)據(jù)處理分析，需應(yīng)用并行計算或云計算體系下的數(shù)據(jù)挖掘、機器學(xué)習(xí)、統(tǒng)計分析等技術(shù)。

對于水利數(shù)據(jù)，還存在需要實時計算處理顯示的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)。通過實時計算工具處理消息和更新數(shù)據(jù)庫，快速實時計算大量的監(jiān)測數(shù)據(jù)，實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的實時展示、預(yù)警以及水資源調(diào)度方案的實時生成和水利工程現(xiàn)場視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)的處理。

2.4 數(shù)據(jù)應(yīng)用

針對廣泛的水利大數(shù)據(jù)應(yīng)用，可構(gòu)建大量高效的通用性或定制性服務(wù)，例如：水利工程安全監(jiān)測、工程管理、水資源調(diào)度、防洪抗旱、運行維護等水利相關(guān)應(yīng)用，實施統(tǒng)籌的面向防洪、發(fā)電、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、城市生活、生態(tài)用水的水資源多目標優(yōu)化調(diào)度等。通過對用戶和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的分析挖掘，智能地獲取用戶最感興趣的數(shù)據(jù)指標。同時，利用水利一張圖和統(tǒng)一門戶，可通過統(tǒng)一簡潔的界面，直觀的向用戶展示各種實時和歷史信息以及分析預(yù)報的結(jié)果，以幫助用戶正確理解和應(yīng)用分析成果[3]。

3 結(jié)束語

綜上所述，隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)在水利行業(yè)不斷地深入應(yīng)用，行業(yè)用戶的思維方式將逐步轉(zhuǎn)變，越來越多的應(yīng)用需求也將隨之涌現(xiàn)，其在水利信息化建設(shè)和水利工程管理中是有核心價值的，值得在今后的水利信息化項目設(shè)計和建設(shè)中加強應(yīng)用。

參考文獻

[1] 馮鈞，許瀟，唐志賢，等.水利大數(shù)據(jù)及其資源化關(guān)鍵技術(shù)研究[J].水利信息化，2015，（4）：12-13.

[2] 侯歡歡.數(shù)據(jù)中心在水網(wǎng)監(jiān)控與調(diào)度系統(tǒng)中的建設(shè)[J].山西師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2015，（2）：33-34.

[3] 劉漢剛，李光.水利數(shù)據(jù)中心資源開發(fā)與應(yīng)用研究[J].水利信息化，2015，（2）：56-57.

作者簡介

許躍華（1987-），男，安徽合肥人;學(xué)歷：大學(xué)本科，工程師，現(xiàn)就職單位：安徽省淠史杭灌區(qū)管理總局設(shè)計院，研究方向：水利工程電氣自動化、水利信息化設(shè)計工作。