智慧水務(wù)在海綿城市中的應(yīng)用

張萌

中機(jī)中聯(lián)工程有限公司 重慶 400039

智慧水務(wù)平臺(tái)通過不斷地自學(xué)習(xí)和適應(yīng)計(jì)算，提高了整個(gè)水務(wù)生產(chǎn)、管理和服務(wù)流程的智慧水平。智慧技術(shù)應(yīng)用于海綿城市建設(shè)，不僅可以增強(qiáng)城市建設(shè)、運(yùn)維的科學(xué)性，提升城市管理水平，而且可以及時(shí)收集城市水務(wù)、天氣、土壤、海綿設(shè)施等各類動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，為城市防洪排澇、生態(tài)健身提供管理、規(guī)劃、設(shè)計(jì)和決策的技術(shù)支持。

1 智慧水務(wù)簡(jiǎn)介

智慧水務(wù)利用新一代信息技術(shù)，通過傳感器技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)系統(tǒng)與水務(wù)信息系統(tǒng)的結(jié)合，構(gòu)建成智能感知、智能仿真、智能診斷、智能預(yù)警、智能調(diào)度、智能處置、智能控制和智能服務(wù)全方位的水務(wù)管理系統(tǒng)。“智慧水務(wù)”是智慧城市建設(shè)的重要組成部分，旨在提升水務(wù)管理和服務(wù)的水平，為城市的發(fā)展提供更好的支撐，有效提升城市智慧建設(shè)和宜居能力。城市供水安全直接關(guān)系著人們的生命安全，是構(gòu)建經(jīng)濟(jì)繁榮、政治穩(wěn)定的現(xiàn)代化城市的重要基礎(chǔ)。伴隨著智慧水務(wù)的建設(shè)，城市供水系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全問題日益突出。網(wǎng)絡(luò)安全已上升到國(guó)家安全戰(zhàn)略高度，習(xí)近平總書記在中央網(wǎng)絡(luò)安全和信息化領(lǐng)導(dǎo)小組第一次會(huì)議中明確闡述了網(wǎng)絡(luò)安全對(duì)于國(guó)家的重要性。2017年6月1日《中華人民共和國(guó)網(wǎng)絡(luò)安全法》正式頒布實(shí)施，明確指出針對(duì)城市水務(wù)公共服務(wù)等關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施，在網(wǎng)絡(luò)安全等級(jí)保護(hù)制度的基礎(chǔ)上，實(shí)行重點(diǎn)保護(hù)。網(wǎng)絡(luò)安全是智慧水務(wù)健康、長(zhǎng)久發(fā)展的重要保障[1]。

2 建設(shè)需求

2.1 海綿城市績(jī)效評(píng)價(jià)的需要

天津市作為海綿城市建設(shè)示范城市，海綿建設(shè)的績(jī)效評(píng)價(jià)體系是海綿城市建設(shè)、運(yùn)維、提升、示范及總結(jié)的重要環(huán)節(jié)。同時(shí)，海綿城市的績(jī)效評(píng)價(jià)又是一個(gè)監(jiān)測(cè)、統(tǒng)計(jì)、計(jì)算、對(duì)比的過程，傳統(tǒng)的手段不能及時(shí)和準(zhǔn)確地做出績(jī)效評(píng)價(jià)，利用監(jiān)測(cè)技術(shù)、云計(jì)算、云存儲(chǔ)、大數(shù)據(jù)分析、雨洪模擬、地理信息系統(tǒng)等手段在智慧平臺(tái)上建立海綿城市績(jī)效考核體系，可實(shí)時(shí)監(jiān)控和評(píng)價(jià)各種指標(biāo)，為海綿城市的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行、考核提供了可靠的數(shù)據(jù)保證。

2.2 經(jīng)濟(jì)高效運(yùn)維的需求

海綿城市的建設(shè)突破了傳統(tǒng)灰色排水體系的建設(shè)理念，增加了大量的海綿細(xì)胞，在發(fā)揮不可替代作用的同時(shí)，海綿細(xì)胞的健康情況也非常重要，因此對(duì)海綿系統(tǒng)的運(yùn)維提出了非常高的要求。以人力監(jiān)測(cè)為主的傳統(tǒng)排水運(yùn)維模式不僅工作繁重、反應(yīng)遲緩、管理不系統(tǒng)，而且各排水區(qū)域缺乏聯(lián)動(dòng)及優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，運(yùn)維數(shù)據(jù)與其他數(shù)據(jù)之間缺乏有效聯(lián)通，容易造成數(shù)據(jù)孤島。因此，海綿城市效能的發(fā)揮需要智慧手段的輔助。通過對(duì)海綿細(xì)胞和各項(xiàng)指標(biāo)的監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)不健康海綿細(xì)胞、不佳運(yùn)行工況和趨勢(shì)的預(yù)警，協(xié)助了管理人員有的放矢地監(jiān)管和維護(hù)[2]。

3 城市智慧水務(wù)建設(shè)中存在的問題

3.1 水務(wù)管理人員智慧水務(wù)意識(shí)不高

城市水務(wù)管理人員對(duì)于城市智慧水務(wù)建設(shè)的關(guān)注度不足，沒有關(guān)注到智慧水務(wù)給城市居民用水帶來的巨大便利，對(duì)于智慧水務(wù)所需的管理技巧也沒有進(jìn)行深入研究，使得城市智慧水務(wù)系統(tǒng)的實(shí)際利用率不高，城市中的水務(wù)問題不能通過智慧水務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行有效解決。

3.2 信息化程度不高

由于城市水務(wù)系統(tǒng)的發(fā)展起步較晚，使得當(dāng)前水務(wù)管理信息化程度不高，水務(wù)系統(tǒng)建設(shè)不完善，管理部門內(nèi)部的局域網(wǎng)建設(shè)不完全，各涉水機(jī)構(gòu)之間的信息交流難度較大，無法有效發(fā)揮水務(wù)系統(tǒng)的作用。加之水務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施陳舊，與信息化設(shè)施難以匹配，水務(wù)管理系統(tǒng)與管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)的提升難度較大，因此，無法滿足智慧水務(wù)平臺(tái)的需求。

4 智慧水務(wù)安全應(yīng)對(duì)措施

4.1 全環(huán)節(jié)態(tài)勢(shì)感知

針對(duì)智慧水務(wù)工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)中安全防護(hù)手段眾多、安全信息雜亂、安全態(tài)勢(shì)不可見的現(xiàn)狀，建議以水務(wù)企業(yè)為主體，建設(shè)涵蓋其下屬水源廠、凈水廠、泵站、管網(wǎng)等生產(chǎn)設(shè)施、覆蓋采水、凈水、給水、供水、排水等全環(huán)節(jié)的工控安全態(tài)勢(shì)感知平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)下屬企業(yè)全方位、全天候的網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢(shì)感知，及時(shí)發(fā)現(xiàn)各類網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)以及非法訪問事件，實(shí)現(xiàn)工業(yè)信息安全的閉環(huán)管理，全面提高水務(wù)企業(yè)工業(yè)安全防護(hù)的整體水平。智慧水務(wù)工控安全態(tài)勢(shì)感知平臺(tái)引入大數(shù)據(jù)威脅情報(bào)分析技術(shù)，綜合底層海量數(shù)據(jù)采集及威脅情報(bào)分析能力，形成安全防護(hù)手段統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、資源信息全面監(jiān)控、態(tài)勢(shì)分析高度集中、運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)智能分析實(shí)時(shí)預(yù)警、態(tài)勢(shì)呈現(xiàn)可見可控的綜合監(jiān)控中心，采用被動(dòng)掃描方式實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)脆弱性識(shí)別和分析，實(shí)時(shí)主動(dòng)感知潛在的網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)，形成高價(jià)值、高可見、高實(shí)時(shí)的戰(zhàn)略性威脅情報(bào)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全威脅、評(píng)估安全風(fēng)險(xiǎn)，按照風(fēng)險(xiǎn)、威脅、事件等構(gòu)建態(tài)勢(shì)要素及態(tài)勢(shì)模型，從計(jì)算環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)邊界、業(yè)務(wù)流程等維度實(shí)現(xiàn)對(duì)智慧水務(wù)工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)全網(wǎng)安全態(tài)勢(shì)感知的可視化[3]。

4.2 全流量安全審計(jì)

針對(duì)智慧水務(wù)工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)中專用工業(yè)協(xié)議多、生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況缺乏監(jiān)控、安全風(fēng)險(xiǎn)難以及時(shí)預(yù)警的現(xiàn)狀，建議建立以工業(yè)協(xié)議深度解析為基礎(chǔ)、“持續(xù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)”為核心理念、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)分析告警的網(wǎng)絡(luò)安全審計(jì)機(jī)制，對(duì)智慧水務(wù)工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)中的所有層面進(jìn)行全面持續(xù)的監(jiān)控，通過全面的數(shù)據(jù)感知和分析，建立智慧水務(wù)安全數(shù)據(jù)庫(kù)，并結(jié)合威脅情報(bào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)已知威脅、高級(jí)威脅、APT攻擊的有效預(yù)防、發(fā)現(xiàn)、防御和過程回溯。通過安全審計(jì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)智慧水務(wù)工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)中針對(duì)工業(yè)協(xié)議的惡意攻擊、誤操作、違規(guī)行為、非法設(shè)備接入以及蠕蟲、病毒等惡意軟件的傳播，及時(shí)告警并聯(lián)動(dòng)態(tài)勢(shì)感知平臺(tái)動(dòng)態(tài)調(diào)整安全防護(hù)措施，避免發(fā)生安全事件。

5 結(jié)語

智慧海綿城市的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了海綿設(shè)施狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控、各類參數(shù)的全面采集、水務(wù)數(shù)據(jù)的分析利用、海綿實(shí)施效果的準(zhǔn)確評(píng)估、仿真和輔助決策的科學(xué)利用，提高了海綿城市的管理水平，為智慧城市建設(shè)提供了發(fā)展空間，也促進(jìn)了海綿城市信息管理的高效化和決策的智能化。