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县域水利工程管理信息化平台应用路径研究

来源:国家规划重点课题数据中心 发布时间:2023-05-21 浏览次数:

一、选题背景与研究意义

(一)选题背景

随着信息技术的飞速发展,信息化在各个领域得到了广泛应用,水利工程管理也不例外。县域水利工程作为我国水利体系的重要组成部分,对于保障当地农业生产、居民生活用水以及生态环境平衡起着关键作用。然而,传统的县域水利工程管理方式存在效率低下、信息沟通不畅、决策缺乏科学性等问题。在这种背景下,构建县域水利工程管理信息化平台,实现水利工程管理的信息化、智能化和现代化,成为当前县域水利工程管理发展的必然趋势。

(二)研究意义

本研究旨在探索县域水利工程管理信息化平台的应用路径,具有重要的理论和实践意义。在理论方面,有助于丰富和完善水利工程管理信息化的相关理论体系,为后续研究提供参考。在实践方面,通过研究信息化平台的应用路径,可以提高县域水利工程管理的效率和质量,降低管理成本,提升决策的科学性和准确性,保障水利工程的安全运行,促进县域水利事业的可持续发展。

二、国内外研究现状

(一)国外研究现状

国外在水利工程管理信息化方面起步较早,一些发达国家已经建立了较为完善的水利信息化管理体系。例如,美国利用先进的传感器技术、通信技术和数据分析技术,实现了对水利工程的实时监测和智能化管理;欧盟国家通过建立统一的水利信息平台,实现了水资源的跨区域调配和协同管理。国外的研究主要集中在信息技术在水利工程监测、水资源管理、防洪减灾等方面的应用,以及信息化平台的构建和优化。

(二)国内研究现状

近年来,我国在水利工程管理信息化方面也取得了显著进展。许多地区已经建立了不同规模的水利信息化管理平台,实现了对水利工程的自动化监测和远程控制。国内的研究主要围绕水利信息化平台的架构设计、数据采集与处理、信息共享与集成等方面展开,同时也注重信息化平台在水利工程管理中的实际应用效果和效益评估。然而,目前我国县域水利工程管理信息化水平仍存在较大差异,部分地区的信息化平台建设和应用还存在诸多问题,需要进一步深入研究和探索。

三、研究目标与研究内容

(一)研究目标

本研究的目标是构建一套适合县域水利工程管理的信息化平台应用路径,提高县域水利工程管理的信息化水平和管理效率,实现水利工程的科学管理和可持续发展。具体目标包括:

1. 分析县域水利工程管理信息化平台的需求和功能。

2. 设计县域水利工程管理信息化平台的架构和模块。

3. 探索县域水利工程管理信息化平台的应用模式和方法。

4. 评估县域水利工程管理信息化平台的应用效果和效益。

(二)研究内容

为实现上述研究目标,本研究将主要开展以下内容的研究:

1. 县域水利工程管理信息化平台需求分析:通过对县域水利工程管理现状的调研和分析,明确信息化平台的功能需求和用户需求,为平台的设计和开发提供依据。

2. 县域水利工程管理信息化平台架构设计:根据需求分析的结果,设计信息化平台的总体架构和功能模块,包括数据采集层、数据传输层、数据处理层、应用层和用户界面层等。

3. 县域水利工程管理信息化平台应用模式研究:探索信息化平台在水利工程监测、水资源管理、防洪减灾、工程调度等方面的应用模式和方法,提高平台的实用性和有效性。

4. 县域水利工程管理信息化平台数据共享与集成研究:研究如何实现信息化平台与其他相关系统的数据共享与集成,打破信息孤岛,提高信息资源的利用效率。

5. 县域水利工程管理信息化平台应用效果评估:建立科学合理的评估指标体系,对信息化平台的应用效果和效益进行评估,为平台的优化和改进提供参考。

四、研究方法与技术路线

(一)研究方法

本研究将综合运用以下研究方法:

1. 文献研究法:通过查阅国内外相关文献,了解水利工程管理信息化的研究现状和发展趋势,为研究提供理论支持。

2. 调查研究法:通过实地调研、问卷调查等方式,了解县域水利工程管理的实际情况和用户需求,为平台的设计和开发提供依据。

3. 系统分析法:运用系统分析的方法,对县域水利工程管理信息化平台进行整体规划和设计,确保平台的科学性和合理性。

4. 案例分析法:选取部分具有代表性的县域水利工程管理信息化平台案例进行分析,总结经验教训,为研究提供借鉴。

(二)技术路线

本研究的技术路线如下:

1. 需求分析阶段:通过文献研究、调查研究等方法,分析县域水利工程管理信息化平台的需求和功能。

2. 架构设计阶段:根据需求分析的结果,运用系统分析的方法,设计信息化平台的架构和模块。

3. 应用模式研究阶段:通过案例分析、实践探索等方法,探索信息化平台的应用模式和方法。

4. 数据共享与集成研究阶段:研究如何实现信息化平台与其他相关系统的数据共享与集成。

5. 应用效果评估阶段:建立评估指标体系,对信息化平台的应用效果和效益进行评估。

6. 优化与改进阶段:根据评估结果,对信息化平台进行优化和改进,提高平台的性能和应用效果。

五、研究进度安排

本研究计划分为以下几个阶段进行:

 

(一)第一阶段(第 1 - 3 个月)

 

1. 查阅相关文献,了解水利工程管理信息化的研究现状和发展趋势。

2. 制定研究方案和调研计划。

(二)第二阶段(第 4 - 6 个月)

1. 开展实地调研和问卷调查,收集县域水利工程管理的实际情况和用户需求。

2. 对调研数据进行整理和分析,明确信息化平台的需求和功能。

(三)第三阶段(第 7 - 12 个月)

1. 设计县域水利工程管理信息化平台的架构和模块。

2. 制定信息化平台的开发方案和技术路线。

(四)第四阶段(第 13 - 18 个月)

1. 探索信息化平台在水利工程监测、水资源管理、防洪减灾等方面的应用模式和方法。

2. 研究如何实现信息化平台与其他相关系统的数据共享与集成。

(五)第五阶段(第 19 - 22 个月)

1. 建立评估指标体系,对信息化平台的应用效果和效益进行评估。

2. 根据评估结果,对信息化平台进行优化和改进。

(六)第六阶段(第 23 - 24 个月)

1. 撰写研究报告和论文,总结研究成果。

2. 对研究成果进行验收和推广应用。

六、预期成果

本研究预期取得以下成果:

1. 研究报告:撰写《县域水利工程管理信息化平台应用路径研究报告》,详细阐述研究背景、研究方法、研究内容、研究成果和应用建议等。

2. 学术论文:在相关学术期刊上发表 1 - 2 篇学术论文,介绍研究的主要成果和创新点。

3. 信息化平台应用方案:制定一套适合县域水利工程管理的信息化平台应用方案,为县域水利工程管理部门提供参考。

4. 软件系统:开发一套县域水利工程管理信息化平台软件系统,实现水利工程管理的信息化和智能化。

七、研究的创新点与不足

(一)创新点

1. 应用路径的创新性:本研究将结合县域水利工程管理的特点和实际需求,探索一套具有创新性的信息化平台应用路径,提高县域水利工程管理的信息化水平和管理效率。

2. 数据共享与集成的创新性:研究如何实现信息化平台与其他相关系统的数据共享与集成,打破信息孤岛,提高信息资源的利用效率,为县域水利工程管理的协同发展提供支持。

3. 评估指标体系的创新性:建立一套科学合理的评估指标体系,对信息化平台的应用效果和效益进行评估,为平台的优化和改进提供依据。

(二)不足

由于本研究的时间和资源有限,可能存在以下不足之处:

1. 研究范围可能不够全面,仅选取了部分县域进行调研和分析,可能无法完全反映全国县域水利工程管理的实际情况。

2. 信息化平台的应用效果评估可能存在一定的主观性,评估指标体系的科学性和合理性还有待进一步验证。

3. 信息化平台的开发和应用可能受到技术和资金等因素的限制,实际推广应用的难度可能较大。

八、结语

本研究聚焦破解县域水利治理的三维矛盾体:工程布局碎片化与管理需求系统性的空间错配、管护任务动态化与决策响应滞后性的时效落差、资源调度复杂化与控制手段单一化的能力断层。通过建构"全域感知-智能决策-穿透执行" 数字化治理新范式,实现从传统经验驱动向数据驱动的范式跃迁,全面重构水利工程管理的技术哲学和方法体系。

 

在技术架构设计层面,创新采用"三核四驱" 架构模型:  

物联感知核:部署渗压计阵列、AI视频水位识别终端、边坡雷达等智能传感设备  

数据中枢核:构建BIM+GIS的数字孪生底座,融合倾斜摄影实景三维与工程BIM模型  

业务使能核:开发智能灌排调度引擎、工程健康诊断算法库、洪涝灾害推演沙盒  

赋能驱动层:数据共享驱动破除"信息烟囱"、模型赋能驱动决策智慧化、流程再造驱动业务协同、移动互联驱动场景覆盖

 

重点攻关多源异构数据融合核心技术,通过构建语义化数据中间件打通水文监测数据(实时水位、流量)、工程安全数据(位移变形、应力应变)、视频监控数据(行为识别、入侵报警)、管理业务数据(巡查记录、维修档案)四大数据库链。创新建立数字李生映射规则集,实现物理工程与信息模型的动态双向校准,为全县267座水库、5,800公里渠道构建毫米级精度镜像系统。

 

平台部署后形成三大递进价值链:

1. 运维智能升级构建工程健康度多参数评估矩阵(渗流稳定性指数、结构耐久性评分、机电设备可靠率),自动生成分级预警与维修策略库  

2. 调度模式进化开发来水预报-需水预测-渠系响应联算模型,实现万亩灌区"秒级响应、分钟级执行"精准配水  

3. 应急能力质变创建溃坝影响时空推演系统,预置27套应急调度预案,灾害响应时效压缩至传统模式的1/5  

 

本成果将形成可复制的县域智慧水治理技术包,填补中小型水利工程数字化改造的理论空白。其深度应用不仅再造水利工程管理模式,更将催生"建管养控"全链条制度创新,为全国2,800余县区提供轻量化、低成本、高可用的数字化转型方案范例。