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近年來,國家對加快建設(shè)科技強國,實現(xiàn)高水平科技自立自強作出了一系列重大決策部署,強調(diào)科技創(chuàng)新是核心,抓住了科技創(chuàng)新就抓住了牽動我國發(fā)展全局的牛鼻子。其中,加快數(shù)字孿生流域建設(shè),大力提升流域治理管理的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化水平,是賦能推動新階段水利高質(zhì)量發(fā)展的先進引領(lǐng)力和強勁驅(qū)動力。

福建省福州市水利局綜合調(diào)度指揮大廳,大廳屏幕展示著溪源溪流域的各個水庫水位、氣象等數(shù)據(jù),實時顯示、一目了然,這些數(shù)據(jù)是溪源溪流域數(shù)字孿生項目的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)。

溪源溪是福州市閩江下游南港的一條小支流,卻是福建省暴雨中心區(qū),暴雨強度大,洪水暴漲暴落,易突發(fā)山洪。

近年來,為切實提高溪源溪流域監(jiān)測預(yù)警和防災(zāi)減災(zāi)能力,在省水利廳的指導(dǎo)幫助下,福州市水利局緊緊抓住開展數(shù)字孿生流域建設(shè)先行先試工作的時機,有序推進福州溪源溪流域數(shù)字孿生項目建設(shè),項目由福建省電子信息集團國有控股企業(yè)四創(chuàng)科技有限公司承建,現(xiàn)已完成溪源溪數(shù)字孿生數(shù)據(jù)資源數(shù)據(jù)庫主體建設(shè)及數(shù)據(jù)引擎建設(shè),構(gòu)筑了數(shù)字孿生流域的底座。

溪源溪流域洪水預(yù)報

溪源溪流域洪水預(yù)報

信息互通,流域共享數(shù)據(jù)底板

數(shù)字孿生對數(shù)據(jù)數(shù)量、質(zhì)量的嚴(yán)苛要求,考驗著流域內(nèi)各跨行業(yè)部門數(shù)據(jù)采集、匯聚的機制與能力,是構(gòu)建溪源溪流域數(shù)字孿生項目的一大挑戰(zhàn)。

在監(jiān)測數(shù)據(jù)方面,溪源溪流域數(shù)字孿生項目通過利用福州市各縣區(qū)山洪災(zāi)害及福州市智慧水利等項目原有的前端水利感知設(shè)備,結(jié)合運用新興技術(shù)手段,將北斗通信、5G技術(shù)深入融合到前端感知站網(wǎng)的數(shù)據(jù)監(jiān)測、傳輸過程中,保障前端采集數(shù)據(jù)在惡劣、災(zāi)害性天氣等極端情況下,依然穩(wěn)定地進行數(shù)據(jù)監(jiān)測和傳輸,并在5G高帶寬的加持下,實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸速率提升至“秒級”,工作人員可以第一時間獲取水情、汛情信息。

在數(shù)據(jù)底板建設(shè)方面,項目集成了多源數(shù)據(jù),基于福州市水利數(shù)據(jù)資源中心,在現(xiàn)有數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,項目梳理歸集溪源溪流域相關(guān)數(shù)據(jù),整合接入包括溪源溪流域內(nèi)的15個實時雨情監(jiān)測設(shè)備、17個實時水情監(jiān)測設(shè)備等監(jiān)測數(shù)據(jù),完成業(yè)務(wù)相關(guān)數(shù)據(jù)入庫,并與水文、氣象部門等完成水文數(shù)據(jù)、氣象衛(wèi)星云圖、降雨預(yù)報等數(shù)據(jù)的對接,通過開發(fā)水利數(shù)據(jù)資源中心,實現(xiàn)與福州市大數(shù)據(jù)局的數(shù)據(jù)共享交換,實現(xiàn)水利數(shù)據(jù)“一數(shù)一源、共享交換”。

量子加密

量子加密

量子加密,“護航”水利數(shù)據(jù)全過程傳輸

數(shù)據(jù)安全是“智慧水利”的重要基礎(chǔ),也是孿生流域的前提保障。

福州市水利相關(guān)部門密切監(jiān)視溪源溪流域的水情、汛情,每天自動化水雨情監(jiān)測站點、視頻監(jiān)控站點會產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù),如何確保監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性、安全性,為山洪災(zāi)害防御的科學(xué)決策提供數(shù)據(jù)支撐,成為了一道難題。

為此,福州市水利局與中國科學(xué)院量子信息重點實驗室達成戰(zhàn)略合作,通過量子加密技術(shù)對圖像、視頻等數(shù)據(jù)和操作信令進行安全加密后再傳輸,“護航”水利數(shù)據(jù)全過程傳輸。量子加密技術(shù),采用真隨機密鑰,一次一密,密鑰更新速率快到秒級,能夠為流域數(shù)據(jù)提供從監(jiān)測、傳輸、存儲、應(yīng)用等全生命周期的量子安全防護。至2021年3月,全市九個縣區(qū)與市水利局均部署了量子加密設(shè)備,依托真隨機密鑰對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行加密,通過把量子加密技術(shù)應(yīng)用到福州智慧水利以及溪源溪孿生流域應(yīng)用里面來,從而大大提升了數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴?/p>

數(shù)字賦能溪源溪流域,構(gòu)建溪源水庫及溪源溪流域智慧防洪體系。下一步,福州市水利局將繼續(xù)推動溪源溪流域風(fēng)險動態(tài)研判與管控能力現(xiàn)代化建設(shè),提升溪源水庫及溪源溪流域水旱災(zāi)害防御智能化決策支撐能力,努力形成數(shù)字孿生流域建設(shè)的福州模式,為水利高質(zhì)量發(fā)展提供有力支撐。

責(zé)任編輯:趙睿

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