智慧水利在工程风险管理中的应用探析.pdf

年第 期 水电与新能源 第 卷.:././.收稿日期:作者简介:胡汛训男高级工程师主要从事水利工程设计及建设管理研究工作智慧水利在工程风险管理中的应用探析胡汛训胡婷婷(.湖北省水利水电规划勘测设计院有限公司湖北 武汉.荆门市水利科学研究所湖北 荆门 .三峡大学水利与环境学院湖北 宜昌)摘要:随着智慧水利建设正深入推进与对水利工程风险管理的高度重视本文提出加强智慧水利与工程风险管理统筹实施的顶层设计方案减少重复建设及资源浪费提高工程风险管理效率及精准度 在现有信息化建设基础上针对主要风险因素搭建了智慧水利总体框架构建网络安全态势与感知决策平台提出了水利数据安全处理方案可解决风险管理亟需解决的问题提高水利工程管理的安全性以及经济效益关键词:智慧水利工程风险管理应用探索中图分类号:文献标志码:文章编号:()(.):.:年全国水利工作会议提出要充分运用物联网、大数据、人工智能、区块链等新一代信息技术加快智慧水利建设 水利工程在建设管理过程中面临诸多风险因素包括政治、经济及工程技术等方面影响靠单个领域的资料搜集及风险分析预判只能得到各自领域的结果防范措施分散各领域仍是“信息孤岛”无法对工程进行全面的模拟分析预判找到核心影响因素统筹采取风险应对措施“水利一盘棋”实施智慧水利建设及工程风险管理可极大减少重复建设及资源浪费有效推动新阶段水利高质量发展 概 述.智慧水利建设要求规划要求“十四五”期间要抓好的重点任务就包括:一是加强智慧水利建设提升数字化网络化智能化水平 二是加强水利管理提高水治理现代化水平胡汛训等:智慧水利在工程风险管理中的应用探析 年 月需落实“需求牵引、应用至上、数字赋能、提升能力”总要求建设数字孪生流域加快构建具有预报、预警、预演、预案“四预”功能的智慧水利体系加快推进“”业务应用建设逐步实现“智慧水利”.水利工程中的风险管理.背景水利工程有很多水下及隐蔽工程且水利水电工程的建设周期较长在工程建设过程中会受到多种因素的影响和干扰而这些因素又具有不确定性 因此在工程的建设过程中要学会识别风险、控制风险也要尽量规避风险以提高工程质量.水利工程主要风险影响因素水利工程面临的主要风险因素有安全、生态环境、社会管理、系统及隐性等风险 大多数风险因素是已知的但也有诸多隐性因素甚至是目前不可预见的 具体工程风险影响因素表见表 表 水利工程主要风险影响因素风险影响因素相关影响因子安全风险水文的随机性特别是洪水风险地质条件的不确定性坝体或者坝基渗透问题设计方案和施工质量问题网络安全风险生态环境风险泥沙淤积岸坡及河道冲刷水生动植物生存演替库岸滑坡生态流量减少土壤盐碱化问题地表扰动水土流失问题社会管理风险移民安置补偿经济风险社会稳定风险移民安置管理风险政治方面国际政治风云带来的各种风险系统风险水利工程群或建筑物之间的风险传递、影响及扩散风险隐性风险实测水文资料不全(不超过 年)水库诱发地震暴雨洪水、泥石流和山洪灾害等 大型水利工程都是复杂的巨系统随着影响因素变化都面临失效或破坏的风险 在现有的信息化建设及原有的风险管理制度基础上通过智慧水利建设不断更新和完善安全监测系统升级安全评估和风险排查精度制定有针对性的维修和加固方案有效地提高风险控制效率 水利工程风险管理不足.水利工程风险管理现状经过多年水利基础建设我国已初步形成水利建设管理体系 截至 年累计建成.万座水库、.万 堤防、.万座水闸库容达到 亿保护耕地面积 万公顷保护人口.亿人除涝面积达到 万公顷截至 年年底第一次全国水利普查名录内河湖管理范围已全面划定 万 河流、个湖泊首次明确了管控边界水利管理任务繁重 在风险管理方面水库江河湖泊主要利用已建设的水文监测监控系统对洪水进行实时监控通过区间洪水演算进行模拟分析预判根据提前编制的防汛预案人工决策智能运用水平不高.水利工程信息化建设现状到 年年底水利信息化建设情况如下:数字化方面初步形成了.万处点组成的水利综合采集体系全国水利一张图正式发布并得到积极应用高分辨率卫星遥感实现了全国年度全覆盖 网络化方面全部地市级以上水利部门和.的县级水利部门接入水利信息网.的地市级以上水利部门和.的县级水利部门接入视频会议系统初步构建了省级以上水利部门网络安全防护体系 智能化方面有.的智能视频监控 类河湖“四乱”现象实现遥感影像人工智能()识别大数据应用初见成效在 个单位开展了智慧水利先行先试工作 然而信息化建设建设协同不够、区域发展不平衡尤其是智慧水利处于初期建设试行阶段虽有顶层设计及智慧水利规划实施方案然没有针对工程风险管理的细化方案.需要解决的主要影响因素综合评估相关影响因子找到现阶段亟需应对的相关风险影响因素水 电 与 新 能 源 年第 期.监测感知覆盖不全监测感知对象包括自然类、水利工程类和水利管理活动类三个方面 需要感知的主要参数包括:洪水、干旱、水利工程安全运行、水利工程建设、水资源开发利用、供水、节水、水土流失及水利监督等现有监测模式以传感器直接监测为主相较于庞大的水系监管范围及细致的监管需求信息化监测布置严重不足关键部位监测站点覆盖度不足存在很多监测巡查死角可视范围有限难以满足日常监管需要 工程建设完成后普遍缺乏位移、形变及视频监测河道除了考核断面外缺乏沿线系统的生态监测设备出现水质问题溯源时难以精准找到影响因素 管理单位日常巡查覆盖度不高人力成本大 同时水利感控设备多样、通讯协议不同、集成接入繁琐、设备在线状态难于诊断等都是亟需解决的问题.数据资源收集共享不充分管理信息化系统建设前期由于缺乏统一的规划部门处室间信息未连通存在业务藩篱形成信息孤岛 且各级水利主管单位系统建设进度参差不齐有不同的信息化建设运营单位接口连通受限、技术融合不深、协同不够存在重复建设还需要以省为单位统筹协调信息化建设连通各级接口避免重复建设或者后期不能连通造成资源浪费同时由于历史数据大多数仅 年且数据收集范围不全故在采用历史数据进行洪水演算时结果可能存在较大偏差 对数据采集源头未进行质量控制采集到的数据也未进行处理.智能运用水平不高现阶段业务系统壁垒未完全打通算法环境、知识环境、模型计算环境等未统一构建业务应用的智能化水平和能力不足未建设统一、高效、安全的计算存储环境未充分利用分布式计算、深度挖掘、机器学习、知识图谱、优化调度等技术构建水利模型应用体系.网络安全体系不完善网络安全体系逐步显现以下问题:资产暴露增加资缺乏综合监控能力安全能力分散运维流程不规范人员补位不足安全响应手段不足 措施及建议.建立健全风险管理信息系统)以信息共享、业务协同、智能应用为核心建设“”的智慧水利总体框架 解决现阶段监测感知覆盖不全数据资源收集共享不充分的问题基于风险管理的需求完善智慧水利总体框架 构建遍布全市的感知与决策全向互联的智慧型水利感知网络实时感知、全面整合解决现阶段监测覆盖不全的问题实现水利感知监测的现代化和智能化)建立一个水利数据与应用服务中心 打造智慧水利大脑基座构建集约化基础设施体系、持续提升水利应用统一支撑能力、实现标准一致的水利数据资源体系和完善的资产管理体系 避免不同水利业务应用之间的重复建设解决数据收集不全面资源分享存在藩篱问题)构建 套智慧水利运行保障体系 一是建设集成完善的智慧水利安全保障体系 依据水利部水旱灾害防御应急响应工作规程(试行)(水防 号)、信息安全技术网络安全等级保护基本要求(/)等标准规范完善涵盖安全管理、安全运营的智慧水利安全主动防御体系全面提升安全威胁防御、发现和处置能力 责任到人充分发挥人在信息安全中的主体地位不断完善安全运营体系形成安全管理体系、安全运营体系、运维管理体系、监测预警能力、应急响应能力等全过程闭环管理 同时辅以信息化手段提高运维自动化、智能化水平加强运行总结评估提升水利安全保障水平 可完善涵盖安全管理、安全运营的智慧水利安全主动防御体系全面提升安全威胁防御、发现和处置能力 二是建立优化健全的水利制度保障体系 需革新建管机制针对智慧水利推进中存在的突出问题完善优化管理制度创新拓展建设机制同时需革新建管机制通过梳理建设与运行管理需求、规范管理流程建设一套科学有效的、融合组织、制度、流程、技术的建设与运行管理机制为智慧水利的深化应用和应用效益提升提供可靠保障 此外根据工程风险管理需要制定人才政策形成与其相适应的技术人才队伍)深化和完善 个智慧水利应用 将水灾害、水资源、水工程、水监督、水行政、水公共、水生态水环境等业务应用体系融入智慧水利建设及时发现工程风险并采取应对措施.构建网络安全态势与感知决策平台构建开放式的网络安全态势感知与决策指挥系统依托利用大数据分析平台接入网络全流量数据、网络安全设备日志、系统运行日志等各类数据通过数据治理和算法分析计算发现潜在威胁并通过态势感胡汛训等:智慧水利在工程风险管理中的应用探析 年 月知与决策指挥平台对安全事件分析研判、指挥处置全过程进行管理 可在智慧水利建设过程中同步实施网络安全体系建设解决资产暴露、资缺乏综合监控能力、安全能力分散、运维流程不规范、安全响应手段不足等工程风险问题 水利数据安全处理方案见图 图 水利数据安全处理方案.实施“互联网 安全”防范风险在水利工程风险管理过程中针对大型水利工程、重要隐蔽工程及“五新”技术建议实施“互联网 安全”策略为创新安全管理工作提供坚强保障.对非计量风险采用敏感性分析及合同管理措施非计量风险主要包括:政治、经济风及不可抗力风险等 这些风险一旦发生后果通常较严重 政治风险只能作定性分析与预测在管理过程中加强跟踪 经济风险应进行定性与定量相结合的研究方法可利用智慧水利数据库进行数据比对预测合理决策 大型水利项目建设前期还应对重大风险进行预测进行敏感性分析通过合理使用合同条款及保险可降低这类风险损失 在智慧水利建设过程中利用信息化平台加强数据整理分析及合同管理设置科学化预案措施可在工程风险管理中处于主动位置 结 语本文分析了现阶段智慧水利及水利工程风险管理发展现状找出了水利工程风险管理的主要影响因素及亟需解决的问题 在现有信息化建设基础上基于风险管理的需求搭建完善了智慧水利总体框架建立健全了风险管理信息系统针对安全管理需求构建网络安全态势与感知决策平台提出了水利数据安全处理方案 可解决水利工程风险管理过程中监测感知覆盖不全、数据资源收集共享不充分、智能运用水平不高、网络安全体系不完善等问题 在水利工程风险管理过程中建议对大型水利工程、重要隐蔽工程及“五新”技术实施“互联网 安全”策略防范风险对非计量风险采用敏感性分析、合同及保险等管理措施同时加强技术人才保障 将智慧水利建设与工程风险管理建设统筹规划整合设计方案减少重复建设同时提高了工程风险管理效率及精准度 利用数据化平台提供科学决策大大降低工程管理风险 本文的研究可为现阶段水利工程风险管理及智慧水利建设提供参考提高水利工程管理的安全性以及经济效益参考文献:冯尚友.水资源系统工程.武汉:湖北科学技术出版社 陈进.大型水利工程的风险管理问题.长江科学院院报 ():张红艳 高鹏.水利水电工程安全管理风险分析及对策.中国安全生产科学技术():