大數據驅動的水利科技創新研究

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摘要：大數據為水利科技創新帶來新的技術和思維，成為水利科技創新的驅動力。本文立足山東省實際情況，對大數據驅動下的山東省水利創新進行研究；首先對大數據進行界定，理清大數據對水利科技創新的驅動作用；其次，通過實地考察發現山東省在“大數據+水利”方面已卓有成效，初步形成了省級水利大數據中心、水利電子政務、水利應急管理系統等成果，但其在動力刺激、優化升級、推廣應用、風險應對、多元參與等方面存在不足；最后，提出“創新+應用”的山東省水利科技創新優化路徑，以大數據“技術+思維”驅動、大數據水利頂層設計和智慧水利體系為基礎力量，融合多手段、多主體、多保障的深入力量，為山東省更好地促進水利與大數據的創新、融合和應用提供借鑒。

關鍵詞：大數據；水利科技創新；優化路徑

一、技術+思維：大數據對水利科技創新的驅動作用

大數據從萌芽到風靡全球僅僅用了幾十年時間，雖然關于大數據的定義存在諸多爭議，但大數據定義從3V發展到5V，無一不是人們對大數據和大數據時代認識的加深以及對大數據多樣性(Variety)、快速性(Velocity)、巨量性(Volume)、價值性(Value)、真實性(Veracity)特點的認同，世界各國都已加入了第三次浪潮中的大數據之戰和知識革命，[1]以獲得大數據時代的競爭優勢。2015年國務院《大數據發展綱要》將大數據發展上升為國家戰略，并定義大數據為一定形式的數據集合，是一種新一代信息技術和服務業態，具有容量大、類型多、速度快、價值高的特征；通過對海量數據進行采集、處理和分析創造數據新價值，為人們認識和改造世界提供新的思維和能力。[2]從此大數據在我國迅速發展，成為各行各業發展的驅動力。中國信通院CAICT在2018年大數據產業峰會的《中國數字經濟發展與就業白皮書(2019)》指出2018年我國數字經濟規模達到31.3萬億元；IDC預計中國大數據市場預計未來5年將保持持續增長的趨勢，年復合增長率將達到17.3%。為水利部門帶來新的大數據技術和大數據分析思維，成為提升水利治理能力的新途徑和新優勢。水利部門經過多年信息化建設與管理已經累積了水文氣象、水位流量、水質生態、水污染、水設施、水災害等大量的實測信息數據，各部門水利政策、計劃、審批等各類政務信息，以及與水利相關的各類輔助信息數據，如基礎的地理、人文、經濟、文化等，巨量數據匯集形成水利大數據集。[3]大數據作為一種新興技術和治理視角，已逐步應用于水利政務簡化提速、水利災害應急處理、水利工程協同設計、水利實驗模擬仿真、水利數據計算處理等多個方面。水利行業涉及到社會發展和人民生活等方方面面，因此水利大數據應用領域非常廣泛，這也是大數據應用價值的根本體現；在新的數據理念指導下，結合用戶功能需求、行業及社會需求，與新興技術相融合，逐步形成可持續發展的數據智能化水利管理策略。隨著研究、創新、應用和推廣的不斷深入，大數據應用在水利行業的技術創新中發揮著越來越重要的作用，基于大數據的水利科技創新是水利經濟系統發展的動力和引擎，是水利改革發展的重要支撐。[4]

二、大數據+水利：山東省水利科技創新成效

2016年的《山東省水利發展“十三五規劃”》指出：在需求導向下完善頂層設計，重點突破水利科技創新問題，優化財政資金投向，加強科技資源整合，促進創新鏈條融合，真正提高水利科技的創新能力和綜合實力。[5]山東省水利系統先后實施了國家重點研發計劃課題、科技推廣計劃、“948”項目及山東省重點研發計劃等省部級以上科技項目17項，省級以上財政投入3797萬元；[6]其中2018年重點任務——智慧水利調度中心建設投資2460余萬元；[7]獲省級以上獎勵成果131項，國家專利218項，發表科技論文1100余篇；大數據與水利科技創新的融合得到重點推動。當前山東省已完成了水利數據中心、水利云辦公平臺、河長制湖長制管理信息系統、水利應急管理系統的初步建設與應用。

1.水利數據中心

山東省水利信息中心承擔水利數據中心建設與完善的任務，通過建設門戶網站，對網站數據傳輸處理，組織水利信息化系統軟件的設計開發、應用推廣、優化升級、技術服務等工作，推動為省級業務系統提供數據服務全省轉變為向水利行業提供數據服務。省水利數據中心通過統一的數據交換接口整合省廳各部門及相關單位水利數據，進行抽取、轉換并加載到統一數據資源中心，同步到大數據管理平臺的數據。水利數據資源中心對巨量、多源、異構的各類型數據進行整合與分析，形成基礎數據庫、業務應用庫、空間數據庫、專題數據庫、元數據庫、歷史庫等不同于原始數據的數據產品，為相關人員的管理和決策提供參考。[8]

2.水利云辦公平臺

水利信息化背景下，2006年山東省水利主管部門著手建設電子政務系統一期工程“無紙化辦公”，包括建設綜合、協同辦公系統和數字化檔案管理系統，2007年建設完成并投入運行；2008年二期工程對水利網上審批系統進行建設，促進省級水利項目審批事項全部實現網上辦理。2015年大數據技術伴隨信息化進一步發展，逐步應用到全省水利政務系統，建設覆蓋全省水利云辦公系統，實現了政務云辦公、數據的云處理。快捷高效的“山東水利云辦公平臺”，真正促進了全省水利業務集中辦理、數據集中存儲、資源共享和高效利用的實現，提高了各級文秘工作和行政審批工作的效率。[9]為擴大應用，實現水利大數據資源共享，全省水利系統各級、各部門相繼開展相關工作，極大提高了全省水利系統的數據化和高效化。2019年山東省水利主管部門就深化“一次辦好”改革接受記者專訪時指出：按時完成5年降低50%的任務，其中行政許可事項9項取消、5項下放，專家評審環節也通過網上視頻形式實現了全過程網辦，“人不跑路，讓數據跑路”。

3.河長制湖長制管理信息系統

大數據與河長制湖長制結合，形成山東省河長制湖長制管理信息系統，已于2018年9月順利通過綜合驗收。自7月1日投入試運行以來，河長APP、巡河APP累計下載次數達59120次，有7448人關注河長制微信公眾號；累計上報河長49313人，河管員17417人；各級河長利用APP巡河次數達35148次，發現570起事件，辦結343起。青島、淄博、濰坊等11個地市完成標準版的培訓及應用，整合了省市兩級系統的數據。驗收專家指出：山東省河長制湖長制管理信息系統，已完成了全民參與、社會管理共享平臺的初步搭建，暢通了水利領域與社會公眾的交流渠道，形成了對全省河長和河管員的全覆蓋、動態式管理，河湖整治管理效率和水環境監管能力得到有效提升。[10]

4.水利應急管理系統

山東省結合大數據建立覆蓋防汛抗旱減災預案、預警與應急響應、應急處置與救援等各個環節的水利應急管理系統，提高了山東省應對水利災害的信息化管理水平和防災減災能力。水利應急管理系統通過大數據應用覆蓋水資源配置、調度、節約、保護等各個環節，極大增強水資源精細化管理能力；全天候對水庫、堤防、險工險段進行安全監測、通信預警和遠程控制，增強了水利工程管理的安全性和高效性；大數據應急管理系統能深度整合防汛抗旱、水文水資源、城鄉供水、水土保持、水政執法等各類業務信息，對水利災害或安全事件應對提供迅速、科學的分析，為政府部門第一時間作出反應、處置提供強力支撐。

三、創新+應用：山東省水利科技創新優化路徑

大數據驅動下的山東省水利創新已取得初步成效。但是相關水利創新主要依賴財政投入，缺乏社會資本投入；技術市場不完善，科技貢獻率不足；創新項目理論性強，實踐應用性差，成果轉化不足；水利系統專業的技術轉移、中介組織不發育，應用不廣泛等。因此抓住大數據機遇以創新山東省水利科技在動力提升、優化升級和推廣應用方面還需進一步優化。本文提出以大數據“技術+思維”驅動力、大數據水利頂層設計和智慧水利體系為基礎力量，融合多手段、多主體、多保障深入力量的“創新+應用”的山東省水利科技創新優化路徑。科技創新是一項系統性、長期性工程，[11]具體包括以下六個路徑。

1.完善大數據水利頂層設計，構建山東省智慧水利體系

戰略頂層設計在促進大數據驅動，水利技術創新、應用中至關重要。完善頂層設計，聯合智囊團、專家學者、水利研究機構，暢通民主溝通途徑，借鑒經驗，根據山東省大數據背景下的水利創新實際情況制定“大數據+水利，構建山東省智慧水利創新與應用體系”的頂層目標，具體包括智慧水利頂層架構、發展戰略和云計算、大數據、物聯網、移動應用技術應用模式，水利技術標準和建設規范，相關技術和人才的投入，多主體的參與機制、激勵機制、風險防范機制等。山東省智慧水利研究院負責對省智慧水利的發展戰略和頂層設計、系統開發和應用、咨詢服務等進行研究。水利廳牽頭，大力發揮山東省智慧水利研究院、山東省水利科學研究院和山東省水利信息中心的作用，聽取專家學者意見，尊重民眾意愿，形成科學的、民主的、部門聯動的頂層設計，為大數據驅動的山東省水利創新提供頂層規劃與指導。

2.加大科技人才和資金支持，形成多手段創新促進機制

一方面，完善多渠道科技創新投入機制，形成良好的創新氛圍。積極爭取國家財政對山東省大數據水利科技創新的支持，積極探索通過市場機制多渠道籌集科技投入機制，鼓勵企事業單位、社會團體對水利科技創新的投入，各級水行政主管部門、科技主管部門積極爭取設立大數據與水利科技創新的專項經費；加強國際科技合作與交流，相關單位要為科研人員出國交流等工作提供必要的保障和支撐，加強與大數據局相關的創新合作；通過宣傳先進事跡和激勵機制，鼓勵科技工作者開展學術討論和爭鳴形成尊重知識和人才、鼓勵創新的氛圍。另一方面，努力打造一支了解山東水利實際、掌握大數據技術、創新能力強的水利科技創新隊伍。加大人員培養經費投入，構建新型高層次人才隊伍建設的培養、引進和使用體系，加強院士、勘察設計大師等優秀領軍人才的培養；加強重點實驗室、工程技術研究中心等創新平臺建設，建設科技創新團隊，充分發揮資深優秀科技專家的作用；產學研合作設置相關水利專業，為水利科技創新提供后備人才。

3.促進政企和政校創新合作，完善多主體參與創新網絡

加強山東省政府水利部門與企業、社會的合作，政府部門間的合作，形成水利部門主導，行業協會、高等院校、水利科研院所、科技企業等多主體廣泛參與的水利科技創新網絡機制。一方面，推動政府和社會資本合作(PPP)水利項目，加強省屬水利院校建設，加大水利職業教育投入，推進政、校、企合作，探索建立全省水利系統干部及專業技術人員培訓基地，加強水利職工教育；與河海大學、山東大學、中國海洋大學、山東師范大學等高等院校保持親密合作關系，形成高校、科研院所、企業、水利機關之間的人才流動機制；水利科研院所創新人員可以在本職工作完成的基礎上離崗創業或到企業兼職，促進科技成果轉化；水利機關、科研院所、高校可以設置一定比例的流動崗，吸引有創新實踐經驗的企業科技創新人才進行合作；水利機關單位可以通過項目共建、互派人員工作交流等方式提高創新能力，形成跨單位和跨地域的整體驅動力。另一方面，加強部門間合作，完善水利部門內部各層級的協調、創新機制，外部促進山東省水利部門與大數據局、氣象、林業等部門的交流與協同共建，整合部門優勢，提高創新潛能。

4.規范水利新技術交易市場，完善專利的保護激勵機制

完善水利新技術交易市場，能為大數據和水利創新相結合提供更大的動力。但山東省水利技術市場大體上面臨全國技術市場發展的共性問題，為加快水利技術市場發展要解決好以下幾個關鍵問題：一是明確水利技術市場定位、完善水利技術市場行政性法規、加強市場監管體制、加大財政投入、重視水利技術市場準入和產品認證問題。二是建立科技創新成果評價、登記和機制，完善山東省水利科技管理系統，形成系統的創新項目申報、立項、驗收程序，并且促進與國家相關系統的信息共享；根據水利管理工作中的技術創新需求，進一步制訂標準規范的水利技術測評體系，促進水利創新先進實用技術重點推廣。三是完善科技人才評價和激勵制度。完善分類考核制度，強調能力和業績，加大績效激勵力度，完善多層次薪酬制度，除了保證創新人才的基本工資外，依實際情況推行股權、期權、分紅等制度，讓科研人員獲得多層次的收入；完善科技創新獎勵制度，形成政府獎勵、用人單位獎勵和社會力量獎勵多層次結合的人才獎勵體系。

5.加快水利新科技成果轉化，促進水利大數據應用推廣

基于大數據驅動的山東省水利科技創新成果通過大力應用和推廣才能發揮其實在的功效。一方面應健全不同層次水利科技成果轉化平臺和機制，形成水利部門牽頭引導、市場企業進入合作的水利科技創新成果轉化模式，實現創新成果與水資源治理實際對接；建設水利先進技術成果信息平臺，廣泛通過技術創新會、推介會、技術交流會等多種方式，開展技術創新研討與宣傳，增強大數據技術的影響和水利科技成果轉化應用力度。另一方面山東省應加快促進科技成果示范推廣，建設水利科技創新成果推廣示范基地，推進水利科技推廣組織體系建設，形成水利行政主管部門主導、各流域管理部門協同、水利協會、省高校、水利科研院所、市場企業多元參與的水利科技創新推廣機制；積極引導多元主體參與科技創新成果推廣應用，為科技企業提供市場競爭準入、優惠和補貼等方面的扶持，積極培育和孵化具有市場潛力的水利科技創新成果，促進大數據驅動水利科技創新成果轉化為現實生產力。

6.防范大數據安全風險危害，形成水利大數據安全保障

大數據技術和大數據思維為水利部門管理工作提供了“良藥”的同時，正在集聚的大數據“自反性”安全風險不斷涌現。[12]一次病毒攻擊，就可能引發山東省甚至全國水利大數據系統崩潰，毀壞創新成果，造成巨大損失。未來超發達的大數據技術決定人類的“生死”會變得如同“一呼一吸”那樣容易與迅速。[13]結合緊湊式城市空間結構要素進行研究，[14]在促進大數據與水利科技創新相結合的同時，必須注重防范大數據安全風險，形成安全保障體系，與大數據局協同促進大數據確權和數據安全，防止水利大數據創新受到大數據本源風險的限制。一方面，大數據驅動下，山東省水利科技創新必須考慮到大數據安全風險的重要性，促進大數據安全工作與水利科技創新相結合，促進水利大數據安全創新，進行山東省水利信息系統安全服務公開招標，凝結各方力量。另一方面，完善水利大數據安全風險應急工作體系，增強大數據安全風險感知能力，編制大數據安全預案，做好宣傳教育、技能培訓、容災備份、應急演練和風險評估等各項基礎性常態管理工作，通過危險監控、風險調查和隱患治理等手段，第一時間預警，通過信息搜集、數據分析、危機溝通、專家咨詢、經驗借鑒等方式來制定和選擇方案，實現科學性、綜合性、協調性和高效性的應急決策和處置。

作者：劉芳 徐慧慧 單位：山東師范大學公共管理學院