1 新时期黄河保护治理面临的形势和任务

1.1 数字孪生流域建设加快推进

水利部提出要按照“需求牵引、应用至上、数字赋能、提升能力”的要求，促进数字化转型，加快构建智慧水利体系，提高“四预”能力，为新阶段水利高质量发展提供有力支撑与强力驱动。黄委党组明确了新阶段黄河流域水利高质量发展的主题，提出了提升流域水安全保障能力的“八大行动”方案，其中加强数字孪生黄河建设，提升科学精准决策支撑能力是重要组成部分。山东河务局提出要聚力智慧流域建设，推进科创平台深化应用，发挥科研项目带动作用，坚持以“一网+三算+四预”为核心，深化数字孪生体系高质量发展。

1.2 新阶段山东治黄业务现代化发展现状

为适应新阶段治黄事业发展要求，山东河务局编制印发了《山东黄河信息化“十四五”建设规划》，提出了采集感知、信息传输、数据存储、智能支撑、监管能力等智慧流域建设发展目标和实施途径。要求加快推动信息技术与治黄业务深度融合，实现管理模式创新和业务流程再造。经过近三年的发展与建设，初步形成了以基础保障、智能支撑、业务应用为核心的数字孪生体系（见图1）。

图1 数字孪生山东黄河架构图

基础保障层面。拓展以无人机、视频监控等为代表的感知体系；开展基于“双链路、双系统”的视频会议云体系搭建，完成覆盖省、市、县、段四级179套系统建设；建成山东黄河网络安全态势感知平台，全面提升省、市、县三级安全防护能力；强化数据支撑服务能力，建成基于超融合技术的山东黄河云；科技创新赋能，开展基于物联网、新型传感器技术的根石监测预警体系和涵闸引水精准监测计量技术研究与应用推广。

智能支撑方面。深化数字孪生体系建设，初步完成山东黄河重点河段L2级数据底板建设，开展东平湖、济南黄河局部典型段L3级搭建；以全国水利一张图为基础，持续升级山东黄河一张图；构建基于辖区特征的大汶河－东平湖洪水产汇流模型、东平湖－黄河运行调度模型等；推动研发基于基层实际工作的水位观测、草皮非法焚烧、浮桥拆除、冰凌观测等视频识别算法研究；持续积累防凌防汛、水资源调度与管理、水行政执法等治黄业务相关预案、方案、制度、标准，研究智能检索生成技术，构建知识平台。

业务应用方面。依托基础保障、智能支撑体系，在原有县级移动指挥部、数字工管、水资源调度与管理等平台的基础上，聚焦水资源、水生态、水环境、水灾害等核心业务，开发建设智慧防汛、智慧水资源管理与调度、智能工程管理等2+N业务应用体系，初步形成以智慧工地、智巡App等为代表的典型业务应用。

随着信息技术与治黄业务融合的深化，视频监控、无人机巡查作业逐步推广，监测预警新技术研究取得突破，业务数据跨层级流转开始普及。同时，黄河流域生态保护和高质量发展成为国家重大战略，对新时期黄河保护治理提出了更高的要求。面对新的发展形势，治黄工作者迫切提升信息化思维，以信息化思维谋划山东黄河治理体系和治理能力现代化。

2 治黄信息化思维建设的必要性

信息化思维是指以数据为基础，以计算机和数学为支撑，以信息处理的体系化、流程化、共享性、预见性为主要生产特征的思考方式。黄河保护治理有其自身固有特征，治黄信息化思维也必将紧密依托实际培养和建立，要以信息化视角对治黄业务管理和工作模式进行重新审视与思考。

2.1 治黄工作模式创新

随着山东黄河视频监控、无人机、根石监测、涵闸测流等基础感知体系的日益完善，创造产生了大量的监测数据；基层职工通过巡查App采集信息上传，各类数据按流程进入防汛、工程管理等业务平台分析处理，把更多实体黄河模拟信息数字化（如河势变化、工程状态等）。这些数据信息一方面帮助各级河务部门提高工作效率，另一方面在不断提升对河流及工程运行的感知及管控能力。同时，随着微服务、区块链、云计算、机器学习等新技术也在不断融入各治黄业务平台。这些技术在加速治黄业务信息化的同时，也触发了管理模式和业务流程的变革。例如为适应视频监控、无人机等现代感知能力，山东局出台了《山东黄河立体巡查管理办法（试行）》，实现了从传统单一人工巡查体制向视频监控、无人机、人工相结合的立体巡查体系拓展。（见图2）

图2 山东黄河工程巡查业务体系架构图

2.2 治黄业务管理变革

随着物联网、互联网等技术的普及应用，极大压缩了信息流转时间，实现了多层级同步信息获取的能力，促使了信息从层级传递向扁平化流转发展。信息流转的新特征必然推动业务管理模式的变革，这就要求管理者主动顺应新形势，创新探索管理业务管理的新模式。以防汛业务管理为例，传统的查险、报险、抢护方案编制及批复需要层级流转，导致了各级险情信息和指挥调度指令传递的延迟，也会造成各级对整体防汛形势判断滞后。通过巡查终端和业务平台能够实现险情信息的各级同步获取，指挥调度指令高效传递；流域、省、市各管理层级全面掌握辖区内险情态势、人员物料配置等综合信息，为指挥调度提供更丰富的决策依据。（见图3）

图3 山东黄河防汛业务流程现代化转变

3 治黄业务信息化思维培养与建立

随着现代治水理念的不断完善和升级，智慧水利、数字孪生流域建设等工作快速发展，新形势倒逼治黄工作者要更加注重信息化思维的培养和建立。只有将信息化思维与治黄业务实践深度融合，才能充分利用信息技术，推动管理模式转型升级，提升业务管理水平与服务能力。

3.1 培养业务管理的整体思维观

在水利行业加快推动数字孪生技术发展的大背景下，各流域机构、地方水利管理行业纷纷加大了水利信息化投入，各类业务管理平台相继搭建，然而随着应用的深入，业务系统各自独立、数据难以融合等弊端日益凸显。尤其治黄业务存在越往基层越趋向融合，防凌防汛、工程管理、水资源调度等业务在省、市级管理机构分工明确，但到了基层往往是由一个人或一个组织（部门）来一体化完成。基层一线采集的信息往往需要分类记录和保存。这样既增加了基层人员负担，又进一步加剧了数据的分割。

防汛、工程管理等业务平台数据来源地的一致性，决定了其业务属性的交叉性和具体工程的重复性。这就需要培养业务管理的去边界化思维，打破原有业务体系的管理边界，确立以目标为导向的整体思维观：纵向整体分析行业数据分发和应用架构，横向整体分析各业务交叉融合属性，进而以信息化思维建立以数据融合驱动的新型业务管理体系，至少推动业务管理信息化平台的整体谋划和构架。（见图4）

图4 一体化业务管理系统架构

3.2 建立流程化管理思维观

传统理论认为分工越细操作越简单，越能够提高工作效率。随着信息化技术在全社会的普及和深入应用，片面追求精细分工，会导致组织整体协调和过程监管复杂度。随着黄河流域信息化基础能力的提升和高等教育的普及和发展，基层劳动力素质大大提高，工作的灵活性和主动性远高于以往，这使得一线员工不再满足于从事简单的重复性工作，对工作的现代化和信息化要求越来越强烈；同时，随着经济社会发展，沿黄涉水活动日益增加，对黄河保护治理提出了更高的要求，单一、独立的管理越来越不能适应流域保护治理高质量发展要求。这些变化，都促使着管理活动的创新和管理模式的重构。

随着治黄业务应用系统的建设和应用，使简化管理环节成为可能，为流程管理实现提供了可靠的基础支撑。以山东黄河自主开发的“智巡App”应用为例，基层职工巡查信息录入后，通过计算机编程，由程序完成自动分类、主动向各业务系统分类分发的复杂工作流程，实现了部门间、上下级的业务联动；笔者2018年主持开发的数字工程管理系统，就是以流程管理为架构、以信息数据为驱动的业务系统，形成了基层巡查（手机App）—工程管理—维修养护—验收评定等业务流程一体化的业务平台，打通了不同管理层级、业务单位之间的壁垒，初步开展了业务流程化管理的探索。（见图5）

图5 数字工程管理平台架构图

3.3 提升以信息化技术辅助决策的思维

管理活动的核心是科学制定工作方案并推动落实。内部资源和能力、外部的政策和环境等因素都是形成决策的重要依据。而限定因素存在的不确定性，往往会给管理者造成困扰，这时就需要以大量的基础信息作为辅助支撑，才能更加科学地制定工作方案和事件决策。传统决策方法大多是领导班子集体研究、专家咨询等工作方式，随着数字孪生技术的发展，使得以信息化作为辅助支撑决策工具成为可能，进一步拓展了科学决策的方式方法。

当前开发建设的治黄业务系统，部分实现了以智能中枢为应用驱动的能力，而智能中枢大多是由模型、算法、知识三大类平台作为支撑。其中知识平台则是由专家经验库、方案预案库、法规制度库、历史场景库等知识体系组成，以大模型主动驱动规则调用算法，辅助生成决策方案。如：收集黄河山东段1954年、1958年、1982年、2021年历史大洪水的发生过程、河道形态、抢护经验等知识，汇总形成专项知识类。进而以当前河道、工程形态为原型底板，以水动力模型、黄河－东平湖调度模型为驱动，自动生成辅助决策方案。这就相当于借助了历史各阶段无数专家和技术人员的智慧和力量，共同参与了防汛抢险。

4 结语

信息化思维模式的培养和建立，需要在长期地学习和实践中不断地探索和完善。我们一是需要以开放的心态接受信息化带来的变革；二是要主动以信息化思维推动工作模式和业务流程的优化和升级；三是高度重视以信息技术为驱动生成的辅助决策方案，进而推动治理体系和治理能力现代化。