大数据驱动的水利科技创新研究

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摘要：大数据为水利科技创新带来新的技术和思维，成为水利科技创新的驱动力。本文立足山东省实际情况，对大数据驱动下的山东省水利创新进行研究；首先对大数据进行界定，理清大数据对水利科技创新的驱动作用；其次，通过实地考察发现山东省在“大数据+水利”方面已卓有成效，初步形成了省级水利大数据中心、水利电子政务、水利应急管理系统等成果，但其在动力刺激、优化升级、推广应用、风险应对、多元参与等方面存在不足；最后，提出“创新+应用”的山东省水利科技创新优化路径，以大数据“技术+思维”驱动、大数据水利顶层设计和智慧水利体系为基础力量，融合多手段、多主体、多保障的深入力量，为山东省更好地促进水利与大数据的创新、融合和应用提供借鉴。

关键词：大数据；水利科技创新；优化路径

一、技术+思维：大数据对水利科技创新的驱动作用

大数据从萌芽到风靡全球仅仅用了几十年时间，虽然关于大数据的定义存在诸多争议，但大数据定义从3V发展到5V，无一不是人们对大数据和大数据时代认识的加深以及对大数据多样性(Variety)、快速性(Velocity)、巨量性(Volume)、价值性(Value)、真实性(Veracity)特点的认同，世界各国都已加入了第三次浪潮中的大数据之战和知识革命，[1]以获得大数据时代的竞争优势。2015年国务院《大数据发展纲要》将大数据发展上升为国家战略，并定义大数据为一定形式的数据集合，是一种新一代信息技术和服务业态，具有容量大、类型多、速度快、价值高的特征；通过对海量数据进行采集、处理和分析创造数据新价值，为人们认识和改造世界提供新的思维和能力。[2]从此大数据在我国迅速发展，成为各行各业发展的驱动力。中国信通院CAICT在2018年大数据产业峰会的《中国数字经济发展与就业白皮书(2019)》指出2018年我国数字经济规模达到31.3万亿元；IDC预计中国大数据市场预计未来5年将保持持续增长的趋势，年复合增长率将达到17.3%。为水利部门带来新的大数据技术和大数据分析思维，成为提升水利治理能力的新途径和新优势。水利部门经过多年信息化建设与管理已经累积了水文气象、水位流量、水质生态、水污染、水设施、水灾害等大量的实测信息数据，各部门水利政策、计划、审批等各类政务信息，以及与水利相关的各类辅助信息数据，如基础的地理、人文、经济、文化等，巨量数据汇集形成水利大数据集。[3]大数据作为一种新兴技术和治理视角，已逐步应用于水利政务简化提速、水利灾害应急处理、水利工程协同设计、水利实验模拟仿真、水利数据计算处理等多个方面。水利行业涉及到社会发展和人民生活等方方面面，因此水利大数据应用领域非常广泛，这也是大数据应用价值的根本体现；在新的数据理念指导下，结合用户功能需求、行业及社会需求，与新兴技术相融合，逐步形成可持续发展的数据智能化水利管理策略。随着研究、创新、应用和推广的不断深入，大数据应用在水利行业的技术创新中发挥着越来越重要的作用，基于大数据的水利科技创新是水利经济系统发展的动力和引擎，是水利改革发展的重要支撑。[4]

二、大数据+水利：山东省水利科技创新成效

2016年的《山东省水利发展“十三五规划”》指出：在需求导向下完善顶层设计，重点突破水利科技创新问题，优化财政资金投向，加强科技资源整合，促进创新链条融合，真正提高水利科技的创新能力和综合实力。[5]山东省水利系统先后实施了国家重点研发计划课题、科技推广计划、“948”项目及山东省重点研发计划等省部级以上科技项目17项，省级以上财政投入3797万元；[6]其中2018年重点任务——智慧水利调度中心建设投资2460余万元；[7]获省级以上奖励成果131项，国家专利218项，发表科技论文1100余篇；大数据与水利科技创新的融合得到重点推动。当前山东省已完成了水利数据中心、水利云办公平台、河长制湖长制管理信息系统、水利应急管理系统的初步建设与应用。

1.水利数据中心

山东省水利信息中心承担水利数据中心建设与完善的任务，通过建设门户网站，对网站数据传输处理，组织水利信息化系统软件的设计开发、应用推广、优化升级、技术服务等工作，推动为省级业务系统提供数据服务全省转变为向水利行业提供数据服务。省水利数据中心通过统一的数据交换接口整合省厅各部门及相关单位水利数据，进行抽取、转换并加载到统一数据资源中心，同步到大数据管理平台的数据。水利数据资源中心对巨量、多源、异构的各类型数据进行整合与分析，形成基础数据库、业务应用库、空间数据库、专题数据库、元数据库、历史库等不同于原始数据的数据产品，为相关人员的管理和决策提供参考。[8]

2.水利云办公平台

水利信息化背景下，2006年山东省水利主管部门着手建设电子政务系统一期工程“无纸化办公”，包括建设综合、协同办公系统和数字化档案管理系统，2007年建设完成并投入运行；2008年二期工程对水利网上审批系统进行建设，促进省级水利项目审批事项全部实现网上办理。2015年大数据技术伴随信息化进一步发展，逐步应用到全省水利政务系统，建设覆盖全省水利云办公系统，实现了政务云办公、数据的云处理。快捷高效的“山东水利云办公平台”，真正促进了全省水利业务集中办理、数据集中存储、资源共享和高效利用的实现，提高了各级文秘工作和行政审批工作的效率。[9]为扩大应用，实现水利大数据资源共享，全省水利系统各级、各部门相继开展相关工作，极大提高了全省水利系统的数据化和高效化。2019年山东省水利主管部门就深化“一次办好”改革接受记者专访时指出：按时完成5年降低50%的任务，其中行政许可事项9项取消、5项下放，专家评审环节也通过网上视频形式实现了全过程网办，“人不跑路，让数据跑路”。

3.河长制湖长制管理信息系统

大数据与河长制湖长制结合，形成山东省河长制湖长制管理信息系统，已于2018年9月顺利通过综合验收。自7月1日投入试运行以来，河长APP、巡河APP累计下载次数达59120次，有7448人关注河长制微信公众号；累计上报河长49313人，河管员17417人；各级河长利用APP巡河次数达35148次，发现570起事件，办结343起。青岛、淄博、潍坊等11个地市完成标准版的培训及应用，整合了省市两级系统的数据。验收专家指出：山东省河长制湖长制管理信息系统，已完成了全民参与、社会管理共享平台的初步搭建，畅通了水利领域与社会公众的交流渠道，形成了对全省河长和河管员的全覆盖、动态式管理，河湖整治管理效率和水环境监管能力得到有效提升。[10]

4.水利应急管理系统

山东省结合大数据建立覆盖防汛抗旱减灾预案、预警与应急响应、应急处置与救援等各个环节的水利应急管理系统，提高了山东省应对水利灾害的信息化管理水平和防灾减灾能力。水利应急管理系统通过大数据应用覆盖水资源配置、调度、节约、保护等各个环节，极大增强水资源精细化管理能力；全天候对水库、堤防、险工险段进行安全监测、通信预警和远程控制，增强了水利工程管理的安全性和高效性；大数据应急管理系统能深度整合防汛抗旱、水文水资源、城乡供水、水土保持、水政执法等各类业务信息，对水利灾害或安全事件应对提供迅速、科学的分析，为政府部门第一时间作出反应、处置提供强力支撑。

三、创新+应用：山东省水利科技创新优化路径

大数据驱动下的山东省水利创新已取得初步成效。但是相关水利创新主要依赖财政投入，缺乏社会资本投入；技术市场不完善，科技贡献率不足；创新项目理论性强，实践应用性差，成果转化不足；水利系统专业的技术转移、中介组织不发育，应用不广泛等。因此抓住大数据机遇以创新山东省水利科技在动力提升、优化升级和推广应用方面还需进一步优化。本文提出以大数据“技术+思维”驱动力、大数据水利顶层设计和智慧水利体系为基础力量，融合多手段、多主体、多保障深入力量的“创新+应用”的山东省水利科技创新优化路径。科技创新是一项系统性、长期性工程，[11]具体包括以下六个路径。

1.完善大数据水利顶层设计，构建山东省智慧水利体系

战略顶层设计在促进大数据驱动，水利技术创新、应用中至关重要。完善顶层设计，联合智囊团、专家学者、水利研究机构，畅通民主沟通途径，借鉴经验，根据山东省大数据背景下的水利创新实际情况制定“大数据+水利，构建山东省智慧水利创新与应用体系”的顶层目标，具体包括智慧水利顶层架构、发展战略和云计算、大数据、物联网、移动应用技术应用模式，水利技术标准和建设规范，相关技术和人才的投入，多主体的参与机制、激励机制、风险防范机制等。山东省智慧水利研究院负责对省智慧水利的发展战略和顶层设计、系统开发和应用、咨询服务等进行研究。水利厅牵头，大力发挥山东省智慧水利研究院、山东省水利科学研究院和山东省水利信息中心的作用，听取专家学者意见，尊重民众意愿，形成科学的、民主的、部门联动的顶层设计，为大数据驱动的山东省水利创新提供顶层规划与指导。

2.加大科技人才和资金支持，形成多手段创新促进机制

一方面，完善多渠道科技创新投入机制，形成良好的创新氛围。积极争取国家财政对山东省大数据水利科技创新的支持，积极探索通过市场机制多渠道筹集科技投入机制，鼓励企事业单位、社会团体对水利科技创新的投入，各级水行政主管部门、科技主管部门积极争取设立大数据与水利科技创新的专项经费；加强国际科技合作与交流，相关单位要为科研人员出国交流等工作提供必要的保障和支撑，加强与大数据局相关的创新合作；通过宣传先进事迹和激励机制，鼓励科技工作者开展学术讨论和争鸣形成尊重知识和人才、鼓励创新的氛围。另一方面，努力打造一支了解山东水利实际、掌握大数据技术、创新能力强的水利科技创新队伍。加大人员培养经费投入，构建新型高层次人才队伍建设的培养、引进和使用体系，加强院士、勘察设计大师等优秀领军人才的培养；加强重点实验室、工程技术研究中心等创新平台建设，建设科技创新团队，充分发挥资深优秀科技专家的作用；产学研合作设置相关水利专业，为水利科技创新提供后备人才。

3.促进政企和政校创新合作，完善多主体参与创新网络

加强山东省政府水利部门与企业、社会的合作，政府部门间的合作，形成水利部门主导，行业协会、高等院校、水利科研院所、科技企业等多主体广泛参与的水利科技创新网络机制。一方面，推动政府和社会资本合作(PPP)水利项目，加强省属水利院校建设，加大水利职业教育投入，推进政、校、企合作，探索建立全省水利系统干部及专业技术人员培训基地，加强水利职工教育；与河海大学、山东大学、中国海洋大学、山东师范大学等高等院校保持亲密合作关系，形成高校、科研院所、企业、水利机关之间的人才流动机制；水利科研院所创新人员可以在本职工作完成的基础上离岗创业或到企业兼职，促进科技成果转化；水利机关、科研院所、高校可以设置一定比例的流动岗，吸引有创新实践经验的企业科技创新人才进行合作；水利机关单位可以通过项目共建、互派人员工作交流等方式提高创新能力，形成跨单位和跨地域的整体驱动力。另一方面，加强部门间合作，完善水利部门内部各层级的协调、创新机制，外部促进山东省水利部门与大数据局、气象、林业等部门的交流与协同共建，整合部门优势，提高创新潜能。

4.规范水利新技术交易市场，完善专利的保护激励机制

完善水利新技术交易市场，能为大数据和水利创新相结合提供更大的动力。但山东省水利技术市场大体上面临全国技术市场发展的共性问题，为加快水利技术市场发展要解决好以下几个关键问题：一是明确水利技术市场定位、完善水利技术市场行政性法规、加强市场监管体制、加大财政投入、重视水利技术市场准入和产品认证问题。二是建立科技创新成果评价、登记和机制，完善山东省水利科技管理系统，形成系统的创新项目申报、立项、验收程序，并且促进与国家相关系统的信息共享；根据水利管理工作中的技术创新需求，进一步制订标准规范的水利技术测评体系，促进水利创新先进实用技术重点推广。三是完善科技人才评价和激励制度。完善分类考核制度，强调能力和业绩，加大绩效激励力度，完善多层次薪酬制度，除了保证创新人才的基本工资外，依实际情况推行股权、期权、分红等制度，让科研人员获得多层次的收入；完善科技创新奖励制度，形成政府奖励、用人单位奖励和社会力量奖励多层次结合的人才奖励体系。

5.加快水利新科技成果转化，促进水利大数据应用推广

基于大数据驱动的山东省水利科技创新成果通过大力应用和推广才能发挥其实在的功效。一方面应健全不同层次水利科技成果转化平台和机制，形成水利部门牵头引导、市场企业进入合作的水利科技创新成果转化模式，实现创新成果与水资源治理实际对接；建设水利先进技术成果信息平台，广泛通过技术创新会、推介会、技术交流会等多种方式，开展技术创新研讨与宣传，增强大数据技术的影响和水利科技成果转化应用力度。另一方面山东省应加快促进科技成果示范推广，建设水利科技创新成果推广示范基地，推进水利科技推广组织体系建设，形成水利行政主管部门主导、各流域管理部门协同、水利协会、省高校、水利科研院所、市场企业多元参与的水利科技创新推广机制；积极引导多元主体参与科技创新成果推广应用，为科技企业提供市场竞争准入、优惠和补贴等方面的扶持，积极培育和孵化具有市场潜力的水利科技创新成果，促进大数据驱动水利科技创新成果转化为现实生产力。

6.防范大数据安全风险危害，形成水利大数据安全保障

大数据技术和大数据思维为水利部门管理工作提供了“良药”的同时，正在集聚的大数据“自反性”安全风险不断涌现。[12]一次病毒攻击，就可能引发山东省甚至全国水利大数据系统崩溃，毁坏创新成果，造成巨大损失。未来超发达的大数据技术决定人类的“生死”会变得如同“一呼一吸”那样容易与迅速。[13]结合紧凑式城市空间结构要素进行研究，[14]在促进大数据与水利科技创新相结合的同时，必须注重防范大数据安全风险，形成安全保障体系，与大数据局协同促进大数据确权和数据安全，防止水利大数据创新受到大数据本源风险的限制。一方面，大数据驱动下，山东省水利科技创新必须考虑到大数据安全风险的重要性，促进大数据安全工作与水利科技创新相结合，促进水利大数据安全创新，进行山东省水利信息系统安全服务公开招标，凝结各方力量。另一方面，完善水利大数据安全风险应急工作体系，增强大数据安全风险感知能力，编制大数据安全预案，做好宣传教育、技能培训、容灾备份、应急演练和风险评估等各项基础性常态管理工作，通过危险监控、风险调查和隐患治理等手段，第一时间预警，通过信息搜集、数据分析、危机沟通、专家咨询、经验借鉴等方式来制定和选择方案，实现科学性、综合性、协调性和高效性的应急决策和处置。

作者：刘芳 徐慧慧 单位：山东师范大学公共管理学院