水利署水资源物联网实现水情管理智能化

经济部水利署信息室主任黄贵麟。

以微软Azure Stack打造异地备援的混合云平台，兼顾高速运算及开放数据需求

水资源物联网是前瞻数码建设的一环，亦是呼应科技部所提出的民生公共物联网计划，云端技术的引进势在必行。但平台的选择仍必须符合政府的采购准则、保密规范及数据保存在地化等要求，唯有像Azure Stack这样的落地型云端服务平台才能同时满足所有上述需求。

2019年迈入第二期计划的水资源物联网扩大实作，包括以两部Microsoft Azure Stack打造混合云模式的平台，这个作法可兼容异地和云端的备份备援选项，更重要的是区隔内外使用，机敏性数据仍保留在地端，开放数据则放置在云端。

经济部水利署信息室主任黄贵麟表示：「水资源物联网是前瞻数码建设的一环，亦是呼应科技部所提出的民生公共物联网计划，云端技术的引进势在必行。但平台的选择仍必须符合政府的采购准则、保密规范及数据保存在地化等要求，唯有像Azure Stack这样的落地型云端服务平台才能同时满足所有上述需求。」

从治水工程迈向智能管理

水利署接触Azure Stack的起点，源于对桃园农田水利会发展智能灌溉的专案补助，其以Azure开发的应用成果令人惊艳，水利署因而着手评估云端平台，并成为台湾第一个部署Azure Stack的政府机关。

在此之前的水资源物联网计划第一期试作，是由国网中心提供机房与网络，水利署信息室仍需自行采购及维运软硬件，并以虚拟机器的形式运作。但第二期计划的重点之一是布建传感器，以落实智能河川、智能防汛等应用，提供民众有感的服务，以及扶植水利、物联网与网安相关产业，因而需要效率更高的云端平台做基础。

黄贵麟主任说明，以往的治水手段以工程为主，在目前水库、水坝、堤防等建设已大致完成的现况下，就必须以管理为重，采取物联网等智能管理措施来辅佐既有的工程管理模式，将是水利署的主要对策。

又快又精准的预测演算

水资源物联网的最大挑战就是数据量，累积长达四、五十年的水文数据库，涵盖全国的雨量、水库水位、河流量等纪录，不仅是大数据的基础，未来也会成为开放数据。为了有效处理庞大的数据量，信息室决定先以Azure Stack建置水资源物联网平台，再进行数据的厘清与切分，适合做为开放数据的就上云端，机敏性数据则留在地端。

除了清理数据，Azure Stack立竿见影的成效就是提供一个强而有力的云端平台, 以执行强化后的演算法。以淹水演算为例，水利署或学术界、研究界都已经发展出许多演算法，但它们都面临效率和正确性的两难，像是降雨的预测演算至少需要6至9小时，如果要精确就必须计算很久，如果要快速得到答案就无法精确。

黄贵麟主任表示，丰富且具亲和性的人工智能服务正是Azure Stack的优势，也是当初获选的原因之一。这些以演算法为基础的预测模式若于Azure Stack处理，不仅能善用先进的人工智能技术提升精准度，辅以云端化的分散式数据库来加快速度，亦可延续过去以SQL Server所打造的类神经网络决策树，无需从零开始。

相较于第一期的水资源物联网执行防汛预测模型约需5、6个小时，内部机房则可缩短一半时间的现况，信息室规划，需要精确结果的复杂演算，可利用云端的人工智能服务来运算地端的数据，采用Azure Stack的演算时间可缩短为半小时至1小时。

推动数据开放与跨域整合

两部Azure Stack除了用于打造内外区隔的水信息物联网平台，同时也做为异地备援机制，水利署的作法在Microsoft大中华区是技术领先的首例。即使两部Azure Stack分别位于不同地点，仍可由单一界面同时管理两个环境，而且免除了采购备份备援专用设备的额外负担。

信息室在2018年已提供5个开放数据API，2019年的移动更加积极，以提供10个开放数据API为目标，并举办一连串工作坊和竞赛活动，希望广纳水资源服务的创意和成果，甚或进行技术移转。

早在2018年底，台湾防灾产业协会所举办的水数据应用竞赛，就已使用水利署及相关单位的开放水数据清单、政府数据开放平台及Azure公有云平台，协助参赛队伍进行开发。这个作法也彰显了开放数据跨域整合的趋势，例如：水利数据与农业数据或环境工程的整合，将可催生出许多新服务。

除了建置落地型云端平台，水利署2019年的另一项重点工作就是由辖下的10个河川局负责布建传感器，补足边缘运算(Edge Computing)的缺口。

黄贵麟主任表示：「长期使用经验让我们体认到Microsoft对研发的投入与重视，与时俱进的技术成果也为使用者提供了很大的支持。除了产品，部署Azure Stack的过程更有来自国外专家的技术支持和顾问谘询，为我们双方建立了双赢的合作关系。」