楊攀科 ，高 軍

（1. 云南省水文水資源局紅河分局，云南 開遠 661600；2. 水利部南京水利水文自動化研究所，江蘇 南京 210012）

0 引言

云南省紅河州水文信息化建設依托中小河流水文監(jiān)測系統(tǒng)建設，已建成 15 個遙測水文站、4 個水位站、185 個雨量站、1 個數(shù)據(jù)中心機房；另外山洪災害縣級非工程措施建設的 155 個遙測站點通過網(wǎng)絡將數(shù)據(jù)交換到紅河州水文數(shù)據(jù)中心機房，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享。經(jīng)過十來年的建設，各水情站點數(shù)據(jù)可實現(xiàn)外網(wǎng)訪問和資訊查詢，同時可實現(xiàn)雨水情信息的短信發(fā)布告警功能。目前標準數(shù)據(jù)中心機房和水情會商系統(tǒng)及會商室建設處于規(guī)劃設計階段；站網(wǎng)硬件維護監(jiān)控管理、數(shù)據(jù)維護管理、水文資料在線整編應用、水資源管理監(jiān)控和水文業(yè)務應用服務平臺等子系統(tǒng)研究開發(fā)正處于設計階段。

通過多年來水文信息化的建設，目前紅河州在水文信息采集上，由傳統(tǒng)的人工測驗，逐步向自動采集為主、人工采集為輔過渡；在水文信息傳輸上，由傳統(tǒng)的電報、電話傳輸，向光纖網(wǎng)絡通信轉變[1]；在水文信息存儲上，由人工紙介質存儲，向電子光盤存儲轉變；在水文信息應用服務上，由單純的為防汛抗旱服務，向水資源管理監(jiān)控，水環(huán)境在線監(jiān)測評價，水文資料在線整編，全面服務社會經(jīng)濟發(fā)展轉變。

1 紅河州水文信息化建設現(xiàn)狀

近年來，云南省水文水資源局紅河分局積極圍繞國家防總和流域委水利信息化工作目標，探索水文信息化建設工作新模式[2]，進行技術改革，從水文信息化手段和技術層面入手，開展水文信息化初期建設。

1.1 水文信息化基礎設施的建設

云南省水文水資源局紅河分局依托水利部水利信息化建設和云南省中小河流水文監(jiān)測系統(tǒng)建設項目，將從 2013 年底全面鋪開水文信息化建設工作。建設改造信息中心，完成分局新辦公樓的網(wǎng)絡綜合布線、網(wǎng)站、網(wǎng)絡升級改造、C 級數(shù)據(jù)中心機房和供配電系統(tǒng)建設，3 個衛(wèi)星小站系統(tǒng)已建成并投入使用。通過采購網(wǎng)絡設備、服務器、計算機及相關設備，建立辦公自動化、郵件、傳真、高清視頻會議等系統(tǒng)。

1.1.1 水文自動測報通訊系統(tǒng)的建設

隨著水情分中心規(guī)劃建設，水資源監(jiān)控能力建設和旱情分中心的即將實施，水位、雨量、水質、地下水埋深、墑情等將陸續(xù)實現(xiàn)自動監(jiān)測，自動測報通訊系統(tǒng)隨之形成。采用 GPRS，PSTN 和衛(wèi)星信道構建的遙測數(shù)據(jù)通信網(wǎng)，以及利用國家公用數(shù)據(jù)交換網(wǎng)和水利專用通信網(wǎng)構建的防汛抗旱廣域網(wǎng)，可形成水文自動測報通訊系統(tǒng)[3]，VPN 系統(tǒng)成為通訊系統(tǒng)的重要補充，水文通訊條件得到顯著改善。

1.1.2 水情信息采集、傳輸、存儲系統(tǒng)的建設

通過實施中小河流水文監(jiān)測系統(tǒng)建設項目，紅河州建立了新的信息中心站，配置了專業(yè)數(shù)據(jù)庫服務器、數(shù)據(jù)采集交換服務器、數(shù)據(jù)傳輸交換核心交換機、數(shù)據(jù)傳輸核心路由器、硬件防火墻和網(wǎng)絡及PC 集中管理器。隨著先進設備在水資源管理監(jiān)控、水文測驗、水質監(jiān)測、土壤墑情監(jiān)測和相關數(shù)據(jù)傳輸及存儲中的應用，水文信息采集基礎設施明顯改善，自動化水平明顯提高。水文測報能力有了較大提升，雨量、水位、蒸發(fā)、墑情等信息全部采用固態(tài)存儲，自動傳輸，雨水情信息實現(xiàn) 30 min 收集及同步與省水文數(shù)據(jù)中心和山洪災害防治州級監(jiān)測預警平臺數(shù)據(jù)交換共享[4]。

1.1.3 網(wǎng)絡設施的升級

對數(shù)據(jù)中心機房 UPS 不間斷電源系統(tǒng)進行升級換代，將原有民用普通寬帶升級為企業(yè)級的獨立 10 MB 光纖通訊網(wǎng)絡，數(shù)據(jù)安全性、網(wǎng)絡安全性和可控性得到提高，具體改善情況如下：

1）10 MB 光纖通訊網(wǎng)絡的使用和核心交換機性能的提高，實現(xiàn) VLAN 的劃分及 IP 地址的有效管理；

2）核心路由器和 PC 集中管理器的配置實現(xiàn)了網(wǎng)絡流量的監(jiān)控與資源的管理；

3）2 MB SDH 專線、防火墻、網(wǎng)絡版殺毒系統(tǒng)等提高了網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼w安全性。

1.2 水文業(yè)務應用系統(tǒng)的開發(fā)

1.2.1 數(shù)據(jù)資料查詢系統(tǒng)的建設

紅河州地表水、地下水、水質資料、蒸發(fā)、土壤墑情等將全面采用微機在線整編程序進行資料整編，開展水文基礎數(shù)據(jù)庫、水情綜合業(yè)務、水土保持監(jiān)測、水生態(tài)監(jiān)測、水質信息查詢、水文站網(wǎng)管理、移動信息應用、水文統(tǒng)一規(guī)范標準和水文綜合信息展示等系統(tǒng)，以及水文科技資源共享服務、水文地理信息等平臺的建設。其中，水文基礎數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可實現(xiàn)雨水情歷史、實時、分析計算等數(shù)據(jù)成果的實時圖表查詢和直觀展示，建立奇異數(shù)據(jù)報警體系，并將水利部開發(fā)的中國洪水預報系統(tǒng)整合在水情綜合業(yè)務系統(tǒng)中，使水文防汛預警預報服務能力得到極大提高；水文基礎數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)包括水文數(shù)據(jù)交換共享、水文數(shù)據(jù)庫維護、水文終端監(jiān)控、水文資料整編、數(shù)據(jù)錄入轉換和數(shù)據(jù)應用查詢等系統(tǒng)，將在分局水文數(shù)據(jù)中心建立水文數(shù)據(jù)庫。目前已實現(xiàn)全州各縣市山洪災害防治縣級非工程措施自動監(jiān)測站的數(shù)據(jù)交換共享機制，同時接入了氣象、國土部門的實時信息，使水文基礎數(shù)據(jù)庫得到有效利用和充實完善。

1.2.2 信息網(wǎng)站功能的完善

自 2005 年建立紅河水文水資源信息網(wǎng)后，網(wǎng)站運行已逐步走向成熟，網(wǎng)站經(jīng)過 2 次改版后，網(wǎng)站版面和管理均得到較大提升，訪問人數(shù)顯著增加。網(wǎng)站將通過接入水文數(shù)據(jù)應用服務實時發(fā)布系統(tǒng)，及時向社會公眾提供水文信息服務、查詢，促進信息溝通，為全州各縣市防汛抗旱服務提供及時信息。

1.2.3 水文業(yè)務應用系統(tǒng)的開發(fā)實現(xiàn)

隨著現(xiàn)代 IT 技術和網(wǎng)絡的發(fā)展，開發(fā)以下應用系統(tǒng)：

1）高清視頻會議系統(tǒng)，覆蓋省局和分局，為減少會議成本，提高參會人數(shù)，取得較好的效果起到不可替代的作用；

2）OA 辦公自動化系統(tǒng)，在紅河水文系統(tǒng)初步實現(xiàn)無紙化辦公，公文、資源實現(xiàn)了快速傳遞；

3）在云南省水情綜合業(yè)務系統(tǒng)中整合傳真和電子郵件系統(tǒng)，為信息快速傳遞和提高紅河水文形象發(fā)揮重要作用；

4）水文科技資源共享服務系統(tǒng)，為社會提供水文資源共享服務窗口；

5）充分利用電信資源，建立電話會議系統(tǒng)、短信平臺、衛(wèi)星小站系統(tǒng)等，提高紅河水文的應急監(jiān)測、處置支撐能力；

6）以會商大屏、DLP 屏、PC 屏及移動終端（PDA、智能手機）為展示載體，提供雨情、水情、墑情、水質、水資源等方面直觀的信息查詢，圖形顯示，報表輸出，以及輔助決策分析服務。

1.2.4 檔案管理的升級

完成檔案升級，建立全省水文信息檔案管理系統(tǒng)，逐步實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫管理，實現(xiàn)人事、水文科技等檔案數(shù)據(jù)庫和自動化管理。

1.3 水文信息化保障環(huán)境的改善

1.3.1 水文信息化組織保障

為充實紅河州水文信息化建設力量，將采取信息檔案科與水情科合并的方式，一方面利用水情科技術力量充實信息化建設；另一方面，信息化建設更能保障和支撐防汛抗旱工作。重視信息化人才隊伍建設，隨著水文信息化建設的不斷深入，結合實際情況，通過各種途徑培養(yǎng)人才，預計 2014 年底初步形成集網(wǎng)絡管理、數(shù)據(jù)庫建設、軟件開發(fā)和業(yè)務應用系統(tǒng)建設為一體的信息化隊伍，為水文信息化工作提供組織和技術保障。

1.3.2 水文信息化管理工作

近年來，紅河分局建立了信息員聯(lián)系制度，通過網(wǎng)站、期刊和簡報等多種形式，加強水文信息宣傳工作，為水文信息工作創(chuàng)造了良好的外部環(huán)境和輿論氛圍。

2 紅河州水文信息化建設存在的主要問題

紅河州水文信息化建設 2013 年才起步，各項系統(tǒng)設備和軟硬件平臺還未完全建成，難以適應經(jīng)濟社會快速發(fā)展、全省信息化建設和新時期水文工作的要求。必須進一步開拓創(chuàng)新，切實有效地推進水文信息化，為水文現(xiàn)代化提供支撐和保障。存在的主要問題如下：

1）對水文信息化建設思想認識不到位，缺乏緊迫感。在思想上還不能適應新形勢下科技發(fā)展的需要，還未擺脫長期以來形成的傳統(tǒng)工作方式，知識更新滯后，信息化建設步伐緩慢[5]。

2）缺乏統(tǒng)一規(guī)劃。在以往的水文信息化開發(fā)應用中，全州水文系統(tǒng)缺乏統(tǒng)一規(guī)劃與管理，軟件技術標準和結構不統(tǒng)一，信息資源整合難度大，無法在統(tǒng)一平臺上使用[6]，且僅限于水文自動測報系統(tǒng)，硬件配置、基礎設施建設和軟件開發(fā)應用水平，都與水文信息化建設標準差距較大。

3）隨著一些水文信息化重點項目的規(guī)劃和建設，對信息系統(tǒng)運行維護管理的要求越來越高，任務越來越重，而紅河州水文信息化的運行維護保障機制尚未建立，很大程度上制約著水文信息化的正常發(fā)展。

4）建設資金渠道不暢，建設項目投資目標不明確，建設標準不統(tǒng)一。2012 年，水文信息化建設與管理資金渠道無明確保障，資金投入分散，導致系統(tǒng)建設難以形成規(guī)模，開發(fā)成本高，共享困難，建設效益得不到充分發(fā)揮。同時，紅河州水文信息化建設投入與水文工程項目建設投入不匹配，投入相對不足，且運行維護管理無穩(wěn)定的財政專項資金支持，信息化建設的可持續(xù)發(fā)展很大程度上受到影響。

3 紅河州水文信息化系統(tǒng)建設的對策分析

3.1 加強水文信息化組織的協(xié)調工作

水文信息化建設是一項技術含量高、涉及面廣的工作。需建立水文信息化組織協(xié)調機構，加強領導，做好組織協(xié)調工作，抽調精兵強將，開展信息化工作。

3.2 注重每個過程的建設

水文信息化主要由水文信息化保障環(huán)境、水文信息系統(tǒng)運行環(huán)境、信息采集與工程監(jiān)控、資源共享服務、綜合業(yè)務應用等體系組成。根據(jù)紅河水文實際，統(tǒng)一規(guī)劃，精心設計，科學論證。在規(guī)劃過程中，要把握原則，明確目標，提出實施規(guī)劃的相應措施，結合規(guī)劃與目標需求開展頂層設計[7]；在設計過程中，要根據(jù)實際工作需要，統(tǒng)一技術標準和規(guī)范，為網(wǎng)絡化和資源共享打基礎；在建設過程中，要先急后緩，逐步建設，形成體系，優(yōu)先建設本系統(tǒng)計算機廣域網(wǎng)，構筑能滿足信息傳輸、存儲需求、擴充升級、支持多種協(xié)議的網(wǎng)絡平臺；在應用過程中，各部門協(xié)同作戰(zhàn)，抓好基礎信息采集、數(shù)據(jù)庫建設和維護，及時補充和更新信息，為水文工作提供各方面的信息服務。

紅河州水文信息化建設基本思路如下：

1）硬件方面建立一整套硬件環(huán)境框架。包括信息源采集終端和網(wǎng)絡的建設，數(shù)據(jù)庫和應用服務器的配置，集中管理系統(tǒng)、統(tǒng)一數(shù)據(jù)中心備份平臺的建立，C 級數(shù)據(jù)中心機房的建設，實現(xiàn)數(shù)據(jù)終端的采集、傳輸、存儲及數(shù)據(jù)交換共享。

2）開展水文數(shù)據(jù)中心建設。隨著計算機技術的迅速發(fā)展，信息處理技術也得到長足發(fā)展，從 MIS 系統(tǒng)，發(fā)展到現(xiàn)代的數(shù)據(jù)倉庫技術[8]。建設水文數(shù)據(jù)中心，以解決各系統(tǒng)間數(shù)據(jù)無法整合及綜合展示的問題，解決在對外服務過程中由于時間口徑不一致，無法及時獲取數(shù)據(jù)進行綜合統(tǒng)計和分析，使服務受眾無法得到可靠準確的數(shù)據(jù)信息的問題。水文數(shù)據(jù)中心建設主要包括開發(fā)業(yè)務數(shù)據(jù)同步方案制定，以及標準數(shù)據(jù)庫、主題數(shù)據(jù)集市、數(shù)據(jù)倉庫接口的建設。根據(jù)標準數(shù)據(jù)庫中存在的數(shù)據(jù)，綜合數(shù)據(jù)服務需求，通過人工定制主題策略，利用系統(tǒng)的主題解析接口對相應的主題策略進行解析，對相關數(shù)據(jù)進行二次清洗和轉換，建立相應的維度表和事實表，形成各個專業(yè)主題數(shù)據(jù)集市，最終形成一個可用于數(shù)據(jù)服務的數(shù)據(jù)倉庫。數(shù)據(jù)倉庫通過各項數(shù)據(jù)服務接口對外進行服務，相關服務包括向展示平臺提供相應的綜合展示數(shù)據(jù)，向上級部門報送綜合專業(yè)報表或報告，向同級相關或下級部門推送所需數(shù)據(jù)，以及向公眾發(fā)布經(jīng)篩選可發(fā)布的信息等。水文數(shù)據(jù)中心的整體架構如圖 1 所示。

圖1 水文數(shù)據(jù)中心整體架構

3）與云南省中心水文信息化建設模式和標準相統(tǒng)一，開展應用系統(tǒng)建設。紅河州水文綜合管理應用系統(tǒng)主要包括水文業(yè)務和綜合辦公 2 種應用系統(tǒng)。水文業(yè)務應用系統(tǒng)主要包括水文綜合會商分析、水文監(jiān)測預警、水情信息服務、旱情監(jiān)測預警與分析、水環(huán)境監(jiān)測評價、水資源信息管理、水利工程信息管理、地下水監(jiān)測與服務、水文站網(wǎng)管理、水文資料整編與服務及水文信息公眾服務網(wǎng)站子系統(tǒng)等 11 個子系統(tǒng)；綜合辦公應用系統(tǒng)包括水文資料審查、行政審批，水文檔案資料管理，人力資源信息管理，財務信息管理，自動化辦公 OA 系統(tǒng)等 5 個子系統(tǒng)。

4）緊跟國家及省級投資項目步伐，分批建設，實現(xiàn)硬件設備和機房系統(tǒng)的運行維護管理，實現(xiàn)水文數(shù)據(jù)在線整編和深加工，以實現(xiàn)對外水文服務和為社會經(jīng)濟發(fā)展提供水文信息支撐。

3.3 保障建設、管理經(jīng)費的落實和利用

水文水資源信息化科技含量高，資金投入大。信息化工作既要有建設資金，又要有運行維護資金。水文是以社會效益為主的基礎行業(yè)，水文水資源信息化建設的資金來源應以國家及省級財政投入為主。紅河州水文信息化建設，大部分資金主要依靠國家項目，如云南省中小河流水文監(jiān)測、信息中心站，國家防汛抗旱指揮系統(tǒng)一、二期工程水情信息采集，地下水、水資源監(jiān)測，山洪災害防治縣級非工程措施等系統(tǒng)的建設。應依托這些項目，充分利用有限資金，在國家水文信息化建設大的方針下，理順紅河州水文信息化建設步驟，推進適合自身需要的紅河州水文信息化的發(fā)展。

3.4 完善相關規(guī)章制度

只有建立信息化工作技術保障機制，理清思路，才能充分發(fā)揮信息化專業(yè)部門的作用。對信息化建設特別是基礎設施建設實現(xiàn)統(tǒng)一組織與管理，建立內部運行機制，明確崗位責任，方可保證信息化建設的健康發(fā)展。要制定符合紅河州水文信息化的相關規(guī)章制度，使信息化建設做到有章可循。加強人才隊伍建設，重視人才培養(yǎng)。根據(jù)水文信息化工作需要，重點抓好以下 3 支隊伍建設：1）以水文信息化為主要內容的專家型人才隊伍建設；2）以管理維護為主要內容的專業(yè)管理維護隊伍建設；3）以操作生產(chǎn)為主要內容的一線技術隊伍建設。完善穩(wěn)定信息化人才措施，加強對干部職工信息化知識培訓，創(chuàng)建有利于信息技術人才發(fā)展的良好環(huán)境，建立起一支掌握和運用信息技術的骨干隊伍，才能使紅河州水文信息化快速發(fā)展[9]。

3.5 加快水文信息化各系統(tǒng)的建設

在中小河流水文監(jiān)測系統(tǒng)和信息中心站的建設基礎上，積極開展網(wǎng)絡管理、決策支持等系統(tǒng)的建設，開展紅河州水文系統(tǒng)廣域網(wǎng)及其安全系統(tǒng)建設。完善綜合業(yè)務系統(tǒng)，加強局機關與各縣（市）節(jié)點一體化的綜合辦公應用，解決當前水文水資源信息管理分散，基礎數(shù)據(jù)存儲零亂，標準化差，應用服務滯后，難以共享等問題。整合現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫和系統(tǒng)資源，深入開發(fā)新的數(shù)據(jù)庫。建立標準規(guī)范和安全體系，建立一個集中管理、安全規(guī)范、充分共享、全面服務的水文水資源數(shù)據(jù)中心[10]。

4 結語

水文工作是經(jīng)濟建設和社會發(fā)展的基礎。充分利用現(xiàn)代化信息技術開發(fā)和利用水文信息資源，提高紅河州水文信息資源的應用水平，完善水文、氣象、國土和山洪災害監(jiān)測預警信息交換共享機制，才能進一步提升水文行業(yè)的技術和管理水平，適應國民經(jīng)濟建設、社會發(fā)展和新時期治水思路對水文行業(yè)的新需求。水文信息化，不僅是物質基礎、技術手段的信息化，更是思維、思想方式和管理模式的信息化。配置先進的硬件設備，建設標準的運行環(huán)境和優(yōu)化整合原有分散的軟硬件系統(tǒng)是建設紅河州水文信息化的前提，實現(xiàn)紅河州各部門、行業(yè)間的數(shù)據(jù)信息交換共享是水文信息化建設的信息資源支撐。通過水文信息化保障和運行環(huán)境、信息采集與工程監(jiān)控、資源共享服務和綜合業(yè)務應用等體系建設，使紅河州水文信息化建設實現(xiàn)統(tǒng)一技術標準、運行環(huán)境、安全保障體系、數(shù)據(jù)中心和門戶網(wǎng)站的總體目標。結合新技術，建立統(tǒng)一的水文信息共享服務平臺。在建立共享服務平臺時，應充分考慮地理信息系統(tǒng)、數(shù)字高程模型、數(shù)據(jù)倉庫、聯(lián)機分析處理、數(shù)據(jù)挖掘等新技術應用，提高技術含量和信息服務水平，從而實現(xiàn)“區(qū)域流域管理數(shù)字化”與“指揮決策支持自動化”。

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