楊 凱

（水利部海河水利委員會海河下游管理局，天津 300061）

海河下游管理局水利信息化的分析與研究

楊 凱

（水利部海河水利委員會海河下游管理局，天津 300061）

水利信息化建設(shè)是水利現(xiàn)代化建設(shè)的重要組成部分，目前普遍存在項目孤島、重復(fù)建設(shè)、資源分散、開發(fā)利用率低等問題，科學(xué)、有效地對水利數(shù)據(jù)中心頂層構(gòu)架進行規(guī)劃變得尤為重要。分析水利工程管理單位的信息化建設(shè)現(xiàn)狀，并結(jié)合存在問題對海河下游管理局水利數(shù)據(jù)中心進行設(shè)計和規(guī)劃，對數(shù)據(jù)中心總體構(gòu)架及核心內(nèi)容進行分析與研究，提出一套適合海河下游管理局信息化建設(shè)的方案。實踐證明，只有加強領(lǐng)導(dǎo)，科學(xué)規(guī)劃，強化職能，加大投入，完善運行管理機制，才能切實推進水利事業(yè)信息化建設(shè)的“十三五”規(guī)劃，推進水利現(xiàn)代化進程。

水利信息化；水利工程管理信息系統(tǒng)；水利數(shù)據(jù)中心；業(yè)務(wù)應(yīng)用平臺

0 引言

水利信息化建設(shè)是水利現(xiàn)代化的重要組成部分[1]。水利信息化充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，深入開發(fā)和廣泛利用信息資源，促進信息交流和資源共享，實現(xiàn)各類水利信息及其處理的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化、智能化，全面提升水利為國民經(jīng)濟和社會發(fā)展服務(wù)的能力和水平。

水利工程管理信息系統(tǒng)涵蓋水利工程管理的各個方面，是計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的集成產(chǎn)物，是水利信息化建設(shè)的重要組成部分[2]。為保障水利信息化“統(tǒng)一技術(shù)架構(gòu)、強化資源整合、促進信息共享、保障良性運行”目標(biāo)的實現(xiàn)，有效應(yīng)對信息化建設(shè)過程中出現(xiàn)的項目孤島、重復(fù)建設(shè)、資源分散、開發(fā)利用率低、資源整合等問題，根據(jù)水利部 2003 年發(fā)布的《全國水利信息化規(guī)劃（“金水工程”規(guī)劃）》對于水利信息化的要求、意義、目標(biāo)與原則的闡述，分析水利工程管理單位的信息化建設(shè)現(xiàn)狀，并結(jié)合存在問題對海河下游管理局水利數(shù)據(jù)中心進行設(shè)計和規(guī)劃，對數(shù)據(jù)中心總體構(gòu)架及核心內(nèi)容進行分析與研究。

1 水利信息化基礎(chǔ)建設(shè)現(xiàn)狀

我國水利工程管理信息化起步晚于國外，20 世紀(jì) 80 年代初，水利信息系統(tǒng)開始參照國際標(biāo)準(zhǔn)，引進相關(guān)設(shè)備，同時國內(nèi)也制作出適合本土應(yīng)用的軟件，90 年代，國民經(jīng)濟發(fā)展對水利部門的需求增大；21 世紀(jì)初，為全面推動水利信息化工作，水利部提出“以水利信息化帶動水利現(xiàn)代化”的發(fā)展思路；2011 年，中央一號文件明確提出“提高水資源調(diào)控和工程運行的信息化水平，以水利信息化帶動水利現(xiàn)代化”的指導(dǎo)思想，進一步推動水利信息化建設(shè)[3]。

目前水利信息系統(tǒng)應(yīng)用的主要問題集中在：1）系統(tǒng)通用性差，應(yīng)用系統(tǒng)重復(fù)開發(fā)；2）系統(tǒng)功能單一，可擴展性差；3）應(yīng)用模式固定，難以適應(yīng)復(fù)雜水利業(yè)務(wù)應(yīng)用。水利信息系統(tǒng)的核心問題在于水利數(shù)據(jù)中心頂層設(shè)計架構(gòu)，頂層設(shè)計規(guī)劃的科學(xué)性決定了整個水利信息化的發(fā)展趨勢，為此對水利信息化綜合體系進行進一步細(xì)化變得尤為重要。

2 水利數(shù)據(jù)中心頂層設(shè)計規(guī)劃

水利數(shù)據(jù)中心的頂層架構(gòu)由數(shù)據(jù)匯集與存貯、信息服務(wù)和支撐應(yīng)用 3 個層次構(gòu)成，是水利信息化建設(shè)的核心內(nèi)容之一[4]。根據(jù)水利部頒布的《水利信息化頂層設(shè)計》，海河下游管理局水利信息化綜合體系劃分為以下 5 大類，如圖1 所示：

圖1 海河下游管理局水利信息化的 5 個管理分類

1）水利信息化保障環(huán)境。是水利信息化發(fā)展的基本保障條件，包括水利信息化標(biāo)準(zhǔn)及安全體系、建設(shè)和運行管理機制、政策、投資與人才隊伍等要素。

2）水利信息系統(tǒng)運行環(huán)境。是實施資源共享的主要組成部分，包括水利信息網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存貯、機房和基礎(chǔ)支撐軟件。

3）信息采集與工程監(jiān)控。是水利信息的主要來源之一，包括信息采集與工程監(jiān)控。

4）資源共享服務(wù)。是水利信息化建設(shè)與發(fā)展的核心，包括門戶、信息安全和資源文庫。

5）綜合業(yè)務(wù)應(yīng)用。依托于資源共享服務(wù)平臺實現(xiàn)功能個性化、資源共享與業(yè)務(wù)協(xié)同，包括海河下游管理局管轄的水利工程相關(guān)業(yè)務(wù)和電子政務(wù)等。

對海河下游管理局水利信息化頂層設(shè)計進行科學(xué)、有效的規(guī)劃，更進一步強化了水利數(shù)據(jù)中心的地位與作用，特別是進一步突出了水利信息資源共享基礎(chǔ)設(shè)施的作用。為保障這一目標(biāo)，在工作中必須堅持“五統(tǒng)一”的原則，即統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、運行環(huán)境、安全保障、數(shù)據(jù)中心和門戶。

3 海河下游管理局?jǐn)?shù)據(jù)中心總體構(gòu)架

3.1 核心數(shù)據(jù)資源主要內(nèi)容

3.1.1 基礎(chǔ)水文數(shù)據(jù)

基礎(chǔ)水文數(shù)據(jù)主要包括水文原始資料和整編成果，詳細(xì)分類如下：

1）水情信息。包括河道水情、閘壩水情、水庫水情、閘門啟閉情況、抽水流量、引排水量、含沙量、特殊水情、山洪、風(fēng)暴潮等整編資料信息。

2）雨情信息。包括日蒸發(fā)量、降水量、風(fēng)浪信息、暴雨加報、冰雹等整編資料信息。

3）水文測站特征。包括水文水位站斷面及設(shè)施、準(zhǔn)點說明，水文水位站集水面積與河口距離，及特征值、庫站工程特征、庫站水文特征、測站上游主要水利工程基本情況，降水站設(shè)施說明，水面蒸發(fā)場設(shè)施說明，水面蒸發(fā)場四周障礙物等信息。

4）水文統(tǒng)計信息。包括旬月輸沙量、旬月降水量、旬月引排水量、潮位旬月年統(tǒng)計、流量日旬月年統(tǒng)計、含沙量旬月年、降水量旬月年、蒸發(fā)量旬月年、水面蒸發(fā)輔助項目旬月年統(tǒng)計等信息。

3.1.2 水資源數(shù)據(jù)

主要包括取水許可管理、水資源年報管理、水資源公報管理、水資源費征收及使用管理、入河排污口管理、水質(zhì)監(jiān)測管理、水利工程規(guī)劃管理、水政管理、水資源評價、需水預(yù)測、水中長期供求計劃、水資源保護規(guī)劃和水資源規(guī)劃等。

3.1.3 水質(zhì)數(shù)據(jù)

主要包括水環(huán)境檢測歷史整編和實時監(jiān)測的水質(zhì)數(shù)據(jù)及環(huán)保部門監(jiān)測的水環(huán)境可共享數(shù)據(jù)。

3.1.4 實時雨水情數(shù)據(jù)

主要包括實時降水、蒸發(fā)、水位（潮位）、流量、蓄水量、含沙量、特征值、特征水情、山洪及相關(guān)要素的預(yù)報信息。

3.1.5 視頻會商系統(tǒng)

主要包括機關(guān)與下屬單位會商環(huán)境建設(shè)、異地會商系統(tǒng)主會場建設(shè)、海委系統(tǒng)內(nèi)異地會商分會場建設(shè)、會商通信線路擴容等。

3.1.6 工程視頻監(jiān)控

包括水閘樞紐工程現(xiàn)場前端攝像機和主控設(shè)備、機關(guān)監(jiān)控中心管理平臺的構(gòu)建、機房環(huán)境動力監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)等。

3.1.7 水利信息網(wǎng)絡(luò)

包括海河下游管理局電子政務(wù)平臺和對外門戶網(wǎng)站 2 個方面，其中電子政務(wù)平臺實現(xiàn)水利系統(tǒng)內(nèi)部辦公業(yè)務(wù)的數(shù)字化辦理，對外門戶網(wǎng)站實現(xiàn)水利部門與其他相關(guān)部門之間非涉密的信息交換與業(yè)務(wù)互動，以及水利部門面向公眾的監(jiān)督和服務(wù)業(yè)務(wù)。

3.1.8 數(shù)字資源文庫

包括水閘樞紐數(shù)據(jù)倉庫建設(shè)與數(shù)據(jù)分析，數(shù)據(jù)維護管理系統(tǒng)和水利資料信息共享平臺的建設(shè)，為員工提供中國學(xué)術(shù)文獻、外文文獻、學(xué)位論文、報紙、會議、年鑒、工具書等各類資源的統(tǒng)一檢索和導(dǎo)航，以及在線閱讀和下載服務(wù)。

3.1.9 其他業(yè)務(wù)應(yīng)用

包括水利空間、水利工程、水利工程建設(shè)管理、歷史大洪水、水利行政管理、水利法規(guī)政策、人才管理、財務(wù)等數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)應(yīng)用，分別由各業(yè)務(wù)主管部門管理使用。

3.2 水利數(shù)據(jù)中心應(yīng)用服務(wù)平臺

海河下游管理局水利數(shù)據(jù)中心應(yīng)用服務(wù)平臺是業(yè)務(wù)應(yīng)用的統(tǒng)一支撐，也是數(shù)據(jù)中心所有軟件資源的集成共享基礎(chǔ)設(shè)施。通過定義軟件開發(fā)部署規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn)，圍繞水利業(yè)務(wù)系統(tǒng)應(yīng)用，建立一套系統(tǒng)的水利數(shù)據(jù)共享交換的機制，并且提供統(tǒng)一的服務(wù)擴展接口。應(yīng)用服務(wù)平臺采用開放式分層結(jié)構(gòu)，可分為應(yīng)用支撐、基礎(chǔ)服務(wù)和系統(tǒng)資源管理等功能，并可根據(jù)需要擴大數(shù)據(jù)處理的支持。

應(yīng)用服務(wù)平臺整體功能結(jié)構(gòu)圖如圖2 所示。從邏輯上可劃分為 4 個部分，其中平臺管理、開發(fā)環(huán)境、服務(wù)總線均采用通用性的服務(wù)平臺技術(shù)實現(xiàn)。平臺服務(wù)提供了信息及信息處理服務(wù)支撐水利業(yè)務(wù)應(yīng)用，為各項業(yè)務(wù)提供基于平臺的應(yīng)用生成、安全、優(yōu)化配置等多方面和全方位的服務(wù)。

圖2 應(yīng)用服務(wù)平臺整體功能示意圖

應(yīng)用服務(wù)平臺采用統(tǒng)一的用戶管理，用戶必須通過平臺提供的統(tǒng)一用戶身份認(rèn)證，采用單點登錄方式，根據(jù)權(quán)限訪問系統(tǒng)內(nèi)各類業(yè)務(wù)應(yīng)用；系統(tǒng)管理員在后臺對數(shù)據(jù)庫進行統(tǒng)一管理，用戶登錄名和密碼、用戶基礎(chǔ)信息和訪問權(quán)限必須保持一致，可實現(xiàn)用戶的新增、修改、刪除、查詢等功能。

4 海河下游管理局規(guī)劃問題的思考

4.1 信息化部門承擔(dān)的基本職能

海河下游管理局網(wǎng)絡(luò)通訊科隸屬于水文水資源管理中心，主要承擔(dān)海河下游管理局網(wǎng)絡(luò)通訊及信息化建設(shè)工作，基本職能如下：

1）承擔(dān)海河下游管理局水利信息基礎(chǔ)性和全局性的信息資源庫的建設(shè)、運行和管理工作；

2）支持相關(guān)專業(yè)數(shù)據(jù)庫的建設(shè)，并進行技術(shù)指導(dǎo)，對數(shù)據(jù)庫進行整合，實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的統(tǒng)一管理；

3）根據(jù)需要承擔(dān)相關(guān)重要應(yīng)用系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)庫的托管業(yè)務(wù)；

4）建立、維護和管理水利信息目錄和數(shù)據(jù)交換2 個體系，并監(jiān)督和協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)交換，形成完整的水利信息共享體系；

5）為內(nèi)部和外部用戶提供信息服務(wù)。

4.2 數(shù)據(jù)中心面臨的關(guān)鍵問題

數(shù)據(jù)中心為新技術(shù)應(yīng)用提供了最佳基礎(chǔ)，保障了水利信息化的科學(xué)可持續(xù)發(fā)展。隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等技術(shù)的推進，“智慧水利”和“水聯(lián)網(wǎng)”等新概念、新技術(shù)也被大力推廣[5]。

數(shù)據(jù)中心要支撐水利信息的整合、交換和共享服務(wù)，支持在線事務(wù)和分析處理，同時還需要適應(yīng)廣泛感知、快速反應(yīng)和大規(guī)模數(shù)據(jù)分析與移動應(yīng)用等要求。目前面臨以下 3 大關(guān)鍵問題：

1）數(shù)據(jù)存取規(guī)模大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，存貯與計算的資源需求高；

2）數(shù)據(jù)可靠性高，具有行業(yè)內(nèi)部權(quán)威，可根據(jù)數(shù)據(jù)對宏觀形勢做出正確的推演研判；

3）存貯數(shù)據(jù)類型全面，支持更多功能和服務(wù)。

4.3 水利應(yīng)用與數(shù)據(jù)中心的關(guān)系

數(shù)據(jù)中心是業(yè)務(wù)應(yīng)用的服務(wù)平臺，是業(yè)務(wù)應(yīng)用的統(tǒng)一支撐，是所有數(shù)據(jù)資源和軟件資源的集成共享基礎(chǔ)設(shè)施。技術(shù)上，水利數(shù)據(jù)中心集成了業(yè)務(wù)應(yīng)用需要的基礎(chǔ)設(shè)施、信息資源和管理服務(wù)等內(nèi)容，業(yè)務(wù)系統(tǒng)可有效地實現(xiàn)所需功能，以及不同業(yè)務(wù)、部門、應(yīng)用之間的協(xié)同；管理上，對數(shù)據(jù)中心的資源進行集中管理，項目進行有序建設(shè)，有效防止業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的重復(fù)建設(shè)、資源閑置和浪費現(xiàn)象，大大降低信息化建設(shè)的成本，為集中有限的資金和人才，快速推進信息化建設(shè)提供有效的措施保障。

5 海河下游管理局總體構(gòu)架把握的關(guān)鍵

5.1 規(guī)劃與技術(shù)的關(guān)系

規(guī)劃體系和技術(shù)體系需要相互配合。在規(guī)劃時，需要兼顧可行性，規(guī)劃能做的項目；在技術(shù)環(huán)節(jié)，要以規(guī)劃為框架，做好規(guī)劃的項目。根據(jù)海河下游管理局“十五”、“十一五”、“十二五”，以及正在起草的“十三五”規(guī)劃，認(rèn)真制定一套科學(xué)系統(tǒng)的水利信息化專項方案。

5.2 新建與利用的關(guān)系

自 2008 年水文中心網(wǎng)絡(luò)通訊科成立以來，海河下游管理局信息化建設(shè)工作穩(wěn)步開展，基礎(chǔ)設(shè)施、業(yè)務(wù)應(yīng)用、環(huán)境保障等方面已取得一定程度的積累，目前主要信息化建設(shè)的模式轉(zhuǎn)變?yōu)樵趨f(xié)同建設(shè)的新模式下進行。同時，整合共享成為信息化建設(shè)的關(guān)鍵所在。新建項目必須充分考慮到原有資源，避免重復(fù)建設(shè)；若已有資源不能滿足要求，需考慮在現(xiàn)有基礎(chǔ)上進行擴建改建工程，完善信息化體系。

5.3 建設(shè)與管理的關(guān)系

隨著業(yè)務(wù)系統(tǒng)相繼實施和投入運行，系統(tǒng)信息管理和運行維護工作變得尤為重要。必須深入研究各類水利應(yīng)用系統(tǒng)的特點，建立信息系統(tǒng)運維平臺，制定相應(yīng)的管理制度和技術(shù)規(guī)范，特別是要落實運維經(jīng)費，提高運維水平，強化日常管理，使信息數(shù)據(jù)中心建得成、用得好、長受益。

5.4 信息化部門與業(yè)務(wù)部門的關(guān)系

水利信息化為各項水利工程提供了支撐和服務(wù)，信息化部門必須加強網(wǎng)絡(luò)、通訊、安全、信息資源的建設(shè)和運行管理，為業(yè)務(wù)部門提供高效可靠的公共基礎(chǔ)設(shè)施支撐。因此網(wǎng)絡(luò)通訊科應(yīng)與各業(yè)務(wù)部門協(xié)作配合，共同推進海河下游管理局信息化建設(shè)。

6 結(jié)語

水利信息化是推動水利現(xiàn)代化發(fā)展的原動力，要從加強領(lǐng)導(dǎo)、科學(xué)規(guī)劃、強化職能、加大投入，及完善運行管理機制等方面入手，以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)，切實做好以下幾點：

1）建立和完善水利信息化創(chuàng)新體系。繼續(xù)深化信息化體系改革，進一步創(chuàng)新和完善管理體系，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)和優(yōu)化配置現(xiàn)有資源，強化水利數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)條件投入，推進信息共享重點工程建設(shè)。

2）深入開展水利信息化科技問題研究。加強水文數(shù)據(jù)、水資源、水質(zhì)、雨水情、視頻會商、工程視頻、水利信息網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字資源文庫等專項應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)和重大問題研究，集中力量，力爭重點突破。

3）加強水利信息化科技成果推廣與普及。積極推進水利數(shù)據(jù)中心在行業(yè)的應(yīng)用，全面提高水利科技含量和裝備水平，完善質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。

4）加快水利人才隊伍建設(shè)。大力實施和推進水利人才戰(zhàn)略，完善人才引進、培養(yǎng)、使用 3 個環(huán)節(jié)，優(yōu)化水利人才結(jié)構(gòu)，加強新型人才培養(yǎng)。

5）加強國際科技合作與交流。積極實施“引進來、走出去”戰(zhàn)略，以科技合作作為先導(dǎo)，進一步擴大國際合作與交流范圍，深化合作交流內(nèi)容，主動利用科技資源，更好地服務(wù)水利可持續(xù)發(fā)展。

[1] 蔡陽.現(xiàn)代信息技術(shù)與水利信息化[J].水利水電技術(shù)，2009,40 (8): 133-138.

[2] 解建倉，羅軍剛.水利信息化綜合集成服務(wù)平臺及應(yīng)用模式[J].水利信息化，2010 (5): 18-23.

[3] 苑希民.水利信息化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及前景展望[J].水利信息化，2010 (3): 5-8.

[4] 吳恒清，錢名開.以水利信息化帶動水利現(xiàn)代化對策探討[J].水利信息化，2012 (2): 16-19.

[5] 水利部水利信息中心.全國水利信息化發(fā)展“十二五”規(guī)劃[R].北京：水利部信息化領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室，2011: 16-21.

Analysis and Research on Water Resources Information Construction in Haihe River Lower Reaches Administration Bureau

YANG Kai

(Haihe River Lower Reaches Administration Bureau,Haihe River Water Conservancy Commission,the Ministry of Water Resources,Tianjin 300061,China)

Water resources information construction is an important part of water conservancy modernization construction.There are universal problems in information construction,including project isolated island,duplicate construction,resources dispersion and inefficient using.The structure of water resources data center should be planned scientifically and effectively.The article systematically analyzes the present situation of informatization construction in the hydraulic project management unit and designs and plans for Haihe River Lower Reaches Administration Bureau combining with the existing problem.Through the analysis and research on the structure and core content of water resources data center,it proposes a set of suitable scheme.Practice shows that strengthening the leadership,scientific planning,strengthening role and functions of government,increasing investment,improving operation and management system should promote implementation of the 13th Five-Year Development Plan for the water resources informatization,and push forward its modernization.

water resources information;management information system of region water conservancy project;water resources data center;business applications platform

TV39

A

1674-9405(2015)01-0020-04

2014-10-09

楊 凱（1987－），男，甘肅榆中人，碩士，主要研究方向：電子與通信工程、計算機系統(tǒng)集成。