国家防汛抗旱指挥系统工程开发建设

倪伟新

（水利部国家防汛抗旱指挥系统工程项目建设办公室，水利部水文局（水利信息中心），北京 100053）

2003 年 6 月，经国务院同意，国家发展和改革委正式批准了国家防汛抗旱指挥系统一期工程项目（以下简称一期工程），经过全国数千名建设者艰苦努力，至 2009 年底一期工程全部完成并投入使用，2011 年初通过了水利部组织的竣工验收[1]。

一期工程成果在近年来防御各大流域发生的洪涝灾害中，发挥了不可替代的重要作用，提高了决策科学性，大大减少了灾害损失，维护了社会稳定，取得了巨大的社会和经济效益。经测算，一期工程每年减灾效益达 360 多亿元，工程运行以来累计减灾效益已超过 1500 亿元[2]3-39。

国家防汛抗旱指挥系统是我国重要的防洪抗旱减灾非工程措施，是水利信息化的龙头工程，对全面推进我国防汛抗旱减灾信息化、现代化，全面提高我国防汛抗旱决策指挥能力和水平具有十分重要的作用。

1 主要技术成果 [1]

1）实现了现代信息技术的集成应用创新。集成了先进的传感、现代通信、计算机网络、3 S、仿真、决策支持等技术，建成了集信息采集、通信、计算机网络、天气雷达应用、决策支持为一体的功能完备的国家防汛抗旱指挥系统。

2）研究建立了全新的信息采集模式。规范了信息采集的流程，提出了分中心的技术指标、功能要求，建立了我国水情、工情、旱情、灾情信息自动采集体系，建成了世界领先、功能齐全的防汛抗旱信息采集体系。

3）首创了“两台一库” 的技术体系。突破了困扰应用系统开发中遇到的标准不一、自成体系的技术难题，实现了标准开放、资源共享、协同应用、安全可靠的 3 级（国家、流域、省级 3 级防总）平台体系。

4）首次研制了基于信息共享、上下联动模式的防洪调度系统。国家防总与 7 个流域防总可在同一个平台上，实现交互式的防洪形势分析、调度方案生成及仿真、调度方案优化等方面的决策支持，提高了防洪调度决策效率和科学水平，提升了突发事件的快速反应及应急处置能力。

5）集成了 1 套成熟可靠的洪水预报模型库。创建了包含 23 个常用预报模型和通用方法的模型库，是目前最全面、实用的洪水预报模型库；采用“两台一库”的体系架构对现有的洪水预报系统进行了集成整合，形成了高效、可靠的洪水预报系统，提升了我国洪水预报系统手段。

6）建成了集“视频、语音、数据”3 网合一的现代信息网。作为我国水利信息化唯一的网络基础设施，目前已拥有 2360 多个县级以上节点，23 个省（自治区、直辖市）网络已延伸到地市级，16 个省（自治区、直辖市）网络已延伸到县节点，为水利系统各业务应用提供了高效的网络服务。

7）提出了全新的抗旱管理系统建设理论和方法。提出了旱情信息分类、数据库、评价指标等标准，建立了基于气象、水文和农业 3 类干旱指数计算模型的旱情分析系统，为建设覆盖全国运行高效的抗旱管理系统奠定了基础。

8）创建了大型信息化工程项目建设管理模式。制定了 1 套完整的信息化工程建设管理办法，规范了信息化项目设计、建设、监理、验收等关键环节的程序和方法。

2 水利信息化基础设施建设

1）实施了我国重点防洪地区中央报汛站自动化升级改造。新建改造了 1893 个重要中央报汛站；建成了 5 个流域机构和 19 个省区市所属的 125 个水情分中心。实现了上述地区水文信息自动采集、长期自记、固态存储、数字化自动传输，测洪能力提高到设站以来最大洪水的水平。

一期工程投入运行后，水雨情信息收集由原来的2 h 左右缩短到 30 min 内，信息量由 2000 年的 71 万份大幅度增加到 2010 年的 1845 万份。

2）建成了水利计算机骨干网络和初步安全体系。网络已连通水利部、7 个流域机构、32 个省级单位，并建立了 3 级网络中心；在流域机构、省建设了 65 个水情和工情中心局域网；在各级网络中心建立了网管系统和网络安全体系。

3）建立了基于网络的数据、语音、视频综合服务。在 3 级网络中心建立了电子邮件、VoIP 电话、异地会商视频会议等系统，形成了功能强大的综合网络服务，为防汛抗旱指挥调度、决策会商、视频会议提供了现代化的手段。

4）实现了防汛抗旱信息的交换与共享。在水利部、流域机构、省级单位配置了数据汇集平台，数据存储及管理系统，应用支撑平台，建立了包含 8 大基础和各类专业数据库的数据库群，实现了雨水情、工情、旱情、灾情等防汛抗旱信息的逐级传输，分级管理，为 3 级决策支持系统开发与运行提供了环境。

5）开展了工旱情采集试点建设。在黄河水利委员会、湖南省等 4 个地市单位，30 个县级采集点，组织工情采集试点项目建设，在吉林、河北等 28 个地市单位，203 个县级旱情信息站和 480 个墒情采集点的旱情采集试点项目建设。探索了工情和旱情体系建设标准、方式、方法，为建立覆盖全国的工情、旱情体系奠定了基础。

3 业务应用系统开发

1）一体化 3 级应用支撑平台。采用分布与集中相结合的模式，集成应用了 ESB，EOS 中间件，ArcGIS Server，报表工具，TRS 等多类软件产品，为3 级应用系统提供了统一的访问接口、服务模式、用户管理，为洪水预报、水情查询、防汛会商和调度等业务系统开发运行提供环境，为 3 级决策支持系统持续开发应用奠定了基础。具有可共享、复用、生长等特性，为系统持续开发和建设创造了条件。

2）数据汇集平台。针对分类多样、格式复杂的防汛抗旱信息多级交换和分发管理需要，规范了水情、工情、旱情、灾情和天气雷达等数据格式，实现了各级防汛抗旱信息的自动接收与交换。

3）基于 SOA 的洪水预报系统。概化和分解了洪水预报方法、分析模型，提炼业务服务应用组件，开发了面向洪水预报业务服务软件系统，集成了成熟可靠的洪水预报模型库，为各级洪水预报系统持续开发提供开放、共享、可复用的洪水预报业务平台。

4）气象综合业务应用系统。归纳提炼了各类气象产品应用方法，集成应用了气象部门数值预报、短中长期降水预报产品、天气雷达、气象卫星云图等信息，开发了具有面平均雨量定量估算、短历时定量降水预报、流域短中长期降水预测、降水天气气候形势分析、致洪致灾暴雨、热带气旋监测预警等功能的综合气象信息服务系统。

5）3 级联动防洪调度系统。规范了国家防总、流域机构、省级防洪调度信息交换流程，信息内容及共享方式，集成了各流域防洪调度系统开发成果，建立了中央和流域之间信息交互、共享的平台，使中央和流域的防洪调度系统融合为一体，成为信息共享、上下联通的整体。

6）防汛业务综合管理系统。归纳了防汛日常业务管理需要，形成 1 套包括人员、防汛物资、值班管理，灾情统计等为核心的防汛业务信息管理系统。

7）开放式防汛会商系统。根据防洪形势分析、决策方案优选和实施等防洪会商决策步骤及内容需要，提炼开发了集会商准备、展示、知识管理的流程化会商系统。

8）多功能信息服务系统。在实时水雨情、防洪工程、社会经济、图形库等基础数据库的支持下，建成了基于地理信息系统，满足防洪管理和决策的查询服务系统。实现河道、水库、闸坝站的水情和雨情监视及常用水雨情信息查询和服务。

9）多主题旱情信息服务系统。利用 GIS 等技术，开发了旱情信息的存取和应用服务、查询、统计和分析。实现了国家防总、省和地（市）抗旱管理部门的 3 级旱情信息查询服务系统。

10）多指标旱情分析系统。以气象、水文和农业 3 类干旱指数分析模型为依托，与旱情评价指标及等级划分相结合，利用遥感、水文、气象、农业等信息，开发全国旱情分析系统，较直观地反映各地旱情动态变化。

4 社会经济效益 [2]361-387

1）实现了我国防汛抗旱指挥的跨越式发展。一期工程运行后，针对汛情、旱情、灾情，可实时拟定和分析更加详细调度方案，并能进行多方案比选，彻底改善了项目实施前防汛抗旱决策信息单一、表现力差、决策支持困难的局面。自 2005 年汛前至 2011 年底，国家防总和水利部进行了 160 多次异地会商，为科学决策提供了有力的保障。

2）提高了水文行业整体技术水平。水文信息采集及应用技术创新，改变了传统的水文管理模式，提升了我国水文行业的科技水平。天气雷达测雨信息的应用，可以及时准确把握局地暴雨实时动态，增强了暴雨的监测预测能力和水平。

3）提升了突发事件应急处置能力。在应对 2008年汶川地震、2010 年舟曲泥石流等突发事件中，通过指挥系统及时进行工作部署、信息发布，有效促进了抗震救灾工作的开展。在近年来防御台风工作中，利用该系统掌握台风动态，分析灾害影响，及时启动防台预案，极大地减小了台风灾害损失。

4）推进了水利信息化和现代化进程。国家防汛抗旱指挥系统是“金水”工程的核心和龙头工程。工程建设形成的信息资源，建立的数据库，建成的水利信息网络，开发的应用软件，制订的规范和标准等，都成为水利信息化的基础设施，也为水利其它业务系统建设提供了有力支撑。

5）发挥了很好的示范作用。工程建设形成设计文件、技术标准、规章制度已经成为水利信息化工程的范例，采用的技术路线和手段、管理方法已经为国内许多行业借鉴及采用。形成的信息采集技术及设备标准已成为水利信息采集系统建设的范式。

5 二期工程展望

2011 年 11 月，国家发展和改革委正式批准二期工程可行性研究报告，标志着国家防汛抗旱指挥系统二期工程正式立项。二期工程总投资为 12.22 亿元，其中中央投资 8.37 亿元，地方投资 3.85 亿元。二期工程总工期为 4 年。具体目标如下：

1）进一步实施中央报汛站的更新改造，在全国范围内实现中央报汛站的雨量和水位观测的自动采集，提高观测精度，实现全部中央报汛站的实时水情信息在 20 min 内上报到国家防办。

2）完成全国范围内工情分中心，省（自治区、直辖市）、流域机构和水利部的工情信息采集系统建设，加强移动险情采集、重点工程的监视等能力，在全国范围内初步建成工情信息采集体系。

3）完成覆盖各省（自治区、直辖市）及新疆生产建设兵团的旱情信息采集系统建设，扩大墒情监测站（点）的建设范围，初步建成旱情信息采集体系。

4）扩充水利部与 7 个流域机构及各省（自治区、直辖市）的网络带宽，在全国范围内建成连接流域机构、省（自治区、直辖市）和地市级的水利信息网络。

5）建设移动应急指挥平台，提高应急移动指挥能力。

6）进一步加强防汛抗旱综合数据库建设，重视信息的收集和整合；扩大数据汇集平台的实施和应用范围；扩展应用支撑平台的功能，强化应用支撑平台的作用。

7）补充完善防汛抗旱决策支持系统建设，增强系统功能，扩大应用范围。

8）组织实施安全系统建设。

9）实施资源整合，完善防汛抗旱决策会商环境。

6 结语

二期工程将在一期工程建设的基础上，建成覆盖全国中央报汛站的水情信息采集系统，初步建成覆盖全国重点工程的工情信息采集体系，增强重点工程的监视能力；初步建成覆盖全国地县的旱情信息采集体系；提高防汛抗旱移动应急指挥能力；扩展重要江河预报断面方案和调度区域，增强业务应用系统的信息处理能力，提高洪水预报精度和优化调度方案，强化旱情信息分析处理的能力；整合资源，扩展和提高异地会商能力；提高信息的安全保障水平，构建科学、高效、安全的国家级防洪抗旱决策支撑体系。

[1]邱瑞田. 国家防汛抗旱指挥系统一期工程建设与管理[M].北京：中国水利水电出版社，2011:1-14.

[2]水利部国家防汛抗旱指挥系统工程项目建设办公室. 国家防汛抗旱指挥系统一期工程建设管理报告[S]. 水利部国家防汛抗旱指挥系统工程项目建设办公室，2010.