海河下游管理局水利信息化的分析与研究

杨 凯

（水利部海河水利委员会海河下游管理局，天津 300061）

海河下游管理局水利信息化的分析与研究

杨 凯

（水利部海河水利委员会海河下游管理局，天津 300061）

水利信息化建设是水利现代化建设的重要组成部分，目前普遍存在项目孤岛、重复建设、资源分散、开发利用率低等问题，科学、有效地对水利数据中心顶层构架进行规划变得尤为重要。分析水利工程管理单位的信息化建设现状，并结合存在问题对海河下游管理局水利数据中心进行设计和规划，对数据中心总体构架及核心内容进行分析与研究，提出一套适合海河下游管理局信息化建设的方案。实践证明，只有加强领导，科学规划，强化职能，加大投入，完善运行管理机制，才能切实推进水利事业信息化建设的“十三五”规划，推进水利现代化进程。

水利信息化；水利工程管理信息系统；水利数据中心；业务应用平台

0 引言

水利信息化建设是水利现代化的重要组成部分[1]。水利信息化充分利用现代信息技术，深入开发和广泛利用信息资源，促进信息交流和资源共享，实现各类水利信息及其处理的数字化、网络化、集成化、智能化，全面提升水利为国民经济和社会发展服务的能力和水平。

水利工程管理信息系统涵盖水利工程管理的各个方面，是计算机网络技术的集成产物，是水利信息化建设的重要组成部分[2]。为保障水利信息化“统一技术架构、强化资源整合、促进信息共享、保障良性运行”目标的实现，有效应对信息化建设过程中出现的项目孤岛、重复建设、资源分散、开发利用率低、资源整合等问题，根据水利部 2003 年发布的《全国水利信息化规划（“金水工程”规划）》对于水利信息化的要求、意义、目标与原则的阐述，分析水利工程管理单位的信息化建设现状，并结合存在问题对海河下游管理局水利数据中心进行设计和规划，对数据中心总体构架及核心内容进行分析与研究。

1 水利信息化基础建设现状

我国水利工程管理信息化起步晚于国外，20 世纪 80 年代初，水利信息系统开始参照国际标准，引进相关设备，同时国内也制作出适合本土应用的软件，90 年代，国民经济发展对水利部门的需求增大；21 世纪初，为全面推动水利信息化工作，水利部提出“以水利信息化带动水利现代化”的发展思路；2011 年，中央一号文件明确提出“提高水资源调控和工程运行的信息化水平，以水利信息化带动水利现代化”的指导思想，进一步推动水利信息化建设[3]。

目前水利信息系统应用的主要问题集中在：1）系统通用性差，应用系统重复开发；2）系统功能单一，可扩展性差；3）应用模式固定，难以适应复杂水利业务应用。水利信息系统的核心问题在于水利数据中心顶层设计架构，顶层设计规划的科学性决定了整个水利信息化的发展趋势，为此对水利信息化综合体系进行进一步细化变得尤为重要。

2 水利数据中心顶层设计规划

水利数据中心的顶层架构由数据汇集与存贮、信息服务和支撑应用 3 个层次构成，是水利信息化建设的核心内容之一[4]。根据水利部颁布的《水利信息化顶层设计》，海河下游管理局水利信息化综合体系划分为以下 5 大类，如图1 所示：

图1 海河下游管理局水利信息化的 5 个管理分类

1）水利信息化保障环境。是水利信息化发展的基本保障条件，包括水利信息化标准及安全体系、建设和运行管理机制、政策、投资与人才队伍等要素。

2）水利信息系统运行环境。是实施资源共享的主要组成部分，包括水利信息网络、服务器、存贮、机房和基础支撑软件。

3）信息采集与工程监控。是水利信息的主要来源之一，包括信息采集与工程监控。

4）资源共享服务。是水利信息化建设与发展的核心，包括门户、信息安全和资源文库。

5）综合业务应用。依托于资源共享服务平台实现功能个性化、资源共享与业务协同，包括海河下游管理局管辖的水利工程相关业务和电子政务等。

对海河下游管理局水利信息化顶层设计进行科学、有效的规划，更进一步强化了水利数据中心的地位与作用，特别是进一步突出了水利信息资源共享基础设施的作用。为保障这一目标，在工作中必须坚持“五统一”的原则，即统一技术标准、运行环境、安全保障、数据中心和门户。

3 海河下游管理局数据中心总体构架

3.1 核心数据资源主要内容

3.1.1 基础水文数据

基础水文数据主要包括水文原始资料和整编成果，详细分类如下：

1）水情信息。包括河道水情、闸坝水情、水库水情、闸门启闭情况、抽水流量、引排水量、含沙量、特殊水情、山洪、风暴潮等整编资料信息。

2）雨情信息。包括日蒸发量、降水量、风浪信息、暴雨加报、冰雹等整编资料信息。

3）水文测站特征。包括水文水位站断面及设施、准点说明，水文水位站集水面积与河口距离，及特征值、库站工程特征、库站水文特征、测站上游主要水利工程基本情况，降水站设施说明，水面蒸发场设施说明，水面蒸发场四周障碍物等信息。

4）水文统计信息。包括旬月输沙量、旬月降水量、旬月引排水量、潮位旬月年统计、流量日旬月年统计、含沙量旬月年、降水量旬月年、蒸发量旬月年、水面蒸发辅助项目旬月年统计等信息。

3.1.2 水资源数据

主要包括取水许可管理、水资源年报管理、水资源公报管理、水资源费征收及使用管理、入河排污口管理、水质监测管理、水利工程规划管理、水政管理、水资源评价、需水预测、水中长期供求计划、水资源保护规划和水资源规划等。

3.1.3 水质数据

主要包括水环境检测历史整编和实时监测的水质数据及环保部门监测的水环境可共享数据。

3.1.4 实时雨水情数据

主要包括实时降水、蒸发、水位（潮位）、流量、蓄水量、含沙量、特征值、特征水情、山洪及相关要素的预报信息。

3.1.5 视频会商系统

主要包括机关与下属单位会商环境建设、异地会商系统主会场建设、海委系统内异地会商分会场建设、会商通信线路扩容等。

3.1.6 工程视频监控

包括水闸枢纽工程现场前端摄像机和主控设备、机关监控中心管理平台的构建、机房环境动力监控系统的建设等。

3.1.7 水利信息网络

包括海河下游管理局电子政务平台和对外门户网站 2 个方面，其中电子政务平台实现水利系统内部办公业务的数字化办理，对外门户网站实现水利部门与其他相关部门之间非涉密的信息交换与业务互动，以及水利部门面向公众的监督和服务业务。

3.1.8 数字资源文库

包括水闸枢纽数据仓库建设与数据分析，数据维护管理系统和水利资料信息共享平台的建设，为员工提供中国学术文献、外文文献、学位论文、报纸、会议、年鉴、工具书等各类资源的统一检索和导航，以及在线阅读和下载服务。

3.1.9 其他业务应用

包括水利空间、水利工程、水利工程建设管理、历史大洪水、水利行政管理、水利法规政策、人才管理、财务等数据的业务应用，分别由各业务主管部门管理使用。

3.2 水利数据中心应用服务平台

海河下游管理局水利数据中心应用服务平台是业务应用的统一支撑，也是数据中心所有软件资源的集成共享基础设施。通过定义软件开发部署规则和标准，围绕水利业务系统应用，建立一套系统的水利数据共享交换的机制，并且提供统一的服务扩展接口。应用服务平台采用开放式分层结构，可分为应用支撑、基础服务和系统资源管理等功能，并可根据需要扩大数据处理的支持。

应用服务平台整体功能结构图如图2 所示。从逻辑上可划分为 4 个部分，其中平台管理、开发环境、服务总线均采用通用性的服务平台技术实现。平台服务提供了信息及信息处理服务支撑水利业务应用，为各项业务提供基于平台的应用生成、安全、优化配置等多方面和全方位的服务。

图2 应用服务平台整体功能示意图

应用服务平台采用统一的用户管理，用户必须通过平台提供的统一用户身份认证，采用单点登录方式，根据权限访问系统内各类业务应用；系统管理员在后台对数据库进行统一管理，用户登录名和密码、用户基础信息和访问权限必须保持一致，可实现用户的新增、修改、删除、查询等功能。

4 海河下游管理局规划问题的思考

4.1 信息化部门承担的基本职能

海河下游管理局网络通讯科隶属于水文水资源管理中心，主要承担海河下游管理局网络通讯及信息化建设工作，基本职能如下：

1）承担海河下游管理局水利信息基础性和全局性的信息资源库的建设、运行和管理工作；

2）支持相关专业数据库的建设，并进行技术指导，对数据库进行整合，实现数据中心的统一管理；

3）根据需要承担相关重要应用系统及其数据库的托管业务；

4）建立、维护和管理水利信息目录和数据交换2 个体系，并监督和协调数据交换，形成完整的水利信息共享体系；

5）为内部和外部用户提供信息服务。

4.2 数据中心面临的关键问题

数据中心为新技术应用提供了最佳基础，保障了水利信息化的科学可持续发展。随着物联网、大数据、云计算等技术的推进，“智慧水利”和“水联网”等新概念、新技术也被大力推广[5]。

数据中心要支撑水利信息的整合、交换和共享服务，支持在线事务和分析处理，同时还需要适应广泛感知、快速反应和大规模数据分析与移动应用等要求。目前面临以下 3 大关键问题：

1）数据存取规模大，结构复杂，存贮与计算的资源需求高；

2）数据可靠性高，具有行业内部权威，可根据数据对宏观形势做出正确的推演研判；

3）存贮数据类型全面，支持更多功能和服务。

4.3 水利应用与数据中心的关系

数据中心是业务应用的服务平台，是业务应用的统一支撑，是所有数据资源和软件资源的集成共享基础设施。技术上，水利数据中心集成了业务应用需要的基础设施、信息资源和管理服务等内容，业务系统可有效地实现所需功能，以及不同业务、部门、应用之间的协同；管理上，对数据中心的资源进行集中管理，项目进行有序建设，有效防止业务应用系统的重复建设、资源闲置和浪费现象，大大降低信息化建设的成本，为集中有限的资金和人才，快速推进信息化建设提供有效的措施保障。

5 海河下游管理局总体构架把握的关键

5.1 规划与技术的关系

规划体系和技术体系需要相互配合。在规划时，需要兼顾可行性，规划能做的项目；在技术环节，要以规划为框架，做好规划的项目。根据海河下游管理局“十五”、“十一五”、“十二五”，以及正在起草的“十三五”规划，认真制定一套科学系统的水利信息化专项方案。

5.2 新建与利用的关系

自 2008 年水文中心网络通讯科成立以来，海河下游管理局信息化建设工作稳步开展，基础设施、业务应用、环境保障等方面已取得一定程度的积累，目前主要信息化建设的模式转变为在协同建设的新模式下进行。同时，整合共享成为信息化建设的关键所在。新建项目必须充分考虑到原有资源，避免重复建设；若已有资源不能满足要求，需考虑在现有基础上进行扩建改建工程，完善信息化体系。

5.3 建设与管理的关系

随着业务系统相继实施和投入运行，系统信息管理和运行维护工作变得尤为重要。必须深入研究各类水利应用系统的特点，建立信息系统运维平台，制定相应的管理制度和技术规范，特别是要落实运维经费，提高运维水平，强化日常管理，使信息数据中心建得成、用得好、长受益。

5.4 信息化部门与业务部门的关系

水利信息化为各项水利工程提供了支撑和服务，信息化部门必须加强网络、通讯、安全、信息资源的建设和运行管理，为业务部门提供高效可靠的公共基础设施支撑。因此网络通讯科应与各业务部门协作配合，共同推进海河下游管理局信息化建设。

6 结语

水利信息化是推动水利现代化发展的原动力，要从加强领导、科学规划、强化职能、加大投入，及完善运行管理机制等方面入手，以科学发展观为指导，切实做好以下几点：

1）建立和完善水利信息化创新体系。继续深化信息化体系改革，进一步创新和完善管理体系，统筹协调和优化配置现有资源，强化水利数据中心基础条件投入，推进信息共享重点工程建设。

2）深入开展水利信息化科技问题研究。加强水文数据、水资源、水质、雨水情、视频会商、工程视频、水利信息网络、数字资源文库等专项应用的关键技术和重大问题研究，集中力量，力争重点突破。

3）加强水利信息化科技成果推广与普及。积极推进水利数据中心在行业的应用，全面提高水利科技含量和装备水平，完善质量技术监督和技术标准体系。

4）加快水利人才队伍建设。大力实施和推进水利人才战略，完善人才引进、培养、使用 3 个环节，优化水利人才结构，加强新型人才培养。

5）加强国际科技合作与交流。积极实施“引进来、走出去”战略，以科技合作作为先导，进一步扩大国际合作与交流范围，深化合作交流内容，主动利用科技资源，更好地服务水利可持续发展。

[1] 蔡阳.现代信息技术与水利信息化[J].水利水电技术，2009,40 (8): 133-138.

[2] 解建仓，罗军刚.水利信息化综合集成服务平台及应用模式[J].水利信息化，2010 (5): 18-23.

[3] 苑希民.水利信息化技术应用现状及前景展望[J].水利信息化，2010 (3): 5-8.

[4] 吴恒清，钱名开.以水利信息化带动水利现代化对策探讨[J].水利信息化，2012 (2): 16-19.

[5] 水利部水利信息中心.全国水利信息化发展“十二五”规划[R].北京：水利部信息化领导小组办公室，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

杨 凯（1987－），男，甘肃榆中人，硕士，主要研究方向：电子与通信工程、计算机系统集成。