水利信息化技术标准及其体系研究

曾 焱，程益联

（水利部水利信息中心，北京 100053）



水利信息化技术标准及其体系研究

曾 焱，程益联

（水利部水利信息中心，北京 100053）

摘 要：水利信息化技术标准是水利政务和业务活动过程中应遵守的技术标准和行为规范，其体系完备性和标准适用性至关重要。在借鉴使用水利对象管理水利数据基础上，立足水利数据为核心，考察水利数据生命周期各重要环节，形成包括分类编码、传输交换、数据存储、图示表达、产品服务、建设管理和运行维护等 7 大类组成的水利信息化技术标准体系框架及其标准组成，是实现信息共享、保障应用协同、开展智能化应用的基础和保障。并对标准及其体系应实现的目标、标准范畴、标准分类及其体系构成等进行初步探索和研究。

关键词：水利信息化；技术标准；体系；研究

0　引言

水利信息化建设是一项跨业务、地区、学科的复杂过程，是在国家信息化建设统一部署下，按照国家信息化建设方针、政策和总体规划，立足于水利系统，条块结合、联合共建、信息资源共享的一项系统工程。在信息化过程中，确保信息化基础设施优质高效利用，确保信息资源有效开发利用，确保各种水利政务和业务应用协同，确保水利信息网络互联互通与信息安全可靠，是水利信息化面临的关键问题。解决上述问题首先应做好水利信息化技术标准工作，形成高质量的水利信息化技术标准；其次要认真做好水利信息化技术标准贯标与应用，真正将水利信息化技术标准变成水利信息化项目建设与相关信息系统运行维护的行为规范。唯此才能将水利信息化建设形成的资源得到充分利用，事实上加快建设步伐；否则，将会造成资源浪费，实际上延缓建设步伐。

水利部历来重视水利信息化技术标准工作。早在 2001 年水利部发布的《水利技术标准体系表》（以下简称《体系表》）中，就规划了水利信息化技术标准 20 多项；为满足水利信息化发展需要，水利部又在 2003 年颁布了《水利信息化标准指南》，作为编制水利信息化技术标准制修订计划的主要依据，并补充提出了术语、分类和编码、规划与前期准备、信息采集、信息传输与交换、信息存储、信息处理、信息化管理、安全、地理信息等 10 个方面的水利信息化技术标准共 71 项[1]；2008 年修订发布的《体系表》中，信息化被列为体系的一项专业门类，并规划了基础、通用、专用 3 类水利信息化技术标准共 82 项，且自此后，《体系表》成为制定水利信息化技术标准制修订计划的主要依据；2014 年修订发布的《体系表》中，信息化被列为体系的一项综合功能序列，并规划了信息化、通用、设计、质量、运行维护、验收 7 方面相关水利信息化技术标准共 55 项[2]，同时为加强不同标准之间的协调性与一致性，明确所有水利信息化相关技术标准均由水利部水文局（水利信息中心）主持进行制修订。由此可见，水利信息化建设基本做到了标准先行，同时，水利信息化技术标准及其体系也在根据水利信息化的发展需要进行适时调整、不断完善。

由于各部门各自牵头制定涉及各业务领域的信息化技术标准，使得 2014 年以前颁布的信息化相关标准存在覆盖不完整、相互不衔接、语义不一致等问题。特别是随着水利信息化的不断深入发展，存在的信息孤岛、业务割据、设施分散、安全薄弱等问题越来越突出，已成为影响水利信息化健康发展的突出问题，因此加强统筹管理，推进整合共享，优化资源配置，提升投资效益效能，提高综合应用水平已成为当前水利信息化的首要任务。为此，按照“统一性、基础性、适用性、完整性、稳定性、可操作性”的原则，重新梳理研究并提出满足当前水利信息化发展需求的水利信息化技术标准及其体系显得尤为迫切且重要。

1　标准编制目标

水利信息化技术标准及其体系编制目的是以承载水利信息的数据为核心，构建反映水利信息生命周期内相对稳定的各环节水利信息化技术标准的体系框架，同时也能满足水事活动不断发展变化对水利信息化技术标准能够不断扩充的需要，即：既有相对稳定的体系结构，又有有序扩展的灵活空间。最终为水利信息网互联互通，水利信息资源共享，水利应用协同与智能化应用及水利现代化提供信息技术保障。

2　标准范畴

2.1水利信息化技术标准及其框架

水利信息是各种水利对象特征（维度）指标的总和，表现为水利数据。水利对象[3]是指水利管理工作中涉及的实体或概念，分为以下 2 部分：一部分属于水利事权范围内管理的对象，如河流、湖泊、水库、水闸、泵站等；另一部分是非水利事权范围内管理的对象，如桥梁、输油管道等跨河工程。水利信息化是充分利用现代信息技术，深入开发和广泛利用水利信息资源，实现水利信息采集、传输、存储、管理和服务的数字化及网络化与智能化，全面提升水利事业活动的效率和效能的历史过程。因此，水利信息化技术标准是以水利对象及其特征为核心，从对象及其特征的分类与编码，各种方式采集信息的传输交换，各种信息的数据存储、图示表达，各种信息产品生产与服务，以及项目建设管理和信息系统运行维护等方面，构成相对稳定的水利信息化技术标准体系框架，根据水利信息化需要和相关内容成熟程度，在每类标准下设置若干项具体技术标准，并随着水利工作深入发展需要，再对每类水利信息化技术标准持续进行补充和完善，实现动态扩展。

水利信息化技术标准要突出“水利”和“信息化”2 个关键词。也就意味着只有具有水利特色的信息化技术标准才应列入水利信息化技术标准体系，否则，要么属于公共技术标准，各行业都要遵循，无需水利行业进行制定，如：GB 18030—2005《信息技术 中文编码字符集》[4]；要么属于其他行业技术标准，水利行业只要引用，也无需水利行业进行制定，如：GB/T 2260—2007《中华人民共和国行政区划代码》[5]。

2.2国家信息化与水利信息化技术标准关系

国家信息化技术标准和水利信息化技术标准是一个继承应用和适当补充的辩证关系，即国家信息化技术标准是水利信息化技术标准的有机组成部分，换言之就是国家信息化技术标准已有明确的事项，在水利信息化技术标准中将直接引用，不应再另行编制相应的水利信息化技术标准。水利信息化技术标准只对那些具有水利特点，在国家信息化技术标准中没有规定的部分，根据水利信息化需要和相关工作成熟程度，制定水利信息化技术标准。对于成熟的水利信息化技术标准，若其他行业和部门也有应用需求，适当时候也可上升为国家标准，确保国家信息化技术标准与水利信息化技术标准的协调一致。

2.3水利行业与水利信息化技术标准关系

水利信息化技术标准是水利行业技术标准的有机组成，与其中非信息化技术标准形成互补合作关系。水利行业技术标准中的非信息化技术标准对水利业务工作中的具体技术问题进行了规定，为形成内容完整、全面、一致、准确的水利工作产品提供保障；而水利信息化技术标准为在信息技术条件下，如何采用信息技术协助开展水利工作，同样为形成内容完整、全面、一致、准确的水利工作电子产品提供保障。由此可见，水利信息化技术标准是在新的历史条件下提升水利工作能力和水平的重要保障，是连同水利行业技术标准一起升华的重要点睛之笔。

3　标准体系

水利信息化技术标准涉及方方面面，构建一个相对稳定的技术标准体系需要找到一个相对稳定的技术脉络，然后顺着需要规范的各关键技术环节制定信息化技术标准并构成体系。水利信息化与其他行业的信息化一样，关键是对信息化全过程中各个信息形态进行规范，因此，应从信息采集、传输交换、存储、表达、产品生产与服务 5 个关键环节，以及保障关键环节实现的建设管理、运行维护 2 个方面，构建水利信息化技术标准体系。

3.1标准分类

水利信息化技术标准共分为分类编码、传输交换、数据存储、图示表达、产品服务、建设管理和运行维护 7 大类，具体分析如下：

1）分类编码。分类编码又细分为对象、信息两小类分类与编码，用于规范对象的分类及其代码的编制，以及每类对象特征信息的分类及其代码的编制，规范对象和信息的分类与代码，主要解决信息语义的一致性问题。

2）传输交换。根据传统通信和计算机网络 2 种形式，传输交换又细分为通信传输规范和数据交换规约两小类，主要解决测站至网络端点之间的数据传输及计算机网络中节点之间的数据交换问题。

3）数据存储。数据存储涉及各水利领域应用所需数据的存储与管理，统一表结构和标识符，以方便各级各类建立同类数据库及数据库之间的数据复制和信息共享。

4）图示表达。图示表达试图解决各种水利信息表达形式规范化问题，避免因表达形式不同，给信息使用人员造成理解上的困难。

5）产品服务。产品服务用来规范各种水利信息产品生产的输入、算法、输出及服务规范，以保障产品服务质量。

6）建设管理和运行维护。用来规范水利信息化项目的建设管理和水利信息系统的运行维护，为确保水利信息从采集开始直至各种产品服务能够按照既定的流程达成既定目标。

水利信息化技术标准体系的 7 大类保持相对稳定，每类水利信息化技术标准负责确定一方面技术规范，类与类之间保持相对独立，不存在内容交集，7 大类共同构成水利信息化技术标准全集。在每类中，水利信息化技术标准之间遵从“相对独立、内容互补、交集为空、并集为全”的原则，每类中的第 1 部分为总则，对该类中技术标准的共性和其他部分应遵守的规则进行集中统一规定，形成协调一致的总体规则，避免因每部分分散描述造成不一致等一系列问题；每类中从第 2 部分起属于动态扩展部分，扩展原则是后续增加部分，从定义到具体内容不得与总则和前述部分内容出现重复，每类中所有部分技术标准的并集形成该部分技术标准的全集，任何 2 部分技术标准的交集为空。

3.2体系构成

水利信息化技术标准体系分为 7 大类 9 小类，每类由若干部分组成，根据水利信息化实际需要及相应工作成熟程度，目前考虑的水利信息化技术标准体系的构成及其关系如下：

1）水利对象分类与编码包括 6 部分。第 1 部分是总则，对各类水利对象代码的编制规则进行规定，保障各部分编制对象代码时遵循同样规则，属于上位标准，其余部分制定具体水利对象代码时，应按照第 1 部分总则制定的规则进行编制；第 2 部分是河流、湖泊，属于自然类水利对象，在全国范围内对一定规模的河流湖泊采用统一规则集中编码，保障各级使用对象代码的一致性；第 3 部分是测站，是水利动态信息采集的重要设施；第 4 部分是水利工程，是开展水事活动的重要设施；第 5 部分是水利区划，是开展分区域实施水利管理的重要支撑；第 6 部分是水利单位，是开展水事活动的行为主体。

2）水利信息分类与编码包括 8 部分。第 1 部分是总则，对各类水利对象属性分类代码的编制规则进行规定，保障各部分编制分类代码时遵循同样规则，属于上位标准，其余部分制定具体水利对象属性分类代码时，应按照第 1 部分总则制定的规则进行编制；第 2～8 部分目前分别是防汛抗旱、水文、水资源、水土保持、水利工程管理、水利政务、固定资产管理等 7 个业务领域，针对前述水利对象的属性，按照“一数一源”，由该水利对象属性特征产生业务定义该对象属性的分类与代码，其他业务领域只是引用，避免不同业务领域对同一对象、属性进行重复定义，造成技术标准之间产生矛盾和不一致，如：水文测站分类的代码应该由第 3 部分水文进行明确，其他业务领域应用其代码即可，其余部分不应规定水文测站分类并赋代码。

3）水利数据传输规约包括 5 部分。第 1 部分是总则，规定传输各类水利信息应遵守的规约，保障在中心站使用 1 套设备接收各种自动监测系统发送的水利信息，只要在软件上支持对不同业务监测信息的解码软件即可；第 2～5 部分目前分别是水文、水资源、水利工程和水土保持监测信息传输的具体业务内容及其编码规定，这些规定一方面可保障不同厂家开发的软件能够互联互通，另一方面也使在相应系统建设中引入竞争机制成为可能。

4）水利数据交换规约包括 6 部分。第 1 部分是总则，规定网络条件下交换各种水利信息应遵守的规约，保障各种信息可以在同一平台下完成数据交换；第 2～5 部分目前主要考虑比较成熟的水文、水资源、水利工程、水土保持监测信息在网络上交换的具体业务内容及其编码规定；第 6 部分是水利空间数据在网络上交换的内容及其编码规定，便于在地图服务支撑下，各种水利应用基于统一平台开展水利对象空间数据采集和交换。本类还应支持水利业务应用协同的数据交换，鉴于目前该部分应用还不够规范，所以暂时没有安排相应技术标准的制定计划，随着水利信息化的深入发展，本类将会得到丰富和发展。

5）水利数据库表结构与标识符包括 15 部分。第 1 部分是总则，规定其余各部分编制该部分数据库表结构与标识符时应遵守的规则，明确数据库表结构的组织原则、标识符格式及其编写规则等；第 2 部分是对象基础信息数据库，是水利数据中心开展对象管理、确保对象唯一性的关键数据库，是建立不同对象之间空间和业务关系的纽带，在理想构建的水利信息空间中，该数据库中的对象是所有水利信息涉及对象的全集，其他业务数据库涉及的对象集合是该数据库中对象的子集，该数据库主要存储对象标识和主要特征等信息；第 3～15 部分分别是河流湖泊、防汛抗旱、水文、水资源、水利工程管理、农村水利、水土保持、农村水电、水利移民、水利人才、水利科技、水利政务和水利空间等业务专用数据库，是支撑各种水利应用的数据源，承载完整、全面、一致、准确地记录该业务领域活动的过程及其最终成果信息。

6）水利图示表达目前包括 2 部分。第 1 部分是总则，规定水利信息进行图示化表达时的总体规定和要求；第 2 部分是水利空间，主要对水利空间信息在地图上的展示进行规定，保障制作的各种纸质和电子地图具有良好的可读性和一致性。除水利空间外，还有许多水利信息图示化表达要求，如水文过程线、水面线、水位示意图、统计图等，鉴于目前归纳整理不够，同时也存在成熟程度问题，暂时没有安排相应技术标准的制定计划，待将来成熟后再按照前述扩展原则进行补充完善。

7）水利信息产品服务包括 3 部分。第 1 部分是总则，对水利信息产品生产和质量控制的总体流程进行规定，明确各种产品服务注册、发布、绑定、运行等一系列通用技术规定，为服务协同工作奠定技术基础，确保按此规定开发的不同服务能够在同一平台上实现聚合，实现服务的管理和持续成长；第 2 部分是目录服务，在元数据的基础上，对各种水利数据和服务目录提供一个在水利系统相对稳定的目录架构，方便各级各类数据和服务等目录的聚集和协同；第 3 部分是空间服务，根据水利空间数据特点，将空间服务划分为国家、水利基础地理和水利业务专题，按照统一技术要求构建的空间服务，能够服务于各种水利应用。

8）水利信息化建设管理包括 6 部分。第 1 部分是总则，对每类信息化项目建设管理的共性问题进行明确和规定，提高建设管理的规范性；第 2 部分是前期及初步设计，明确水利信息化建设项目的前期和初步设计工作应有的工作程序和任务，以及应达到的工作深度；第 3～5 部分分别是通信、网络系统和水利数据中心建设在总则下的具体技术规定，明确各部分建设应有的工作程序、内容和应达到的技术深度；第 6 部分是项目验收，明确水利信息化建设项目验收的条件、程序、内容和标准等。

9）水利信息系统运行管理包括 4 部分。第 1 部分是总则，对水利信息化有关系统运行维护的共性问题进行明确和规定，提高系统运行维护的规范性，主要涉及运行维护的岗位、职责、制度、突发事件处置、相关信息上报与处理等。第 2～4 部分分别是通信、网络系统和水利数据中心运行维护在总则下的具体技术规定，保障各部分运行维护事项落到实处。

4　结语

水利信息化技术标准涉及方方面面，是开展水利信息化资源整合共享、业务协同和智能化应用的基础和保障，体系的稳定性和标准的阶段性是体系科学性的客观要求与现实，因此，水利信息化技术标准不应是一成不变的，应根据水利工作发展需要适时调整、不断完善，确保水利信息化技术标准发挥应有的作用。希望对水利信息化技术标准及其体系的思考能在其他行业信息化技术标准体系的建立和编制中产生借鉴作用。

参考文献：

[1] 中华人民共和国水利部. 水利信息化标准指南[M]. 北京：中国水利水电出版社，2003.

[2] 中华人民共和国水利部. 水利技术标准体系表[M]. 北京：中国水利水电出版社，2014.

[3] 程益联，刘九夫. 水利普查对象和指标编码初探[J]. 水利信息化，2010 (2): 22-24.

[4] 国家标准化管理委员会. GB 18030—2005 信息技术 中文编码字符集[S]. 北京：中国标准出版社，2005.

[5] 中华人民共和国民政部. 中华人民共和国行政区划手册（2009）[M]. 北京：中国地图出版社，2009.

Study on Water Resources Informatization Technological Standard and its System

ZENG Yan, CHENG Yilian
(Water Resources Information Center, the Ministry of Water Resources, Beijing 100053, China)

Abstract:The water resources informatization technical standard must be obeyed as a technical standard and conduct norm during the water resources government affairs and business activities, so it is very important to have a complete and applicable system. On the basis of reference to use the water resources object management data, and taking the water resources data as the core, the various important links of the water resources data life cycle are inspected to form the system framework of the water resources informatization technical standard concerned with 7 kinds of the components including classification and coding, transmission and exchange, data storage, and exchange graphic expression, products and services, construction management and operation maintenance, which are the foundation and guarantee to realize the information sharing, application security, and intelligent application. In this paper, the preliminary exploration and study are made on the objective, category, classification and system of the water resources informatization technical standard.

Key words:water resources informationization; technical standard; system; research

作者简介：曾 焱（1970-），女，甘肃天水人，教授级高工，长期从事水利信息化相关工作。

收稿日期：2015-12-16

中图分类号：TV21

文献标识码：A

文章编号：1674-9405(2016)01-0006-04