国家水资源省级项目运维系统现状及发展探析

任庆海 ，王 荧 ，陆云扬

（1. 水利部南京水利水文自动化研究所，江苏 南京 210012；2. 水利部水文水资源监控工程技术研究中心，江苏 南京 210012；3. 江苏南水科技有限公司，江苏 南京 210012）

0 引言

国家水资源监控能力建设项目（以下简称国控项目）是实行最严格水资源管理制度的关键支撑，是落实“三条红线”考核的迫切需要，是实现水资源科学化、定量化、精细化的必要手段[1–2]。

随着国控一期、二期项目[3]的相继验收，各省（自治区、直辖市）和新疆生产建设兵团水资源监控能力建设项目办公室（以下简称省级项目办）建设的国控一期、二期项目已陆续交付运行并进入了系统运维阶段。由于国控项目经过 2 期的建设，系统新建了数量庞大且设备类型复杂的监测站点，加之省级国控项目新建了各自的省级中心机房设备、网络设施、各类服务器、客户端等硬件设施，以及数据库、中间件、业务平台等软件系统，导致今后系统运维难度极大。因此，对于省级项目办今后如何运行维护好各自的国控项目，使系统保持长效的水资源监控能力，是一个巨大的挑战。

1 运维管理工作目前的基本情况

1.1 国控项目监控站点数量庞大

国控项目新建监控站主要包括 2 类：1）取用水户在线监测站（其中包括农业和非农业用水户在线监测站）；2）地表水水源地的水质在线监测站（其中包括河道型和湖库型饮用水源地自动监测站）。

经初步统计，国控一期、二期项目全国共建成1.9 万个取用水户约 4.3 万个取用水在线监测点，共建成 630 个地表水饮用水水源地约 620 个水质在线监测站，对 501 个重要省际河流省界断面进行水量在线监测[4]。

此处统计数据仅为国控项目建设的监测站点数量，如果再加上各省为完成水资源监控目标自建的监测站点，全部水资源监控站点将更是一个庞大的数量。仅以江苏省为例，江苏省国控一期项目建设1 056 个取用水户监测站点，14 个饮用水源地水质自动监测站[5]；国控二期期项目建设 405 个取用水户监测站点[6]；另外，江苏省自建的取用水户监测站点还有 1 600 余个。

1.2 国控项目监控站点种类繁多

国控项目水资源监控站主要包括：

1）取用水监测站点。取用水监测站按照取水方式一般分为 4 类，分别是蓄水（从湖库取水）、引水（从河道引水）、提水（通过泵站往高处提水）和水井（通过泵抽取地下水）4 类工程。按照输水方式不同，主要分为渠道和管道输水方式[7]。

监测的内容主要有取水量和水位，针对不同的取水和输水方式，监测的方式也就有所不同：a. 目前常用的渠道在线流量监测方法主要有超声波时差法、侧视式声学多普勒流速剖面仪法（H-ADCP）、水工建筑物测流法、比降面积法、堰槽法等；b. 常用的管道在线流量监测传感器主要有声学时差法、声学多普勒、电磁等管道流量计及电子远传水表等[8]。

2）地表水水源地水质监测站。地表水水源地水质监测站根据监测对象不同划分为：a. 河道型水质自动监测站。以常规水质五参数（水温、pH、溶解氧、电导率、浊度）和 COD、氨氮为监测参数[9]。b. 湖库型水质自动监测站。除以上 7 项外，还需选择对湖库富营养化有重要影响的水质参数（如总磷、总氮）等进行监测。另外，由于针对不同水体监测的水质参数不同，仪器配置也有所不同。

因此，综上 2 点可知国控项目水资源监控站的种类繁多，且站点配置的设备类型复杂。加之各个省在项目建设过程中参与施工的单位众多，所选择的设备更加繁复。

1.3 省级中心站硬件设备和业务系统复杂

国控一期项目建设时，新建了三级信息平台，包括 1 个中央、7 个流域和 32 个省级平台。各省新建的省级信息平台系统模式基本相同，建设内容主要包括通信网络、各类服务器、客户端、数据库、应用支撑平台、业务应用系统和应用交互等。

仍以江苏省为例，江苏省国控一期项目水资源监控管理信息平台建设硬件部分包括外网防火墙、SAN 光纤存储交换机、数据采集服务器、电子模拟屏及配套设备等；软件部分包括五大类数据库和中央、流域平台接口模块及分中心软件开发模块。江苏省国控二期平台总体部署延用一期方式，取用水监测体系新增接入农业灌区取用水监测，完善软硬件运行环境，依据国家标准改造水资源数据库，完善、深化水资源业务管理和应用系统，根据信息安全第三等级保护的要求进行等级保护建设和完善。

因此，省级水资源监控管理信息平台的硬件设备和软件系统十分复杂，今后运维管理的难度很大，需要一支专业的运维管理队伍。

1.4 运维管理模式多元化

目前，各省建设的国控一期项目已过质保期，进入了系统运维管理阶段。随着国控二期项目的相继验收与交付使用，也将逐步进入系统运维管理阶段。当前各省建设的国控项目系统运维管理模式主要包括以下 3 类：

1）组建运维队伍的自行运维管理。该管理模式能够掌握已建水资源项目的核心技术应用，运维服务方便、响应及时，但对运维队伍的人员数量和技术能力要求较高。由于水资源监测站点数量众多，目前各省在国控项目运维过程中很难自行组建人数和专业完备的运维队伍，一般也只能实现中心站信息平台的自行运维管理。

2）以运维服务外包方式委派专业公司进行运维管理。通过运维服务外包能将管理单位从繁琐的运维工作中解脱出来，借助运维服务提供方专业化的人员队伍和先进技术实现集约高效的服务。由于该管理模式无法对关键业务服务实现有效控制，因此需要对外包单位做好合理的绩效考核评估管理。

3）自行运维与委派运维相结合的运维管理。采用此种运维管理模式，省级项目建设单位只需要自建一支人员较少、具有一定专业和业务能力的队伍，负责主要的设备和业务运维管理，而系统其余的大量运维工作委托给专业外包单位完成。该模式在各省国控项目的运维过程中也比较常见。

2 运维管理工作存在的主要问题

2.1 部分水资源监控站点建设质量不高

国控项目建设之初，为了确保各省项目的建设质量，水利部国家水资源监控能力建设项目办公室（以下简称部项目办）制定了一系列的国控项目标准规范。但是，由于各省项目的施工单位众多，施工人员水平良莠不齐，即使是在投标过程中施工方选择了性能良好的设备，如果安装施工过程不能按照标准规范执行，也将导致今后该设备无法长期正常工作，无法确保建设好的站点能实现可持续监控的能力，因此，也大大增加了后期运维的工作量和难度。

2.2 网络更新迭代影响站点通信畅通率

随着 5G 网络的正式开通，目前我国大部分省的网络运营商已经逐步停止对 2G 网络的维护工作。而国控一期项目中，大多数省的监控站点采用的通信模块（DTU）仅支持 2G 网络，因此，今后一段时间内将有大量的监控站点由于不支持 4G 或5G 网络而无法正常通信，在后期的运维工作中需要陆续更换监控站点通信模块。

2.3 系统运维技术手段有待提升

部项目办下发的水资源监控管理信息平台中有运维系统，各省级项目办在国控项目建设过程中又根据各自省级平台的特点进行了集成和改进开发。国控项目的信息平台运维系统在保障省级国控项目系统长期稳定运行中发挥了重要作用。但是，随着各省级国控项目运维管理工作的不断深入，系统运行维护的管理水平和技术手段还有待于进一步提升。

2.4 系统运行维护专业人员匮乏

根据调研和了解，由于各省级项目办均是在国控项目启动的初期成立的临时机构，各省级项目办的人员均是从各省水利厅和水文局抽调来的人员。各省级项目办的人员数量偏少，而且仅有的几名工作人员还要负责整个项目的前期规划、建设管理，以及已建的国控项目系统的运维管理等工作，往往是一人身兼数职。因此，各省国控项目系统运维管理人员严重缺乏，而且这种现象在各省普遍存在。

3 运维管理工作的发展趋势和要求

3.1 新技术推动运维管理系统的新发展

近年来，随着科技的高速发展，信息技术和应用不断迎来新变革。物联网、大数据、云计算、互联网 +、区块链、5G 通信、北斗卫星系统、人工智能、BIM 等新技术日益迅猛地发展，正在影响社会各行各业的发展，也必将为水利信息化系统的运维工作打开全新的建设和管理思路。

国控项目的信息平台运维系统建设和发展应充分利用各种新技术，借助现代控制理论方法，不断地更新迭代，升级现有的维护管理系统，保证其能够长期、稳定、安全地运行，达到支撑水资源定量管理和对“三条红线”执行情况进行考核的能力。

3.2 政府购买服务方式推进运维管理工作

政府购买服务是公共服务供给和财政资金使用方式的改进，是加快转变政府职能、提高国家治理水平的必然要求，也是提高公共服务能力和效率、建设服务型政府的重要途径。

利用政府购买服务方式进行系统运维管理工作，可以充分利用市场机制作用，更好地满足新形势下对系统运维服务的多样化、专业化、个性化需求，可以吸引更多、更专业的运维公司参与提供运维服务，形成运维服务发展新机制，有力地促进信息化系统运维服务的开放和发展。各省级项目办和水行政主管部门也应当在国控项目的后期运维管理中利用政府购买服务方式推进运维管理工作。

4 思考及建议

4.1 加强水资源监控管理信息平台运维系统建设

水资源监控管理和业务应用是逐步发展变化的，随着业务需求的调整、规模的扩大等将对运维管理软件提出更高更新的要求，因此，水资源监控管理信息平台运维系统也需要不断更新升级。另外，运维系统在绩效考核、运维流程管理，以及业务的可用性、运维服务的可追溯性等方面还需要进行更深层次的研究，密切结合水资源监控系统运维管理的实际业务应用，继续开发运维系统的深度和广度，确保国控项目系统能长期稳定的运行。

4.2 研究建设管理与运行维护机制

国控项目建设的监测站点具有点多、面广、环节多等特点，系统后期设备运行维护任务重，要着手研究系统建设管理与运行维护机制：1）积极研究政策，把系统的运行维护经费纳入到各级水资源监控能力建设工作经费中；2）建立管理制度，把监测站点设备的运行维护与水资源管理政策有机结合起来；3）积极探索运维管理方式，由于监测站都分布于基层，可以考虑“看护当地化、维护集中化”的管理模式，确保监测设施能够安全管理、稳定运行。

4.3 推行政府购买服务与绩效评估机制

随着《政府购买服务管理办法》的颁布实施，政府购买服务将日益深入。各省级项目办应健全并推行政府购买服务体系，遴选一批优质的专业运维公司，提升运维能力和水平。

各省级项目办应针对外包运维公司的各个维护岗位建立绩效考核机制，实行岗位责任制，定人、定岗、定责、定权[10]。考核内容可包括用户满意度、维护服务完成度，以及质量、维护服务效率、维护对象故障率和故障处理时间等方面，由以往的定性考核改为定量考核方法。外包运维公司应定期将考核绩效结果上报运行维护管理机构。

4.4 合理测算国控项目运维定额

水利信息系统运维定额测算是各项运维预算工作的基础，关系到今后各单位信息系统运维资金落实。水利部办公厅印发的《2020 年水利网信工作要点》中要求完成《水利信息系统运行维护定额标准》修订工作[11]。

该定额标准是水利信息系统申请运维经费的依据和保障。各省级项目办应密切关注该项定额标准的修订工作，据此标准合理核算国控项目运维定额，积极争取地方财政对国控项目运维经费的投入。

4.5 运用新技术提升运维管理效率

随着新科技的发展，国控项目运维系统应积极探索与物联网、大数据、5G 通信、北斗卫星系统、人工智能等新兴的技术手段相结合，逐步升级现有的维护管理系统。运用新技术使运维系统实现主动、智慧运维的功能。

运维系统能够通过大数据计算和在线分析，随时掌握系统健康状态，提前判断出系统的故障原因，准确定位故障点。并能够智能分析问题，提出维修维护方案，指导维护人员提前携带好合适的备品备件。今后的运维系统可以实现对运维计划、日常巡检、运维结果、备品备件、运维队伍等运维全过程的管理，指导，监督和考核，提高管理质量和效率。

5 结语

国控项目的运维工作是国家水资源监控能力建设项目今后的一项常态化工作，也是保障水资源监控系统正常运行的关键。本研究对国控项目运维管理工作的基本情况和主要问题进行了分析，在此基础上对运维管理工作面临的发展趋势作了探讨，并提出加强和提升运维管理效率的建议。建立健全一套适应国控项目运行管理的信息系统运维体系，保障国控项目长期稳定、安全高效地运行具有重要意义。