智慧江汉平台的建设思路与思考

王云鹏 ，戢 琨 ，黄少敏 ，常 丽

（1. 湖北省水利厅，湖北 武汉 430064；2. 湖北省水利水电科学研究院，湖北 武汉 430070）

0 引言

水利信息化建设是一项跨行业、地区、学科的立足于水利系统的联合共建和信息资源共享的一项系统工程。在这一系统工程中，确保有效开发和利用信息资源和技术，确保信息化基础建设的优质高效和信息网络的互联互通，确保各信息系统间的互操作和信息的安全可靠，是水利信息化所面临的关键问题。

近年来，湖北省水利部门建设了包含水文、降雨、水质、地下水、蒸发、墒情和水生态等 17 178 个自动监测站；建设了包含防汛抗旱、水资源管理和河湖管理等在内的 30 多个业务应用系统和相应的数据库，系统集中部署在省级政务云，并通过湖北省水利厅业务应用系统集成门户实现了部分系统单点登录及一定程度上的统一用户管理。但是仍然存在着一些问题：

1）数据方面。现有的数据资源不足以支撑水利行业管理和强监管的需要，数据标准体系和共享体系不完整、数据更新机制尚不完善、数据质量不高，缺乏数据核查机制和手段，数据管理和研发能力不足，再利用困难。

2）业务应用方面。现有业务系统通常采用的是单体架构，系统内部强耦合，融合能力低，与新技术融合不深，协同化、智能化应用水平不高，绝大部分做不到流程再造、管理模式创新。这些问题在一定程度上阻碍了湖北水利信息化的健康发展。

对于现有水利信息化建设中存在的问题，已有很多专家进行了相关的研究和思考。浙江水利系统进行了水利数据和业务中台的研究[1]，尝试解决水利数据资源信息孤岛和水利应用各自为政等问题；安徽省水利系统通过“一个大数据中心、一张图、一个应用门户、一套安全防护体系”等“四个一”逐步实现安徽省水利信息化建设一盘棋，建设安徽省智慧水利核心应用平台[2]；广东省水利系统也在新时代智慧水利建设中提出了协同智能的业务融合应用体系的思考，要突破水利专业性壁垒，深度融合业务应用[3]。湖北省水利厅为了解决目前存在的问题，根据水利部《智慧水利总体方案》[4]和《智慧水利建设顶层设计》[5]提出建设智慧江汉平台项目[6]，目前正在组织开展可行性研究报告编制工作。智慧江汉平台是符合湖北省智慧水利总体框架的一个水利信息化项目，是湖北省水利数字底座，它以水利业务需求为导向，按照“统一技术标准、统一运行环境、统一数据资源、统一支撑平台、统一门户和应用、统一安全保障”的思路，拟主要建设湖北水利数据中台、统一应用支撑平台和湖北水利业务中台[7]。本研究旨在通过智慧江汉平台建设思路和内容的介绍，以及项目过程积累的经验和思索，提出对未来一段时间内湖北省水利信息化行业发展的审视和思考，探讨湖北省水利信息化健康发展的道路，也为其他省市智慧水利的建设提供参考。

1 智慧江汉平台建设思路

1.1 总体目标

以水利业务需求为导向，按照“统一技术标准、统一运行环境、统一数据资源、统一支撑平台、统一门户和应用、统一安全保障”的思路，运用云计算、大数据、人工智能、物联网、数字孪生等新一代信息技术，以充分挖掘信息资源、实现资源共享和规范应用为根本目的，在充分利用已有的数据资源的基础上，完善相关标准体系和基础运行环境，收集整理各类数据，建设完整的数据资源池（数据中台）；建设基本应用支撑（支撑中台）；建设业务协同应用（业务中台）。

1.2 总体框架

智慧江汉平台的总体框架遵循湖北省智慧水利的总体框架，主要建设湖北水利智慧大脑和业务协同应用管理平台。湖北省智慧水利总体框架如图1 所示，其中彩色区块为智慧江汉平台建设内容。

图1 湖北省智慧水利总体框架图

1.3 主要建设内容

智慧江汉平台的建设本着打牢基础、统一标准、注重协同、急用先建的原则，根据实际建设工作的需要，建设相应的标准规范体系；新建水利感知数据统一接收云平台，实现感知数据全收集；建设政务云水利专区，提升数据的计算、存储和分析能力；建设全省水利统一数据资源池，整合原有数据库，加强数据融合、治理和管理，实现一数一源，全省共享使用；建设包含湖北省水利一张图、水利视频集成及智能分析平台等在内的全省统一业务支撑平台，统一部署，三级使用，为全省水利系统提供统一、权威、标准的水利空间服务支撑，实现一网通办和用户单点登录，实现水利监管智能化；建设以流域为基础的水旱灾害防御智能应用体系和水资源管理与调配体系，为水旱灾害防御和水资源管理提供支撑，进而实现全省水利业务全协同。

1.3.1 标准规范

智慧江汉平台前期从以下 4 个方面建设 30 个标准规范：

1）水利感知数据统一采集标准规范。包含湖北省水利感知数据测站接入管理和运行维护规范。

2）数据资源池建设的标准规范。在原有基础上，结合本次数据汇聚与治理的范围，完善原有标准，补充水利数据库表标识符、信息统一分类与编码，以及数据的加工处理、共享交换、管理和安全等方面的标准规范。

3）软件开发标准规范。包括软件系统设计与开发、集成、运维管理等 3 个方面的规范。

4）信息安全标准规范。包括信息安全基础和技术、管理、保密技术及安全测评等标准规范。

1.3.2 水利感知数据统一接收云平台

目前，湖北省抓住水利部开展国家防汛指挥抗旱系统、中小河流水文监测、山洪灾害防治、水资源管理等重大水利信息化项目建设的有利机会，加快推进全省水利信息采集站点和相关信息系统建设，建成自动采集站 17 178 个（其中水库雨水情自动测报站点 9 953 个），实时获取雨量、水位、水质、流量、工情、墒情、图片等信息。

原有通过业务系统进行感知数据汇聚的模式，存在实时监测能力不足、不同标准感知数据汇聚艰难、监测设备整体监管能力缺失、数据采集标准不统一、采集接收系统和传输途径多样、数据分析应用和共享不足及一数多源等问题，通过建立水利感知数据统一接收云平台统一接收感知数据，形成业务和数据、音视频资源等统一管理的支撑平台，实现监测数据的高效利用和深度挖掘，有效杜绝原有模式问题。

水利感知数据统一接收云平台的后台管理将实现通信协议、设备、站网运行、数据、安全等管理及应用使能支撑等六大功能。

1.3.3 政务云水利专区

当前湖北省水利厅信息化业务系统虽已基于省级政务云集约化部署，但各业务系统所使用的计算、存储资源为省级政务云公有云资源，以租户的形式与省级政务云上其他用户系统进行逻辑隔离，各个系统所使用的云基础资源较为分散，给运维工作带来一定的难度，给湖北省水利厅信息化项目后续建设和维护造成一定制约。

为实现湖北省水利信息系统规模化、集约化、一体化建设，有力解决各市州分建碎片化的现状，为实现水利基础数据的省级集中、各部门间政务信息资源的充分共享和复用提供了基础，同时充分利用省级政务云现有资源，拟建设湖北省政务云水利专区，实现水利政务基础资源集中化建设。在最大化集约省级政务云资源的基础之上，提供与省级政务云公有云完全物理隔离的计算和存储资源。

1.3.4 数据中台

完善现有数据的聚合体系和同步机制，将现有系统的数据同步入库，同时聚合其他厅局单位的数据。根据国家相关标准，在水利数据资源整合一期项目的基础上，将数据资源范围扩充到智慧水利九大业务、“2 +N”业务、水利监管和其他相关厅局的共享数据，形成完整的数据资源目录。建立数据核查机制和手段，根据新的数据资源目录，对所有汇聚的原始数据进行数据的标准化、一致化、规范化、关联化处理，完成一数一源。同时新建实时库和数据库链系统，用于后续通过全省水利感知数据统一接收云平台接收的实时感知数据汇聚。最终形成湖北省水利标准数据库，包括元、基础、实时、业务和空间等数据库，以及相应的水利业务专题数据库。按照数据资产分布，开展对数据资产的管理、分析、研发应用，构建全省标准化的信息资源多渠道采集、发布、申请、授权体系，实现数据资产化沉淀，并基于数据中台的工具，提供各种数据服务产品，以及基于工具进行后期数据资源池的更新、监控和维护。

1.3.5 支撑中台

应用支撑平台的建设从总体上需要考虑平台内部的集成关系及与数据中台之间的关系，同时还要基于应用需求（含新建业务及存量应用），考虑与应用的支撑关系，还需要考虑应用支撑的整体部署及组网逻辑。

本次建设全省统一业务支撑中台，统一部署，三级使用。支撑中台主要包括湖北省水利一张图等基础支撑组件、业务应用支撑、典型案例库与知识库、视频 AI 平台等内容。其中 AI 平台实现大规模视频分析任务的调度、在线和离线分析、内容管理等功能。旨在有力发挥智能视频分析的价值，实现在线视频监测的智能分析、自动预警，进一步提高管理效率，为湖北省智慧水利的有效管理提供科学决策依据。

1.3.6 业务中台

基于业务中台的新思想，建立业务应用系统的统一标准规范、统一管理体系和统一应用架构。业务中台采用的是“大中台 + 小前台”的架构思路，将业务微服务化并统一管理：

1）大中台不负责具体业务的实现，将业务与业务逻辑进行隔离，通过制定标准和规范，清楚地描述自己有哪些业务的微服务和功能，以减少沟通成本，提升协作效率，向各业务方提供快速、低成本创新的服务。

2）小前台可基于用户功能权限及数据权限，充分利用现有的统一用户管理和统一身份认证系统，结合自定义配置及智能推送服务，实现千人千面的个性化定制。

同时，基于微服务的架构，先期建设包含领导驾驶舱、业务应用可视化大屏展示、流域防洪及水资源管理与调配等在内的“2 +N”业务的共性功能的 Web 业务应用系统，并基于微服务管理平台的微服务超市，统一建设移动综合应用和微信公众号应用；后期再逐步深入智慧水利“2 +N”业务微服务化，通过统一的微服务管理平台进行管理，逐步构建湖北水利业务中台，实现水利业务的深度全协同。

2 水利信息化发展的思考

通过智慧江汉平台项目的调研、交流和学习，以及该平台建设思路的研究，对水利信息化发展有一些思考和体会。

2.1 加强水利信息化建设管理

水利信息化建设牵涉面广，持续时间长，建设时要求牢牢围绕信息化建设的目标，重点做好以下工作：

1）职责和定位方面。水行政主管部门必须发挥牵头管总的作用；集成和技术服务单位、运营企业等，既能各司其职，又能互相配合，有效衔接，发挥各自作用，形成合力，按照顶层设计和具体方案坚定不移、坚持不懈地去实施。

2）整体技术框架方面。智慧水利是复杂的巨系统，基础技术支撑平台与智慧行业应用的关系纵横交织，要思考通过搭建互联互通、集约共享基础技术架构，解决烟囱式、碎片化建设的问题，实现跨部门协同和多业务联动的目标。

3）新技术应用方面。当前人工智能、大数据、区块链及数字孪生等新技术已经逐渐在水利上开展了应用，如何将新的技术有机融入已建设的智慧水利基础架构中，补充、完善、提升原有的基础架构的能力，服务于智慧应用的业务新需求，而不是粗暴地推倒重来或另起炉灶单独建设，这首先就需要管理者有接纳新技术的心理准备，不断提高对新技术的认识，同时也需要参与建设的技术人员对水利行业要有必要的认识和了解，要具备对技术的深入领会和甄别，在保证技术的先进性的同时也要确保技术的健壮性和成熟性。

2.2 强化数字化资源投入

如果说信息化是业务流程到数据处理，那么数据化则是从数据到业务重构。

在数据化时代，每一粒沙子都有编码，都可以被感知和获取，数字化转型归根结底是组织转型，涉及组织框架、运行机制和组织流程，涉及核心业务的系统性转变。

本研究认为数字流域、现代水网建设及与水利相结合的新基建也许是水利发展主要方向，尤其是现代水网与省级部门关系密切，信息化建设的省级协同和配套资金安排合理。新基建与工程建设紧密结合，是实现前段感知体系数字全场景搭建的基础。

2.3 升级智慧水利建设

智慧平台的建设，必须充分体现对业务的理解感知和对业务流程的继承，避免简单重复的建设，或不符合业务逻辑的建设，甚至依旧是烟囱式、碎片化建设，要树立迭代的才好用的理念。因此智慧水利一定要做好以下 2 点：

1）应以运行指挥“信息化—流程化”和生产决策“数据化—智慧化”为中心，以“升级—补充”为主线。信息化系统需要在基于业务流程中的生产应用才能得到有效数据，才能真正服务于生产和管理，当前很多既有系统已深度嵌入到既有工作流程中，不应轻易推倒支撑业务流程的既有系统。

2）充分利用已经实践检验智慧化成果，为平台建设减少不必要的社会成本。在用政府或企业业务系统，都经过多方迭代、流程再造和实际使用检验，已积累众多包括失败与成功的经验。各地正在建设的一体化平台，既然是一体化，就应该和已有的智慧化功能系统有机地结合，充分利用好已有的基础，特别是经过检验的成果，不要浪费，搞重复建设。

2.4 注重技术与业务结合

5G、物联网、区块链、边缘计算、中台、MaaS等新技术应用，需要理性分析，通过不断发现业务痛点、追踪新技术、探索应用场景、讨论可行性、实验尝试完善，再到创新应用、推广能力和服务。技术与业务的结合是关键。

新技术的规模化推广，都必须以形成功能应用闭环为前提。水利行政主管部门应该是统一管理，提供规划、标准、大平台为主要职能，而基层业务部门应以提供场景为主要职能，积极引入社会资本，积极支持大型 IT 企业参与项目建设。要体现出数字政府的要求、辅助行业的属性与服务群众的功能，才能真正促进水利行业的转型，水利信息化才能得到更大的发展。

2.5 创新业态管理

综合水利智慧化一体化平台建设，涵盖领域广泛，包含天空地一体化感知，包括人的活动与水的辩证关系，门类众多，贯穿“建—管—用—养”。不能指望一个单位完成所有的事情，“开放、兼容、众包、众筹”才是一体化平台的可持续发展之道。

3 结语

在以水利信息化带动水利现代化的总体发展思路下，智慧江汉平台将运用现代信息技术，集合水利业务需求，强化水利数据资源标准规范体系建设，形成水利数据资源体系，推动水利数据资源互联互通、共享共用，实现水利服务流程再造，促进跨部门、地域的数据融合和业务协同创新，增加公共产品和服务供给，夯实湖北省智慧水利的基础，培育新的发展动能，从而加快湖北省信息化建设的步伐。