水资源监控能力建设项目运维系统设计与运用

司文青，王冰，赫超然

（1.河南省黄河流域水生态保护研究中心，河南 郑州 450003；2.河南省许昌水文水资源勘测局，河南 许昌 461000；3.河海大学商学院，江苏 南京 210000）

1 运行维护系统建设的必要性

河南省水资源监控能力建设项目，自2012 年开始至今历时9 a，先后完成了国家水资源监控能力河南项目（2012-2014年）一期项目，国家水资源监控能力河南项目（2016-2018 年）二期项目，累计投入资金1.57亿元。初步建成了规模以上取用水户水量监测、重要饮用水水源地水质自动监测以及覆盖全省的水功能区监测的河南省水资源监测管理系统柜。

河南省水资源监控能力建设项目涉及参建单位众多，共1 103处国控管道型监测点、66处国控渠道型监测点以及1 529个省控监测点的建设，接入已有省控及市控监测点770 个，接入流域监测点23 个（黄委），并实现与部级平台的互通互联。这些站点分布在全省18 个地市的各个区县，所涉及的产品和设备包括服务器、计算机、网络设备、安全设备、会商设备，以及大量的水位、水量、水质、水温等仪器仪表，采购部署的商业软件和所开发的业务应用软件多达数十种。在河南省水资源监控管理系统中，除省数据中心和会商室外，取用水监测点、水源地监测点、地市级数据分中心均分布于省内18 个地市及各个县区，单靠人工方式实现各类站点和设备的管控和运行维护势必耗费大量的人力和物力。

因此，需要针对河南省自身的运维需求和专业化特点，建立一个统一的、流程化的运行维护平台。

水资源监控项目运维管理系统的建设目标是建立省级水资源运维管理体系，引入专业化运维机构和运维企业，在水利信息化和水资源信息平台建设的基础上，利用先进的信息化手段和工具搭建一个以项目资产化管理为核心、以运维管理流程化管理为主线、以科技信息化服务为手段的系统运行维护平台。

运维管理平台根据不同子系统的运维目标和技术设备特点对系统中所有的设备、产品、平台、服务进行综合性运行维护管理，在实现日常保养和维护的基础上，完成各类运行故障和问题的预警、发现、处理、跟踪和反馈，同时对参与运维工作的厂家和人员进行管理和考核，为项目办提供后期系统建设和运行维护的决策依据。

系统上线运行后，将针对河南省水资源自身的运维需求和专业化特点，建立一个统一的、流程化的运行维护体系，为运维主管单位提供监督管理手段、为运维对象提供信息和数据保障、为运维机构和运维企业提供运维工具和服务。

2 运行维护系统建设的内容

水资源监控管理项目运维管理系统建设内容包括软件开发部署和资料整编入库工作。其中软件开发与部署建设包括：项目资产管理、运行监控管理、运维信息服务、运维考核监督管理、运维分析与决策和移动端的开发。

2.1 项目资产管理

实现河南省水资源监控能力建设项目中合同资产基础信息、配置信息、设备维保信息、设备历史故障以及设备变更历史记录的监控和追溯，便于资产设备信息的跟踪和管理。

针对水资源监控能力建设的完成内容进行分类整理，作为运维工作对象进行统一的资产化管理，并针对项目资产进行相应的管理配置，以进行项目资产日常监控及开展运维地开展工作。为了便于水资源监控能力建设项目之后的系统管理应用方便，系统应提供数据的导入导出功能。

2.2 运行监控管理

提供对省级、地市级服务器以及在线监测站点运行状况的自动采集和汇总，并实现对设备的事件、故障、报修、跟踪、变更等各类环节的流程化管理。

针对水资源监控能力建设中的监测站点（水质站点和取用水站点）设备运行情况进行采集，并对其运行状态进行实时监控；同时根据设备信息的运行情况给出相应的报表数据，并能对报警信息进行相应的处理。

2.3 运维考核监督管理

项目运维管理单位按照运行维护规定要求，对水资源监控能力建设内容对资产设备进行划片划区，指定相应的运给人员进行负责，运维人员根据自己任务职责定期对设备资产进行维护和保养，运维管理单位最终对各运维人员的运维工作检查与督促。

2.4 运维分析与决策

针对运维对象的实时监测和定期维护的历史数据从不同的角度进行统计分析，从而找到项目资产在运维过程中存在的问题，进而采取相应的措施。

2.5 运维信息服务

针对水资源监控能力建设项目中的资产在运维过程中对各类资产运行状况、项目资产的日常及定期的维护情况、运维知识库以及运维的考核情况等一系列信息，通过收集、归类、整编后在运维信息服务门户上进行展现，并根据不同的用户展现不同的关注信息。

2.6 移动端功能

为满足用户的不同需求，水资源运维管理系统支持主流的IOS、Android 设备。为运维实施人员现场运维工作提供便利，及时地任务推送、设备关联信息以及知识查询。最终，通过运维软件能够达到运维时间处理的及时性、准确性，有效地降低项目维护管理的难度和成本，提升运维效率。

3 运维管理系统功能和设计构架

水资源监控管理系统运维平台系统集成包括四种类型：数据集成、应用接口集成、业务集成以及门户集成，集成度从低到高。数据集成是实现数据层的信息共享；应用接口集成是提供系统之间通过接口能够相互调用信息；业务集成是业务流程的集成，实现系统之间流程的对接；门户集成通过单点登录，实现系统的界面集成与个性化页面集成，如图1所示。

图1 水资源监控项目运维管理系统功能结构图

3.1 系统总体构架设计

水资源监控项目运维管理系统的总体框架设计遵循国家水资源监控能力建设项目办公室制定的关于水资源项目建设信息标准规范体系及国家标准发布的信息安全体系标准。系统总体设计根据水资源项目建设完成的内容对需求进行分析设计后，形成该系统以下的总体框架图。该系统框架分为：基础设施层，数据资源层、应用支撑层、业务应用层、用户层等五部分组成。

基础设施层是水资源监控项目运维管理系统的底层；是河南省水资源监控能力项目的基础设施建设的建设成果，包括基础软硬件、水利网络、监测站点设施等；是该系统运维管理的核心对象。

数据资源层是水资源监控项目运维管理系统运行的基础，通过数据库管理软件进行统一的组织管理。

应用支撑层为上层业务应用层提供基础的框架及服务，该层包括用户管理引擎、组织机构引擎、岗位权限引擎、表单引擎、业务规则引擎、统一分级配置管理引擎、日志管理引擎、综合数据采集引擎、全文检索、单点登录等。

业务应用层分为五部分包括：项目资产管理、运行监控管理、运维信息服务、运维考核监督管理、运维分析与决策。项目资产管理是对水资源监控项目建设的合同基础信息、合同明细、合同验收以及设备的维保、更换等进行综合管控。运行监控管理是对取用水户、水源地在线监测站点及平台内的服务器等硬件设备运行情况进行实时监控，并对日常运行出现的故障、问题、变更等事件进行管理。运维信息服务是信息的综合展现，服务对象包括运维管理机构、运维参与机构、现场运维人员等。服务内容包括知识库库信息的查阅、个人日常业务处理、合同信息、资产信息、运维考核等。运维考核监督管理是通过系统内日常运维工作的数据和信息，对运维厂家、设备提供厂家、运维人员以及区域性的运维工作成果进行流程化监督和量化考核。包括运维工作的分配管理、定期维护记录管理、监督维护执行情况以及运维指标考核。运维分析与决策通过对运维工作流程和效果的数据比对和分析，挖掘深层次的趋势性指标或代表性指标，比如：设备的可靠性、运维效率、备品备件的配比等，从而协助水资源项目管理单位在后续建设过程中采取相应的对策和措施。

用户层是系统的最上层。系统的用户包括河南省水资源管理系统项目建设领导小组办公室、水资源管理系统运行维护单位、地市级水资源管理部门、质保期内的承建单位。系统以水资源管理系统运行维护单位为中心节点，当系统受理平台事件（自动监控或者地市级水资源管理部门上报的事件）后按照运维工作m 管理流程启动事件处理程序。

项目系统建设最终具有实现对河南省水资源监控能力建设项目中合同资产基础信息、配置信息、设备维保信息、设备历史故障以及设备变更历史记录的监控和追溯，便于资产设备信息的跟踪和管理；作为全省水资源监控系统的运维管理平台，系统的开发与部署将遵循水利部及河南省项目办制定的开发规范，最终提供的实施方案、需求规格说明书、详细设计说明书、测试方案、测试报告、安装部署手册、用户使用手册等软件文档，符合文档编写规范。

4 运行维护系统建设的建议

随着国家水资源监控能力建设河南省项目建设的不断推进，对信息安全提出更高的要求，在信息安全方面除了采取必要的保护措施和相关的法规、政策外，努力掌握核心技术则更为重要。在保证信息的机密性、真实性、完整性这些必要的信息安全中，为了增强信息传输过程中的安全机制，要采用防火墙技术、公开密钥加密技术、数据加密技术、数字签名、数字时间戳技术、身份认证和安全协议等。

水资源监控系统的运维管理平台的开发要符合国家水资源监控能力建设项目标准SZY 505-2015 运行维护标准，保证数据的及时性、正确性、稳定性。要方便项目管理人员的日常工作需求，能够对运维成果报表的汇总和推送，使运维工作更加简洁。对于现场运行维护的使用人员，运维移动端要能够及时有效的上传维修运维工作的过程，节省现场传送的时间。