淮河牽手“水利云”

姜紅德

根據近兩年發布的《中國水利信息化發展報告》，盡管各級各地水利信息化部門重視硬件資源投入，硬件設備不斷擴充和完善，但是“有機器不等于有資源”。單一的機器所能提供的能力有限，大量的機器既難以維護，又難以組織。如何整合計算、存儲、網絡等資源，提高軟、硬件資源利用率低是當前各級水利信息化管理部門遇到的難題。同時，由于缺乏用來快速部署異構應用系統的標準化環境，當前水利信息化部門的遺產業務系統存在維護、重用難的問題，如何解決以數據密集型應用為代表的新的應用需求也迫在眉睫。

所有的這些話題最終都指向了最近幾年來熱門的數據中心建設和云計算應用，在水利信息化建設過程中，云計算、移動互聯網、GIS系統的應用隨著水利事業的發展已經逐漸普及，而“水利云”不僅在珠江流域上早已經開始應用，也在淮河流域上得到了重視，為防汛抗旱和應急調度工作提供支撐，提高了工作效率。

淮河流域數據中心升級

獨流入海的淮河河道深闊，水流通暢，受海潮頂托，潮流可上溯到今洪澤湖區一帶。中下游沿岸有眾多的湖泊洼地，洪水季節可以自然調蓄，洪災記載也很少。淮河地處黃河、長江兩大流域之間，是南北來往的通路，南北分裂時，是兵家爭奪的重點場所，所以，古代淮河流域的航運和農田水利都很發達。

據淮河水利委員會（以下簡稱淮委）總工程師顧洪對記者介紹，近年來淮河流域防洪保安的能力顯著提高，60年來，累計治理了山丘區水土流失面積4萬平方公里，修建各類水庫5700余座，總庫容達到300億立方米。建成了覆蓋淮河流域重點防洪地區的洪水預報系統和防汛抗旱指揮系統。流域整體防洪保安能力顯著增強，淮河干流上游防洪標準達到10年一遇，中下游重要防洪保護區和重要城市的防洪標準提高到100年一遇。

隨著新的淮河防汛抗旱調度設施啟用，淮委計算機網絡系統按照水利部的要求，全面升級改造，建成了以千兆交換機為核心，覆蓋淮河防汛抗旱調度設施每個部門、每位職工的全交換計算機網絡系統。網絡運行中心面積近200平方米，內部主要劃分為網絡核心區、服務器區、不間斷電源區、消防區、新風空調區以及操作監控區等幾大功能區域。

目前，淮河水利委員會計算機網絡系統已經實現光纖布線到樓層，劃分為淮委電子政務外網和電子政務內網兩部分，在淮委信息辦的組織下由淮委信息中心負責技術支持與運行管理，統一進行子網劃分和IP地址分配，政務外網和政務內網物理隔離。目前，淮河流域水利數據集中在淮委駐地蚌埠市，根據國家有關重要數據必須異地備份的要求，為避免水利數據中心遭受突發計算機網絡病毒、意外火災或水災等災難性災害，爭取資金投入，異地建設淮河流域水利數據備份中心。

在新的形勢下，淮河流域水利信息化對數據中心的要求在不斷升級。比如由于缺乏用來快速部署異構應用系統的標準化環境，當前水利信息化部門的遺產業務系統存在維護、重用難的問題，系統價值發揮受限。另外隨著時間推移，承載應用系統的服務器硬件老化并且負載能力已難以支持不斷增多的用戶請求，并且不少系統的安裝程序、配置文件等難以找到，從而無法遷移或升級。因此，如何充分利用遺產系統的數據，保障遺產系統不斷發揮作用是又一難題。

同時基層水部門的信息化基礎薄弱，水利相關信息資源的共享、獲取能力有限，應用、維護業務系統的專業人員缺乏，建立新型的基層水利信息化工作服務模式也勢在必行。為此淮河水利委員會在經過認真選擇和甄別之后，選擇了與河海大學簽約“水利云”合作協議。

云計算為水利事業添翼

當前，云計算已經得到學術界和工業界的極大關注與大力推動，取得很多成果，如：Apache的Hadoop、Amazon的彈性計算云EC2等。并且，云計算也在很多領域得到應用，如：生物信息計算、水利防汛抗旱、語義分析應用、病毒處理和高性能等領域。

作為一種新的IT服務模式，云計算平臺具有超大的存儲和計算能力、高可靠性與可用性等優勢。云計算平臺最大的特點是利用軟件來實現資源的虛擬化管理、調度及應用。用戶通過虛擬化機制使用計算資源、網絡資源、硬件資源、數據庫資源、存儲資源等，這樣能夠大大降低成本和提高資源的利用率。在虛擬化技術之上，通過建立一個隨需而選的資源共享、分配、管控平臺。

2012年，淮河流域完成了“水利云”項目的驗收。據該項目負責人河海大學朱躍龍教授介紹，淮河“水利云”平臺，首次利用虛擬化技術整合了計算和存儲資源，實現對資源的統一管理和分配實現對資源的自動控制和分配，允許用戶按需自助地獲取資源池里的計算與存儲資源。并且，當用戶對某個業務系統的訪問量增大時，云平臺可以快速擴展資源，確保業務應用系統保持較高的性能，有效地解決了資源整合難的問題。

以“水利云”平臺為依托，淮安市防汛防旱指揮部辦公室構建了防汛防旱應用系統快速部署的標準化環境，實現業務系統與特定操作系統、硬件平臺之間的解耦合，并首次研究使用P2V技術將業務遺產系統無縫遷移到云平臺上，有效解決了“遺產系統重用難”和硬件系統的可靠性問題的問題。

同時淮安市水利局基于防汛防旱業務需求和“軟件即服務”的新理念，設計、開發了水雨情分析、防汛預警等八類服務簇、79個具體服務，完成了對防汛防旱業務的封裝和服務化實現。使用門戶對服務簇、遺產系統進行統一管理，實現系統間的互聯互通，并為用戶提供定制功能，實現“一站式”的業務服務訪問，解決了業務系統間協同難的問題。

據介紹，項目構建了將防汛搶險現場、各級防汛防旱指揮中心、決策專家通過3G網絡連接在一起的實時移動網絡視頻可視化會商環境。淮安市防汛防旱指揮部辦公室工作人員可以利用多種智能終端訪問云服務。用戶可以按需自助的申請計算和存儲資源，改變用戶使用軟、硬件的方式，不需要用戶在本地安裝和配置辦公和業務系統軟件，改變以本地操作為主的使用軟、硬件的工作模式，降低業務應用系統的運維成本。

通過“水利云”平臺，淮安市水利局工作人員可以更快捷全面地獲取氣象、工情、險情、雨情等實時監測信息，為防汛防旱和應急調度等工作提供支撐，提高了工作效率。目前，該研究成果已推廣到黃河防汛抗旱總指揮部辦公室、福建省防汛抗旱總指揮部辦公室以及南京、鹽城、宿遷等市的水利信息化項目建設中。