淺析“智慧水利”系統設計

高海波

摘 要：所謂“智慧水利”，就是利用互聯網、云計算、GIS等先進信息技術，提高水利部門的管理效率和社會服務水平，推動水利信息化建設，逐步實現“信息技術標準化、信息采集自動化、信息傳輸網絡化、信息管理集成化、業務處理智能化、政務辦公電子化”。

關鍵詞：智慧水利；系統設計；數據資源整合

中圖分類號：TV213.4 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）18-0031-01

“十三五”規劃期間，是中國全面建成小康社會的新階段，是深化水利行業中關鍵環節改革的重要時期，加快“智慧水利”建設是適應信息技術高速發展的迫切要求，是國家信息化進程的必然選擇，也是保障水利改革發展的必經之路，所以水行政主管部門水資源管理、水利工程建設等涉水領域資源共享順利實現，當務之急必須創新。為更好地適應新時期新形勢下的國家信息化建設總體要求和水利現代化事業推進客觀需要，推進水利信息化資源整合共享，優化資源配置，提升投資效益，強化履職能力，是促進水利事業又好又快科學發展的重要手段。

1 設計背景

長期以來，根據自己的業務需求，由各單位和部門自身開展水利信息化工作，為了滿足不同的應用目標，一些特定的信息系統被開發和建設，這些系統對水利工作發揮了積極作用，在一定程度上促進了水利信息化發展。但在建設和使用過程中，由于為了解決特定的業務很多應用程序和系統被建設，大多數數據庫和業務與具體的硬件設備緊密結合，這就形成了區域性、專業、部門、系統等邊界孤島問題，從多個方面條件受限來看，系統的安全性和穩定性也不高，再加上缺乏統一的規范制度，客觀上形成了共享困難。

這些問題導致水利信息資源的利用不夠合理、有效，嚴重阻礙了水利信息的互聯、共享和應用協作。針對這些問題，2015年4月，水利部發布了水利信息化資源整合共享頂層設計方案，確定了水利信息集成的技術路線和實施方法。為更好地發揮水利信息監測系統的建設成果，實現各監測系統的統一調度、統一指揮，智慧水利綜合管理信息平臺的建設迫在眉睫[1]。

2 系統設計主要內容

水利信息化資源整合共享應從水利信息化發展總體布局出發，以創新為動力，以需求為導向，以整合為手段，以應用為核心，通過信息技術深入應用，實現水利信息化資源共享。建設水利綜合辦公系統，對水利局水利數據資源，業務應用、基礎設施、網絡安全、支撐保障條件等水利信息化資源進行系統梳理，科學配置、充分發揮資源效能、增強部門協作，提高工作效率，節省建設和后期維護資金，促進水利局水利信息化綜合發展。堅持“統籌規劃、統一平臺、分布實施、資源共享；統一管理、安全”的原則，以整合現有的網絡信息資源和不斷完善系統服務功能為重點，采取集中的數據存儲、數據共享和數據資源目錄，分步儲存專業數據，通過標準化的分布存儲、權威、有效的數據服務和業務應用的集成，充分共享通用工具；通過集中統一的用戶管理、數據交換、大地圖的發展，達到各類水利業務應用協同發展。基礎設施被整合，通過統一計算機、存儲、網絡環境，提供基礎設施服務的集約化部署；通過安全系統被集成，可以統一安全管理技術、防御和應急處理，提高系統的安全防護能力[2]。

在目前信息化項目建設的基礎上，進一步建立以水庫、防汛抗旱、水資源管理以及其他信息采集系統為基礎的集信息開發、應用、建設、管理與服務一體化，運轉協調、便捷高效的信息化建設體系。

主要建設內容一般有：一是建設一個中心，即網絡管理中心；負責水利信息的信息采集、調度，為各種信息網絡提供業務指導和管理服務，并對網絡系統進行集中統一的監控和管理。二是建設信息監測子系統：包括水庫安全管理平臺、水量監測管理平臺、水質監測管理平臺、水位監測管理平臺、大壩監測管理平臺、河道監測管理平臺、防汛指揮調度平臺、OA辦公自動化等。

3 數據資源整合共享解決對策

基于現有的數據源和數據庫建設現狀分析，采用面向對象的方法來建立水利行業統一的數據模型、各類數據的整合，建設信息資源目錄體系，并根據采集、使用頻率，構建統一基礎建設共享數據庫和集中存儲業務。在水利基礎設施與業務共享數據庫相結合的基礎上，利用水利數據模型建立共享數據庫。通過統一的信息資源目錄系統，實現水利部門、應用系統之間的統一數據交換與共享。

3.1 統一水利數據模型

使用面向對象方法理論，在各類水利業務系統，采用水利對象的定義和命名規則，唯一標識一個對象為核心，統一關聯實現對象空間、業務屬性和元數據之間的關系。統一數據模型應根據水利普查的數據模型基礎上，結合基于需求的數據集成、可擴展的對象類、對象補充之間的關系，檢驗數據與模型的一致性，通過有序的擴展模型，實現水利數據的系統和完整描述。

3.2 統一共享數據庫

根據對象編碼和數據字典及數據模型的統一，各水利業務應用整合相關數據資源，將涉及水利業務應用全局的水利對象基礎數據，以及水利對象空間和業務關系等數據，統一納入水利數據中心的基礎數據庫中，將水利業務應用在其他應用中需要共享的業務數據，通過數據服務的方式進入水利數據中心共享數據庫中。統一數據共享是實現多個數據源的共享，存儲在水利數據中心，需要從系統訪問共享數據的，應根據不同情況采取不同的方式。對于已構建的系統，將依賴于數據提取技術從原始數據庫提取所需的數據到共享數據庫中；對于在建系統，需要修改和完善數據應用設計方案，采用統一調用的方式接入到基礎數據庫中；對于新建系統，應根據水利信息資源整合、共享頂層設計和相關規定，通過綜合規劃設計整體接入共享系統[3]。數據資源整合后，用戶可以直接通過各級數據中心訪問公共基礎和專題信息；對于涉密或加工處理類專用信息可以通過目錄方式，檢索、定位數據資源，然后通過行政或經濟手段獲取信息。

3.3 完善應用支撐平臺

（1）GIS空間顯示平臺，本層基于GIS軟件環境的數據存儲、分析、處理及顯示能力，對大數據中心層存儲的水利大數據以及應用層各模塊基于水利大數據處理生成的信息進行綜合處理和多維呈現。該平臺提供靈活的業務應用配置功能，同時對外提供豐富的應用接口供業務系統調用。（2）業務服務平臺，該平臺將實現一個統一的、強大的、可擴展的業務運行環境，來構架、簡化、集成行業的信息系統，實現信息化的統一規劃、基礎設施的統一構建、業務的高效協同、技術平臺的無縫遷移、應用系統的靈活調整，從而使信息化的投入成本和風險大幅度降低、發展速率穩步提升[4]。（3）技術支撐服務，包含：業務流程服務、統一消息服務、統一代辦服務、規則引擎服務、編碼管理、緩存服務、日志服務、調度服務、異常處理服務、監控服務。

4 結語

“智慧水利”是水利現代化的重要內容，是實現水資源管理和水利工程科學利用、高效管理和有效保護的基礎和前提，“智慧水利”系統設計更是實現水利現代化的重要手段和目標。建議相關工作人員繼續深入研究“智慧水利”系統設計，通過應用高新技術，采取進一步增加投資、提升基層技術人員力量、完善信息化工作機制等具體措施，全面提升水行政主管部門行業管理和服務水平。

參考文獻

[1]蔡陽.水利信息化“十三五”發展應著力解決的幾個問題[J].水利信息化，2016，（1）：1-5.

[2]劉慶濤，崔瑞玲，耿丁蕤.水利信息云建設初探[J].水利信息化，2012，（2）：5-9.

[3]申海，解建倉，羅軍剛.基于知識圖的水資源配置系統的研究與實現[J].水電能源科學，2011，（5）：127-130.

[4]楊凱.水利信息化網絡通信系統設計方案研究[J].水利信息化，2016，（2）：45-50.