密云區智慧水務空間數據采集與應用系統建設與思考

劉凱迪 王健 蔡碩

摘要：隨著城市化進程的加速和工業化的發展，水資源的需求日益增加，水資源的保護和管理也面臨著越來越大的挑戰。為了更好地管理和利用水資源，密云區啟動了智慧水務空間數據采集與應用系統建設。本文將探討該系統的建設背景和系統建設的必要性、系統應用現狀、系統需求分析及建設方案、建設風險分析及管理等，為相關研究、服務和管理機構的工作人員提供參考。

關鍵詞：智慧水務；空間數據采集與應用；水資源保護

密云區作為北京市的重要水源地，承擔著為北京市提供生活和工業用水的重任。然而，傳統水資源管理方式已經無法滿足現代社會對水資源的需求和保護要求。為了解決這一問題，密云區決定引入智慧水務空間數據采集與應用系統，以提高水資源管理效率，實現水資源可持續利用。

1 建設背景和必要性

1.1 建設背景

密云作為首都重要生態涵養區，是首都最重要的地表飲用水源地，擔負著確保首都水源安全的重要功能[1]，擁有北京市很多重要供排水設施、水利工程等。根據《北京市密云區“十四五”時期水務發展規劃》要求，采用GIS的手段將這些工程設施進行落圖，以這些設施的管理單位獲取的數據為基礎，將各鄉鎮、村莊的水務數據進行匯聚、整合，構建密云區智慧水務空間數據采集與應用系統。

系統包括數據采集工具（移動端）、水務空間數據移動應用、與“數智密云”對接接口等的研發以及水務業務空間管理數據的匯聚治理等。

1.2 必要性

密云區智慧水務空間數據采集與應用系統是北京市智慧城市、智慧水務的重要組成部分，是統一匯聚、存儲、管理密云區水務基礎數據的管理與應用支撐平臺；該平臺將有效彌補密云區水務基礎數據特別是空間數據的服務空白，是在“一張圖”上全面展示水務基礎信息的綜合服務平臺，也是面向密云區水務局水務業務提供基礎信息與技術支撐的應用平臺，有力推動密云區水務信息化集約化建設。

2 信息化現狀

密云區水務局現有水務信息化系統市河長制管理信息系統、市水務局基礎水信息平臺、工程建設質監數據庫和移動應用app等。水務空間相關業務數據多以業務、項目、工程分散管理。通過長期業務工作積累，空間數據分散，無整理、入庫標準，缺乏統一數據管理、查詢及數據共享系統。實地考察、外業工作時缺少工具查看周邊水務要素或關聯基礎要素。日常外業工作中，缺少隨身設備可以實時查看檢查/核查對象位置信息、業務數據，周邊占壓情況等。

3 需求分析

系統總體建設需要滿足用戶操作的習慣性、便捷性、友好性原則；同時，該系統的實現需要符合密云區智慧水務管理業務要求，將智慧水務管理對象信息化、數據標準化及統一管理。

目前，密云區水務局經過長期業務工作積累，業務空間數據沒有進行標準化整理、入庫，缺乏統一管理、統籌規劃的綜合數據庫，缺乏進行數據查詢瀏覽、展示的綜合管理平臺。

數據是系統的核心，為保證支撐核心業務應用的24 h不間斷運行，需要對數據庫服務器、數據庫文件進行備份。

建設密云區智慧水務空間數據采集與應用系統，實現水務業務數據綜合管理、查詢展示、雙隨機抽查等，并支撐外業人員通過移動端進行供水設施等數據的采集、水務業務數據查詢瀏覽等，為密云區水務局各業務科室提供數據層面的應用支撐，為局其他業務系統提供空間數據底圖服務。根據北京市密云區數據匯集與資源共享要求，需建設數智密云綜合信息平臺的對接接口，共享數智密云綜合信息平臺的矢量底圖、遙感影像底圖，復用空間數據相關的地圖功能。

4 建設方案

4.1 建設目標

4.1.1 形成密云區智慧水務“一張圖”管理模式

在保證數據完整性和一致性基礎上，對數據類型、數據流程和業務應用進行分析，并在統一數據標準基礎上，采用分布式和集中式存儲方式，設計和建設密云區智慧水務業務管理資源信息。匯聚、處理與整合遙感影像、水系等流域基礎地理數據，以及水利工程、供水、排水等業務空間數據、業務管理數據，形成統一、規范的智慧水務一張圖數據資源管理體系，構建完善、高效、安全、可靠的數據資源管理，達到信息的高效實用和信息共享的目的，支撐密云區水務局智慧水務業務管理工作。

4.1.2 實現密云區水務管理對象的可視化直觀展示

以空間技術為依托，將基礎地理、遙感監測、業務資料數據統一規范集成，共享北京市智慧水務一張圖的基礎底圖、高分辨率遙感影像底圖，基于電子地圖，可視化展示水務業務管理對象位置信息、業務管理信息，輔助區水務業務管理部門直觀、快速地調用、共享、分析和查看數據，有效支撐業務應用和領導決策。

4.2 建設內容

4.2.1 水務空間數據建設

基于密云區水普資料、高分辨率遙感影像、水務業務管理相關文檔資料，通過內業數據梳理、匯聚、治理等的方式進行密云區智慧水務業務空間數據的建設，并對空間數據進行地圖整飾。主要數據內容包括：水務基礎數據、水利工程、機井、供水設施、排水設施、非居民用水戶的空間數據、屬性數據；基礎地理信息。

4.2.2 系統開發

構建智慧水務業務空間綜合數據庫，并進行水務空間數據移動應用、水務空間數據應用管理等模塊的開發，支撐供水設施、污水處理設施、排污口、非居民用水戶數據的采集，支撐密云區水務管理對象的信息化、集約化管理與可視化直觀展示。

4.3 建設原則

密云區智慧水務空間數據采集與應用系統建設應遵循以下幾個原則：

（1）以實用為第一準則，切實滿足管理和業務需求，讓項目建設資金得到充分利用。

（2）系統運行可靠穩定，考慮系統在平時和峰值情況下，安全可靠運行的設備數據備份機制；根據業務量預測和分析，考慮系統設備的處理能力，系統應具有超負荷控制能力；要為系統運行中可能出現的各種反常情況和突發事件涉及周到的應急恢復手段，并在系統運行中不斷完善。

（3）在保證實用性與可靠性的基礎上，盡可能采用國內外先進的計算機技術、信息技術及通信技術，采用先進的體系結構和技術發展的主流產品，保證系統高效運行。

（4）通過整合，將建設成果融入現有信息化框架體系當中，提高系統應用績效。

（5）充分實現密云區智慧水務業務空間信息、業務管理信息的共享服務。

（6）系統設計與建設要強調標準化、規范化，做到接口標準統一，連接通暢，界面清晰，使系統既有靈活性，又有完整性[2]。要構建開放、靈活的體系結構，保證現有數據庫數據的移植、有效利用。同時為系統升級、擴展及不可預見的管理模式的改變留有余地，并為后期建設的平穩過渡打下基礎。

（7）系統的安全考慮重點在加強其抗干擾能力和抗破壞能力，需要采用多種手段，確保數據安全，保證信息傳遞的及時、準確。

（8）系統應提供良好的應用操作維護界面，維護操作簡單，系統對軟件進程、日志記錄等提供實時監控管理。

5 建設風險分析及管理

5.1 風險分析

在風險控制和規避方面我們將根據系統建設實際進度和任務充分分析和評估各個風險，重點按照風險類型、嚴重程度、發生概率、減緩措施等內容來考慮，風險管理計劃見表1。

5.2 風險管理

5.2.1 項目變更控制措施

變更控制是指在項目生命周期的整個過程中對變更的識別、評價和管理工作。由于項目總是處于變化的環境之中，因此項目的變更是很難避免的。項目的變更常常伴隨著對項目進度、成本、質量或其他目標的調整和改變，造成對項目正常進程的干擾和沖擊，嚴重時會導致項目的失控。因此，必須慎重對待變更，事先做好項目規劃、盡量避免變更的發生，當變更不可避免被提出來時，必須對變更進行控制，以確保項目目標最終在變化的環境中順利實現。

5.2.2 對項目建設進行規范化管理

按照基本建設項目實施原理，在工程實施過程中要嚴格按照基本建設項目實施管理，嚴格按照國家基本建設程序進行。按照國家ISO9001質量體系管理要求，建立質量計劃控制；工程質量要按相關法規、驗收規程執行，實行標準化管理。

——選擇具有相應專業資質，具有建設經驗的單位來完成平臺開發和安裝。

——項目啟動后，建立定期的項目溝通例會機制，并就項目的需求分析、系統技術架構等定期與承建單位溝通，避免系統建設的偏差。

——按照ISO9001質量體系管理要求，建立一套完整的、有效的項目實施流程和規范。

——軟件研發方面嚴格按照相關的規范，確保軟件開發環節不出現質量問題。

——分階段地組織專業人員對系統中各分項功能和系統綜合功能進行測試，及時發現問題并處理問題，保證整個系統的質量。

——系統安裝后進入試運行階段，要求承建公司詳細記錄系統試運行情況，根據有關各方的意見對系統進行調整或修改設置，使之處于最佳運行狀態。試運行完成后組織有關人員對系統進行最終驗收。

——根據平臺建設情況，制定培訓計劃，明確不同階段的培訓對象、培訓時間、技術要求和培訓內容。

5.2.3 制定詳細的運行管理措施

項目建成后，運行管理尤為重要，為保證項目建設平臺的正常運行，必須制定運行管理措施，且明確各方責任。第一，明確系統的管理職責，任務細化到人。第二，在行業法規和規范的基礎上，應建立嚴格的運行維護管理制度、安全考核辦法、報告制度等，出現問題及時解決，不得隨意人為停運設備。第三，加大監管力度，定期派技術人員巡查系統、備份數據，確保系統運行正常。第四，加強人員培訓，使運行管理人員對系統的設備性能、操作水平加深理解，對于一般性故障可自行排除。第五，要落實運行維護經費。

6 結語

通過建立智慧水務空間數據采集與應用系統，可以提高水資源管理效率和水質監測水平，實現更精細化的水資源管理和更全面的水質監測。密云區的水資源管理通過智慧水務系統的建設，可以更好地解決這些問題，提高水資源利用效率，增加水質監測點位，完善監測指標體系，提高水質監測的準確性和全面性。未來，密云區的智慧水務系統還需要進一步拓展應用范圍，將更多的數據源接入系統，實現更全面的水資源管理和水質監測。同時，也需要加強系統的安全性和可靠性，確保系統的穩定運行和數據的安全存儲。

參考文獻

[1] 佚名.堅持節水優先建成全國首批水生態文明城市——北京市密云區水務局[J].北京水務，2020（4）：8-9.

[2] 陳永奇，朱辰華，張振洲.黃河水量調度管理系統[J].人民黃河，2002，24（5）：11-12.