基于新技术条件的城市“智慧水网”发展规划初探

胡传廉

（上海市水务局，200050，上海）

基于新技术条件的城市“智慧水网”发展规划初探

胡传廉

（上海市水务局，200050，上海）

在回顾“十一五”期间上海城市精细化管理“数字水务”建设现状和分析当今信息技术发展趋势的基础上，针对城市水利及涉水事务管理和服务的应用需求，探讨了新技术条件下业务流程再造的发展方向，研究提出了城市“智慧水网”建设理念，设计了新技术条件下的信息化建设技术结构框架，并以“十二五”上海涉水事务信息化建设为例作了“智慧水网”发展规划的探索设计，初步提出了建设任务、目标内容和保障措施。

智慧水网；信息化；规划

一、“数字水务”建设基础与“智慧城市”发展背景

“十一五”期间上海市 “数字水务”的建设，已经汇聚整合了气象、海洋、海事、水文、水利、供水、排水等多行业（部门）的数据，积累了各类基础设施、实时监测信息、业务管理信息、政务信息、元数据信息等，实现了水务信息资源的集成交换、集中存储、分级管理和分层维护，服务于防汛保安、水资源调度、水环境整治多任务应用。回顾和总结“十一五”上海水务信息化发展的经验，主要是：坚持发挥体制优势，注重共享资源、集约建设和集成应用；坚持以规划和标准为先导引领，注重业务流程再造和工作方式的转变；坚持通过专业化分工、社会化服务，注重建设运维管理模式创新。当然，水务信息化建设还存在信息采集不适应现代水务管理需求、业务流转和跨部门协同支撑不足、行业标准和管理规程尚不健全、基层应用与行业管理不协调等问题。

“十二五”期间随着城市经济社会和信息技术高度发展，涉水行业信息化发展阶段由管理服务的对象和过程数字化向其评价与决策数字化方向发展；建设内容由满足于行业内有限需求，逐步发展到多层面系统性需求；应用功能由支撑单一业务处理发展到支撑业务协同的综合应用；服务应用对象由满足政府内部管理的需要逐步发展到同时满足行业管理和社会公众服务的需要；服务方式由对内信息发布、对外信息公开，逐步发展到对内可在网上达到智能决策，对外网上能达到协同办事。近年，发达国家城市现代化进程验证了信息化发展走向智慧化的趋势。最近，《上海市国民经济和社会发展第十二个五年规划》提出了加快建设“智慧城市”。与之相适应，上海城市涉水事务管理和服务经历自动化、数字化发展以后，也将进入智慧化发展阶段。作为“智慧城市”的一个重要组成部分，上海市“十二五”规划也明确提出建设“智能水网”。

二、“智慧水网”的理念及其结构框架

1.“智慧水网”发展规划理念

“智慧水网”（智能水网）就是运用物联网、云计算、无线宽带互联等技术，通过互联的网络把江河湖海水文水资源监测站网、供排水生产处理和输配水设施运行网、河网水系水利设施运行网以及水务事务服务网的智能化控制传感器连接起来，依托机制创新，整合共享气象水文、海洋海事、水务环境、市容绿化、建设交通等领域信息，结合涉水事务网格化、条块化的精细管理，组成基于各行业数据中心“云”的应用系统，对感知的信息进行智能化的处理和分析，对包括电子政务、电子商务、城市管理、生产控制、环境监测、交通、公共安全、家庭生活等各个领域、各种需求提供智能化的支持，并支撑涉水事务跨行业协同管理和提供社会公众个性化服务。

上海“智慧水网”发展以及水务信息化建设将围绕上海 “四个中心”建设和“安全、资源、环境”三位一体治水思路，以需求为导向，应用为核心，创新突破，标准先行，充分发挥体制改革优势，依托智慧城市网络基础，统筹涉水事务管理，创新转型发展机制，深化平台应用服务，推进跨行业集约整合、市区协同联动、业务网上流转，服务于行政执法规范化，行业监管精细化，评价决策智能化，应用服务便利化，支撑政府职能转变、行业基础管理和社会公共服务。

2.“智慧水网”信息系统结构框架

“十二五”期间，城市管理涉水事务信息系统将基于新技术条件下建设。各基层单位、各行业管理部门、各跨行业管理服务机构按照业务需求建立和配置监控、监测和监管站点设施设备并按照统一分配的IP地址接入标准接口的感知能动互联网——“物联网”，配置存储这些站点数据的数据库服务器及其控制站点行为的应用服务器，加入到基于互联的数据库群，按照业务需求和安全权限从数据库群的资源目录中重组虚拟专用数据库——“数据云”，通过云计算技术支撑再造业务流程的应用系统，这样的系统既能方便地扩充站点或增加监测监控参数，又能很方便地实现跨部门、跨行业系统的协同流转应用。

随着无线宽带互联网络和基于网络的各种数据服务技术的发展，人们应用信息系统开展业务或获得服务时将会发生巨大变化：人机交互将不再受时间、地点和装备的限制，各行业部门专注于各自专业领域的管理和服务，同时又可以很方便地即时获取相关行业实时信息服务，人们将会体验到个性化双向互动服务。

三、“智慧水网”发展规划设计

1.规划目标研究

“智慧水网”发展规划目标应该围绕城市涉水事务的业务需求，逐步升级改造基于智能技术监测监控网络平台，搭建基于云计算技术的集群数据平台，完善基于三网融合和无线宽带互联等技术的互动服务平台，重点在完善感知化监测监控、深化网格化精细管理，开展动态预警评价、强化协同行政办事、提供个性化体验服务等有创新突破，构建水系统监测监控、水安全预警指挥、水资源配置调度、水交通运行保障、水环境整治监管、水行政协同服务系统，进一步有力支撑政府转变职能、行业强化监管和社会公共服务。

2.“智慧水网”建设内容规划

（1）“智慧水网”近期重点建设任务

①“智能苏州河”：在苏州河水系治理成果基础上，针对城市防汛安全、供水安全等环境监测事件的应急防范和处置，通过多级联动、跨部门协同，通过互联的网络把水文水资源监测站网、供排水生产处理厂站和输配水管网、水利闸站设施水系河网运行网以及水务事务服务网的智能化控制传感器连接起来，依托机制创新整合共享气象水文、海洋海事、水务环境、市容绿化、建设交通等领域信息，结合涉水事务网格化、条块化的精细管理，开展水安全业务应用。充分利用已建信息化基础设施，集成整合，拾遗补缺，资源复用。项目涉及防汛管理、河流水环境动态自动监测、污染源监测预警、水闸泵站自动监测、水量控制调度、排水放江监测预警、水面交通自动监控、河面保洁巡检、堤防工程及水文设施网格巡检监管，全河段综合视频监控，实现具有基于地图服务的全方位水情实时监测预报，工情、险情监视处置、灾情动态风险评价，抢险预警预案管理等功能。

②“智能水感知网”：上海作为我国实行最严格水资源管理制度试点城市之一，针对水资源循环开发利用流程中原水、地下水、取水、供水、用水、污水、排水等环节，通过建设监测监控系统，实现全过程水量水质自动化实时监测监控。近期完成长江口杭州湾系统监测与城乡一体河网水系监测两张监测网。实施过程中，联合气象、环保、交港、海洋、海事、流域等各个部门，在各单位现有监测设施基础上，统筹规划、相互协调、紧密合作，扩大覆盖范围，优化站网布局，着力增强和提高郊区雨量、河网水质、水源地和省市边界水量水质、水上目标自动识别定位、大型取水户、排水超标放江、地下水监控等重点区域和领域各类涉水要素的测报能力，加快应急机动监测能力建设，实现资料共享，全面提高服务水平，达到多行业多目标应用。

③“智能水事协同服务平台”：以水务电子政务系统为核心，与全市主要供排水企业电子商务系统整合，共同搭建面向全市企事业单位和人民群众的网上服务平台。提供权威、规范、全面、实时、互动式的服务。社会公众可以针对涉水事务行政许可、规划协调、行政执法等办事业务，开展网上网下一门式受理、市区县多部门网上流转、协同办公、电子签章、电子监察等个性化服务；可以随时随地进行许可执法等行政事务受理申报、办事指南及状态查询，享受到涉水事务协同办理的便捷，并获得行政事务办事提醒信息、各类业务信息查询等服务；获得所在区域气象水文实测预报信息、灾害预警预案提醒、防范措施提醒、撤离安置途径、交通疏导等信息，了解突发性自来水管爆裂、水污染事件分级预警及其响应预案提醒、所在小区自来水停水预告和就近应急供水安置等信息服务；行船过桥过闸候潮时间、限高与限重动态警示和导航、过闸电子收费等服务，船只靠泊码头停留时间信息等服务。

（2）“智慧水网”基础框架系统

“智慧水网”基础技术框架建设包括：①水监控物联网。改造各相关行业现有监测监控系统物联网接口，按需重组物理上互联、逻辑上专用、安全上可靠的监测监控网智能系统，在此基础上，各行业部门单位可逐步拓展站网布局、加密监测监控频次、增加监测指标参数。②水应用数据云。构连涉水事务相关的各行业部门单位数据中心、数据库，按照信息资源目录体系标准接口在网络上形成基于“云计算”技术的数据库群；提供网络上数据服务标准接口，方便形成各种业务应用的数据云支撑。③水服务平台。整合现有各行业部门涉水事务办事服务网点、网上电子政务、电子商务服务窗口、电话呼叫中心服务热线等服务资源，重组协同服务业务，通过基于无线宽带、三网融合等通信技术向社会公众提供个性化服务。

（3）“智慧水网”远期功能目标设想

建设的“智慧水网”系统远期还能达到以下综合功能：①水安全智能指挥功能。针对城市防汛安全、供水安全、水污染灾害安全事件的应急防范和处置，开展全方位监测预报、事前预警、事中评价、事后评估、多级联动、跨部门协同的业务应用。②水资源智能调度功能。针对原水、地下水、取水、供水、用水、污水、排水等水资源循环开发利用流程，开展生产运行全过程系统监测、智能调度、行业监管、用水服务等流程化业务应用。③水交通智能服务功能。针对河道行船、过闸过桥、码头靠泊、堤防碰撞等安全运行监管和事件防范，开展行船过桥过闸服务、航道港口监管等业务应用。④水环境智能监控功能。针对江河湖海水环境变化、水生态整治，开展水生态环境全要素系统监测、动态评价、统计分析、智能决策等综合业务应用。⑤水事务智能服务功能。针对企业个人的水事服务，开展计划用水、安全用水、节能减排等信息保障服务。系统具有所用水水源、出厂水水质、循环水状态、分类水费标准、用水计量与控制提醒、表具标准、排水纳管和污水处理情况等信息服务，坐船出行气象影响信息、停船预警、通航通知等信息服务，江河湖海功能区划控制信息、生态环境动态评价指标及达标状态、用水计划及执行状态、输配水系统运行状态、节能减排达标情况、所在周边水系及两岸生物多样性信息以及水面保洁状态信息等服务功能。

四、实施中问题预测与保障措施考虑

“智慧水网”建设可能遇到的主要问题有：①认识上的障碍。由于信息技术的快速发展，人们往往都有阶段性的认识盲区，不能准确把握新技术发展趋势，难以做好新技术条件下的业务流程再造规划；由于习惯于传统的生活工作方式，人们不太愿意去改变原来的方式以适应全新的方式；由于受传统文化的影响，特别是习惯于把本部门本单位所谓的 “信息化”做到极致，不愿意跨部门协作、协同和共享。②体制机制的障碍。目前的体制机制都是在农业化和工业化条件下形成的，具有职能交叉、分工不清、部门割据、办事重复、业务层级多效率低的特点，管理服务部门常常处于定性判断、静态分析、粗放式管理状态，这些都对新兴的信息技术条件下的业务重组、流程再造形成障碍。③技术条件的限制。“智慧水网”结构要基于无线宽带网络技术、三网融合技术、物联网技术、云计算技术及其接口标准等技术和产品的成熟度。④安全保障的限制。在新技术条件下，无论是信息安全保密还是信息系统的安全可靠运行都可能遭遇新的障碍。以上这些障碍对于信息化推进、信息系统建设和应用都可能造成极大的损害。

因此，“智慧水网”建设必须配之以严谨的保障措施才能有序推进：①加强领导、创新机制。在着力解决各层面认识问题的同时，形成分工明确、流转规范的扁平化管理机制。②统筹规划、标准先行。在协调做好分层级、分行业规划的同时，加快形成行业专业接口标准规范。③规范业务、体现服务。在动态分析、精细管理的规范流程条件下，形成跨部门协同的标准化服务应用。④部门衔接、各级联动。在市区县各级政府部门相互衔接的同时，突出专业行业主导协调、企事业单位共建联动。⑤加强培训、保障安全。在加强水务专业信息技术管理业务复合型人才培养和应用人员培训的同时，切实采取各种有效措施确保信息系统建设运行的安全。

[1]水利部信息中心.水利信息化快速推进[J].中国水利，2011（1）.

[2]水利信息化工作领导小组办公室.水利信息化顶层设计初探及进展[J].中国水利，2009（8）.

责任编辑 韦凤年

Development planning of “smart water network” in city based on new technology and condition

Hu Chuanlian

Based on reviewing the meticulous management of “digital water” construction in Shanghai during “Eleventh Five-Year”period and analysis on the current status and development trend of information technology,according to application needs of management and services for the urban water and wading services,the “smart water network”construction concept for cities is proposed and the architecture framework for information technology under new technology condition is designed.With the example of informatization construction wading services in Shanghai during “Twelfth Five-Year” period,the development planning of “smart water network” is studied and the construction tasks,objectives and safeguards are given.

smart water network; informatization; planning

胡传廉，教授级高级工程师。

TV212.59+TP2

A

1000-1123（2011）11-0039-03

2011-03-28