当前宁夏水利信息化建设研究与思考

姜维军

（宁夏水利信息中心，宁夏 银川 750001）

0 引言

近年来，随着经济社会的不断进步、信息技术的迅猛发展和水利事业的全面推进，全国水利信息化在“十一五”期间得到快速推进，取得显著成就，在改造传统水利、发展民生水利、提高水利管理能力和服务水平，以及推动水利部门转变职能等方面，发挥了不可替代的重要作用[1]。2005 年以来，宁夏水利厅坚持以水利信息化带动水利现代化，紧紧围绕水利中心工作，水利信息化在基础设施建设、业务支撑系统和保障环境建设等方面取得了一些成绩，为防汛抗旱、水资源科学调度提供了依据，有力地推动了传统水利向现代水利、可持续发展水利转变。

1 宁夏水利信息化现状 [2]

1.1 基础建设

宁夏近年来按照科学发展观的要求，加大水利信息化建设力度，以防汛抗旱、灌溉系统建设为基础，以专项工程建设为重点，构建全区水利广域网络体系，拓展信息化覆盖范围，为“十二五”水利信息化工作的持续发展奠定了基础。开展的基础建设如下：

1）网络系统。水利专网依托国家防汛抗旱指挥系统一期工程建设，完成与国家防汛抗旱指挥系统国家骨干网的连接，并通过自建、资源交换、租用链路和无线传输等多种方式对骨干网进行扩建，搭建全区广域网络体系。水利内网实现了水利厅大楼内部各单位的互联互通，为办公自动化系统提供了运行环境。同时接入自治区党政内网，建成水利厅行政审批系统，并与自治区政务大厅系统对接。水利外网实现了与互联网连接，基本满足办公需求。通过部署网络防火墙、防病毒软件等，初步构建了信息安全体系。

2）信息采集及视频监测系统。全区共建成水文、灌溉、水保等监测站点 1000 余处；建成覆盖贺兰山东麓、黄河宁夏段等防洪预警视频监测点 16 处，引黄灌区重点调控建筑物视频监测点 22 处。

3）异地会商系统。建成 17 家厅属单位和 5 个市级水行政部门的 2 级会商系统，初步实现了异地会商和多媒体会议。

1.2 应用系统建设

初步建成防汛抗旱指挥系统，水情、工情和旱情中心，骨干网应用系统支撑平台，并建成防汛应急指挥和机动通讯应用等系统。开发了灌溉管理信息系统，建成青铜峡、红寺堡 2 灌区部分水管单位水量调度和水位遥测系统；依托大型泵站更新改造，正在建设实施固海扬水泵站自动化系统。建成全区水土保持监测网络系统，增强了水土保持综合防治和国家生态建设的决策能力。初步建成宁夏水情信息广域网，水情、旱情中心实现了与国家骨干网的连接和数据传输。建成银川市水资源监控中心。建成县级饮水安全管理信息填报系统，依托饮水安全工程，完成了部分人饮项目自动化系统，正在建设实施盐环定扬黄续建宁夏专用人饮工程自动化系统。利用地理信息系统，遥感、网络、数据库、虚拟现实等技术，建成自治区及黄河宁夏段三维电子江河系统。开发完成宁夏水利办公自动化系统软件，实行网上公文传输，初步实现了水利厅楼内无纸化办公。建设完成隆德县和大武口区山洪灾害防治试点县监测预警系统，主要包括水雨情监测系统、监测预警平台和预警响应系统 3 部分。2004 年开始网站建设，经过 2 次改版，增加了网站栏目分类，充实了信息量，在宣传宁夏水利上取得了较好的效果。

2 宁夏水利信息化存在的问题

目前宁夏水利信息化建设存在以下问题：

1）信息化建设投入不足，工程建设与现代水利发展要求不相适应。宁夏水利信息化虽然已建成部分系统，但与其他省区相比差距还很大。水利网络基础设施建设还很薄弱，水利广域网络还没有完全建成，部分单位局域网都不完善，基层所段网络条件则更差。水利采集站网建设密度不足，水利业务应用系统开发滞后，应用信息化手段指导水利业务能力较低，这些都与建设现代化水利的要求不相适应。

2）运行维护管理体系有待健全。目前，宁夏水利厅属单位没有信息化专管部门，无专人维护，信息化工作统一协调难度大，已建项目难以充分发挥作用和效益，信息中心部门指导全区水利信息化建设的职责没有发挥出来。

3）专业技术队伍建设亟待补充。通过近几年的努力，虽然组建了信息化管理机构，培养了部分信息化管理人才，但离水利信息化工作的实际需要还有很大的差距，还不能适应宁夏水利信息化发展需求，既懂水利业务又懂信息化技术的复合型人才更少，一定程度上制约了信息化发展速度和可持续发展。

4）运行维护费用落实困难。信息中心自成立以来，基本无专项网络维护经费，每年解决的费用仅够支付网络线路租用费和防病毒软件的更新，其他维护费用基本无处落实。由于宁夏财力困难，财政也没有安排维护资金。由于管理维护经费不到位，导致已建系统存在极大不安全隐患，无法发挥系统功效。

3 宁夏水利信息化发展思路

3.1 总体思路

依据水利部“五个转变”和“五个统一”的要求，宁夏水利信息化发展的总体思路是：按照“统一规划、标准、管理，整合资金，突出重点，分步实施”的原则，以支撑宁夏水利可持续发展为目标，以资源整合为前提，以建设和完善水利信息采集、信息通信网络为基础,以信息资源开发和业务应用系统建设为核心，以统一管理、分级负责、分级协调、相互配合的管理体制为支撑，以健全政策法规、标准规范、组织管理和人才培训为保障，构建水利信息化综合体系。

3.2 总体布局

按照水利信息化顶层设计要求，为确保统一技术标准、运行环境、安全保障、数据中心和门户五统一目标的实现，克服水利信息化发展过程中出现的各自为政、低水平重复建设、信息资源分散、开发利用效率低、信息资源整合共享不足、安全体系薄弱等全局性问题[1]，宁夏水利信息化包括 5 个系统，即信息采集、通信传输、业务应用、数据中心和安全保障系统。

3.3 建设目标

计划用 10 a 时间，分 2 个阶段建成覆盖全区水利行业的 3 级网络体系，建成覆盖全区的信息采集站点和 8 大业务应用系统，全面提升宁夏水利信息化整体水平。

第 1 阶段（2011～2014 年）：以重点基础设施建设为主，建设宁夏水利通信 1 级骨干网、信息采集监测站点和各专业应用的业务专网，逐步建设 2、3 级网络；建设宁夏水利数据中心，实施完成宁夏山洪灾害防治非工程措施建设项目，扩展完善三维电子江河系统数据资源和业务应用，开发灌溉管理调度系统、水文业务服务和水利电子政务系统。

第 2 阶段（2015～2020 年）：以完善基础设施和拓展业务应用为主，完善覆盖全区的 2、3 级网络，完善信息采集监测站点建设，开发完善防汛抗旱业务、水资源管理、农村饮水安全管理、水土保持监测管理、水利规划与计划管理、水利工程建设与运行管理等系统。

4 宁夏水利信息化组网技术路线

宁夏水利通信网以数据通信为主，兼顾语音和图像传输，组建成“三网合一”的数据交换通信网络。根据宁夏的实际情况综合考虑，厅属单位及县以上水利部门通信骨干网采用租用公网数字电路和自建光纤电路组网，管理所（段、泵站）及县（市、区）以下到所辖水管单位的信道和水雨情、旱情、工情信息采集点信息上传等区域通信，以GPRS 和 3G 移动公网为主，自建的超短波、无线扩频、SCDMA 等无线网络为辅，因地制宜，采用多种形式和技术手段。

4.1 网络结构

宁夏水利通信网网络互联采用 TCP/IP 协议，网络系统采用 Internet/Intranet 运行模式。局域网内则可以用 TCP/IP，IPX/SPX，NetBEUI 等协议作为通信协议。

根据宁夏水利行政管理体制和信息流程，结合网络管理的需要，宁夏水利通信网由核心层、汇聚层、接入层、部门局域网络构成。系统还提供水利工程点和水文站接入。省级数据中心是全网的中心，作为核心层；厅直属单位及市级水利部门是各地和市级数据业务、语音交换、视频会议和监控的汇接中心，作为汇聚层；县级数据中心是各县级单位语音、视频信号、数据信号的接入与交换中心，同时也是部分水库和灌区等水工程管理单位语音信息、视频监控图像、数据信号的接入点，作为接入层。按此结构，在核心层、汇接层、接入层分别设置 1 套数据交换网设备，形成核心层—汇接层—接入层的星形数据交换网络结构。为保证数据链路的可靠性，在重要汇聚节点采用环路设计。

4.2 组网方案

数据交换网络可以采用多业务交换机或路由器作为组建数据交换网的主要通信设备。随着 IP 技术飞速发展，基于电路的多业务交换机逐渐退出市场。根据数据交换网的结构及各种业务对数据交换网的功能要求，结合现代数据通信产品的发展趋势，可选定路由器作为组建水利数据交换网的主要通信设备。

按照水利通信系统的网络结构，采用路由器组建数据交换网，网络设备包括：核心层设置高端路由器、网关、数据库服务器、网守、网管服务器等。通过上述配置可以完成全网的数据、语音和视频会议图像等信息。整个网络设置 1 套网管软件系统实现对全网的管理、配置、业务流量监测。汇聚层设置中端路由器、网关、网络维护终端等，完成各区县数据的汇接。接入层配置中端路由器、网关、视频会议终端等，完成县以下各业务点的数据传输，以及语音和视频图像的接入、处理、转发。

在核心层、汇接层和接入层，计算机局域网以太网交换机与相应层的路由器通过 100 或 1000 M 以太网接口相连，依靠数据交换网连接自建或租用公网的骨干通信线路，构成覆盖宁夏全区的区、市、县 3 级计算机广域网。

4.3 “一纵四横”网络体系建设思路

1）采用光纤自建加租用方式，建设“惠农-银川-青铜峡-中宁-固原-泾源”主干通信光缆，实现南北贯通的网络体系。其中惠农-银川-青铜峡已有 2 芯光缆，考虑链路传输的安全可靠性，可结合唐徕渠灌域信息化建设项目，沿渠道架空或地埋光缆，即解决了唐徕渠灌域通信问题，又解决了单一链路不安全问题。青铜峡-中宁段可通过租用方式实现通信链路连接。中宁-固原段可通过固海泵站自动化改造项目，自建光缆实现。固原-泾源段可结合固原城乡饮水安全水源工程自建光缆实现（一纵）。

2）采用光纤自建方式，结合宁东水务和长城水务公司项目实施，实现“长城-宁东-银川”之间的水利专网连接（一横）。

3）采用光纤自建方式，结合大型泵站改造项目，将下马关与红寺堡现有网络进行连接，逐步实现“中宁-红寺堡-四干渠-五干渠-下马关”之间的水利专网连接（二横）。

4）采用光纤自建方式，结合盐环定续建配套工程项目，实现“吴忠-太阳山-盐池县”之间的水利专网连接（三横）。

5）采用光纤自建或租用方式，实现“中卫-中宁”之间的水利专网连接（四横）。

5 宁夏水利信息化在建重点工程项目的研究

5.1 宁夏水利数据中心工程

宁夏水利数据中心工程项目计划用 3～5 a 的时间，建成先进实用、安全可靠，集基础性和全局性的水利信息资源存储管理、共享与交换、应用服务等功能为一体的应用平台，逐步形成标准的、开放的水利信息资源服务窗口，为宁夏水利各类业务应用系统提供数据支撑，并作为构筑“数字宁夏”基础信息框架的其中 1 个组成部分，为各级政府部门提供信息共享交换服务。

按水利业务应用特点，水利数据中心将被部署到各级水利部门，以满足水利信息资源共享、综合开发和主题应用[3]。作为全国水利系统第 2 个省级建设水利数据中心项目的省区，宁夏走在了前列，没有多少经验可以借鉴。系统建设时要充分考虑建多大规模，解决哪些需求与应用。不同的地域地区，采用的方式不同，不能生搬硬套。县级数据中心通信方案要尽量围绕“一纵四横”设计，总体网络路由链路不能只采用星型拓扑结构，还要考虑链路的安全性，在主要的节点处采用环路设计。

5.2 青铜峡灌区信息化工程

青铜峡灌区各渠道管理处现有水位站 200 余处，流量监测断面 80 余处，早在 1994 年，宁夏就开始着手准备灌区信息化建设。2000 年在引黄自流灌区建成水情遥测系统，共建水情遥测子系统 9 个，对保障灌区供水安全，提高用水调度水平和水资源利用率发挥了很大的作用。经过十余年的运行，设备老化失修严重，已不能满足灌区供水安全和调度需求。水利厅结合水利数据中心项目建设和水利信息采集站网规划，重新规划了青铜峡灌区信息化布局，今年将装备以河东灌区为试点带动青铜峡灌区信息化建设。河东灌区主要渠道有秦渠、汉渠、马莲渠，东干渠，隶属于秦汉渠管理处管理，通信方式可采用沿渠道架空光缆，组建光传输网络，覆盖到各管理所段。秦渠已有部分自建光缆并连接至秦汉渠管理处，其他渠道通信链路可汇聚至秦汉分水闸处，各类信息可通过秦渠-秦汉渠管理处链路，传输到管理处以至灌溉局，实现 “采集监测-管理段-管理所-管理处-灌溉局”的 5 级信息传输系统。

5.3 山洪灾害防治非工程措施项目

2010 年底，国家批准了宁夏 5 个山洪灾害防治县建设。项目建设过程中应充分学习隆德和大武口的试点经验，通信系统可根据实际情况租用电路或就近搭接“一纵四横”骨干通信网络，监测预警平台软件建议统一开发，水雨情采集设备建议采用同一家产品，这样系统便于管理与维护。系统建设中应考虑与县级水利数据中心建设和水利信息采集站网规划紧密结合，避免重复建设和资源浪费，最大限度发挥系统作用。

5.4 全区水利电子政务系统一期工程

2011 年，水利厅将推进电子政务系统建设。目前开发电子政务软件的公司很多，在选择上，建议最好本地化。上电子政务系统，最主要是应用，而电子政务系统在应用初期，要根据每个单位的实际情况去定制开发，软件流程或程序上出现问题的可能性很大，这些问题如果不能及时解决，会严重影响系统的普及应用。电子政务也是“一把手”工程，要使电子政务能普及应用，必须做好领导工作。培训工作也是关键，要针对不同的使用人员，有针对性的培训，不能做到一概而论。只有充分考虑了系统建设环节中可能遇到的各种问题，才能将电子政务系统建设好。

6 结语

当前正处于国家大力推进西部大开发战略的有利时期，“十二五”开局之年，国家又出台“关于加快水利改革发展的决定”。前不久，国家又专门召开“中央水利工作会议”，面临着这样的大好形势，宁夏要抓住机遇，加快水利改革和现代化建设步伐，为此提出以下一些建议：

1）建议尽快出台有关信息化建设管理办法。目前虽然编制了不少水利信息化子规划，但是一直未出台《宁夏水利信息化建设管理办法》。信息化建设是一个复杂、长期的过程，应该建立起信息化建设、管理维护长效机制。管理办法中应明确信息化建设管理机构，制定参建各方职责，明确项目资金筹措方式，项目如何验收，资产如何移交，运行维护经费如何落实等问题，以保障水利信息化有序发展。

2）建议继续加快基础设施建设。网络基础设施建设是保障各类应用系统发挥作用的基础。目前宁夏网络基础设施还很薄弱，应重点加快采集站点，广域网络系统建设步伐，加快全区水管单位和市县水管部门的网络互联互通和资源共享，逐步完善全区水利数据采集体系。在水利信息化总体规划基础上，增加防汛、水文、灌溉、水保和水质等业务数据采集点建设。

3）建议采用维护服务外包方式解决网络维护问题。维护服务外包是解决当前网络维护的有效手段，按照财政有关文件规定，通过政府认可的方式对网络软硬件系统服务外包，维护费用可以纳入部门财政年度预算中，可以通过这种方式解决维护费用问题。这是解决当前既缺专业技术人员，又缺专项维护资金的最好办法。目前水利厅建设了数套应用系统，网络系统也初具规模，这些系统的建设在防汛抗旱、灌溉调度中发挥了很大的作用，但同时也给建设和运行维护单位带来了很大的困惑。要保证系统的正常运行，必须有人维护，而目前宁夏水利信息化技术人员严重缺少，根本无法既做信息化建设，又搞信息化维护工作。再加上受专业限制，有些应用系统无人能维护；受资金制约，导致网络设备出现故障无法及时维修或更换，使系统无法发挥应用作用。举例来说，宁夏水利厅 2009 年新建 72芯 43 km 骨干光缆投入使用 2 a 来，被施工机械挖断过 5 次，这本来是一件很普通的通信线路中断事件，但由于信息中心无专业技术人员、设备、维护经费等，使本来简单的事情变复杂了。

4）建议加强专业技术队伍建设，注重人才培养。即使引入维护外包机制，也要重视专业技术人才队伍的建设，建设一支政治素质高、业务能力强、工作作风硬的信息化建设与管理队伍，是水利信息化的关键。水利厅应创建有利于信息技术人才发展的良好环境，通过开展信息化技术、业务应用系统培训，以及技术交流、考察等形式，培养和发展一支掌握运用信息技术的骨干队伍。

5）建议以重点应用系统建设促进水利信息化发展。水利信息化建设领域广泛、门类众多，加快发展不可能齐头并进、面面俱到[4]。宁夏水利工作的重中之重是把有限的水资源管理好、调度好、使用好。防汛抗旱指挥系统由国家在重点推进建设，宁夏应该在水资源开发利用、灌区水量调度、农村人饮安全等重点领域，集中力量，重点攻关，系统不要贪大求多，确保系统建成能发挥应有作用。

[1]水利部水利信息中心. 全国水利信息化发展“十二五”规划 (送审稿)[R]. 北京：水利部水利信息中心，2010: 1-1.

[2]宁夏水利厅. 宁夏水利信息化发展“十二五”规划[R].宁夏：宁夏水利厅，2010: 2-10.

[3]艾萍. 水信息工程引论[M]. 武汉：长江出版社，2010：123-124.

[4]陈雷. 明确目标，注重实效，全面提升水利信息化水平[EB/OL].（2009-04-18）[2011-07-08]http://www.mwr.gov.cn/zwzc/ldxx/cl/zyjh/200904/t20090418_123124.html.