红河州水文信息化系统建设的现状与对策分析

杨攀科 ，高 军

（1. 云南省水文水资源局红河分局，云南 开远 661600；2. 水利部南京水利水文自动化研究所，江苏 南京 210012）

0 引言

云南省红河州水文信息化建设依托中小河流水文监测系统建设，已建成 15 个遥测水文站、4 个水位站、185 个雨量站、1 个数据中心机房；另外山洪灾害县级非工程措施建设的 155 个遥测站点通过网络将数据交换到红河州水文数据中心机房，实现数据的共享。经过十来年的建设，各水情站点数据可实现外网访问和资讯查询，同时可实现雨水情信息的短信发布告警功能。目前标准数据中心机房和水情会商系统及会商室建设处于规划设计阶段；站网硬件维护监控管理、数据维护管理、水文资料在线整编应用、水资源管理监控和水文业务应用服务平台等子系统研究开发正处于设计阶段。

通过多年来水文信息化的建设，目前红河州在水文信息采集上，由传统的人工测验，逐步向自动采集为主、人工采集为辅过渡；在水文信息传输上，由传统的电报、电话传输，向光纤网络通信转变[1]；在水文信息存储上，由人工纸介质存储，向电子光盘存储转变；在水文信息应用服务上，由单纯的为防汛抗旱服务，向水资源管理监控，水环境在线监测评价，水文资料在线整编，全面服务社会经济发展转变。

1 红河州水文信息化建设现状

近年来，云南省水文水资源局红河分局积极围绕国家防总和流域委水利信息化工作目标，探索水文信息化建设工作新模式[2]，进行技术改革，从水文信息化手段和技术层面入手，开展水文信息化初期建设。

1.1 水文信息化基础设施的建设

云南省水文水资源局红河分局依托水利部水利信息化建设和云南省中小河流水文监测系统建设项目，将从 2013 年底全面铺开水文信息化建设工作。建设改造信息中心，完成分局新办公楼的网络综合布线、网站、网络升级改造、C 级数据中心机房和供配电系统建设，3 个卫星小站系统已建成并投入使用。通过采购网络设备、服务器、计算机及相关设备，建立办公自动化、邮件、传真、高清视频会议等系统。

1.1.1 水文自动测报通讯系统的建设

随着水情分中心规划建设，水资源监控能力建设和旱情分中心的即将实施，水位、雨量、水质、地下水埋深、墒情等将陆续实现自动监测，自动测报通讯系统随之形成。采用 GPRS，PSTN 和卫星信道构建的遥测数据通信网，以及利用国家公用数据交换网和水利专用通信网构建的防汛抗旱广域网，可形成水文自动测报通讯系统[3]，VPN 系统成为通讯系统的重要补充，水文通讯条件得到显著改善。

1.1.2 水情信息采集、传输、存储系统的建设

通过实施中小河流水文监测系统建设项目，红河州建立了新的信息中心站，配置了专业数据库服务器、数据采集交换服务器、数据传输交换核心交换机、数据传输核心路由器、硬件防火墙和网络及PC 集中管理器。随着先进设备在水资源管理监控、水文测验、水质监测、土壤墒情监测和相关数据传输及存储中的应用，水文信息采集基础设施明显改善，自动化水平明显提高。水文测报能力有了较大提升，雨量、水位、蒸发、墒情等信息全部采用固态存储，自动传输，雨水情信息实现 30 min 收集及同步与省水文数据中心和山洪灾害防治州级监测预警平台数据交换共享[4]。

1.1.3 网络设施的升级

对数据中心机房 UPS 不间断电源系统进行升级换代，将原有民用普通宽带升级为企业级的独立 10 MB 光纤通讯网络，数据安全性、网络安全性和可控性得到提高，具体改善情况如下：

1）10 MB 光纤通讯网络的使用和核心交换机性能的提高，实现 VLAN 的划分及 IP 地址的有效管理；

2）核心路由器和 PC 集中管理器的配置实现了网络流量的监控与资源的管理；

3）2 MB SDH 专线、防火墙、网络版杀毒系统等提高了网络和数据传输的整体安全性。

1.2 水文业务应用系统的开发

1.2.1 数据资料查询系统的建设

红河州地表水、地下水、水质资料、蒸发、土壤墒情等将全面采用微机在线整编程序进行资料整编，开展水文基础数据库、水情综合业务、水土保持监测、水生态监测、水质信息查询、水文站网管理、移动信息应用、水文统一规范标准和水文综合信息展示等系统，以及水文科技资源共享服务、水文地理信息等平台的建设。其中，水文基础数据库系统可实现雨水情历史、实时、分析计算等数据成果的实时图表查询和直观展示，建立奇异数据报警体系，并将水利部开发的中国洪水预报系统整合在水情综合业务系统中，使水文防汛预警预报服务能力得到极大提高；水文基础数据库系统包括水文数据交换共享、水文数据库维护、水文终端监控、水文资料整编、数据录入转换和数据应用查询等系统，将在分局水文数据中心建立水文数据库。目前已实现全州各县市山洪灾害防治县级非工程措施自动监测站的数据交换共享机制，同时接入了气象、国土部门的实时信息，使水文基础数据库得到有效利用和充实完善。

1.2.2 信息网站功能的完善

自 2005 年建立红河水文水资源信息网后，网站运行已逐步走向成熟，网站经过 2 次改版后，网站版面和管理均得到较大提升，访问人数显著增加。网站将通过接入水文数据应用服务实时发布系统，及时向社会公众提供水文信息服务、查询，促进信息沟通，为全州各县市防汛抗旱服务提供及时信息。

1.2.3 水文业务应用系统的开发实现

随着现代 IT 技术和网络的发展，开发以下应用系统：

1）高清视频会议系统，覆盖省局和分局，为减少会议成本，提高参会人数，取得较好的效果起到不可替代的作用；

2）OA 办公自动化系统，在红河水文系统初步实现无纸化办公，公文、资源实现了快速传递；

3）在云南省水情综合业务系统中整合传真和电子邮件系统，为信息快速传递和提高红河水文形象发挥重要作用；

4）水文科技资源共享服务系统，为社会提供水文资源共享服务窗口；

5）充分利用电信资源，建立电话会议系统、短信平台、卫星小站系统等，提高红河水文的应急监测、处置支撑能力；

6）以会商大屏、DLP 屏、PC 屏及移动终端（PDA、智能手机）为展示载体，提供雨情、水情、墒情、水质、水资源等方面直观的信息查询，图形显示，报表输出，以及辅助决策分析服务。

1.2.4 档案管理的升级

完成档案升级，建立全省水文信息档案管理系统，逐步实现数据库管理，实现人事、水文科技等档案数据库和自动化管理。

1.3 水文信息化保障环境的改善

1.3.1 水文信息化组织保障

为充实红河州水文信息化建设力量，将采取信息档案科与水情科合并的方式，一方面利用水情科技术力量充实信息化建设；另一方面，信息化建设更能保障和支撑防汛抗旱工作。重视信息化人才队伍建设，随着水文信息化建设的不断深入，结合实际情况，通过各种途径培养人才，预计 2014 年底初步形成集网络管理、数据库建设、软件开发和业务应用系统建设为一体的信息化队伍，为水文信息化工作提供组织和技术保障。

1.3.2 水文信息化管理工作

近年来，红河分局建立了信息员联系制度，通过网站、期刊和简报等多种形式，加强水文信息宣传工作，为水文信息工作创造了良好的外部环境和舆论氛围。

2 红河州水文信息化建设存在的主要问题

红河州水文信息化建设 2013 年才起步，各项系统设备和软硬件平台还未完全建成，难以适应经济社会快速发展、全省信息化建设和新时期水文工作的要求。必须进一步开拓创新，切实有效地推进水文信息化，为水文现代化提供支撑和保障。存在的主要问题如下：

1）对水文信息化建设思想认识不到位，缺乏紧迫感。在思想上还不能适应新形势下科技发展的需要，还未摆脱长期以来形成的传统工作方式，知识更新滞后，信息化建设步伐缓慢[5]。

2）缺乏统一规划。在以往的水文信息化开发应用中，全州水文系统缺乏统一规划与管理，软件技术标准和结构不统一，信息资源整合难度大，无法在统一平台上使用[6]，且仅限于水文自动测报系统，硬件配置、基础设施建设和软件开发应用水平，都与水文信息化建设标准差距较大。

3）随着一些水文信息化重点项目的规划和建设，对信息系统运行维护管理的要求越来越高，任务越来越重，而红河州水文信息化的运行维护保障机制尚未建立，很大程度上制约着水文信息化的正常发展。

4）建设资金渠道不畅，建设项目投资目标不明确，建设标准不统一。2012 年，水文信息化建设与管理资金渠道无明确保障，资金投入分散，导致系统建设难以形成规模，开发成本高，共享困难，建设效益得不到充分发挥。同时，红河州水文信息化建设投入与水文工程项目建设投入不匹配，投入相对不足，且运行维护管理无稳定的财政专项资金支持，信息化建设的可持续发展很大程度上受到影响。

3 红河州水文信息化系统建设的对策分析

3.1 加强水文信息化组织的协调工作

水文信息化建设是一项技术含量高、涉及面广的工作。需建立水文信息化组织协调机构，加强领导，做好组织协调工作，抽调精兵强将，开展信息化工作。

3.2 注重每个过程的建设

水文信息化主要由水文信息化保障环境、水文信息系统运行环境、信息采集与工程监控、资源共享服务、综合业务应用等体系组成。根据红河水文实际，统一规划，精心设计，科学论证。在规划过程中，要把握原则，明确目标，提出实施规划的相应措施，结合规划与目标需求开展顶层设计[7]；在设计过程中，要根据实际工作需要，统一技术标准和规范，为网络化和资源共享打基础；在建设过程中，要先急后缓，逐步建设，形成体系，优先建设本系统计算机广域网，构筑能满足信息传输、存储需求、扩充升级、支持多种协议的网络平台；在应用过程中，各部门协同作战，抓好基础信息采集、数据库建设和维护，及时补充和更新信息，为水文工作提供各方面的信息服务。

红河州水文信息化建设基本思路如下：

1）硬件方面建立一整套硬件环境框架。包括信息源采集终端和网络的建设，数据库和应用服务器的配置，集中管理系统、统一数据中心备份平台的建立，C 级数据中心机房的建设，实现数据终端的采集、传输、存储及数据交换共享。

2）开展水文数据中心建设。随着计算机技术的迅速发展，信息处理技术也得到长足发展，从 MIS 系统，发展到现代的数据仓库技术[8]。建设水文数据中心，以解决各系统间数据无法整合及综合展示的问题，解决在对外服务过程中由于时间口径不一致，无法及时获取数据进行综合统计和分析，使服务受众无法得到可靠准确的数据信息的问题。水文数据中心建设主要包括开发业务数据同步方案制定，以及标准数据库、主题数据集市、数据仓库接口的建设。根据标准数据库中存在的数据，综合数据服务需求，通过人工定制主题策略，利用系统的主题解析接口对相应的主题策略进行解析，对相关数据进行二次清洗和转换，建立相应的维度表和事实表，形成各个专业主题数据集市，最终形成一个可用于数据服务的数据仓库。数据仓库通过各项数据服务接口对外进行服务，相关服务包括向展示平台提供相应的综合展示数据，向上级部门报送综合专业报表或报告，向同级相关或下级部门推送所需数据，以及向公众发布经筛选可发布的信息等。水文数据中心的整体架构如图 1 所示。

图1 水文数据中心整体架构

3）与云南省中心水文信息化建设模式和标准相统一，开展应用系统建设。红河州水文综合管理应用系统主要包括水文业务和综合办公 2 种应用系统。水文业务应用系统主要包括水文综合会商分析、水文监测预警、水情信息服务、旱情监测预警与分析、水环境监测评价、水资源信息管理、水利工程信息管理、地下水监测与服务、水文站网管理、水文资料整编与服务及水文信息公众服务网站子系统等 11 个子系统；综合办公应用系统包括水文资料审查、行政审批，水文档案资料管理，人力资源信息管理，财务信息管理，自动化办公 OA 系统等 5 个子系统。

4）紧跟国家及省级投资项目步伐，分批建设，实现硬件设备和机房系统的运行维护管理，实现水文数据在线整编和深加工，以实现对外水文服务和为社会经济发展提供水文信息支撑。

3.3 保障建设、管理经费的落实和利用

水文水资源信息化科技含量高，资金投入大。信息化工作既要有建设资金，又要有运行维护资金。水文是以社会效益为主的基础行业，水文水资源信息化建设的资金来源应以国家及省级财政投入为主。红河州水文信息化建设，大部分资金主要依靠国家项目，如云南省中小河流水文监测、信息中心站，国家防汛抗旱指挥系统一、二期工程水情信息采集，地下水、水资源监测，山洪灾害防治县级非工程措施等系统的建设。应依托这些项目，充分利用有限资金，在国家水文信息化建设大的方针下，理顺红河州水文信息化建设步骤，推进适合自身需要的红河州水文信息化的发展。

3.4 完善相关规章制度

只有建立信息化工作技术保障机制，理清思路，才能充分发挥信息化专业部门的作用。对信息化建设特别是基础设施建设实现统一组织与管理，建立内部运行机制，明确岗位责任，方可保证信息化建设的健康发展。要制定符合红河州水文信息化的相关规章制度，使信息化建设做到有章可循。加强人才队伍建设，重视人才培养。根据水文信息化工作需要，重点抓好以下 3 支队伍建设：1）以水文信息化为主要内容的专家型人才队伍建设；2）以管理维护为主要内容的专业管理维护队伍建设；3）以操作生产为主要内容的一线技术队伍建设。完善稳定信息化人才措施，加强对干部职工信息化知识培训，创建有利于信息技术人才发展的良好环境，建立起一支掌握和运用信息技术的骨干队伍，才能使红河州水文信息化快速发展[9]。

3.5 加快水文信息化各系统的建设

在中小河流水文监测系统和信息中心站的建设基础上，积极开展网络管理、决策支持等系统的建设，开展红河州水文系统广域网及其安全系统建设。完善综合业务系统，加强局机关与各县（市）节点一体化的综合办公应用，解决当前水文水资源信息管理分散，基础数据存储零乱，标准化差，应用服务滞后，难以共享等问题。整合现有数据库和系统资源，深入开发新的数据库。建立标准规范和安全体系，建立一个集中管理、安全规范、充分共享、全面服务的水文水资源数据中心[10]。

4 结语

水文工作是经济建设和社会发展的基础。充分利用现代化信息技术开发和利用水文信息资源，提高红河州水文信息资源的应用水平，完善水文、气象、国土和山洪灾害监测预警信息交换共享机制，才能进一步提升水文行业的技术和管理水平，适应国民经济建设、社会发展和新时期治水思路对水文行业的新需求。水文信息化，不仅是物质基础、技术手段的信息化，更是思维、思想方式和管理模式的信息化。配置先进的硬件设备，建设标准的运行环境和优化整合原有分散的软硬件系统是建设红河州水文信息化的前提，实现红河州各部门、行业间的数据信息交换共享是水文信息化建设的信息资源支撑。通过水文信息化保障和运行环境、信息采集与工程监控、资源共享服务和综合业务应用等体系建设，使红河州水文信息化建设实现统一技术标准、运行环境、安全保障体系、数据中心和门户网站的总体目标。结合新技术，建立统一的水文信息共享服务平台。在建立共享服务平台时，应充分考虑地理信息系统、数字高程模型、数据仓库、联机分析处理、数据挖掘等新技术应用，提高技术含量和信息服务水平，从而实现“区域流域管理数字化”与“指挥决策支持自动化”。

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