浅析“智慧水利”系统设计

高海波

摘 要：所谓“智慧水利”，就是利用互联网、云计算、GIS等先进信息技术，提高水利部门的管理效率和社会服务水平，推动水利信息化建设，逐步实现“信息技术标准化、信息采集自动化、信息传输网络化、信息管理集成化、业务处理智能化、政务办公电子化”。

关键词：智慧水利；系统设计；数据资源整合

中图分类号：TV213.4 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）18-0031-01

“十三五”规划期间，是中国全面建成小康社会的新阶段，是深化水利行业中关键环节改革的重要时期，加快“智慧水利”建设是适应信息技术高速发展的迫切要求，是国家信息化进程的必然选择，也是保障水利改革发展的必经之路，所以水行政主管部门水资源管理、水利工程建设等涉水领域资源共享顺利实现，当务之急必须创新。为更好地适应新时期新形势下的国家信息化建设总体要求和水利现代化事业推进客观需要，推进水利信息化资源整合共享，优化资源配置，提升投资效益，强化履职能力，是促进水利事业又好又快科学发展的重要手段。

1 设计背景

长期以来，根据自己的业务需求，由各单位和部门自身开展水利信息化工作，为了满足不同的应用目标，一些特定的信息系统被开发和建设，这些系统对水利工作发挥了积极作用，在一定程度上促进了水利信息化发展。但在建设和使用过程中，由于为了解决特定的业务很多应用程序和系统被建设，大多数数据库和业务与具体的硬件设备紧密结合，这就形成了区域性、专业、部门、系统等边界孤岛问题，从多个方面条件受限来看，系统的安全性和稳定性也不高，再加上缺乏统一的规范制度，客观上形成了共享困难。

这些问题导致水利信息资源的利用不够合理、有效，严重阻碍了水利信息的互联、共享和应用协作。针对这些问题，2015年4月，水利部发布了水利信息化资源整合共享顶层设计方案，确定了水利信息集成的技术路线和实施方法。为更好地发挥水利信息监测系统的建设成果，实现各监测系统的统一调度、统一指挥，智慧水利综合管理信息平台的建设迫在眉睫[1]。

2 系统设计主要内容

水利信息化资源整合共享应从水利信息化发展总体布局出发，以创新为动力，以需求为导向，以整合为手段，以应用为核心，通过信息技术深入应用，实现水利信息化资源共享。建设水利综合办公系统，对水利局水利数据资源，业务应用、基础设施、网络安全、支撑保障条件等水利信息化资源进行系统梳理，科学配置、充分发挥资源效能、增强部门协作，提高工作效率，节省建设和后期维护资金，促进水利局水利信息化综合发展。坚持“统筹规划、统一平台、分布实施、资源共享；统一管理、安全”的原则，以整合现有的网络信息资源和不断完善系统服务功能为重点，采取集中的数据存储、数据共享和数据资源目录，分步储存专业数据，通过标准化的分布存储、权威、有效的数据服务和业务应用的集成，充分共享通用工具；通过集中统一的用户管理、数据交换、大地图的发展，达到各类水利业务应用协同发展。基础设施被整合，通过统一计算机、存储、网络环境，提供基础设施服务的集约化部署；通过安全系统被集成，可以统一安全管理技术、防御和应急处理，提高系统的安全防护能力[2]。

在目前信息化项目建设的基础上，进一步建立以水库、防汛抗旱、水资源管理以及其他信息采集系统为基础的集信息开发、应用、建设、管理与服务一体化，运转协调、便捷高效的信息化建设体系。

主要建设内容一般有：一是建设一个中心，即网络管理中心；负责水利信息的信息采集、调度，为各种信息网络提供业务指导和管理服务，并对网络系统进行集中统一的监控和管理。二是建设信息监测子系统：包括水库安全管理平台、水量监测管理平台、水质监测管理平台、水位监测管理平台、大坝监测管理平台、河道监测管理平台、防汛指挥调度平台、OA办公自动化等。

3 数据资源整合共享解决对策

基于现有的数据源和数据库建设现状分析，采用面向对象的方法来建立水利行业统一的数据模型、各类数据的整合，建设信息资源目录体系，并根据采集、使用频率，构建统一基础建设共享数据库和集中存储业务。在水利基础设施与业务共享数据库相结合的基础上，利用水利数据模型建立共享数据库。通过统一的信息资源目录系统，实现水利部门、应用系统之间的统一数据交换与共享。

3.1 统一水利数据模型

使用面向对象方法理论，在各类水利业务系统，采用水利对象的定义和命名规则，唯一标识一个对象为核心，统一关联实现对象空间、业务属性和元数据之间的关系。统一数据模型应根据水利普查的数据模型基础上，结合基于需求的数据集成、可扩展的对象类、对象补充之间的关系，检验数据与模型的一致性，通过有序的扩展模型，实现水利数据的系统和完整描述。

3.2 统一共享数据库

根据对象编码和数据字典及数据模型的统一，各水利业务应用整合相关数据资源，将涉及水利业务应用全局的水利对象基础数据，以及水利对象空间和业务关系等数据，统一纳入水利数据中心的基础数据库中，将水利业务应用在其他应用中需要共享的业务数据，通过数据服务的方式进入水利数据中心共享数据库中。统一数据共享是实现多个数据源的共享，存储在水利数据中心，需要从系统访问共享数据的，应根据不同情况采取不同的方式。对于已构建的系统，将依赖于数据提取技术从原始数据库提取所需的数据到共享数据库中；对于在建系统，需要修改和完善数据应用设计方案，采用统一调用的方式接入到基础数据库中；对于新建系统，应根据水利信息资源整合、共享顶层设计和相关规定，通过综合规划设计整体接入共享系统[3]。数据资源整合后，用户可以直接通过各级数据中心访问公共基础和专题信息；对于涉密或加工处理类专用信息可以通过目录方式，检索、定位数据资源，然后通过行政或经济手段获取信息。

3.3 完善应用支撑平台

（1）GIS空間显示平台，本层基于GIS软件环境的数据存储、分析、处理及显示能力，对大数据中心层存储的水利大数据以及应用层各模块基于水利大数据处理生成的信息进行综合处理和多维呈现。该平台提供灵活的业务应用配置功能，同时对外提供丰富的应用接口供业务系统调用。（2）业务服务平台，该平台将实现一个统一的、强大的、可扩展的业务运行环境，来构架、简化、集成行业的信息系统，实现信息化的统一规划、基础设施的统一构建、业务的高效协同、技术平台的无缝迁移、应用系统的灵活调整，从而使信息化的投入成本和风险大幅度降低、发展速率稳步提升[4]。（3）技术支撑服务，包含：业务流程服务、统一消息服务、统一代办服务、规则引擎服务、编码管理、缓存服务、日志服务、调度服务、异常处理服务、监控服务。

4 结语

“智慧水利”是水利现代化的重要内容，是实现水资源管理和水利工程科学利用、高效管理和有效保护的基础和前提，“智慧水利”系统设计更是实现水利现代化的重要手段和目标。建议相关工作人员继续深入研究“智慧水利”系统设计，通过应用高新技术，采取进一步增加投资、提升基层技术人员力量、完善信息化工作机制等具体措施，全面提升水行政主管部门行业管理和服务水平。

参考文献

[1]蔡阳.水利信息化“十三五”发展应着力解决的几个问题[J].水利信息化，2016，（1）：1-5.

[2]刘庆涛，崔瑞玲，耿丁蕤.水利信息云建设初探[J].水利信息化，2012，（2）：5-9.

[3]申海，解建仓，罗军刚.基于知识图的水资源配置系统的研究与实现[J].水电能源科学，2011，（5）：127-130.

[4]杨凯.水利信息化网络通信系统设计方案研究[J].水利信息化，2016，（2）：45-50.