浙江省水管理平台研究与实践

黄 康 ，邱志章 ，姜小俊 ，金宣辰 ，周礼英

（1. 浙江省水利信息宣传中心，浙江 杭州 310009；2. 杭州定川信息技术有限公司，浙江 杭州 310020；3. 浙江省水利防灾减灾重点实验室，浙江 杭州 310017；4. 阿里云计算有限公司，浙江 杭州 310013）

0 引言

2018 年 5 月，浙江省委省政府在深化“最多跑一次”改革基础上，全面部署推进政府数字化转型，聚焦数据共享和业务协同，推进政府治理体系和能力现代化。当时，浙江省水利数字化工作也面临诸多问题：全省信息化建设规划刚性不足，缺少顶层设计，缺乏统筹协调；水利业务系统林立，数据不通，业务流程不畅，信息孤岛现象突出。在这样的背景下，浙江省水利厅着手进行顶层架构的谋划，提出打造一个全省水利行业统一工作平台的设想，即浙江省水管理平台（现已迭代为浙里“九龙联动治水”），最终目标是实现全省水利部门在一个平台上工作履职，并实现各业务应用的互联互通[1]。

目前已有水利部门通过建立统一业务平台或门户实现系统整合集成，如辽宁省水利厅建设了水利综合管理信息资源整合与共享平台[2]，江苏省水利厅建设了统一门户集成系统[3]，海河水利委员会建设了内部的统一业务门户[4]等，但总的来看，面向省市县跨层级、部门、系统的统一工作平台或管理驾驶舱的建设，类似经验和方法还是较少。因此，为更好地统筹推进浙江省行业数字化应用建设，打造一个共建共享、多跨协同、三级贯通的统一行业工作平台十分必要。为此，通过浙江省水管理平台的实践，探索研究一套较为完整的水利行业统一工作平台建设路径和方法体系，为水行政部门或其他行业行政部门建设数字政府提供借鉴。

1 研究思路

浙江省水管理平台以整体智治理念为统领，遵照浙江省数字化改革总体思路和设计，以“三融五跨”（三融指技术、业务、数据 3 种融合，五跨指跨层级、地域、系统、部门、业务）为建设路径，全省一盘棋，上下联动，协同共建，打造全省统一的水利行业工作平台[5]。对上承接省委“162”工作体系[6]（“1”即浙江省一体化、智能化公共数据平台；“6”即 6 个综合应用，分别是党政机关整体智治、数字政府、数字经济、数字社会、数字法治、数字文化；“2”即数字化改革的理论和制度规范 2 个体系）和水利部智慧水利试点任务，对下贯通市县两级，实现省、市、县三级水利部门在同一个平台上高效协同工作。浙江省水管理平台定位为全省水利行业的统一履职平台，既是支撑水行政主管部门人员办公决策的工作平台，也是支撑水利行业相关人员和社会公众办事的服务平台。

1.1 研究目标

建成“在线互联、数据共享、业务协同、决策支持”的浙江省水利行业统一工作平台，打造省、市、县三级共用的综合门户，实现水利核心业务“网上办”“掌上办”，覆盖水利行业主要核心业务，推进水治理体系和能力的现代化[7]，为全省水利行业履职提供有力支撑，为全省各地各单位水利工作平台建设提供可复制模板。

1.2 总体框架

浙江省水管理平台遵循省政府数字化改革“四横四纵”（四横指业务应用、应用支撑、数据资源、基础设施 4 个体系，四纵指政策制度、标准规范、组织保障、网络安全 4 个体系）技术框架构建，基于浙江省水利感知网和政务云，以“浙政钉”和“浙里办”为统一入口，打造水利核心业务应用场景，构建业务应用体系。通过建设水利业务模型库、算法库、知识库，集成汇聚一批通用的应用组件、接口和服务，形成应用支撑体系。通过建设水利数据仓，打造数据中台，构建数据资源体系。总体框架如图1 所示。

图1 浙江省水管理平台总体框架

2 建设方法和实践

围绕浙江省水管理平台的建设目标，以“三融五跨”为路径，通过具体实践，形成了一套较为完善的理论方法体系。具体总结为以下 5 个方面：1） 通过梳理水利核心业务，构建水利主业框架，建立协同共享模型和指标体系，以系统集成理念梳理多跨“一件事”，明确业务需求。2） 构建水利数据仓，开展数据治理，夯实数据基础，实现数据共建共享。3） 搭建水利数据和业务双中台，建设通用化、标准化组件服务，构建能力中心。4） 建设综合门户，统一应用入口，以“多跨”为目标，整合集成业务应用，强化业务协同，实现整体智治、在线履职。5） 打造平台市县节点，聚焦“三融合”，推进平台省、市、县全贯通，打通数据的“最后一公里”。

2.1 梳理水利核心业务

围绕“部门履职全覆盖、跨部门业务协同、数据整合共享、颗粒度最小化”的要求，以“模块－单元－事项－指标”为路径，从核心业务（任务）基点出发，将业务（任务）逐层拆解到最基本的事项，通过建立“三张清单一张图” （业务事项、事项量化指标、事项数据资源 3 张清单，事项业务流程图），形成核心业务梳理成果。浙江省水利核心业务梳理方法概念和示例图如图2 所示。

图2 浙江省水利核心业务梳理方法概念和示例图

具体梳理方法分析如下：

1） 定准核心业务，建立业务事项清单。从治理体系和能力建设及政府部门“放管服”的数字化改革角度，按照部门“三定方案”，对主要职能相关的业务进行全方位梳理，将业务分解为可执行的任务，并将每一项任务都细化为最小颗粒度的可执行业务事项，汇总形成最终的业务事项清单。

2） 细化量化指标，建立事项量化指标和数据资源清单。对梳理的业务指标颗粒度进行细化、量化，构建能反映每一具体业务事项执行结果和水平的量化指标，建立事项量化指标清单。同时，按照水利数据共享和业务协同 2 种模型[8]，细化事项数据需求分析，梳理每个事项需要采集的数据资源（特别是需要跨部门、层级提供共享的数据），提出具体的数据需求，明确数据项、范围、频次和来源等内容。

3） 固化业务流程，建立业务事项流程图。按数据输入、业务实现、成果输出、成果应用的框架，分析并描绘事项的各个环节及相互关系，建立流程图，固化业务流程。涉及跨部门、层级、地域的多跨业务事项，以系统集成理念梳理多跨“一件事”，把办事需求大、办件频次高、相关性较强的部门间细碎事项整合成“一件事”[9]，实现流程变革。可在一般流程图基础上建立多跨协同业务流程图，增加协同要素，梳理哪些业务由本部门完成，哪些业务由相关协同部门配合完成，明确工作分工和协同关系，并建立业务执行链。

4） 明确改革需求，形成支撑改革的“三张清单”。根据业务事项和指标清单梳理成果，进一步总结提炼，明确重大业务事项，建立“三张清单”：a. 从关注的痛点、难点、堵点问题中，突出问题导向，提炼核心业务需求，构建重大需求清单。b. 将重大需求转化为场景化解决方案，形成核心业务场景清单。c. 在场景化解决方案实现的过程中，协同推进和共同突破难点、痛点、堵点，形成重大改革任务清单[10]。

经过核心业务梳理，最终形成 6 项一级核心业务、54 项二级核心业务、171 项业务事项，以及 1 套核心业务事项清单和流程图。明确浙江省水管理平台要解决的水灾害防御、水资源保障、河湖库保护、水发展规划、水事务监管和水政务协同六大问题的需求清单，提出“浙水安全、浙水好喝、浙水节约、浙水美丽、浙水畅通、浙水清廉”六大核心业务多跨应用场景清单，建立转变洪水预报调度模式、创新山洪灾害联动管控、创新城乡同质供水管理、重塑节水评价机制、创新水资源综合评价和河湖健康评价体系等多项改革清单。

2.2 构建水利数据仓

浙江省水利数据仓是指汇聚整合浙江省水利行业条线各类公共数据和通过浙江省一体化智能化公共数据平台共享其他部门公共数据形成的数据集合。对分散在水利行业各个部门的不同来源和形式的数据进行整合集成，形成一个一致、全面、可靠的数据资源库，为水利业务应用大数据分析和决策支持提供重要依据，也是实现行业数据共享和回流的关键。构建过程概念图如图3 所示[11]。

图3 水利数据仓构建过程概念图

具体构建过程如下：

1）数据仓建设需求分析。根据核心业务梳理的成果，参照指标和数据资源清单，分析水利数据仓建设需求。具体如下：a. 明确数据用途。围绕数据共享和分析决策要求，分析数据仓要解决的问题，提炼水利数据产品需求，如用水态势分析、河湖健康评价等。b. 明确数据主题。根据数据用途明确主题和对应的业务事项，如水旱灾害防御主题包括洪水预报预警、水利工程调度、洪水风险分析等事项。c. 明确数据来源。分析数据流转过程，明确数源部门和责任分工，评估数据质量和可用性。d. 确定数据归集和整合的方式及计划。

2） 数据仓架构设计。按照浙江省一体化、智能化公共数据平台数据仓建设要求，采用阿里数据仓模型架构体系，将水利数据仓分为 ODS（数据接入层）、CDM（数据公共层）和 ADS（数据应用层）三层，其中CDM 包括 DWD（明细数据层）和DWS（汇总数据层）。ODS存储从水利业务系统同步进入数据仓的原始数据，CDM 存储明细事实、维度表等数据，以及经过加工、汇总、计算后的公共指标派生数据，ADS 存储加工后的水利数据产品个性化的统计指标数据[12]。

3） 数据建模。遵循 Kimball 维度建模思想，从规范定义、明细模型设计、汇总模型设计 3 个方面进行水利数据仓的数据建模，其中：规范定义主要包括划分数据域、构建总线矩阵 、定义维度和度量、定义指标体系等，明细模型设计主要指构建一致性维度表和事实表，汇总模型设计主要构建公用和应用 2 种汇总模型。

4） ETL 部署和数据质量控制。按照数据建模成果，设计开发 ETL（Extract-Transform-Load）流程，生成 ETL 任务，将数据从源系统中抽取出来，检查数据的完整性、准确性、一致性和及时性，进行数据清洗、去重、格式转换等操作，最后将处理后的数据以全量或增量方式加载到数据仓中。

2.3 搭建水利数据和业务双中台

按照“建设支撑多种应用的能力集和动力集，为应用系统提供高效支撑”的建设思路，构建水利数据和业务双中台，作为水利大脑的核心部分，形成水利业务能力中心。目前水利业务能力中心还处于不断迭代的过程中，本研究主要阐述双中台建设的思路。

2.3.1 水利数据中台

建设水利数据中台的目的是为水利业务数字化应用提供数据全生命周期的管理能力，建立一套水利数据的管理体系，实现海量水利异构数据的处理和利用。主要包括以下 4 个方面能力的拓展：

1） 拓展数据编目能力。按照数据编目规范，开发数据在线编目功能，实现数据信息的在线编目、分类、审核、发布，以及目录的更新和维护。数据目录信息主要包括数据名称、摘要、格式、分类、分级，以及数源单位、更新频率、数据项（包括名称、类型、长度、字段描述、共享属性、开放属性等）等信息。

2） 拓展数据归集能力。通过建立数据同步通道（离线、定时、实时等同步），拓展数据批量、动态等归集能力，实现水利数据从水利业务系统生产库到数据仓的同步，并提供碎片化数据的整合归并能力。

3） 拓展数据治理能力。依据水利业务规范和要求，从完整性、准确性、及时性、唯一性等维度提升数据质量，包括建立水利数据清洗规则库，拓展数据清洗、质量评价等能力，开发工单管理模块，建立问题数据闭环处置机制。

4） 拓展数据共享服务能力。发布数据共享接口，提供数据共享服务注册、发布、申请、使用等管理能力，拓展数据共享服务和批量数据共享能力，实现水利行业内数据共享。

2.3.2 水利业务中台

将业务应用所需的标准化高的水利模型、算法、知识和基础支撑能力封装成组件或接口服务，建设统一应用资源池，打造业务中台。主要包括以下 4 个方面能力的拓展：

1） 拓展模型服务能力。包括洪水风险管控、供水保障预测、洪水预报调度等水利业务模型服务。

2） 拓展算法服务能力。包括图像视频 AI、遥感识别、马斯京根等智能算法服务。

3） 拓展知识服务能力。包括洪水预报调度、水资源调配规则、工程运行管理、工程调度方案、工程控运计划、供水预警规则等知识库服务。

4） 拓展基础支撑能力。依托政务云通用基础组件，建设统一认证、待办、消息、搜索、日志、工单、地图、运维监控等基础支撑服务，实现通用组件能力的共享，提升各业务应用模块的协同能力。

2.4 建设水利综合门户

以协同办公系统为基础，集成建设支撑分析决策的水利六大核心业务管理驾驶舱，形成水利决策“一屏掌控”、政务执行“一贯到底”、业务应用“整合集成”、应用场景“多跨协同”的水利综合门户（含移动端），实践成果如图4 所示。

图4 管理驾驶舱界面示例

主要门户建设思路如下：

1） 水利决策“一屏掌控”。按照整体智治要求，打造“一屏掌控”的中枢驾驶舱应用场景，整合核心业务数字化应用，集成各核心业务应用驾驶舱，实现核心业务的一键直达和快捷办理，方便用户总览全局，全面掌握当前水利工作情况。

2） 政务执行“一贯到底”。重点围绕政务办理便捷性，整合协同办公平台，融合集成 OA、待办事项、会议等日常办公内容，打造多跨协同、闭环管理的协同办公应用场景。依托统一待办、消息、工单等应用支撑能力，打通浙江省水管理平台门户与各核心业务应用，建立业务办理执行链，将任务执行与各环节责任人绑定，在门户中统一实现对个人任务的跟踪和及时提醒。

3） 业务应用“整合集成”。核心是构建省、市、县三级门户统一的整体框架（省级统建），并基于统一框架开展省本级内部和行业条线的整合集成。根据核心业务梳理成果，按照跨系统、业务“一件事”改革思路（如水域监管“一件事”），基于统一框架，开展数据归集整合和业务功能集成，完成省本级内部已建业务应用系统的归并整合，实现流程再造，打破内部信息孤岛，避免基层重复填报。同时，按照统一标准和接口，将市、县业务应用系统集成接入整体框架中，打通用户体系和数据交换通道，实现行业条线业务应用跨层级的互联互通。

4） 应用场景“多跨协同”。根据核心业务梳理成果，重点建设“浙水安全”“浙水好喝”“浙水美丽”“浙水节约”等涉及协同任务的多跨应用场景，利用统一数据仓和基于 Web Service 的应用支撑服务能力，推进数据和业务流程贯通，打造高效协同、数字赋能的水利业务应用管理驾驶舱，并集成至水利综合门户中，实现跨部门、地域的业务协同，提升水利工作统筹、闭环管理的能力水平。

2.5 打造平台市县节点

浙江省水管理平台市县节点建设的主要目的是，在统一整体框架下实现平台省、市、县三级贯通，目前各节点还在继续迭代中。主要思路是从用户体系、数据、业务和“水利大脑”能力 4 个贯通方面着力，推进平台市县节点建设和集成，增强平台统筹协调和业务协同能力，打通水利核心业务数字化的“最后一公里”，实现市县联动。4 个贯通介绍如下：

1） 用户体系贯通。市县水利部门基于统一用户体系，对市县本级自建的应用进行全面整合集成，建设驾驶舱，形成水管理平台应用本级节点，并接入省级水管理平台。

2） 数据贯通。市县水利部门通过建设本级水利数据仓，建立与省级水利数据仓的数据交换通道，利用数据中台实现水利行业纵向条线的数据贯通。

3） 业务贯通。在打造省级统建水利业务应用的同时，加强市县水利业务应用的建设，推进市县水利部门实现业务闭环，采用以下 2 种贯通模式打通“最后一公里”：a. 直接调用省级统建应用或模块功能完成业务协同，实现贯通。b. 按照省级业务协同需求，在本级自建应用中提供闭环管控功能，并将处置结果反馈至省级应用，实现贯通。

4）“水利大脑”能力贯通。强化水利算法、模型、知识库等通用能力建设，打造可供全省复制推广的通用业务智能模块，实现“水利大脑”能力的省、市、县三级共建共享。

3 开发和集成技术

3.1 微服务架构

微服务架构是浙江省水管理平台实现应用整合集成的关键技术。浙江省水管理平台主要基于微服务架构设计理念，采用模块化开发、分布式部署等方式，按照水利业务需求，利用微服务注册配置、服务网关、微服务间通信、分布式数据存储、负载均衡等技术，建设服务注册、发现、治理，统一消息处理、调度管理，以及定时任务统计等微服务，形成微服务资源池，通过组合不同的微服务，实现不同业务模块的快速搭建和整合集成，满足边建、边用、边完善的建设需求[13]，具体技术框架如图5 所示。

图5 微服务技术框架

3.2 基于 REST 框架的前后端集成开发

基于 REST（Representational State Transfer）框架，通过标准 RESTful 接口实现前后端开发的解耦，可以快速开发定制接口，实现系统的集成，强化应用系统开发的统筹整合能力[14]。前端应用重点关注界面展现和用户体验的实现，将业务逻辑分析计算交由后端业务模型处理，以更加轻量级的开发应用模式更好地满足不同用户的个性化使用需求，从而提高业务应用升级迭代效率。后端可支持跨语言和平台的水利数据、算法、模型等各类服务的部署，如马斯京根算法、洪水预报模型、水资源综合评价模型等，并通过RESTful API 接口实现服务的发布。

3.3 基于“五统一”的整合集成

“五统一”指省、市、县各级应用建设实现“统一门户、统一用户、统一数据、统一地图、统一安全”的技术和方法体系。浙江省水管理平台“五统一”建设的关键点或创新点介绍如下：

1） 统一门户。主要创新点是构建了省、市、县三级统一集成的整体架构，包括以下 2 个方面：a.编制统一门户和应用集成技术规范，实现行业数字化应用接入标准和接口的统一。b. 充分应用微服务集成技术，采用统建和分建相结合的模式，建立省、市、县三级统一门户集成框架，实现省级统建应用和市县分建应用的统一集成和管理。

2） 统一用户。建设统一用户是提升行业用户体验和实现应用整合集成不可或缺的一环，有以下 2 个建设关键点：a. 编制统一用户接口规范，研发单点登录、票据认证、验证授权等标准化接口，为浙江省水管理平台各应用模块提供统一用户认证。b. 基于“浙政钉”统一接口，利用统一标识管理、访问控制和大数据分析技术，实现用户组织管理、人员同步、权限管理和行为画像等功能。

3） 统一数据。统一数据的关键点是构建省、市、县三级纵向业务条线的数据归集和共享平台，并建立一套数据治理体系。方法如下：a. 编制数据资源管理、水利对象分类、数据安全管理等制度规范，以及各类业务数据规范，建立“1+N”的数据管理和共享机制。b. 应用数据中台能力，研发全省水利行业条线编目、归集、治理、共享模块，实现水利数据“一数一源、按值维护，一处更改、全网同步”。

4） 统一地图。主要创新点是打通了空间数据归集、更新、服务各环节，建设了突出水利行业特色的浙江水利一张图服务。通过建立水利一张图与水利业务应用之间的数据联动更新机制，构建水利空间数据资源体系，从数据、分析、服务 3 个方面，实现省、市、县三级水利空间数据和服务的共建共享。

5） 统一安全。按照安全可替代和等保 2.0 建设的要求，建立网络安全态势感知系统，并在数据采集、存储、使用、传输、共享各环节，建立动态加密、动态脱敏、安全访问、失效数据销毁等各类数据安全机制，构建浙江省水管理平台多层次、立体化的安全防御体系。

4 结语

浙江省水管理平台是浙江省水利数字化转型和改革的具体实践，有效解决了信息孤岛问题，实现了数字化技术与水利业务的深度融合，在统一行业工作平台建设、数据共享、业务多跨协同、系统整合集成、业务管理驾驶舱建设等方面取得了较好成效，为全省数字化改革、行业门户建设提供了建设经验。浙江省水管理平台上线以来，边用，边完善，在实战中不断迭代优化，初步实现了水利业务的数字赋能。目前，已建成省、市、县三级贯通的统一工作平台，整合集成为30 余个业务应用，省本级业务应用减少近 70%；基本建成统一数据仓，归集 8 亿余条数据，实现数据接口共享调用 1.4 亿余次，批量共享 3.95 亿余条数据；开发归集组件 10 个、算法 24 个、模型 23 个，建成六大核心业务应用场景，上线“流域防洪”“城乡饮水保供”“山洪智防”等 8 个智能模块，在水利业务管理中发挥了实战实效作用。

近年来，大数据、云计算、物联网、人工智能等信息技术发展日新月异，水利数字化改革也面临新的困难和挑战，如何充分应用这些新技术提升业务应用的智能化水平，推进水管理平台与数字孪生流域建设的无缝融合，实现水利业务模式的变革创新，进一步提升实战实效水平，都是浙江省水管理平台下一步迭代建设的方向。