基于新技術(shù)條件的城市“智慧水網(wǎng)”發(fā)展規(guī)劃初探

胡傳廉

（上海市水務(wù)局，200050，上海）

基于新技術(shù)條件的城市“智慧水網(wǎng)”發(fā)展規(guī)劃初探

胡傳廉

（上海市水務(wù)局，200050，上海）

在回顧“十一五”期間上海城市精細(xì)化管理“數(shù)字水務(wù)”建設(shè)現(xiàn)狀和分析當(dāng)今信息技術(shù)發(fā)展趨勢的基礎(chǔ)上，針對城市水利及涉水事務(wù)管理和服務(wù)的應(yīng)用需求，探討了新技術(shù)條件下業(yè)務(wù)流程再造的發(fā)展方向，研究提出了城市“智慧水網(wǎng)”建設(shè)理念，設(shè)計了新技術(shù)條件下的信息化建設(shè)技術(shù)結(jié)構(gòu)框架，并以“十二五”上海涉水事務(wù)信息化建設(shè)為例作了“智慧水網(wǎng)”發(fā)展規(guī)劃的探索設(shè)計，初步提出了建設(shè)任務(wù)、目標(biāo)內(nèi)容和保障措施。

智慧水網(wǎng)；信息化；規(guī)劃

一、“數(shù)字水務(wù)”建設(shè)基礎(chǔ)與“智慧城市”發(fā)展背景

“十一五”期間上海市 “數(shù)字水務(wù)”的建設(shè)，已經(jīng)匯聚整合了氣象、海洋、海事、水文、水利、供水、排水等多行業(yè)（部門）的數(shù)據(jù)，積累了各類基礎(chǔ)設(shè)施、實(shí)時監(jiān)測信息、業(yè)務(wù)管理信息、政務(wù)信息、元數(shù)據(jù)信息等，實(shí)現(xiàn)了水務(wù)信息資源的集成交換、集中存儲、分級管理和分層維護(hù)，服務(wù)于防汛保安、水資源調(diào)度、水環(huán)境整治多任務(wù)應(yīng)用?；仡櫤涂偨Y(jié)“十一五”上海水務(wù)信息化發(fā)展的經(jīng)驗，主要是：堅持發(fā)揮體制優(yōu)勢，注重共享資源、集約建設(shè)和集成應(yīng)用；堅持以規(guī)劃和標(biāo)準(zhǔn)為先導(dǎo)引領(lǐng)，注重業(yè)務(wù)流程再造和工作方式的轉(zhuǎn)變；堅持通過專業(yè)化分工、社會化服務(wù)，注重建設(shè)運(yùn)維管理模式創(chuàng)新。當(dāng)然，水務(wù)信息化建設(shè)還存在信息采集不適應(yīng)現(xiàn)代水務(wù)管理需求、業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)和跨部門協(xié)同支撐不足、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和管理規(guī)程尚不健全、基層應(yīng)用與行業(yè)管理不協(xié)調(diào)等問題。

“十二五”期間隨著城市經(jīng)濟(jì)社會和信息技術(shù)高度發(fā)展，涉水行業(yè)信息化發(fā)展階段由管理服務(wù)的對象和過程數(shù)字化向其評價與決策數(shù)字化方向發(fā)展；建設(shè)內(nèi)容由滿足于行業(yè)內(nèi)有限需求，逐步發(fā)展到多層面系統(tǒng)性需求；應(yīng)用功能由支撐單一業(yè)務(wù)處理發(fā)展到支撐業(yè)務(wù)協(xié)同的綜合應(yīng)用；服務(wù)應(yīng)用對象由滿足政府內(nèi)部管理的需要逐步發(fā)展到同時滿足行業(yè)管理和社會公眾服務(wù)的需要；服務(wù)方式由對內(nèi)信息發(fā)布、對外信息公開，逐步發(fā)展到對內(nèi)可在網(wǎng)上達(dá)到智能決策，對外網(wǎng)上能達(dá)到協(xié)同辦事。近年，發(fā)達(dá)國家城市現(xiàn)代化進(jìn)程驗證了信息化發(fā)展走向智慧化的趨勢。最近，《上海市國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十二個五年規(guī)劃》提出了加快建設(shè)“智慧城市”。與之相適應(yīng)，上海城市涉水事務(wù)管理和服務(wù)經(jīng)歷自動化、數(shù)字化發(fā)展以后，也將進(jìn)入智慧化發(fā)展階段。作為“智慧城市”的一個重要組成部分，上海市“十二五”規(guī)劃也明確提出建設(shè)“智能水網(wǎng)”。

二、“智慧水網(wǎng)”的理念及其結(jié)構(gòu)框架

1.“智慧水網(wǎng)”發(fā)展規(guī)劃理念

“智慧水網(wǎng)”（智能水網(wǎng)）就是運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、云計算、無線寬帶互聯(lián)等技術(shù)，通過互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)把江河湖海水文水資源監(jiān)測站網(wǎng)、供排水生產(chǎn)處理和輸配水設(shè)施運(yùn)行網(wǎng)、河網(wǎng)水系水利設(shè)施運(yùn)行網(wǎng)以及水務(wù)事務(wù)服務(wù)網(wǎng)的智能化控制傳感器連接起來，依托機(jī)制創(chuàng)新，整合共享氣象水文、海洋海事、水務(wù)環(huán)境、市容綠化、建設(shè)交通等領(lǐng)域信息，結(jié)合涉水事務(wù)網(wǎng)格化、條塊化的精細(xì)管理，組成基于各行業(yè)數(shù)據(jù)中心“云”的應(yīng)用系統(tǒng)，對感知的信息進(jìn)行智能化的處理和分析，對包括電子政務(wù)、電子商務(wù)、城市管理、生產(chǎn)控制、環(huán)境監(jiān)測、交通、公共安全、家庭生活等各個領(lǐng)域、各種需求提供智能化的支持，并支撐涉水事務(wù)跨行業(yè)協(xié)同管理和提供社會公眾個性化服務(wù)。

上海“智慧水網(wǎng)”發(fā)展以及水務(wù)信息化建設(shè)將圍繞上海 “四個中心”建設(shè)和“安全、資源、環(huán)境”三位一體治水思路，以需求為導(dǎo)向，應(yīng)用為核心，創(chuàng)新突破，標(biāo)準(zhǔn)先行，充分發(fā)揮體制改革優(yōu)勢，依托智慧城市網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，統(tǒng)籌涉水事務(wù)管理，創(chuàng)新轉(zhuǎn)型發(fā)展機(jī)制，深化平臺應(yīng)用服務(wù)，推進(jìn)跨行業(yè)集約整合、市區(qū)協(xié)同聯(lián)動、業(yè)務(wù)網(wǎng)上流轉(zhuǎn)，服務(wù)于行政執(zhí)法規(guī)范化，行業(yè)監(jiān)管精細(xì)化，評價決策智能化，應(yīng)用服務(wù)便利化，支撐政府職能轉(zhuǎn)變、行業(yè)基礎(chǔ)管理和社會公共服務(wù)。

2.“智慧水網(wǎng)”信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架

“十二五”期間，城市管理涉水事務(wù)信息系統(tǒng)將基于新技術(shù)條件下建設(shè)。各基層單位、各行業(yè)管理部門、各跨行業(yè)管理服務(wù)機(jī)構(gòu)按照業(yè)務(wù)需求建立和配置監(jiān)控、監(jiān)測和監(jiān)管站點(diǎn)設(shè)施設(shè)備并按照統(tǒng)一分配的IP地址接入標(biāo)準(zhǔn)接口的感知能動互聯(lián)網(wǎng)——“物聯(lián)網(wǎng)”，配置存儲這些站點(diǎn)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器及其控制站點(diǎn)行為的應(yīng)用服務(wù)器，加入到基于互聯(lián)的數(shù)據(jù)庫群，按照業(yè)務(wù)需求和安全權(quán)限從數(shù)據(jù)庫群的資源目錄中重組虛擬專用數(shù)據(jù)庫——“數(shù)據(jù)云”，通過云計算技術(shù)支撐再造業(yè)務(wù)流程的應(yīng)用系統(tǒng)，這樣的系統(tǒng)既能方便地擴(kuò)充站點(diǎn)或增加監(jiān)測監(jiān)控參數(shù)，又能很方便地實(shí)現(xiàn)跨部門、跨行業(yè)系統(tǒng)的協(xié)同流轉(zhuǎn)應(yīng)用。

隨著無線寬帶互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)和基于網(wǎng)絡(luò)的各種數(shù)據(jù)服務(wù)技術(shù)的發(fā)展，人們應(yīng)用信息系統(tǒng)開展業(yè)務(wù)或獲得服務(wù)時將會發(fā)生巨大變化：人機(jī)交互將不再受時間、地點(diǎn)和裝備的限制，各行業(yè)部門專注于各自專業(yè)領(lǐng)域的管理和服務(wù)，同時又可以很方便地即時獲取相關(guān)行業(yè)實(shí)時信息服務(wù)，人們將會體驗到個性化雙向互動服務(wù)。

三、“智慧水網(wǎng)”發(fā)展規(guī)劃設(shè)計

1.規(guī)劃目標(biāo)研究

“智慧水網(wǎng)”發(fā)展規(guī)劃目標(biāo)應(yīng)該圍繞城市涉水事務(wù)的業(yè)務(wù)需求，逐步升級改造基于智能技術(shù)監(jiān)測監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)平臺，搭建基于云計算技術(shù)的集群數(shù)據(jù)平臺，完善基于三網(wǎng)融合和無線寬帶互聯(lián)等技術(shù)的互動服務(wù)平臺，重點(diǎn)在完善感知化監(jiān)測監(jiān)控、深化網(wǎng)格化精細(xì)管理，開展動態(tài)預(yù)警評價、強(qiáng)化協(xié)同行政辦事、提供個性化體驗服務(wù)等有創(chuàng)新突破，構(gòu)建水系統(tǒng)監(jiān)測監(jiān)控、水安全預(yù)警指揮、水資源配置調(diào)度、水交通運(yùn)行保障、水環(huán)境整治監(jiān)管、水行政協(xié)同服務(wù)系統(tǒng)，進(jìn)一步有力支撐政府轉(zhuǎn)變職能、行業(yè)強(qiáng)化監(jiān)管和社會公共服務(wù)。

2.“智慧水網(wǎng)”建設(shè)內(nèi)容規(guī)劃

（1）“智慧水網(wǎng)”近期重點(diǎn)建設(shè)任務(wù)

①“智能蘇州河”：在蘇州河水系治理成果基礎(chǔ)上，針對城市防汛安全、供水安全等環(huán)境監(jiān)測事件的應(yīng)急防范和處置，通過多級聯(lián)動、跨部門協(xié)同，通過互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)把水文水資源監(jiān)測站網(wǎng)、供排水生產(chǎn)處理廠站和輸配水管網(wǎng)、水利閘站設(shè)施水系河網(wǎng)運(yùn)行網(wǎng)以及水務(wù)事務(wù)服務(wù)網(wǎng)的智能化控制傳感器連接起來，依托機(jī)制創(chuàng)新整合共享氣象水文、海洋海事、水務(wù)環(huán)境、市容綠化、建設(shè)交通等領(lǐng)域信息，結(jié)合涉水事務(wù)網(wǎng)格化、條塊化的精細(xì)管理，開展水安全業(yè)務(wù)應(yīng)用。充分利用已建信息化基礎(chǔ)設(shè)施，集成整合，拾遺補(bǔ)缺，資源復(fù)用。項目涉及防汛管理、河流水環(huán)境動態(tài)自動監(jiān)測、污染源監(jiān)測預(yù)警、水閘泵站自動監(jiān)測、水量控制調(diào)度、排水放江監(jiān)測預(yù)警、水面交通自動監(jiān)控、河面保潔巡檢、堤防工程及水文設(shè)施網(wǎng)格巡檢監(jiān)管，全河段綜合視頻監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)具有基于地圖服務(wù)的全方位水情實(shí)時監(jiān)測預(yù)報，工情、險情監(jiān)視處置、災(zāi)情動態(tài)風(fēng)險評價，搶險預(yù)警預(yù)案管理等功能。

②“智能水感知網(wǎng)”：上海作為我國實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度試點(diǎn)城市之一，針對水資源循環(huán)開發(fā)利用流程中原水、地下水、取水、供水、用水、污水、排水等環(huán)節(jié)，通過建設(shè)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全過程水量水質(zhì)自動化實(shí)時監(jiān)測監(jiān)控。近期完成長江口杭州灣系統(tǒng)監(jiān)測與城鄉(xiāng)一體河網(wǎng)水系監(jiān)測兩張監(jiān)測網(wǎng)。實(shí)施過程中，聯(lián)合氣象、環(huán)保、交港、海洋、海事、流域等各個部門，在各單位現(xiàn)有監(jiān)測設(shè)施基礎(chǔ)上，統(tǒng)籌規(guī)劃、相互協(xié)調(diào)、緊密合作，擴(kuò)大覆蓋范圍，優(yōu)化站網(wǎng)布局，著力增強(qiáng)和提高郊區(qū)雨量、河網(wǎng)水質(zhì)、水源地和省市邊界水量水質(zhì)、水上目標(biāo)自動識別定位、大型取水戶、排水超標(biāo)放江、地下水監(jiān)控等重點(diǎn)區(qū)域和領(lǐng)域各類涉水要素的測報能力，加快應(yīng)急機(jī)動監(jiān)測能力建設(shè)，實(shí)現(xiàn)資料共享，全面提高服務(wù)水平，達(dá)到多行業(yè)多目標(biāo)應(yīng)用。

③“智能水事協(xié)同服務(wù)平臺”：以水務(wù)電子政務(wù)系統(tǒng)為核心，與全市主要供排水企業(yè)電子商務(wù)系統(tǒng)整合，共同搭建面向全市企事業(yè)單位和人民群眾的網(wǎng)上服務(wù)平臺。提供權(quán)威、規(guī)范、全面、實(shí)時、互動式的服務(wù)。社會公眾可以針對涉水事務(wù)行政許可、規(guī)劃協(xié)調(diào)、行政執(zhí)法等辦事業(yè)務(wù)，開展網(wǎng)上網(wǎng)下一門式受理、市區(qū)縣多部門網(wǎng)上流轉(zhuǎn)、協(xié)同辦公、電子簽章、電子監(jiān)察等個性化服務(wù)；可以隨時隨地進(jìn)行許可執(zhí)法等行政事務(wù)受理申報、辦事指南及狀態(tài)查詢，享受到涉水事務(wù)協(xié)同辦理的便捷，并獲得行政事務(wù)辦事提醒信息、各類業(yè)務(wù)信息查詢等服務(wù)；獲得所在區(qū)域氣象水文實(shí)測預(yù)報信息、災(zāi)害預(yù)警預(yù)案提醒、防范措施提醒、撤離安置途徑、交通疏導(dǎo)等信息，了解突發(fā)性自來水管爆裂、水污染事件分級預(yù)警及其響應(yīng)預(yù)案提醒、所在小區(qū)自來水停水預(yù)告和就近應(yīng)急供水安置等信息服務(wù)；行船過橋過閘候潮時間、限高與限重動態(tài)警示和導(dǎo)航、過閘電子收費(fèi)等服務(wù)，船只靠泊碼頭停留時間信息等服務(wù)。

（2）“智慧水網(wǎng)”基礎(chǔ)框架系統(tǒng)

“智慧水網(wǎng)”基礎(chǔ)技術(shù)框架建設(shè)包括：①水監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)。改造各相關(guān)行業(yè)現(xiàn)有監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)接口，按需重組物理上互聯(lián)、邏輯上專用、安全上可靠的監(jiān)測監(jiān)控網(wǎng)智能系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上，各行業(yè)部門單位可逐步拓展站網(wǎng)布局、加密監(jiān)測監(jiān)控頻次、增加監(jiān)測指標(biāo)參數(shù)。②水應(yīng)用數(shù)據(jù)云。構(gòu)連涉水事務(wù)相關(guān)的各行業(yè)部門單位數(shù)據(jù)中心、數(shù)據(jù)庫，按照信息資源目錄體系標(biāo)準(zhǔn)接口在網(wǎng)絡(luò)上形成基于“云計算”技術(shù)的數(shù)據(jù)庫群；提供網(wǎng)絡(luò)上數(shù)據(jù)服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)接口，方便形成各種業(yè)務(wù)應(yīng)用的數(shù)據(jù)云支撐。③水服務(wù)平臺。整合現(xiàn)有各行業(yè)部門涉水事務(wù)辦事服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)、網(wǎng)上電子政務(wù)、電子商務(wù)服務(wù)窗口、電話呼叫中心服務(wù)熱線等服務(wù)資源，重組協(xié)同服務(wù)業(yè)務(wù)，通過基于無線寬帶、三網(wǎng)融合等通信技術(shù)向社會公眾提供個性化服務(wù)。

（3）“智慧水網(wǎng)”遠(yuǎn)期功能目標(biāo)設(shè)想

建設(shè)的“智慧水網(wǎng)”系統(tǒng)遠(yuǎn)期還能達(dá)到以下綜合功能：①水安全智能指揮功能。針對城市防汛安全、供水安全、水污染災(zāi)害安全事件的應(yīng)急防范和處置，開展全方位監(jiān)測預(yù)報、事前預(yù)警、事中評價、事后評估、多級聯(lián)動、跨部門協(xié)同的業(yè)務(wù)應(yīng)用。②水資源智能調(diào)度功能。針對原水、地下水、取水、供水、用水、污水、排水等水資源循環(huán)開發(fā)利用流程，開展生產(chǎn)運(yùn)行全過程系統(tǒng)監(jiān)測、智能調(diào)度、行業(yè)監(jiān)管、用水服務(wù)等流程化業(yè)務(wù)應(yīng)用。③水交通智能服務(wù)功能。針對河道行船、過閘過橋、碼頭靠泊、堤防碰撞等安全運(yùn)行監(jiān)管和事件防范，開展行船過橋過閘服務(wù)、航道港口監(jiān)管等業(yè)務(wù)應(yīng)用。④水環(huán)境智能監(jiān)控功能。針對江河湖海水環(huán)境變化、水生態(tài)整治，開展水生態(tài)環(huán)境全要素系統(tǒng)監(jiān)測、動態(tài)評價、統(tǒng)計分析、智能決策等綜合業(yè)務(wù)應(yīng)用。⑤水事務(wù)智能服務(wù)功能。針對企業(yè)個人的水事服務(wù)，開展計劃用水、安全用水、節(jié)能減排等信息保障服務(wù)。系統(tǒng)具有所用水水源、出廠水水質(zhì)、循環(huán)水狀態(tài)、分類水費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)、用水計量與控制提醒、表具標(biāo)準(zhǔn)、排水納管和污水處理情況等信息服務(wù)，坐船出行氣象影響信息、停船預(yù)警、通航通知等信息服務(wù)，江河湖海功能區(qū)劃控制信息、生態(tài)環(huán)境動態(tài)評價指標(biāo)及達(dá)標(biāo)狀態(tài)、用水計劃及執(zhí)行狀態(tài)、輸配水系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)、節(jié)能減排達(dá)標(biāo)情況、所在周邊水系及兩岸生物多樣性信息以及水面保潔狀態(tài)信息等服務(wù)功能。

四、實(shí)施中問題預(yù)測與保障措施考慮

“智慧水網(wǎng)”建設(shè)可能遇到的主要問題有：①認(rèn)識上的障礙。由于信息技術(shù)的快速發(fā)展，人們往往都有階段性的認(rèn)識盲區(qū)，不能準(zhǔn)確把握新技術(shù)發(fā)展趨勢，難以做好新技術(shù)條件下的業(yè)務(wù)流程再造規(guī)劃；由于習(xí)慣于傳統(tǒng)的生活工作方式，人們不太愿意去改變原來的方式以適應(yīng)全新的方式；由于受傳統(tǒng)文化的影響，特別是習(xí)慣于把本部門本單位所謂的 “信息化”做到極致，不愿意跨部門協(xié)作、協(xié)同和共享。②體制機(jī)制的障礙。目前的體制機(jī)制都是在農(nóng)業(yè)化和工業(yè)化條件下形成的，具有職能交叉、分工不清、部門割據(jù)、辦事重復(fù)、業(yè)務(wù)層級多效率低的特點(diǎn)，管理服務(wù)部門常常處于定性判斷、靜態(tài)分析、粗放式管理狀態(tài)，這些都對新興的信息技術(shù)條件下的業(yè)務(wù)重組、流程再造形成障礙。③技術(shù)條件的限制。“智慧水網(wǎng)”結(jié)構(gòu)要基于無線寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、三網(wǎng)融合技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計算技術(shù)及其接口標(biāo)準(zhǔn)等技術(shù)和產(chǎn)品的成熟度。④安全保障的限制。在新技術(shù)條件下，無論是信息安全保密還是信息系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行都可能遭遇新的障礙。以上這些障礙對于信息化推進(jìn)、信息系統(tǒng)建設(shè)和應(yīng)用都可能造成極大的損害。

因此，“智慧水網(wǎng)”建設(shè)必須配之以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)谋Ｕ洗胧┎拍苡行蛲七M(jìn)：①加強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)、創(chuàng)新機(jī)制。在著力解決各層面認(rèn)識問題的同時，形成分工明確、流轉(zhuǎn)規(guī)范的扁平化管理機(jī)制。②統(tǒng)籌規(guī)劃、標(biāo)準(zhǔn)先行。在協(xié)調(diào)做好分層級、分行業(yè)規(guī)劃的同時，加快形成行業(yè)專業(yè)接口標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。③規(guī)范業(yè)務(wù)、體現(xiàn)服務(wù)。在動態(tài)分析、精細(xì)管理的規(guī)范流程條件下，形成跨部門協(xié)同的標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)應(yīng)用。④部門銜接、各級聯(lián)動。在市區(qū)縣各級政府部門相互銜接的同時，突出專業(yè)行業(yè)主導(dǎo)協(xié)調(diào)、企事業(yè)單位共建聯(lián)動。⑤加強(qiáng)培訓(xùn)、保障安全。在加強(qiáng)水務(wù)專業(yè)信息技術(shù)管理業(yè)務(wù)復(fù)合型人才培養(yǎng)和應(yīng)用人員培訓(xùn)的同時，切實(shí)采取各種有效措施確保信息系統(tǒng)建設(shè)運(yùn)行的安全。

[1]水利部信息中心.水利信息化快速推進(jìn)[J].中國水利，2011（1）.

[2]水利信息化工作領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室.水利信息化頂層設(shè)計初探及進(jìn)展[J].中國水利，2009（8）.

責(zé)任編輯 韋鳳年

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

胡傳廉，教授級高級工程師。

TV212.59+TP2

A

1000-1123（2011）11-0039-03

2011-03-28