姜維軍
(寧夏水利信息中心,寧夏 銀川 750001)
近年來,隨著經(jīng)濟社會的不斷進步、信息技術的迅猛發(fā)展和水利事業(yè)的全面推進,全國水利信息化在“十一五”期間得到快速推進,取得顯著成就,在改造傳統(tǒng)水利、發(fā)展民生水利、提高水利管理能力和服務水平,以及推動水利部門轉(zhuǎn)變職能等方面,發(fā)揮了不可替代的重要作用[1]。2005 年以來,寧夏水利廳堅持以水利信息化帶動水利現(xiàn)代化,緊緊圍繞水利中心工作,水利信息化在基礎設施建設、業(yè)務支撐系統(tǒng)和保障環(huán)境建設等方面取得了一些成績,為防汛抗旱、水資源科學調(diào)度提供了依據(jù),有力地推動了傳統(tǒng)水利向現(xiàn)代水利、可持續(xù)發(fā)展水利轉(zhuǎn)變。
寧夏近年來按照科學發(fā)展觀的要求,加大水利信息化建設力度,以防汛抗旱、灌溉系統(tǒng)建設為基礎,以專項工程建設為重點,構(gòu)建全區(qū)水利廣域網(wǎng)絡體系,拓展信息化覆蓋范圍,為“十二五”水利信息化工作的持續(xù)發(fā)展奠定了基礎。開展的基礎建設如下:
1)網(wǎng)絡系統(tǒng)。水利專網(wǎng)依托國家防汛抗旱指揮系統(tǒng)一期工程建設,完成與國家防汛抗旱指揮系統(tǒng)國家骨干網(wǎng)的連接,并通過自建、資源交換、租用鏈路和無線傳輸?shù)榷喾N方式對骨干網(wǎng)進行擴建,搭建全區(qū)廣域網(wǎng)絡體系。水利內(nèi)網(wǎng)實現(xiàn)了水利廳大樓內(nèi)部各單位的互聯(lián)互通,為辦公自動化系統(tǒng)提供了運行環(huán)境。同時接入自治區(qū)黨政內(nèi)網(wǎng),建成水利廳行政審批系統(tǒng),并與自治區(qū)政務大廳系統(tǒng)對接。水利外網(wǎng)實現(xiàn)了與互聯(lián)網(wǎng)連接,基本滿足辦公需求。通過部署網(wǎng)絡防火墻、防病毒軟件等,初步構(gòu)建了信息安全體系。
2)信息采集及視頻監(jiān)測系統(tǒng)。全區(qū)共建成水文、灌溉、水保等監(jiān)測站點 1000 余處;建成覆蓋賀蘭山東麓、黃河寧夏段等防洪預警視頻監(jiān)測點 16 處,引黃灌區(qū)重點調(diào)控建筑物視頻監(jiān)測點 22 處。
3)異地會商系統(tǒng)。建成 17 家廳屬單位和 5 個市級水行政部門的 2 級會商系統(tǒng),初步實現(xiàn)了異地會商和多媒體會議。
初步建成防汛抗旱指揮系統(tǒng),水情、工情和旱情中心,骨干網(wǎng)應用系統(tǒng)支撐平臺,并建成防汛應急指揮和機動通訊應用等系統(tǒng)。開發(fā)了灌溉管理信息系統(tǒng),建成青銅峽、紅寺堡 2 灌區(qū)部分水管單位水量調(diào)度和水位遙測系統(tǒng);依托大型泵站更新改造,正在建設實施固海揚水泵站自動化系統(tǒng)。建成全區(qū)水土保持監(jiān)測網(wǎng)絡系統(tǒng),增強了水土保持綜合防治和國家生態(tài)建設的決策能力。初步建成寧夏水情信息廣域網(wǎng),水情、旱情中心實現(xiàn)了與國家骨干網(wǎng)的連接和數(shù)據(jù)傳輸。建成銀川市水資源監(jiān)控中心。建成縣級飲水安全管理信息填報系統(tǒng),依托飲水安全工程,完成了部分人飲項目自動化系統(tǒng),正在建設實施鹽環(huán)定揚黃續(xù)建寧夏專用人飲工程自動化系統(tǒng)。利用地理信息系統(tǒng),遙感、網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)庫、虛擬現(xiàn)實等技術,建成自治區(qū)及黃河寧夏段三維電子江河系統(tǒng)。開發(fā)完成寧夏水利辦公自動化系統(tǒng)軟件,實行網(wǎng)上公文傳輸,初步實現(xiàn)了水利廳樓內(nèi)無紙化辦公。建設完成隆德縣和大武口區(qū)山洪災害防治試點縣監(jiān)測預警系統(tǒng),主要包括水雨情監(jiān)測系統(tǒng)、監(jiān)測預警平臺和預警響應系統(tǒng) 3 部分。2004 年開始網(wǎng)站建設,經(jīng)過 2 次改版,增加了網(wǎng)站欄目分類,充實了信息量,在宣傳寧夏水利上取得了較好的效果。
目前寧夏水利信息化建設存在以下問題:
1)信息化建設投入不足,工程建設與現(xiàn)代水利發(fā)展要求不相適應。寧夏水利信息化雖然已建成部分系統(tǒng),但與其他省區(qū)相比差距還很大。水利網(wǎng)絡基礎設施建設還很薄弱,水利廣域網(wǎng)絡還沒有完全建成,部分單位局域網(wǎng)都不完善,基層所段網(wǎng)絡條件則更差。水利采集站網(wǎng)建設密度不足,水利業(yè)務應用系統(tǒng)開發(fā)滯后,應用信息化手段指導水利業(yè)務能力較低,這些都與建設現(xiàn)代化水利的要求不相適應。
2)運行維護管理體系有待健全。目前,寧夏水利廳屬單位沒有信息化專管部門,無專人維護,信息化工作統(tǒng)一協(xié)調(diào)難度大,已建項目難以充分發(fā)揮作用和效益,信息中心部門指導全區(qū)水利信息化建設的職責沒有發(fā)揮出來。
3)專業(yè)技術隊伍建設亟待補充。通過近幾年的努力,雖然組建了信息化管理機構(gòu),培養(yǎng)了部分信息化管理人才,但離水利信息化工作的實際需要還有很大的差距,還不能適應寧夏水利信息化發(fā)展需求,既懂水利業(yè)務又懂信息化技術的復合型人才更少,一定程度上制約了信息化發(fā)展速度和可持續(xù)發(fā)展。
4)運行維護費用落實困難。信息中心自成立以來,基本無專項網(wǎng)絡維護經(jīng)費,每年解決的費用僅夠支付網(wǎng)絡線路租用費和防病毒軟件的更新,其他維護費用基本無處落實。由于寧夏財力困難,財政也沒有安排維護資金。由于管理維護經(jīng)費不到位,導致已建系統(tǒng)存在極大不安全隱患,無法發(fā)揮系統(tǒng)功效。
依據(jù)水利部“五個轉(zhuǎn)變”和“五個統(tǒng)一”的要求,寧夏水利信息化發(fā)展的總體思路是:按照“統(tǒng)一規(guī)劃、標準、管理,整合資金,突出重點,分步實施”的原則,以支撐寧夏水利可持續(xù)發(fā)展為目標,以資源整合為前提,以建設和完善水利信息采集、信息通信網(wǎng)絡為基礎,以信息資源開發(fā)和業(yè)務應用系統(tǒng)建設為核心,以統(tǒng)一管理、分級負責、分級協(xié)調(diào)、相互配合的管理體制為支撐,以健全政策法規(guī)、標準規(guī)范、組織管理和人才培訓為保障,構(gòu)建水利信息化綜合體系。
按照水利信息化頂層設計要求,為確保統(tǒng)一技術標準、運行環(huán)境、安全保障、數(shù)據(jù)中心和門戶五統(tǒng)一目標的實現(xiàn),克服水利信息化發(fā)展過程中出現(xiàn)的各自為政、低水平重復建設、信息資源分散、開發(fā)利用效率低、信息資源整合共享不足、安全體系薄弱等全局性問題[1],寧夏水利信息化包括 5 個系統(tǒng),即信息采集、通信傳輸、業(yè)務應用、數(shù)據(jù)中心和安全保障系統(tǒng)。
計劃用 10 a 時間,分 2 個階段建成覆蓋全區(qū)水利行業(yè)的 3 級網(wǎng)絡體系,建成覆蓋全區(qū)的信息采集站點和 8 大業(yè)務應用系統(tǒng),全面提升寧夏水利信息化整體水平。
第 1 階段(2011~2014 年):以重點基礎設施建設為主,建設寧夏水利通信 1 級骨干網(wǎng)、信息采集監(jiān)測站點和各專業(yè)應用的業(yè)務專網(wǎng),逐步建設 2、3 級網(wǎng)絡;建設寧夏水利數(shù)據(jù)中心,實施完成寧夏山洪災害防治非工程措施建設項目,擴展完善三維電子江河系統(tǒng)數(shù)據(jù)資源和業(yè)務應用,開發(fā)灌溉管理調(diào)度系統(tǒng)、水文業(yè)務服務和水利電子政務系統(tǒng)。
第 2 階段(2015~2020 年):以完善基礎設施和拓展業(yè)務應用為主,完善覆蓋全區(qū)的 2、3 級網(wǎng)絡,完善信息采集監(jiān)測站點建設,開發(fā)完善防汛抗旱業(yè)務、水資源管理、農(nóng)村飲水安全管理、水土保持監(jiān)測管理、水利規(guī)劃與計劃管理、水利工程建設與運行管理等系統(tǒng)。
寧夏水利通信網(wǎng)以數(shù)據(jù)通信為主,兼顧語音和圖像傳輸,組建成“三網(wǎng)合一”的數(shù)據(jù)交換通信網(wǎng)絡。根據(jù)寧夏的實際情況綜合考慮,廳屬單位及縣以上水利部門通信骨干網(wǎng)采用租用公網(wǎng)數(shù)字電路和自建光纖電路組網(wǎng),管理所(段、泵站)及縣(市、區(qū))以下到所轄水管單位的信道和水雨情、旱情、工情信息采集點信息上傳等區(qū)域通信,以GPRS 和 3G 移動公網(wǎng)為主,自建的超短波、無線擴頻、SCDMA 等無線網(wǎng)絡為輔,因地制宜,采用多種形式和技術手段。
寧夏水利通信網(wǎng)網(wǎng)絡互聯(lián)采用 TCP/IP 協(xié)議,網(wǎng)絡系統(tǒng)采用 Internet/Intranet 運行模式。局域網(wǎng)內(nèi)則可以用 TCP/IP,IPX/SPX,NetBEUI 等協(xié)議作為通信協(xié)議。
根據(jù)寧夏水利行政管理體制和信息流程,結(jié)合網(wǎng)絡管理的需要,寧夏水利通信網(wǎng)由核心層、匯聚層、接入層、部門局域網(wǎng)絡構(gòu)成。系統(tǒng)還提供水利工程點和水文站接入。省級數(shù)據(jù)中心是全網(wǎng)的中心,作為核心層;廳直屬單位及市級水利部門是各地和市級數(shù)據(jù)業(yè)務、語音交換、視頻會議和監(jiān)控的匯接中心,作為匯聚層;縣級數(shù)據(jù)中心是各縣級單位語音、視頻信號、數(shù)據(jù)信號的接入與交換中心,同時也是部分水庫和灌區(qū)等水工程管理單位語音信息、視頻監(jiān)控圖像、數(shù)據(jù)信號的接入點,作為接入層。按此結(jié)構(gòu),在核心層、匯接層、接入層分別設置 1 套數(shù)據(jù)交換網(wǎng)設備,形成核心層—匯接層—接入層的星形數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。為保證數(shù)據(jù)鏈路的可靠性,在重要匯聚節(jié)點采用環(huán)路設計。
數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡可以采用多業(yè)務交換機或路由器作為組建數(shù)據(jù)交換網(wǎng)的主要通信設備。隨著 IP 技術飛速發(fā)展,基于電路的多業(yè)務交換機逐漸退出市場。根據(jù)數(shù)據(jù)交換網(wǎng)的結(jié)構(gòu)及各種業(yè)務對數(shù)據(jù)交換網(wǎng)的功能要求,結(jié)合現(xiàn)代數(shù)據(jù)通信產(chǎn)品的發(fā)展趨勢,可選定路由器作為組建水利數(shù)據(jù)交換網(wǎng)的主要通信設備。
按照水利通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu),采用路由器組建數(shù)據(jù)交換網(wǎng),網(wǎng)絡設備包括:核心層設置高端路由器、網(wǎng)關、數(shù)據(jù)庫服務器、網(wǎng)守、網(wǎng)管服務器等。通過上述配置可以完成全網(wǎng)的數(shù)據(jù)、語音和視頻會議圖像等信息。整個網(wǎng)絡設置 1 套網(wǎng)管軟件系統(tǒng)實現(xiàn)對全網(wǎng)的管理、配置、業(yè)務流量監(jiān)測。匯聚層設置中端路由器、網(wǎng)關、網(wǎng)絡維護終端等,完成各區(qū)縣數(shù)據(jù)的匯接。接入層配置中端路由器、網(wǎng)關、視頻會議終端等,完成縣以下各業(yè)務點的數(shù)據(jù)傳輸,以及語音和視頻圖像的接入、處理、轉(zhuǎn)發(fā)。
在核心層、匯接層和接入層,計算機局域網(wǎng)以太網(wǎng)交換機與相應層的路由器通過 100 或 1000 M 以太網(wǎng)接口相連,依靠數(shù)據(jù)交換網(wǎng)連接自建或租用公網(wǎng)的骨干通信線路,構(gòu)成覆蓋寧夏全區(qū)的區(qū)、市、縣 3 級計算機廣域網(wǎng)。
1)采用光纖自建加租用方式,建設“惠農(nóng)-銀川-青銅峽-中寧-固原-涇源”主干通信光纜,實現(xiàn)南北貫通的網(wǎng)絡體系。其中惠農(nóng)-銀川-青銅峽已有 2 芯光纜,考慮鏈路傳輸?shù)陌踩煽啃?,可結(jié)合唐徠渠灌域信息化建設項目,沿渠道架空或地埋光纜,即解決了唐徠渠灌域通信問題,又解決了單一鏈路不安全問題。青銅峽-中寧段可通過租用方式實現(xiàn)通信鏈路連接。中寧-固原段可通過固海泵站自動化改造項目,自建光纜實現(xiàn)。固原-涇源段可結(jié)合固原城鄉(xiāng)飲水安全水源工程自建光纜實現(xiàn)(一縱)。
2)采用光纖自建方式,結(jié)合寧東水務和長城水務公司項目實施,實現(xiàn)“長城-寧東-銀川”之間的水利專網(wǎng)連接(一橫)。
3)采用光纖自建方式,結(jié)合大型泵站改造項目,將下馬關與紅寺堡現(xiàn)有網(wǎng)絡進行連接,逐步實現(xiàn)“中寧-紅寺堡-四干渠-五干渠-下馬關”之間的水利專網(wǎng)連接(二橫)。
4)采用光纖自建方式,結(jié)合鹽環(huán)定續(xù)建配套工程項目,實現(xiàn)“吳忠-太陽山-鹽池縣”之間的水利專網(wǎng)連接(三橫)。
5)采用光纖自建或租用方式,實現(xiàn)“中衛(wèi)-中寧”之間的水利專網(wǎng)連接(四橫)。
寧夏水利數(shù)據(jù)中心工程項目計劃用 3~5 a 的時間,建成先進實用、安全可靠,集基礎性和全局性的水利信息資源存儲管理、共享與交換、應用服務等功能為一體的應用平臺,逐步形成標準的、開放的水利信息資源服務窗口,為寧夏水利各類業(yè)務應用系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支撐,并作為構(gòu)筑“數(shù)字寧夏”基礎信息框架的其中 1 個組成部分,為各級政府部門提供信息共享交換服務。
按水利業(yè)務應用特點,水利數(shù)據(jù)中心將被部署到各級水利部門,以滿足水利信息資源共享、綜合開發(fā)和主題應用[3]。作為全國水利系統(tǒng)第 2 個省級建設水利數(shù)據(jù)中心項目的省區(qū),寧夏走在了前列,沒有多少經(jīng)驗可以借鑒。系統(tǒng)建設時要充分考慮建多大規(guī)模,解決哪些需求與應用。不同的地域地區(qū),采用的方式不同,不能生搬硬套??h級數(shù)據(jù)中心通信方案要盡量圍繞“一縱四橫”設計,總體網(wǎng)絡路由鏈路不能只采用星型拓撲結(jié)構(gòu),還要考慮鏈路的安全性,在主要的節(jié)點處采用環(huán)路設計。
青銅峽灌區(qū)各渠道管理處現(xiàn)有水位站 200 余處,流量監(jiān)測斷面 80 余處,早在 1994 年,寧夏就開始著手準備灌區(qū)信息化建設。2000 年在引黃自流灌區(qū)建成水情遙測系統(tǒng),共建水情遙測子系統(tǒng) 9 個,對保障灌區(qū)供水安全,提高用水調(diào)度水平和水資源利用率發(fā)揮了很大的作用。經(jīng)過十余年的運行,設備老化失修嚴重,已不能滿足灌區(qū)供水安全和調(diào)度需求。水利廳結(jié)合水利數(shù)據(jù)中心項目建設和水利信息采集站網(wǎng)規(guī)劃,重新規(guī)劃了青銅峽灌區(qū)信息化布局,今年將裝備以河東灌區(qū)為試點帶動青銅峽灌區(qū)信息化建設。河東灌區(qū)主要渠道有秦渠、漢渠、馬蓮渠,東干渠,隸屬于秦漢渠管理處管理,通信方式可采用沿渠道架空光纜,組建光傳輸網(wǎng)絡,覆蓋到各管理所段。秦渠已有部分自建光纜并連接至秦漢渠管理處,其他渠道通信鏈路可匯聚至秦漢分水閘處,各類信息可通過秦渠-秦漢渠管理處鏈路,傳輸?shù)焦芾硖幰灾凉喔染?,實現(xiàn) “采集監(jiān)測-管理段-管理所-管理處-灌溉局”的 5 級信息傳輸系統(tǒng)。
2010 年底,國家批準了寧夏 5 個山洪災害防治縣建設。項目建設過程中應充分學習隆德和大武口的試點經(jīng)驗,通信系統(tǒng)可根據(jù)實際情況租用電路或就近搭接“一縱四橫”骨干通信網(wǎng)絡,監(jiān)測預警平臺軟件建議統(tǒng)一開發(fā),水雨情采集設備建議采用同一家產(chǎn)品,這樣系統(tǒng)便于管理與維護。系統(tǒng)建設中應考慮與縣級水利數(shù)據(jù)中心建設和水利信息采集站網(wǎng)規(guī)劃緊密結(jié)合,避免重復建設和資源浪費,最大限度發(fā)揮系統(tǒng)作用。
2011 年,水利廳將推進電子政務系統(tǒng)建設。目前開發(fā)電子政務軟件的公司很多,在選擇上,建議最好本地化。上電子政務系統(tǒng),最主要是應用,而電子政務系統(tǒng)在應用初期,要根據(jù)每個單位的實際情況去定制開發(fā),軟件流程或程序上出現(xiàn)問題的可能性很大,這些問題如果不能及時解決,會嚴重影響系統(tǒng)的普及應用。電子政務也是“一把手”工程,要使電子政務能普及應用,必須做好領導工作。培訓工作也是關鍵,要針對不同的使用人員,有針對性的培訓,不能做到一概而論。只有充分考慮了系統(tǒng)建設環(huán)節(jié)中可能遇到的各種問題,才能將電子政務系統(tǒng)建設好。
當前正處于國家大力推進西部大開發(fā)戰(zhàn)略的有利時期,“十二五”開局之年,國家又出臺“關于加快水利改革發(fā)展的決定”。前不久,國家又專門召開“中央水利工作會議”,面臨著這樣的大好形勢,寧夏要抓住機遇,加快水利改革和現(xiàn)代化建設步伐,為此提出以下一些建議:
1)建議盡快出臺有關信息化建設管理辦法。目前雖然編制了不少水利信息化子規(guī)劃,但是一直未出臺《寧夏水利信息化建設管理辦法》。信息化建設是一個復雜、長期的過程,應該建立起信息化建設、管理維護長效機制。管理辦法中應明確信息化建設管理機構(gòu),制定參建各方職責,明確項目資金籌措方式,項目如何驗收,資產(chǎn)如何移交,運行維護經(jīng)費如何落實等問題,以保障水利信息化有序發(fā)展。
2)建議繼續(xù)加快基礎設施建設。網(wǎng)絡基礎設施建設是保障各類應用系統(tǒng)發(fā)揮作用的基礎。目前寧夏網(wǎng)絡基礎設施還很薄弱,應重點加快采集站點,廣域網(wǎng)絡系統(tǒng)建設步伐,加快全區(qū)水管單位和市縣水管部門的網(wǎng)絡互聯(lián)互通和資源共享,逐步完善全區(qū)水利數(shù)據(jù)采集體系。在水利信息化總體規(guī)劃基礎上,增加防汛、水文、灌溉、水保和水質(zhì)等業(yè)務數(shù)據(jù)采集點建設。
3)建議采用維護服務外包方式解決網(wǎng)絡維護問題。維護服務外包是解決當前網(wǎng)絡維護的有效手段,按照財政有關文件規(guī)定,通過政府認可的方式對網(wǎng)絡軟硬件系統(tǒng)服務外包,維護費用可以納入部門財政年度預算中,可以通過這種方式解決維護費用問題。這是解決當前既缺專業(yè)技術人員,又缺專項維護資金的最好辦法。目前水利廳建設了數(shù)套應用系統(tǒng),網(wǎng)絡系統(tǒng)也初具規(guī)模,這些系統(tǒng)的建設在防汛抗旱、灌溉調(diào)度中發(fā)揮了很大的作用,但同時也給建設和運行維護單位帶來了很大的困惑。要保證系統(tǒng)的正常運行,必須有人維護,而目前寧夏水利信息化技術人員嚴重缺少,根本無法既做信息化建設,又搞信息化維護工作。再加上受專業(yè)限制,有些應用系統(tǒng)無人能維護;受資金制約,導致網(wǎng)絡設備出現(xiàn)故障無法及時維修或更換,使系統(tǒng)無法發(fā)揮應用作用。舉例來說,寧夏水利廳 2009 年新建 72芯 43 km 骨干光纜投入使用 2 a 來,被施工機械挖斷過 5 次,這本來是一件很普通的通信線路中斷事件,但由于信息中心無專業(yè)技術人員、設備、維護經(jīng)費等,使本來簡單的事情變復雜了。
4)建議加強專業(yè)技術隊伍建設,注重人才培養(yǎng)。即使引入維護外包機制,也要重視專業(yè)技術人才隊伍的建設,建設一支政治素質(zhì)高、業(yè)務能力強、工作作風硬的信息化建設與管理隊伍,是水利信息化的關鍵。水利廳應創(chuàng)建有利于信息技術人才發(fā)展的良好環(huán)境,通過開展信息化技術、業(yè)務應用系統(tǒng)培訓,以及技術交流、考察等形式,培養(yǎng)和發(fā)展一支掌握運用信息技術的骨干隊伍。
5)建議以重點應用系統(tǒng)建設促進水利信息化發(fā)展。水利信息化建設領域廣泛、門類眾多,加快發(fā)展不可能齊頭并進、面面俱到[4]。寧夏水利工作的重中之重是把有限的水資源管理好、調(diào)度好、使用好。防汛抗旱指揮系統(tǒng)由國家在重點推進建設,寧夏應該在水資源開發(fā)利用、灌區(qū)水量調(diào)度、農(nóng)村人飲安全等重點領域,集中力量,重點攻關,系統(tǒng)不要貪大求多,確保系統(tǒng)建成能發(fā)揮應有作用。
[1]水利部水利信息中心. 全國水利信息化發(fā)展“十二五”規(guī)劃 (送審稿)[R]. 北京:水利部水利信息中心,2010: 1-1.
[2]寧夏水利廳. 寧夏水利信息化發(fā)展“十二五”規(guī)劃[R].寧夏:寧夏水利廳,2010: 2-10.
[3]艾萍. 水信息工程引論[M]. 武漢:長江出版社,2010:123-124.
[4]陳雷. 明確目標,注重實效,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.