陳 晨,王 偉,張偉平,劉志云
(中國電建集團(tuán)中南勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司,湖南 長(zhǎng)沙 410014)
國家“十四五”智慧水利建設(shè)規(guī)劃指出,雖然“十三五”建設(shè)取得了顯著效果,但水利信息化與國家信息化總體要求及其他行業(yè)信息化發(fā)展程度相比,水利信息資源開發(fā)利用有待提升,這主要表現(xiàn)在行業(yè)內(nèi)部整合不夠,水利設(shè)施基礎(chǔ)信息不全,準(zhǔn)確性不高;水利基礎(chǔ)數(shù)據(jù)不統(tǒng)一,水利對(duì)象代碼未統(tǒng)一,數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不一致,在不同業(yè)務(wù)和層級(jí)之間存在重采、重存的現(xiàn)象[1]12;分散建設(shè)的信息基礎(chǔ)設(shè)施條塊分割,相互封閉,制約了整體效益發(fā)揮。為解決當(dāng)前智慧水利建設(shè)存在的不足,智慧水利建設(shè)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)先行,完善和細(xì)化涵蓋基礎(chǔ)設(shè)施層、感知層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、數(shù)據(jù)、平臺(tái)、業(yè)務(wù)應(yīng)用等方面的標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)頂層設(shè)計(jì),指導(dǎo)智慧水利信息化建設(shè)。
智慧水利數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)是為了規(guī)范水利行業(yè)系統(tǒng)建設(shè)時(shí)對(duì)業(yè)務(wù)的統(tǒng)一理解,增強(qiáng)業(yè)務(wù)和技術(shù)部門對(duì)數(shù)據(jù)的定義、描述、分類和編碼使用的一致性,減少諸如一名多物、一物多名,對(duì)同一對(duì)象有不同分類和描述,以及同一對(duì)象具有不同編碼等混亂現(xiàn)象;規(guī)范統(tǒng)一數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理,減少數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,方便數(shù)據(jù)展示和共享,消除信息孤島,促進(jìn)智慧水利信息系統(tǒng)建設(shè);減少垃圾和冗余數(shù)據(jù),提高數(shù)據(jù)質(zhì)量,支撐智慧水利數(shù)據(jù)底板建設(shè),提升業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)智慧程度。
省級(jí)智慧水利數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)應(yīng)從頂層設(shè)計(jì)角度出發(fā),不僅需要得到主管部門的重視和支持,更需要建設(shè)實(shí)施執(zhí)行的業(yè)務(wù)和技術(shù)部門共同參與,形成與“十四五”規(guī)劃建設(shè)任務(wù)組織實(shí)施相適應(yīng)的管理組織體系[1]145,組建數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)(以下簡(jiǎn)稱數(shù)標(biāo)委)組織。數(shù)標(biāo)委可分管理組和實(shí)施組,管理組進(jìn)行資源協(xié)調(diào)和推進(jìn),實(shí)施組針對(duì)專業(yè)領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行編制、修訂及評(píng)審,二者分工協(xié)作,共同推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化工作。實(shí)施組以網(wǎng)信部門組織統(tǒng)籌,協(xié)調(diào)各業(yè)務(wù)部門設(shè)置數(shù)據(jù)管理崗位,分為數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)崗、模型崗、質(zhì)量崗、服務(wù)崗、安全崗,在水利部基礎(chǔ)、監(jiān)測(cè)、空間數(shù)據(jù)等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,根據(jù)本省情況對(duì)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系進(jìn)行內(nèi)容擴(kuò)充、數(shù)據(jù)匯集梳理、融合治理入庫;對(duì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化定義、分類與編碼;對(duì)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)共享進(jìn)行管控,形成一套長(zhǎng)效管理機(jī)制,推動(dòng)智慧水利數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)工作。
管理制度是約束、規(guī)范管理組織行為的工具。制定數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)管理制度可約束、規(guī)范和指導(dǎo)數(shù)標(biāo)委的數(shù)據(jù)管理活動(dòng)。數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)管理制度可從政策、制度、細(xì)則 3個(gè)層次進(jìn)行,由數(shù)標(biāo)委根據(jù)實(shí)際情況制定地方水利數(shù)據(jù)治理與管理的目標(biāo)、基本原則等相關(guān)政策層面的條款;由不同專業(yè)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)管理專業(yè)人員制定數(shù)據(jù)管理的具體辦法、規(guī)則及使用流程等制度;由專業(yè)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)管理專業(yè)人員制定本專業(yè)數(shù)據(jù)技術(shù)規(guī)范、使用范圍及管理的具體細(xì)則,確保管理制度執(zhí)行落實(shí)。從制度層面明確智慧水利建設(shè)相關(guān)方在數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化推進(jìn)工作中的職責(zé),建立數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃、編制、評(píng)審發(fā)布、落地執(zhí)行、維護(hù)增強(qiáng)流程,從制度上保障數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的推動(dòng)。
推動(dòng)智慧水利數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè),需要有一系列的保障措施為其保駕護(hù)航。首先,在完善智慧水利建設(shè)專班統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)、各部門分工協(xié)作、共同推進(jìn)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化工作機(jī)制的基礎(chǔ)上,強(qiáng)化數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化主管部門的牽頭、協(xié)調(diào)和推動(dòng)作用;其次,建立標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施監(jiān)督和評(píng)估機(jī)制,對(duì)新建、改造等信息系統(tǒng)項(xiàng)目進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)施績(jī)效評(píng)價(jià),加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施信息公開,增強(qiáng)實(shí)施績(jī)效評(píng)估能力;最后,強(qiáng)化人才培養(yǎng),大力開展標(biāo)準(zhǔn)化相關(guān)培訓(xùn),從業(yè)務(wù)部門中培養(yǎng)專業(yè)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化管理人才,深化標(biāo)準(zhǔn)化與業(yè)務(wù)的結(jié)合,推動(dòng)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化人才隊(duì)伍的快速成長(zhǎng)。
在數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)和實(shí)施過程中,經(jīng)常會(huì)遇到哪些數(shù)據(jù)需要定義標(biāo)準(zhǔn),原建設(shè)好的應(yīng)用系統(tǒng)不標(biāo)準(zhǔn)怎么辦,標(biāo)準(zhǔn)如何落實(shí)到位等諸多困惑。從當(dāng)前有關(guān)智慧水利建設(shè)案例實(shí)踐來看,數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系建立過程一般有 2種途徑:1)借助當(dāng)前建設(shè)契機(jī),按頂層設(shè)計(jì)要求,構(gòu)建數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系,強(qiáng)制按標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施,將不符合數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范建設(shè)的舊系統(tǒng)和數(shù)據(jù)逐步淘汰,做到統(tǒng)一規(guī)劃和實(shí)施;2)將已建設(shè)的舊系統(tǒng)進(jìn)行部分重構(gòu)或改造,與新建系統(tǒng)混合,既要做好舊系統(tǒng)的對(duì)接,又要按標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)新系統(tǒng),還要融合治理舊系統(tǒng)數(shù)據(jù)源,解決數(shù)據(jù)質(zhì)量問題,為應(yīng)用提供支撐。數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)必須從實(shí)際出發(fā),按頂層構(gòu)架總體要求,一事一策,多方兼顧,統(tǒng)籌協(xié)調(diào),穩(wěn)步推進(jìn)。
針對(duì)智慧水利數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)過程中的困惑與問題,主要從以下方面著手梳理,推進(jìn)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)落實(shí):
1)按業(yè)務(wù)領(lǐng)域梳理推動(dòng)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化。聚焦各業(yè)務(wù)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化需求,在有需求、有目標(biāo)的前提下,有的放矢地驅(qū)動(dòng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)治理,按需組織推進(jìn)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化工作。只有業(yè)務(wù)部門的深度參與并根據(jù)業(yè)務(wù)自身需求制定的標(biāo)準(zhǔn),才符合行業(yè)規(guī)范、專業(yè)深度,才能得到業(yè)務(wù)部門的認(rèn)可。
2)按核心基礎(chǔ)和業(yè)務(wù)專題數(shù)據(jù)分類梳理和推動(dòng)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化。聚焦各業(yè)務(wù)領(lǐng)域使用的數(shù)據(jù)內(nèi)容及特點(diǎn),深度分析數(shù)據(jù)性質(zhì),按共性的、核心的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)專題獨(dú)特的、特殊的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類和標(biāo)準(zhǔn)化工作。只有將數(shù)據(jù)術(shù)語定義、維度、深度標(biāo)準(zhǔn)化,才能在數(shù)據(jù)認(rèn)知上達(dá)到一致。
3)按系統(tǒng)推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)落標(biāo)。聚焦系統(tǒng)建設(shè)全過程中的數(shù)據(jù)需求,加強(qiáng)管控?cái)?shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)在系統(tǒng)應(yīng)用中的落地情況。通過使用標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和字典進(jìn)行建模,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和表達(dá)的標(biāo)準(zhǔn)化管理、應(yīng)用,進(jìn)而規(guī)范數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于新建或重構(gòu)系統(tǒng),須采用落標(biāo)策略;對(duì)于舊有存量系統(tǒng),可采用升標(biāo)策略,逐步增加數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。
4)按數(shù)據(jù)質(zhì)量問題梳理推動(dòng)源頭數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化改造。聚焦數(shù)據(jù)融合治理過程中發(fā)現(xiàn)的重點(diǎn)、重要的數(shù)據(jù)質(zhì)量問題,諸如數(shù)據(jù)多口徑、低時(shí)效、質(zhì)量不可靠、關(guān)系不明確等,通過按標(biāo)準(zhǔn)化要求改造系統(tǒng),從源頭上消除數(shù)據(jù)不規(guī)范等問題,進(jìn)而達(dá)到提升數(shù)據(jù)質(zhì)量的目的。
省級(jí)智慧水利數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)應(yīng)按照遵從上位標(biāo)準(zhǔn)、完善本地標(biāo)準(zhǔn)、補(bǔ)充空白標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)應(yīng)用的原則,結(jié)合智慧水利總體框架[2]4–6、數(shù)據(jù)對(duì)象內(nèi)容及本省業(yè)務(wù)需求情況進(jìn)行編制,除信息系統(tǒng)開發(fā)建設(shè)必須遵從的相關(guān)信息技術(shù)規(guī)范外,參考的水利行業(yè)依據(jù)應(yīng)包括但不限于對(duì)象定義、分類與編碼、數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu),以及標(biāo)識(shí)符、數(shù)據(jù)目錄、共享交換規(guī)則等,可參考的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范[3]77如表1所示。
表1 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系編制參考依據(jù)
按照“統(tǒng)一指標(biāo)體系、統(tǒng)一文件格式、統(tǒng)一分類編碼、統(tǒng)一信息交換格式、統(tǒng)一名詞術(shù)語”的標(biāo)準(zhǔn)化體系編制原則,考慮科學(xué)性、系統(tǒng)性、全面性、繼承性、可擴(kuò)展性等因素,通過智慧水利頂層設(shè)計(jì)、信息化數(shù)據(jù)治理體系研究,結(jié)合智慧水利信息化建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn),可將智慧水利數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)分為基礎(chǔ)、采集傳輸、存儲(chǔ)管理、質(zhì)量管理、安全管理、共享與服務(wù)等 6個(gè)方面[3]76–78,[4],為智慧水利數(shù)據(jù)產(chǎn)生、流轉(zhuǎn)、應(yīng)用等全過程管理構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)體系,標(biāo)準(zhǔn)體系框架[5]如圖1所示。
圖1 智慧水利數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系框架
1)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)[6]15是整個(gè)智慧水利數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)的基礎(chǔ),定義了智慧水利建設(shè)過程中涉及的相關(guān)基礎(chǔ)術(shù)語、名稱,統(tǒng)一參與建設(shè)人員對(duì)數(shù)據(jù)相關(guān)概念認(rèn)知的一致性;規(guī)定數(shù)據(jù)對(duì)象分類及分類編碼規(guī)則,以保證科學(xué)數(shù)據(jù)組織、存儲(chǔ)及交換的一致性,便于數(shù)據(jù)開發(fā)利用和共享;明確數(shù)據(jù)對(duì)象責(zé)任主體及職責(zé)范圍,保證建設(shè)落地的可執(zhí)行性。
2)采集傳輸標(biāo)準(zhǔn)。采集傳輸標(biāo)準(zhǔn)是智慧水利數(shù)據(jù)全面匯聚的前提,規(guī)定了水利數(shù)據(jù)中心所采集的水利數(shù)據(jù)的基本內(nèi)容與屬性結(jié)構(gòu)、采集手段與方法、數(shù)據(jù)格式與轉(zhuǎn)換流程等,在采集源端將數(shù)據(jù)規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化,以保證數(shù)據(jù)的可集成性。
3)存儲(chǔ)管理標(biāo)準(zhǔn)。存儲(chǔ)管理標(biāo)準(zhǔn)[6]16是智慧水利數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)的重點(diǎn),規(guī)定了水利數(shù)據(jù)內(nèi)容存儲(chǔ)的方式、結(jié)構(gòu)及標(biāo)識(shí)說明,建立數(shù)據(jù)對(duì)象關(guān)系邏輯和索引模型,規(guī)范化數(shù)據(jù)分類分級(jí),以保證數(shù)據(jù)查詢效率及使用性能。
4)質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)。質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)是智慧水利數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)的核心,規(guī)定了水利數(shù)據(jù)采集匯聚、融合存儲(chǔ)、共享應(yīng)用、消亡等全生命周期每個(gè)階段數(shù)據(jù)質(zhì)量分析,質(zhì)量評(píng)估,數(shù)據(jù)取舍的控制方法和評(píng)價(jià)指標(biāo),從數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、合規(guī)性、完整性、及時(shí)性、一致性、唯一性等方面進(jìn)行識(shí)別,度量,監(jiān)控和預(yù)警,以保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠、可用,充分發(fā)揮數(shù)據(jù)價(jià)值。
5)安全管理標(biāo)準(zhǔn)。安全管理標(biāo)準(zhǔn)是智慧水利數(shù)據(jù)安全的保障,規(guī)定了數(shù)據(jù)本身安全、防護(hù)安全的技術(shù)要求,數(shù)據(jù)保密等級(jí)劃分,敏感數(shù)據(jù)保護(hù)場(chǎng)景、規(guī)則、技術(shù)方法,以及數(shù)據(jù)操作管理規(guī)范、活動(dòng)監(jiān)控等,以保證數(shù)據(jù)的安全性,防止重要數(shù)據(jù)泄露,造成經(jīng)濟(jì)損失,危害社會(huì)安全。
6)共享與服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)。共享與服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)是智慧水利數(shù)據(jù)流通的關(guān)鍵,規(guī)定了水利數(shù)據(jù)共享與服務(wù)的模式、數(shù)據(jù)內(nèi)容和格式、共享流程及交互方法等,以保證數(shù)據(jù)的開放性,便于數(shù)據(jù)在可控范圍內(nèi)訪問與交互,避免數(shù)據(jù)孤島產(chǎn)生。
省級(jí)智慧水利數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)分為管理與技術(shù) 2個(gè)層面的建設(shè)。管理層面相關(guān)的組織、制度須與各省的水利部門建設(shè)與職能分工情況相結(jié)合,因地制宜;技術(shù)層面應(yīng)服從水利部頂層架構(gòu),根據(jù)省情進(jìn)行細(xì)化和擴(kuò)充。本研究以湖南省為例,探討水利數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)中最基本的、也是最重要的水利對(duì)象分類編碼及數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)踐。
水利對(duì)象按抽象類和實(shí)體類 2個(gè)層次進(jìn)行,抽象類為固定 4 類,實(shí)體類是為了便于智慧水利及數(shù)字孿生流域建設(shè)顆粒度的深化。結(jié)合湖南省實(shí)際情況,在 SL/T 213—2020《水利對(duì)象分類與編碼總則》(以下簡(jiǎn)稱《總則》)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步細(xì)化和擴(kuò)充,擴(kuò)充和改變包括:
1)水利工程抽象類。在《總則》確定的 21 類實(shí)體基礎(chǔ)上增加了水庫附屬設(shè)施、前置庫工程、廠房、溢洪道、泄水建筑物、通航建筑物、管道、碧道工程、人工濕地等 9個(gè)實(shí)體類對(duì)象;將《總則》中橡膠壩類型更名為攔河壩,將橡膠壩、翻板壩、液壓壩等攔截河道以抬高水位或調(diào)節(jié)流量的擋水建筑物歸類為攔河壩。
2)監(jiān)測(cè)站(點(diǎn))抽象類。在《總則》確定的水文監(jiān)測(cè)站、水土保持監(jiān)測(cè)站、供(?。┧勘O(jiān)測(cè)點(diǎn)和水事影像監(jiān)視點(diǎn)等 4 類實(shí)體的基礎(chǔ)上增加工情監(jiān)測(cè)站(點(diǎn)),采集水庫大壩、堤防等水工程位移、形變、滲流滲壓等安全狀態(tài);采集水閘、泵站運(yùn)行狀態(tài);采集管、涵壓力和形變等安全狀態(tài)而設(shè)立的監(jiān)測(cè)或觀測(cè)點(diǎn)歸為工情監(jiān)測(cè)站(點(diǎn))。此外,在水文監(jiān)測(cè)站點(diǎn)中增加內(nèi)澇監(jiān)測(cè)站,在水事影像監(jiān)視點(diǎn)中增加遙感監(jiān)測(cè)站。
3)其他管理對(duì)象抽象類。在《總則》確定的14 類實(shí)體基礎(chǔ)上增加洪水風(fēng)險(xiǎn)區(qū)、干旱風(fēng)險(xiǎn)區(qū)、水利風(fēng)景區(qū)、河道斷面、節(jié)水載體、雨污水分區(qū)、水情教育基地、水文化展館、水利工程建設(shè)用地范圍、水利工程管理范圍、水利工程保護(hù)范圍等 11個(gè)實(shí)體類對(duì)象。
水利部發(fā)布的關(guān)于水利對(duì)象編碼的標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范較多,同屬于某類對(duì)象的編碼在不同標(biāo)準(zhǔn)里的規(guī)則有所差異,如《總則》中河流水系、湖泊實(shí)體對(duì)象采用 8 位流域水系分區(qū)代碼 + 4 位順序碼的 12 位代碼結(jié)構(gòu),而在 SL 249—2012《中國河流代碼》中,河流水系采用拉丁字母(I,O,Z 舍棄)和數(shù)字混合的 8 位字符代碼結(jié)構(gòu);在 SL 261—2017《湖泊代碼》中,湖泊編碼采用 1 位湖泊固定代號(hào)字母 L + 2 位湖泊所在流域水系二級(jí)代碼字母 + 4 位同流域湖泊面積大小順序數(shù)字 + 1 位湖泊礦化度分類字母等8 位字符代碼結(jié)構(gòu)。在實(shí)踐中,需綜合考慮多方面因素,在遵循科學(xué)性、唯一性、簡(jiǎn)約性、穩(wěn)定性、擴(kuò)展性、實(shí)用性編碼原則的基礎(chǔ)上,同時(shí)遵循以下編碼原則:
1)上位標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)先原則。標(biāo)準(zhǔn)分國標(biāo)、行標(biāo)、地標(biāo)等,在對(duì)象編碼規(guī)則編制時(shí),應(yīng)采取上位標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)先的原則,如取用水戶單位、個(gè)人的特殊實(shí)體對(duì)象編碼有國標(biāo),其對(duì)象編碼應(yīng)采用國標(biāo)規(guī)則。
2)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布時(shí)間優(yōu)先原則。同行業(yè)內(nèi),當(dāng)同類對(duì)象編碼規(guī)則在不同標(biāo)準(zhǔn)中有沖突時(shí),宜采用發(fā)布時(shí)間最新的標(biāo)準(zhǔn)為主進(jìn)行編碼。
3)編碼規(guī)則盡量統(tǒng)一原則。采用《總則》規(guī)定編制編碼規(guī)則,除《總則》規(guī)定的特殊水利對(duì)象外,盡量統(tǒng)一采用 5 位分類代碼 + 實(shí)體代碼 + 1 位校驗(yàn)碼的規(guī)則進(jìn)行水利對(duì)象賦碼,實(shí)體對(duì)象代碼字符位數(shù)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行擴(kuò)充,編碼規(guī)則按對(duì)象情況分類、區(qū)分。
4)行政區(qū)劃型編碼規(guī)則優(yōu)先原則。省級(jí)智慧水利數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)宜充分考慮下級(jí)智慧水利建設(shè)數(shù)據(jù)共享的需求,在水利對(duì)象編碼可采用流域水系型或行政區(qū)劃型時(shí),優(yōu)先采用行政區(qū)劃型規(guī)則進(jìn)行編碼,以便于數(shù)據(jù)共享、使用和管理。
5)編碼從兩端向中間相向遞進(jìn)原則。因受地域情況影響,各省涉及的水利對(duì)象有所不同,種類也將在《總則》基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展,擴(kuò)展對(duì)象的編碼宜采用順序位末端開始向前倒序排位的方式進(jìn)行,而在《總則》規(guī)定內(nèi)的對(duì)象編碼應(yīng)采用順序位初始端開始向后順序排位的方式進(jìn)行。
6)行業(yè)特殊編碼包含原則。智慧水利建設(shè)涉及水文、氣象、生態(tài)環(huán)境、城市住建等相關(guān)行業(yè)的數(shù)據(jù)共享接入,這些行業(yè)數(shù)據(jù)的對(duì)象編碼本身帶有行業(yè)規(guī)范和特點(diǎn),且在全國范圍內(nèi)已形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)體系,在融合建設(shè)過程中,該類對(duì)象的編碼宜采用統(tǒng)一規(guī)則在實(shí)體代碼內(nèi)考慮保留或包含原編碼。
DPN的發(fā)生發(fā)展被認(rèn)為與高血糖、代謝紊亂、炎癥及免疫應(yīng)答反應(yīng)、有髓神經(jīng)脫髓鞘、胰島素抵抗有關(guān)[4]。然而,嚴(yán)格的血糖控制或醛糖還原酶抑制劑治療僅對(duì)早期DPN有效,對(duì)已有癥狀的DPN尚無有效的治療方法[5]。明確DPN的發(fā)病機(jī)制仍是當(dāng)務(wù)之急。小窩蛋白(caveolin,CAV)家族參與糖尿病外周神經(jīng)病變過程,CAV-1調(diào)節(jié)機(jī)體炎癥反應(yīng)以及有髓神經(jīng)纖維脫髓鞘病變,CAV-2與胰島素抵抗過程密切相關(guān)。現(xiàn)對(duì)CAV在DPN中的作用機(jī)制及研究進(jìn)展予以綜述。
智慧水利數(shù)據(jù)包括動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和相對(duì)靜態(tài)的基本屬性信息數(shù)據(jù)。靜態(tài)基本屬性信息數(shù)據(jù)經(jīng)歸集、整編、一次性入庫,后期修改頻次較少;動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是時(shí)序數(shù)據(jù),隨時(shí)間推移不斷變化,需實(shí)時(shí)采集、傳輸、融合治理、入庫。
動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)包括雨情、水情、水質(zhì)、工情監(jiān)測(cè)及視頻影像監(jiān)控等多種數(shù)據(jù),各類數(shù)據(jù)的采集與傳輸應(yīng)按行業(yè)規(guī)范要求進(jìn)行,無明確行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的建議在水利行業(yè)最常用的標(biāo)準(zhǔn)上進(jìn)行擴(kuò)展,以達(dá)到“五個(gè)統(tǒng)一”管理要求。數(shù)據(jù)采集與傳輸要求如下:
1)通信協(xié)議。在水利行業(yè)中,因水文水資源監(jiān)測(cè)站點(diǎn)多、范圍廣,相應(yīng)的 SL 651—2014《水文監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通信規(guī)約》和 SL/T 427—2021《水資源監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸規(guī)約》采集傳輸協(xié)議也最常用,所以雨情、水情動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集通信規(guī)約應(yīng)根據(jù)實(shí)際建設(shè)需求情況采用 SL 651—2014,SL/T 427—2021這 2種協(xié)議;水質(zhì)監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)及對(duì)象更多偏向環(huán)境專業(yè),且在環(huán)保行業(yè)中已有標(biāo)準(zhǔn)的傳輸規(guī)約,所以水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集傳輸應(yīng)按 HJ 212—2017《污染物在線監(jiān)控(監(jiān)測(cè))系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)》;有關(guān)工情監(jiān)測(cè)的通信規(guī)約有國家能源局發(fā)布的 DL/T 324—2010《大壩安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)通信規(guī)約》,該規(guī)約有一定的局限性,且擴(kuò)展性不如 SL 651—2014,建議新建設(shè)的工情監(jiān)測(cè)站(點(diǎn))宜采用在 SL 651—2014 上擴(kuò)展的協(xié)議;視頻監(jiān)控采集傳輸方面,有國標(biāo) GB/T 28181—2016《公共安全視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)信息傳輸、交換、控制技術(shù)要求》,遵從上位原則,視頻監(jiān)控通信協(xié)議應(yīng)按 GB/T 28181—2016 統(tǒng)一。
2)通信方式。各類監(jiān)測(cè)監(jiān)控站點(diǎn)的通信方式應(yīng)根據(jù)地域特點(diǎn)、測(cè)站類型和實(shí)際建設(shè)條件確定,宜采用雙通道模式冗余設(shè)計(jì),且 2種通信方式不能受同類外在因素影響,以提高通信可靠性。如 GSM(Global System for Mobile Communications),GPRS(General Packet Radio Service)雖可算 2種通信方式,但均受移動(dòng)信號(hào)影響,一旦移動(dòng)基站信號(hào)中斷,數(shù)據(jù)采集即會(huì)中斷;而換成 GPRS 或 GSM 冗余衛(wèi)星,即可解決數(shù)據(jù)采集受通信方式制約的問題。
3)采集模式。除視頻監(jiān)控外,其他各類監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集終端原則上均應(yīng)具備主動(dòng)自報(bào)、應(yīng)答查詢功能,以滿足動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的定時(shí)報(bào)、隨機(jī)報(bào)、條件觸發(fā)加報(bào)、中心查詢應(yīng)答實(shí)時(shí)值和時(shí)段值等要求。
4)采集頻次。隨著監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展,業(yè)務(wù)應(yīng)用對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集密度要求也越來越高,合理的數(shù)據(jù)采集密度對(duì)未來變化趨勢(shì)預(yù)報(bào)和當(dāng)前形勢(shì)告警實(shí)時(shí)性尤為重要。各類監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的采集頻次應(yīng)按監(jiān)測(cè)要素的特點(diǎn)和測(cè)站特性,同時(shí)考慮通信成本進(jìn)行設(shè)置:水情、雨情監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集頻次建議為 5 min/次;水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集頻次建議為 1 h/次;工情監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集頻次建議為 2 h/次;視頻監(jiān)控除帶有 AI 識(shí)別監(jiān)測(cè)信息的站(點(diǎn))外不宜設(shè)置采集頻次,其他應(yīng)根據(jù)實(shí)際需求能隨時(shí)調(diào)閱。
1)基礎(chǔ)屬性數(shù)據(jù)庫。采用 SL/T 809—2021《水利對(duì)象基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)及標(biāo)識(shí)符》為藍(lán)本,結(jié)合各省涉及的水利對(duì)象情況,按 SL/T 809—2021 的設(shè)計(jì)原則,根據(jù)水利對(duì)象基礎(chǔ)和重要的基本屬性信息、相關(guān)指標(biāo)參數(shù)、對(duì)象術(shù)語、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行對(duì)象基礎(chǔ)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。基礎(chǔ)屬性數(shù)據(jù)庫包括基礎(chǔ)對(duì)象信息表、對(duì)象之間關(guān)聯(lián)關(guān)系表、字典信息表等 3 類。
2)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫。采用 SL 323—2011《實(shí)時(shí)雨水情數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)與標(biāo)識(shí)符》為藍(lán)本,結(jié)合水文、水環(huán)境、工程安全、氣象等有關(guān)要素監(jiān)測(cè)情況,設(shè)計(jì)和擴(kuò)展監(jiān)測(cè)庫表結(jié)構(gòu)。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫表包括監(jiān)測(cè)相關(guān)的指標(biāo)和曲線等基本、實(shí)時(shí)、預(yù)報(bào)、統(tǒng)計(jì)、交換、字典等 6個(gè)信息類。
3)地理空間數(shù)據(jù)庫??臻g庫用于存儲(chǔ)各類空間數(shù)據(jù)資源,需整合水利廳/自然資源廳/住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳/生態(tài)環(huán)保廳等相關(guān)部門的基礎(chǔ)地理、水利對(duì)象專題、DEM 高程、影像等數(shù)據(jù)。采用 SZY 304—2013《空間數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)及標(biāo)識(shí)符》為藍(lán)本,以水利對(duì)象基礎(chǔ)矢量數(shù)據(jù)實(shí)體為核心,分點(diǎn)、線、面、體 4個(gè)基本類進(jìn)行實(shí)體聯(lián)系模型(E-R 模型)設(shè)計(jì),存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)表設(shè)計(jì)。
4)業(yè)務(wù)專題數(shù)據(jù)庫。專題庫存儲(chǔ)各類業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的過程和成果數(shù)據(jù),可參考業(yè)務(wù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫模型。根據(jù)建設(shè)的業(yè)務(wù)需求范圍,可分水安全、水資源、水環(huán)境、水生態(tài)、水工程、水事務(wù)、多媒體及其他等八大類專題,根據(jù)業(yè)務(wù)需求進(jìn)行設(shè)計(jì)。
5)元數(shù)據(jù)庫。元數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)各類數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的描述信息,是按照數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組織、存儲(chǔ)和管理數(shù)據(jù)的倉庫。元數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)需包括核心元數(shù)據(jù)、內(nèi)容、標(biāo)識(shí)、質(zhì)量、版本發(fā)布、訪問限制等信息。
數(shù)據(jù)質(zhì)量受數(shù)據(jù)處理過程各個(gè)環(huán)節(jié)的影響,宜進(jìn)行全生命周期的質(zhì)量管控,對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)生產(chǎn)、處理、消亡過程,制定質(zhì)量控制規(guī)范及評(píng)估方法。將數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)中涉及的水利基礎(chǔ)屬性和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中所有可監(jiān)控、可計(jì)算的數(shù)據(jù)指標(biāo)進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì),形成數(shù)據(jù)質(zhì)量監(jiān)測(cè)指標(biāo),并進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控與評(píng)估。一般情況下,數(shù)據(jù)質(zhì)量從合規(guī)性、完整性、一致性、準(zhǔn)確性、及時(shí)性等 5個(gè)方面進(jìn)行監(jiān)控評(píng)估[7]。
1)合規(guī)性。監(jiān)測(cè)和評(píng)估數(shù)據(jù)是否滿足定義的數(shù)據(jù)規(guī)范性要求,即描述數(shù)據(jù)遵循預(yù)定規(guī)則的符合程度。無論是基礎(chǔ)屬性還是監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),都可以從數(shù)據(jù)記錄的類型、格式、取值范圍等方面進(jìn)行檢測(cè)和判斷合規(guī)情況,并將合規(guī)和不合規(guī)占比等情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)展示。
2)完整性。監(jiān)測(cè)和評(píng)估數(shù)據(jù)內(nèi)容是否符合業(yè)務(wù)約束要求,即描述數(shù)據(jù)信息缺失的程度。對(duì)于基本屬性基礎(chǔ)類數(shù)據(jù)的完整性,應(yīng)對(duì)業(yè)務(wù)要求的關(guān)鍵信息字段進(jìn)行空值判斷,檢測(cè)數(shù)據(jù)記錄缺失率;對(duì)于時(shí)序監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),應(yīng)根據(jù)測(cè)站類型的采集頻次和監(jiān)測(cè)要素配置進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄完整度判斷,檢測(cè)數(shù)據(jù)上報(bào)的時(shí)段暢通率及監(jiān)測(cè)要素項(xiàng)完整率,并形成總體、個(gè)體指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)展示。
3)一致性。監(jiān)測(cè)和評(píng)估數(shù)據(jù)內(nèi)容是否遵循統(tǒng)一的規(guī)范,數(shù)據(jù)集合是否保持統(tǒng)一的格式和存儲(chǔ)方式,即描述數(shù)據(jù)信息統(tǒng)一的程度。對(duì)于水利對(duì)象基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的一致性應(yīng)檢測(cè)其對(duì)象是否符合分類語義規(guī)范,對(duì)象屬性描述緯度是否一致,各對(duì)象同類屬性格式、精度及要求是否一致,編碼規(guī)則是否一致等;對(duì)于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),應(yīng)根據(jù)數(shù)據(jù)類型檢測(cè)采集頻次、數(shù)據(jù)單位、高程系統(tǒng)、源端數(shù)值與應(yīng)用端數(shù)值是否分別一致,除此之外,還應(yīng)檢核其數(shù)值之間的邏輯關(guān)系和依賴條件是否存在一致性。
4)準(zhǔn)確性。監(jiān)測(cè)和評(píng)估數(shù)據(jù)記錄信息是否存在異?;蝈e(cuò)誤,即描述數(shù)據(jù)值與所描述的客觀事物的真實(shí)值之間的接近程度。水利基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性應(yīng)檢測(cè)對(duì)象數(shù)量、參數(shù)、特征數(shù)值、位置描述、數(shù)據(jù)有效時(shí)間等是否與物理現(xiàn)實(shí)一致。因基礎(chǔ)數(shù)據(jù)具有多源、無明確標(biāo)準(zhǔn)值等特點(diǎn),準(zhǔn)確性檢測(cè)較為困難,一般情況下采取人工審核方式進(jìn)行檢查、判斷和標(biāo)識(shí)。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性應(yīng)對(duì)數(shù)值是否在合理值域區(qū)間內(nèi),數(shù)據(jù)變化是否符合時(shí)序系列趨勢(shì)規(guī)律,數(shù)據(jù)大小是否符合空間分布規(guī)律,數(shù)據(jù)值是否符合理論規(guī)律等方面進(jìn)行檢查、判斷和標(biāo)識(shí),宜采用統(tǒng)計(jì)、同化方法進(jìn)行指標(biāo)計(jì)算和監(jiān)控展示。
5)及時(shí)性。監(jiān)測(cè)和評(píng)估數(shù)據(jù)記錄信息是否滿足用戶對(duì)數(shù)據(jù)產(chǎn)生到可以查詢使用時(shí)間上的要求,即描述數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)的快速程度。水利基礎(chǔ)屬性數(shù)據(jù)成型后,更新頻率不高,時(shí)延要求較低;監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)屬于動(dòng)態(tài)時(shí)序數(shù)據(jù),流轉(zhuǎn)速度關(guān)系著業(yè)務(wù)應(yīng)用,尤其是在應(yīng)急決策應(yīng)用時(shí),時(shí)間就是一切。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)記錄產(chǎn)生、入庫時(shí)間,并計(jì)算延時(shí),統(tǒng)計(jì)各類監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)在時(shí)段長(zhǎng)度內(nèi)時(shí)延滿足業(yè)務(wù)要求程度,同時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和展示。
針對(duì)省級(jí)智慧水利數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)安全綜合管理能力建設(shè)需求,對(duì)標(biāo)交通、公安等其他行業(yè)先進(jìn)的建設(shè)思路與方法,可從數(shù)據(jù)安全管理、運(yùn)營、技術(shù)等 3個(gè)緯度進(jìn)行數(shù)據(jù)安全體系[8]建設(shè),對(duì)數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理、存儲(chǔ)、交換、銷毀等階段進(jìn)行管理和技術(shù)要求方面的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,并開發(fā)數(shù)據(jù)安全監(jiān)管平臺(tái),實(shí)現(xiàn)敏感數(shù)據(jù)分析[9]和監(jiān)控、異常行為監(jiān)控、數(shù)據(jù)權(quán)限管理等功能,達(dá)到“事前可管、事中可控、事后可審”的水利數(shù)據(jù)安全管理目標(biāo)。
1)事前可管。按資源目錄的方式對(duì)水利數(shù)據(jù)進(jìn)行分類分級(jí),采用 AI 算法、自定義規(guī)則識(shí)別敏感數(shù)據(jù)內(nèi)容,并使用智能加“*”(自動(dòng)將敏感內(nèi)容替換成“*”符號(hào))[10]、洗牌、格式保留加密(FPE)、差分隱私等方法對(duì)其進(jìn)行加密存儲(chǔ);對(duì)數(shù)據(jù)訪問用戶進(jìn)行權(quán)限分配;對(duì)可訪問的敏感數(shù)據(jù)進(jìn)行脫敏算法設(shè)計(jì)、規(guī)則制定及策略設(shè)置[11];編制數(shù)據(jù)安全事件應(yīng)急預(yù)案并進(jìn)行模擬演練。
2)事中可控。結(jié)合規(guī)則、行為、場(chǎng)景分析和智能 AI 學(xué)習(xí)等方法,對(duì)數(shù)據(jù)訪問用戶進(jìn)行認(rèn)證、鑒權(quán)及標(biāo)識(shí);對(duì)數(shù)據(jù)的操作行為進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視;對(duì)數(shù)據(jù)操作過程進(jìn)行記錄;對(duì)異常行為進(jìn)行實(shí)時(shí)告警、動(dòng)作阻斷、用戶隔離。
3)事后可審。根據(jù)檢測(cè)規(guī)則和審計(jì)策略實(shí)時(shí)拉取數(shù)據(jù)日志、文件并進(jìn)行審計(jì),形成合規(guī)審計(jì)報(bào)告;對(duì)風(fēng)險(xiǎn)操作和異常操作進(jìn)行事件追蹤溯源,形成安全復(fù)盤報(bào)告;定期對(duì)歷史數(shù)據(jù)事件進(jìn)行趨勢(shì)分析,對(duì)存在風(fēng)險(xiǎn)及時(shí)進(jìn)行預(yù)警提醒。
根據(jù) SL/T 799—2020《水利數(shù)據(jù)目錄服務(wù)規(guī)范》要求,結(jié)合《總則》分類情況,按基礎(chǔ)、監(jiān)測(cè)、業(yè)務(wù)專題、空間等四大主題數(shù)據(jù),圍繞業(yè)務(wù)屬性逐層細(xì)化數(shù)據(jù)類目,編制水利數(shù)據(jù)資源目錄;通過合理的數(shù)據(jù)共享流程審批,采取內(nèi)外有別的共享方式提供水利數(shù)據(jù)服務(wù)。
1)內(nèi)部共享服務(wù)。數(shù)據(jù)資源需求方和提供方通過水利信息資源共享交換與服務(wù)管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)內(nèi)部共享服務(wù),數(shù)據(jù)的共享交換方式包括但不限于服務(wù) API 接口、數(shù)據(jù)庫直連、文件等方式。
2)外部共享服務(wù)。按照省級(jí)政務(wù)信息資源共享交換要求,由數(shù)據(jù)資源需求方提出申請(qǐng),通過數(shù)據(jù)資源生產(chǎn)管理責(zé)任方審批,共享交換服務(wù)方開放訪問權(quán)限等流程,在省政務(wù)信息資源共享平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享與服務(wù),外部共享一般通過服務(wù) API 接口方式實(shí)現(xiàn)。
作為智慧水利標(biāo)準(zhǔn)化的重要組成部分,數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系從采集到存儲(chǔ)、融合治理到分析應(yīng)用貫穿數(shù)據(jù)的全過程,對(duì)全方位提升數(shù)據(jù)質(zhì)量,加強(qiáng)安全管控,保障支撐上層智慧業(yè)務(wù)應(yīng)用,充分挖掘和體現(xiàn)數(shù)據(jù)價(jià)值有著重要意義。數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)旨在保證智慧水利數(shù)據(jù)資源池建設(shè)全面、科學(xué)開展,并符合相關(guān)頂層設(shè)計(jì)要求,引領(lǐng)智慧水利建設(shè)項(xiàng)目落地?;陧?xiàng)目實(shí)踐淺析了智慧水利數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系框架設(shè)計(jì)與建設(shè)過程中各要點(diǎn)的主要內(nèi)容和具體方法,但在基礎(chǔ)資料匯集整編標(biāo)準(zhǔn)化方面還有所欠缺??偨Y(jié)成果對(duì)類似項(xiàng)目建設(shè)具有參考價(jià)值,借鑒過程中需進(jìn)一步與項(xiàng)目實(shí)際情況進(jìn)行深度融合,尤其在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范基礎(chǔ)上擴(kuò)展的內(nèi)容需重點(diǎn)關(guān)注,以保證符合標(biāo)準(zhǔn)的前提下因地制宜,滿足智慧水利數(shù)據(jù)中心建設(shè)需求。