趙立坤，王 妍，喬 偼

（水利部海河水利委員會，天津 300170）

1 引言

隨著水利基礎(chǔ)地位的提高，經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展對水利信息資源的需求越來越廣、要求越來越高。由于早期水利信息化項(xiàng)目多為分散的建設(shè)管理方式，具有水利信息化綜合體系特征的數(shù)據(jù)中心被縱向橫向切成了若干碎片。水利信息的行政區(qū)域、流域等地域分散式應(yīng)用的基本特征以及應(yīng)用需求處于較低層次，使得分散建設(shè)的策略在初期的信息化推進(jìn)過程中成為比較合理的選擇，并達(dá)到了快速推動水利信息化進(jìn)程的客觀效果。但隨著業(yè)務(wù)應(yīng)用需求的提升，圍繞單一業(yè)務(wù)應(yīng)用需求建設(shè)的數(shù)據(jù)庫不能適應(yīng)日益提高的需求，并反過來制約信息化發(fā)展的問題日益嚴(yán)重。因此，在現(xiàn)有建設(shè)成果基礎(chǔ)上，將已建和未建的數(shù)據(jù)中心碎片整合成原本的整體，已成為當(dāng)前水利信息化建設(shè)的一項(xiàng)首要任務(wù)。

海委系統(tǒng)的信息化建設(shè)啟動較早，各業(yè)務(wù)主管部門根據(jù)自身業(yè)務(wù)需求，相繼開發(fā)建設(shè)了水文預(yù)報、防汛抗旱、水資源保護(hù)、水土保持、水行政管理、電子政務(wù)等業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫，為各項(xiàng)管理工作發(fā)揮了重要的輔助作用，同時積累了大量寶貴的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源。但由于分散開發(fā)、各自建設(shè)的原因，“信息孤島”、重復(fù)開發(fā)現(xiàn)象較為突出，無法發(fā)揮信息化系統(tǒng)全部效能，數(shù)據(jù)綜合分析和輔助決策能力較低，已影響到水利業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的持續(xù)建設(shè)。因此，啟動海委水利數(shù)據(jù)中心的建設(shè)，整合數(shù)據(jù)資源，消除“信息孤島”、實(shí)現(xiàn)信息共享，是當(dāng)前海委信息化工作重要而緊迫的任務(wù)。

2 海委水利數(shù)據(jù)中心的主要功能與作用

2.1 提供統(tǒng)一、準(zhǔn)確、全面的數(shù)據(jù)源

海委水利數(shù)據(jù)中心全面整合建設(shè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫和專業(yè)數(shù)據(jù)庫，將不同類型的數(shù)據(jù)信息資源集成為一個有機(jī)的整體，形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)環(huán)境，為海委的業(yè)務(wù)管理和決策提供統(tǒng)一、準(zhǔn)確、全面的數(shù)據(jù)源。

2.2 充分保障信息安全

海委水利數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)采取集中存放、統(tǒng)一管理的方式，實(shí)現(xiàn)管理和存儲的集中化，不僅有效避免多應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)分散存儲和運(yùn)行維護(hù)管理的諸多弊端，而且對于數(shù)據(jù)備份、恢復(fù)和容災(zāi)等問題也能提出較好的解決方案，使數(shù)據(jù)資源的安全得到有效保障。

2.3 有效避免重復(fù)建設(shè)

海委水利數(shù)據(jù)中心將基礎(chǔ)數(shù)據(jù)集中到一起，通過信息共享服務(wù)封裝通用業(yè)務(wù)組件為共享服務(wù)，基于海委水利數(shù)據(jù)中心建設(shè)的各個業(yè)務(wù)系統(tǒng)能夠直接使用這些數(shù)據(jù)資源及通用業(yè)務(wù)組件服務(wù)，有效地避免了重復(fù)建設(shè)，使資金發(fā)揮更大效益。

2.4 方便獲取綜合數(shù)據(jù)

目前，海委水利數(shù)據(jù)資源分散在各個業(yè)務(wù)部門，獲得綜合數(shù)據(jù)需要在多系統(tǒng)中提取，并由人工處理整編，占用大量時間和精力，無法滿足水資源管理尤其是需要大量數(shù)據(jù)輔助決策支持對數(shù)據(jù)資源的需求。海委水利數(shù)據(jù)中心可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合管理、分析和挖掘，并通過數(shù)據(jù)資源目錄服務(wù)數(shù)據(jù)檢索獲取綜合數(shù)據(jù)，提高業(yè)務(wù)管理的工作效率。

2.5 促進(jìn)海委信息化建設(shè)可持續(xù)發(fā)展

海委水利數(shù)據(jù)中心通過統(tǒng)一規(guī)劃、標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)與數(shù)據(jù)整合，建立信息共享服務(wù)平臺，為信息系統(tǒng)開發(fā)建設(shè)提供一套標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)框架，使各個業(yè)務(wù)系統(tǒng)的開發(fā)變得簡單、快速，同時又可協(xié)調(diào)已建和待建的各專業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)，使各業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的生命周期得到延長，充分發(fā)揮現(xiàn)有系統(tǒng)效益。

3 海委水利數(shù)據(jù)中心建設(shè)的原則

3.1 立足當(dāng)前，適當(dāng)前瞻

海委水利數(shù)據(jù)中心建設(shè)要以需求為導(dǎo)向，在著重完成當(dāng)前數(shù)據(jù)匯集交換與信息共享需要的前提下，保持適度的前瞻性，滿足海委未來信息化建設(shè)對數(shù)據(jù)中心的需要。

3.2 統(tǒng)一規(guī)劃，信息共享

海委水利數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)是系統(tǒng)工程，涉及機(jī)房、網(wǎng)絡(luò)、硬件設(shè)備、基礎(chǔ)軟件、數(shù)據(jù)及服務(wù)平臺等多方面內(nèi)容，必須堅持統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)、統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一管理，各相關(guān)單位密切配合、積極行動，確保實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通、信息共享。

3.3 安全實(shí)用，易于維護(hù)

在保證安全和實(shí)用的前提下，海委水利數(shù)據(jù)中心建設(shè)要采用先進(jìn)技術(shù)，使用成熟穩(wěn)定的軟硬件平臺，降低實(shí)施風(fēng)險，提高數(shù)據(jù)中心運(yùn)行穩(wěn)定性和可維護(hù)性，使其易于升級與擴(kuò)容，做到橫向技術(shù)兼容。

3.4 周密組織，分步推進(jìn)

要在統(tǒng)一規(guī)劃的指導(dǎo)下，有組織、有計劃地推進(jìn)數(shù)據(jù)中心建設(shè)。由于數(shù)據(jù)中心建設(shè)涉及內(nèi)容多，關(guān)系復(fù)雜，需要分階段、分層次設(shè)定目標(biāo)，分步實(shí)施，確保順利推進(jìn)。

4 海委水利數(shù)據(jù)中心建設(shè)構(gòu)想

海委水利數(shù)據(jù)中心是海委信息化建設(shè)的基礎(chǔ)設(shè)施之一。通過海委水利數(shù)據(jù)中心的建設(shè)，建立整個海委機(jī)關(guān)及直屬四局統(tǒng)一的數(shù)據(jù)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)水利信息資源的整合交換、信息共享發(fā)布、服務(wù)托管和安全管理，達(dá)到改造傳統(tǒng)工作模式、降低業(yè)務(wù)成本、提高工作效率的目的，進(jìn)而使水利信息資源得到充分利用，形成持續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)行機(jī)制，最大限度地滿足現(xiàn)代水利業(yè)務(wù)發(fā)展的需要。

4.1 總體結(jié)構(gòu)

海委水利數(shù)據(jù)中心由布設(shè)在海委的中心節(jié)點(diǎn)及分別布設(shè)于漳衛(wèi)南運(yùn)河管理局、引灤工程管理局、海河下游管理局、漳河上游管理局4個分中心節(jié)點(diǎn)組成。海委水利數(shù)據(jù)中心總體結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

其中，中心節(jié)點(diǎn)與4個分中心節(jié)點(diǎn)采用星形結(jié)構(gòu)連接，中心節(jié)點(diǎn)分政務(wù)內(nèi)網(wǎng)和政務(wù)外網(wǎng)2個區(qū)域布設(shè)，4個分中心節(jié)點(diǎn)布設(shè)在政務(wù)外網(wǎng)。

圖1 海委水利數(shù)據(jù)中心總體結(jié)構(gòu)

各分中心節(jié)點(diǎn)與中心節(jié)點(diǎn)之間通過政務(wù)外網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，抽取相關(guān)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行共享，同時在中心節(jié)點(diǎn)作數(shù)據(jù)災(zāi)備。

中心節(jié)點(diǎn)在完成本節(jié)點(diǎn)及4個分中心的數(shù)據(jù)匯集交換與服務(wù)共享的同時，還起到為4個分中心節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)與服務(wù)傳遞以及將數(shù)據(jù)上報至水利部數(shù)據(jù)中心的功能。

分中心節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)本節(jié)點(diǎn)內(nèi)的數(shù)據(jù)匯集交換及服務(wù)共享，同時把數(shù)據(jù)上報至中心節(jié)點(diǎn)。

4.2 系統(tǒng)框架

為適應(yīng)水利信息化項(xiàng)目的實(shí)施方式，使海委水利數(shù)據(jù)中心能夠橫向、縱向地拆分與重組，數(shù)據(jù)中心采用分層化、模塊化結(jié)構(gòu)。

海委水利數(shù)據(jù)中心從功能上分為硬件支撐環(huán)境、基礎(chǔ)軟件、數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)服務(wù)四部分內(nèi)容及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、安全保障體系等外圍保障設(shè)施。海委水利數(shù)據(jù)中心組成，如圖2所示。

圖2 海委水利數(shù)據(jù)中心組成

5 海委水利數(shù)據(jù)中心建設(shè)的主要任務(wù)

5.1 完善機(jī)房環(huán)境

參照《電子計算機(jī)房設(shè)計規(guī)范》（GB50174）中B級或以上要求，完善海委機(jī)關(guān)數(shù)據(jù)中心機(jī)房環(huán)境，改建4個直屬管理局?jǐn)?shù)據(jù)匯集節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)機(jī)房環(huán)境，包括完善監(jiān)控系統(tǒng)、改造監(jiān)控室等內(nèi)容。具體而言，包括裝修機(jī)房內(nèi)部、改造供電系統(tǒng)、完善結(jié)構(gòu)化布線、增配監(jiān)控系統(tǒng)、進(jìn)行防雷和接地處理、配備氣體消防系統(tǒng)、增配KVM系統(tǒng)等內(nèi)容。

5.2 完善軟硬件設(shè)施

整合海委及委屬各局已有服務(wù)器和軟件資源，逐步形成統(tǒng)一和高可靠性的數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)支撐環(huán)境。根據(jù)各業(yè)務(wù)應(yīng)用建設(shè)要求，補(bǔ)充采購和升級相關(guān)軟硬件設(shè)施，應(yīng)用虛擬化、集群等技術(shù)對各單位集中管理的服務(wù)器資源進(jìn)行整合并進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，在各業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)中分步實(shí)施，在資源使用時進(jìn)行統(tǒng)一分配，實(shí)現(xiàn)資源的共享利用。整合現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)和中間件等軟件資源，同時按需進(jìn)行已有資源的版本升級、功能模塊補(bǔ)充和用戶許可擴(kuò)充。

5.3 新建或擴(kuò)充存儲備份系統(tǒng)

在海委機(jī)關(guān)內(nèi)外網(wǎng)各有一套存儲備份系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用新型存儲技術(shù)優(yōu)化和完善內(nèi)外網(wǎng)存儲備份系統(tǒng)，在政務(wù)外網(wǎng)增配一套存儲備份設(shè)備，增加外網(wǎng)在線存儲容量和離線備份容量分別至50TB，分擔(dān)政務(wù)外網(wǎng)大量業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的存儲備份需求，避免單點(diǎn)故障，該備份系統(tǒng)也將作為各數(shù)據(jù)匯集節(jié)點(diǎn)的異地統(tǒng)一備份中心使用。同時，更新政務(wù)內(nèi)網(wǎng)老化設(shè)備，增加內(nèi)網(wǎng)在線存儲容量至15TB、離線備份容量至10TB。各數(shù)據(jù)匯集節(jié)點(diǎn)分別新建一套存儲備份系統(tǒng)，漳衛(wèi)南運(yùn)河管理局、引灤工程管理局節(jié)點(diǎn)在線存儲容量和離線存儲容量分別至15TB，海河下游管理局、漳河上游管理局節(jié)點(diǎn)在線存儲容量和離線存儲容量分別至10TB。

5.4 整理數(shù)據(jù)資源和建設(shè)數(shù)據(jù)庫

依托國家水利基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫建設(shè)，結(jié)合海河流域數(shù)據(jù)資源特色，完善海委數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫和專業(yè)數(shù)據(jù)庫建設(shè)。全面開展基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫和專業(yè)數(shù)據(jù)庫兩大類數(shù)據(jù)資源建設(shè)和整合。在數(shù)據(jù)源的基礎(chǔ)上，對數(shù)據(jù)進(jìn)行抽取、清理并按數(shù)據(jù)模型進(jìn)行重新組織。同時，通過構(gòu)建主題數(shù)據(jù)庫，提供水利行業(yè)信息資源來支持業(yè)務(wù)管理中具有明確應(yīng)用主題的分析型應(yīng)用。建立規(guī)范數(shù)據(jù)匯集交換流程，將分散在海委數(shù)據(jù)總節(jié)點(diǎn)與其4個匯集節(jié)點(diǎn)的不同類型的數(shù)據(jù)信息資源集成為一個有序有機(jī)的整體，形成一個統(tǒng)一的數(shù)據(jù)環(huán)境。

5.5 構(gòu)建數(shù)據(jù)服務(wù)平臺

基于 3S（GIS、RS、GPS）和 SOA（面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)）搭建海河流域信息資源目錄體系框架和“三級兩域四區(qū)”的水利信息交換與共享體系，構(gòu)建海委水利數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)服務(wù)平臺，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的縱向分發(fā)匯總和橫向共享以及面向行業(yè)、社會公眾的信息服務(wù)。在平臺標(biāo)準(zhǔn)與安全維護(hù)的基礎(chǔ)上，建設(shè)數(shù)據(jù)資源共享目錄，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)規(guī)范化管理、GIS基本操作、數(shù)據(jù)分析、輸出共享、系統(tǒng)互通等業(yè)務(wù)功能。