艾 萍 ，吳禮福 ，陳子丹

（1.河海大學(xué) 水文水資源學(xué)院，江蘇 南京 210098；2.水利部水利信息中心，北京 100053）

0 引言

為保障水利信息化“統(tǒng)一技術(shù)架構(gòu)、強(qiáng)化資源整合、促進(jìn)信息共享、保障良性運(yùn)行”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，有效克服水利信息化建設(shè)過(guò)程中出現(xiàn)的項(xiàng)目各自為政、低水平重復(fù)建設(shè)、信息資源分散、開(kāi)發(fā)利用效率低、信息資源整合共享不足等全局性問(wèn)題，水利部于 2003 年正式發(fā)布《全國(guó)水利信息化規(guī)劃（“金水工程”規(guī)劃）》（以下簡(jiǎn)稱《規(guī)劃》），系統(tǒng)闡明了水利信息化的需求、意義、目標(biāo)與原則，明確了以水利信息化綜合體系為核心的體系框架與主要建設(shè)內(nèi)容。

但近年來(lái)的水利信息化實(shí)踐表明，《規(guī)劃》在協(xié)調(diào)各種水利信息系統(tǒng)間的相互關(guān)系、保障資源共享與業(yè)務(wù)協(xié)同等方面的可操作性仍待加強(qiáng)，需要從全行業(yè)信息化整體推進(jìn)的角度進(jìn)行必要的細(xì)化與補(bǔ)充。在水利部信息化工作領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室的統(tǒng)一組織下，水利信息化頂層設(shè)計(jì)工作正式啟動(dòng)，經(jīng)過(guò) 1 年多的艱苦努力，《水利信息化頂層設(shè)計(jì)》報(bào)告通過(guò)水利部組織的審查[1]。

本文就《水利信息化頂層設(shè)計(jì)》的主要設(shè)計(jì)思路與核心內(nèi)容作簡(jiǎn)要分析與討論。

1 頂層設(shè)計(jì)的主要目的

水利信息化頂層設(shè)計(jì)的目的是從國(guó)家水利現(xiàn)代化工作的全局審視水利信息化的自身定位，將信息化涉及的各方面要素作為一個(gè)整體進(jìn)行統(tǒng)籌考慮，通過(guò)規(guī)范數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)模式來(lái)實(shí)現(xiàn)資源共享與業(yè)務(wù)協(xié)同目標(biāo)，提出適應(yīng)水利改革與發(fā)展需求的信息化推進(jìn)與管理機(jī)制，指導(dǎo)當(dāng)前和今后一個(gè)時(shí)期的水利信息化，推動(dòng)傳統(tǒng)水利向現(xiàn)代水利、可持續(xù)發(fā)展水利轉(zhuǎn)變。

水利信息化頂層設(shè)計(jì)依據(jù)《規(guī)劃》中的水利信息化綜合體系，以保障全國(guó)水利信息化科學(xué)協(xié)調(diào)推進(jìn)為重點(diǎn)，構(gòu)造相對(duì)完整的頂層資源共享與業(yè)務(wù)協(xié)同體系結(jié)構(gòu)，為推進(jìn)信息共享與業(yè)務(wù)協(xié)同的組織管理和實(shí)施提供頂層規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品與依據(jù)。

為達(dá)到上述目的，需要通過(guò)頂層設(shè)計(jì)對(duì)水利業(yè)務(wù)和政務(wù)進(jìn)行綜合分析與抽象，并遵照水利信息化綜合體系，構(gòu)造水利信息資源共享與業(yè)務(wù)協(xié)同的規(guī)范框架，明確水利業(yè)務(wù)系統(tǒng)與公共平臺(tái)、保障環(huán)境及其它基礎(chǔ)支撐體系間的相互關(guān)系，形成指導(dǎo)與協(xié)調(diào)水利信息資源建設(shè)、業(yè)務(wù)系統(tǒng)建設(shè)和運(yùn)行支撐與安全系統(tǒng)建設(shè)的，技術(shù)架構(gòu)、公共資源服務(wù)平臺(tái)與軟件（數(shù)據(jù)）產(chǎn)品。

2 頂層設(shè)計(jì)體系與方法

“頂層設(shè)計(jì)”并非一般意義的“設(shè)計(jì)”，而是一個(gè)不斷更新發(fā)展的頂層技術(shù)規(guī)范、管理規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品組成的成果體系，既包括設(shè)計(jì)成果生成與維護(hù)機(jī)制，也包括 2 者相融合的框架。水利信息化頂層設(shè)計(jì)體系的構(gòu)成成份如表1 所示。

表1 水利信息化頂層設(shè)計(jì)體系的構(gòu)成成份

頂層設(shè)計(jì)的方法與內(nèi)容，與設(shè)計(jì)的目標(biāo)緊密關(guān)聯(lián)[2]。國(guó)際上最具代表性的信息化頂層設(shè)計(jì)方法，主要有以美、英、德 3 國(guó)為代表的電子政府頂層設(shè)計(jì)方法體系。3 個(gè)國(guó)家在電子政府頂層體系架構(gòu)（體系結(jié)構(gòu)）的構(gòu)建理論和方法等方面各具特色，分別形成 3 種典型的體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格[3]。

美國(guó)的頂層設(shè)計(jì)采用典型的“自上而下”模式，該模式的初衷就立足于全局，將數(shù)據(jù)與處理的高度集中作為基本目標(biāo)。

英國(guó)采用典型的“自下而上”模式，該模式優(yōu)先考慮的是底層數(shù)據(jù)交換和系統(tǒng)的互操作，從而增強(qiáng)政府各部門之間的資源共享和快速?zèng)Q策能力，以承認(rèn)既有資源格局為基礎(chǔ)，將最大限度地保障各類資源自下而上的共享作為基本目標(biāo)。

德國(guó)的頂層設(shè)計(jì)模式介于美、英之間，主要是對(duì)電子政務(wù)應(yīng)用軟件的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、開(kāi)發(fā)過(guò)程、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等進(jìn)行系統(tǒng)化約定，從軟件工程角度對(duì)電子政務(wù)的軟件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用進(jìn)行規(guī)范。其頂層設(shè)計(jì)的目標(biāo)是通過(guò)規(guī)范數(shù)據(jù)和應(yīng)用系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)資源共享與業(yè)務(wù)協(xié)同。

水利信息化頂層設(shè)計(jì)主要借鑒德國(guó)模式。在整個(gè)頂層框架設(shè)計(jì)時(shí)遵從自上而下的原則，在實(shí)現(xiàn)步驟設(shè)計(jì)時(shí)采用自下而上的方式。將 2 者結(jié)合的選擇，一方面是考慮到水利信息化的發(fā)展現(xiàn)狀已非初始階段，另一方面也與頂層設(shè)計(jì)的目標(biāo)緊密相關(guān)。目前，國(guó)家防汛抗旱指揮系統(tǒng)工程一期、全國(guó)水土保持監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)和管理系統(tǒng)工程一期、水利電子政務(wù)系統(tǒng)等重點(diǎn)工程已在各級(jí)水利部門建設(shè)，并在實(shí)際工作中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用，因而在頂層設(shè)計(jì)中需要充分考慮建設(shè)實(shí)際，不宜簡(jiǎn)單采用“自上而下”的方法對(duì)已建系統(tǒng)實(shí)施重新切割。同時(shí)，國(guó)家水資源管理系統(tǒng)、國(guó)家水利數(shù)據(jù)中心等系統(tǒng)工程還在醞釀之中，尚不具備“自下而上”的條件，只能采用 2 者相結(jié)合的方法，充分利用已建系統(tǒng)積累的信息化資源，逐步對(duì)已建系統(tǒng)進(jìn)行整合完善，同時(shí)對(duì)在建和新建系統(tǒng)加強(qiáng)規(guī)范和引導(dǎo)。

3 頂層設(shè)計(jì)的管理細(xì)化

實(shí)踐證明，在各業(yè)務(wù)系統(tǒng)分散組織建設(shè)的模式下，為保障信息資源共享和業(yè)務(wù)協(xié)同的實(shí)現(xiàn)，需要將水利信息化綜合體系的 3 大組成部分進(jìn)一步細(xì)化為 5 個(gè)管理分類，綜合體系如圖1 所示，5 個(gè)管理分類如圖2 所示。

水利信息化 5 個(gè)管理分類具體如下：

（1）水利信息化保障環(huán)境，由水利信息化標(biāo)準(zhǔn)體系、安全體系、建設(shè)和運(yùn)行管理機(jī)制、政策、投資和人才隊(duì)伍等要素構(gòu)成，是支撐水利信息化不斷發(fā)展的基本保障。

（2）水利信息系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境，由水利信息網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器與存貯、機(jī)房和基礎(chǔ)支撐軟件等組成。除硬件設(shè)施外，還包括所有商品化的基本支撐軟件環(huán)境和工具，集中了所有除數(shù)據(jù)資源、信息采集與工程監(jiān)控資源以外的其它可共享資源，是水利信息化建設(shè)中不應(yīng)重復(fù)建設(shè)并實(shí)施資源共享的主要部分。

圖1 水利信息化綜合體系圖

圖2 水利信息化的5個(gè)管理分類

（3）信息采集與工程監(jiān)控，由信息采集和工程監(jiān)控 2 部分組成。其分布面廣，硬件與軟件耦合度高，功能定位處于水利信息系統(tǒng)的信息獲取端和工程管理決策執(zhí)行端，是水利信息工程與水利實(shí)體工程間的接口，技術(shù)相對(duì)復(fù)雜，運(yùn)行維護(hù)與應(yīng)用均不同于其它系統(tǒng)，是水利信息的主要來(lái)源之一，并形成不可代替和不應(yīng)重復(fù)建設(shè)的共享資源。

（4）資源共享服務(wù)，由水利數(shù)據(jù)中心、門戶和信息安全 3 部分內(nèi)容組成。依托水利信息化保障、水利信息系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境和信息采集與工程監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)信息資源的安全有效共享和信息的綜合與主題化（產(chǎn)品化）服務(wù)，實(shí)現(xiàn)基于統(tǒng)一門戶的信息發(fā)布與用戶訪問(wèn)控制，并預(yù)留與行業(yè)外部的互連互通接口，是水利信息化建設(shè)與發(fā)展的核心。

（5）綜合業(yè)務(wù)應(yīng)用，近期由防汛抗旱指揮、水資源管理、水土保持監(jiān)測(cè)與管理、農(nóng)村水利管理、水庫(kù)移民管理和水利電子政務(wù)等多個(gè)業(yè)務(wù)應(yīng)用內(nèi)容組成，綜合業(yè)務(wù)應(yīng)用依托資源共享服務(wù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)功能個(gè)性化、資源共享與業(yè)務(wù)協(xié)同。

通過(guò)對(duì) 5 個(gè)管理分類的基本特征的總結(jié)與歸納（具體如表2 所示），進(jìn)一步闡明水利信息化綜合體系表達(dá)的資源共享與業(yè)務(wù)協(xié)同關(guān)系。

4 頂層設(shè)計(jì)成果體系

頂層設(shè)計(jì)的成果主要由頂層設(shè)計(jì)體系和表示為技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定、建管規(guī)定或公共平臺(tái)軟硬件產(chǎn)品等各項(xiàng)專項(xiàng)成果 2 個(gè)層次的內(nèi)容共同構(gòu)成。

頂層設(shè)計(jì)體系在宏觀層次上細(xì)化水利信息化綜合體系，闡明各類水利業(yè)務(wù)系統(tǒng)和信息資源建設(shè)中的規(guī)劃與設(shè)計(jì)的基本技術(shù)原則與架構(gòu)，重點(diǎn)關(guān)注資源整合與業(yè)務(wù)協(xié)同的實(shí)現(xiàn)。

頂層設(shè)計(jì)各專項(xiàng)成果在頂層設(shè)計(jì)體系的規(guī)范與指導(dǎo)下，針對(duì)具體的信息化需求，進(jìn)行公共平臺(tái)、標(biāo)準(zhǔn)和指南層次或通用軟硬件層次的設(shè)計(jì)。這些成果納入頂層設(shè)計(jì)體系成果框架，綜合形成解決信息資源共享與業(yè)務(wù)協(xié)同的完整技術(shù)方案。

水利信息化頂層設(shè)計(jì)的成果按技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與指南、建設(shè)與管理規(guī)章和標(biāo)準(zhǔn)化公共平臺(tái)硬件軟件（數(shù)據(jù)）產(chǎn)品 3 個(gè)體系進(jìn)行編碼管理，并由國(guó)家水行政主管部門的信息化主管單位負(fù)責(zé)組織維護(hù)，以保障頂層設(shè)計(jì)的繼續(xù)發(fā)展。

5 結(jié)語(yǔ)

水利信息化頂層設(shè)計(jì)，是領(lǐng)域（行業(yè)）信息化工作中的一項(xiàng)有益探索。在解決資源共享與業(yè)務(wù)協(xié)同等方面，具有極為特殊的技術(shù)意義和管理作用。

通過(guò)頂層設(shè)計(jì)，將水利信息化綜合體系的 3 個(gè)部分進(jìn)一步細(xì)化為 5 個(gè)管理分類，為“統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一運(yùn)行環(huán)境、統(tǒng)一安全保障、統(tǒng)一數(shù)據(jù)中心和統(tǒng)一門戶”（5 個(gè)“統(tǒng)一”）的實(shí)施提供了頂層框架、技術(shù)基礎(chǔ)和管理依據(jù)。

作為水利信息系統(tǒng)的頂層抽象架構(gòu)，“設(shè)計(jì)”本身就是一個(gè)需要不斷維護(hù)和持續(xù)更新的體系，以動(dòng)態(tài)地適應(yīng)水利信息化的發(fā)展。在今后的水利信息化推進(jìn)過(guò)程中，有序、有效地進(jìn)行頂層設(shè)計(jì)成果的維護(hù)，對(duì)確保水利信息化的科學(xué)發(fā)展至關(guān)重要。

表2 水利信息化5個(gè)管理分類的基本特征

[1]水利部信息辦. 水利信息化頂層設(shè)計(jì)[R]. 北京：水利部信息辦，2009.

[2]王映雪. 頂層設(shè)計(jì)方法與實(shí)例[J]. 軟件世界，2007，(11)：75～77.

[3]楊吉江，邢春曉. 國(guó)外典型電子政務(wù)頂層設(shè)計(jì)的比較研究[J]. 電子政務(wù)，2006，(3)：6～24.