为贯彻落实水利部党组关于大力推进水利信息化的指示精神,积极稳妥地推动大型灌区信息化建设,“十五”期间结合大型灌区节水改造项目的实施,部农村水利司于2002年7月下发了《关于开展大型灌区信息化建设试点工作的通知》(农水灌[2002]09号),启动了全国大型灌区信息化建设试点工作。几年来,在有关省(自治区、兵团)水利厅(局)的指导下,各试点灌区积极组织、努力实践,不同程度地开展了灌区信息化相关内容的建设和应用,取得了阶段性成效。但从总体上看,灌区信息化建设尚处于起步阶段,还存在思想认识不足、资金投入不够、需求分析不透、目标任务不明确等问题。为切实加强“十一五”期间全国大型灌区信息化建设试点工作,更好地发挥信息化手段在灌区建设管理中的作用,在总结“十五”期间大型灌区信息化试点建设的经验教训的基础上,提出以下指导意见。
一、关于指导思想和目标任务
(一)进一步明确大型灌区信息化建设试点的指导思想
大型灌区信息化建设试点要以科学发展观为指导,立足灌区发展的实际需要,把信息化建设作为实现从传统水利向现代水利、可持续发展水利转变的重大举措,积极而稳妥地推进这项工作。
灌区信息化是一个新事物,既不能墨守陈规,把信息化建设与工程改造对立起来,也不能急于求成,不顾灌区实际需要和投入可能,把摊子铺得过大。灌区信息化建设不是搞“形象工程”,必须以优化灌区水资源调配、促进节水增效、保证工程安全运行、提高管理效率的实际需要为出发点,合理确定建设内容,切实发挥作用并产生效益。灌区信息化建设不是单纯的工程建设,而是一项复杂的系统工程,需要从思想认识、技术措施、资金保障、人才培养、制度建设等各个方面努力,才能顺利实现建设试点的目标。
(二)坚持总体规划、分步实施的建设原则
灌区信息化是一个长期的建设过程,需要总体规划,分步实施。信息化建设是大型灌区续建配套与节水改造项目的组成部分,因此信息化建设规划的总体目标、总体布局以及总概算应与大型灌区续建配套与节水改造的总体目标、总体布局以及总概算相适应,信息化建设规划的阶段目标和建设内容应该与大型灌区续建配套与节水改造的阶段目标和建设内容相适应,不能贪大求全,更不能盲目攀比。规模较小且有条件的灌区可考虑在“十一五”期间基本完成信息化建设任务;规模较大的灌区可分阶段完成信息化建设任务。由于在信息化建设方面缺乏经验,大型灌区信息化建设是通过试点的方式稳步推进的,因此信息化建设的分步实施计划要与试点工作部署衔接。
(三)科学确定“十一五”期间的建设目标任务
“十一五”期间试点灌区的信息化建设目标任务要在灌区信息化建设总体规划目标任务的基础上合理确定,既要考虑灌区需要,也要根据大型灌区续建配套与节水改造项目年度投入的实际情况充分考虑实施的可行性。由于各试点灌区信息化基础不同,工程条件和管理状况也不尽相同,“十一五”期间试点灌区的信息化建设目标不应一刀切。信息化基础较好的灌区应进一步配套完善,条件成熟的灌区可率先实现信息化建设目标;信息化基础较弱的灌区应根据实际需要,分清轻重缓急,先解决急需问题,然后逐步完善。总之,要在有限时间和有限投入的情况下,通过信息化建设切实解决灌区管理面临的实际问题,发挥应有作用。
(四)全面理解灌区信息化的建设任务
灌区信息化包括三个方面的建设任务,即信息基础设施建设、信息应用系统建设和信息化保障环境建设。信息基础设施指信息采集、通信网络和数据的存储管理,如雨量、水位等信息的采集系统,通信系统,计算机网络和数据库管理系统等;应用系统的作用是将灌区业务和政务管理过程微机化,以提高管理的效率和效能;而保障环境则涉及人才培养、运行维护费用筹措、制度建设等方面。尽管灌区信息化建设的具体内容因灌区条件不同存在差异,需要针对实际情况在认真进行需求分析的基础上确定,但上述三个方面的建设任务是缺一不可的,只有全面完成这三个方面的建设任务,灌区信息化才能长期、有效地发挥作用。
二、关于建设内容
(五)科学布设信息采集点
信息采集是信息基础设施的重要部分,应作为灌区信息化建设优先考虑的建设内容。灌区信息化涉及的信息种类多,信息量大,在短期内实现全部信息的自动采集是不现实的。“十一五”期间,应重点实现水情、工情信息的采集,其它信息应尽量利用公共信息或共享其它行业和部门提供的信息。应坚持自动采集与人工采集相结合的原则规划设计信息采集系统,要具体分析信息的实时性和重要性,实时性和重要性强的信息应优先考虑进行自动采集,实时性和重要性一般的信息仍可继续沿用以往的人工观测方式,但人工观测数据必须及时录入计算机,满足信息化管理对数据的要求。自动采集信息站点的数量要合理,布局要科学,为此应进行技术论证和方案比较。
(六)合理确定控制方式
灌区需要控制的对象主要是闸门和水泵机组。实行闸门和水泵机组的自动控制和远程集中控制是及时、准确调度的有效手段,但需要较大的投入和较高的维护费用。闸门和水泵机组是否需要实行自动控制主要根据其调节频繁程度确定,是否需要实行远程集中控制则主要根据控制对象的相互关联程度确定。对于灌区而言,需要进行自动控制或远程集中控制的闸门和水泵机组并不是普遍情况,对其必要性应逐个进行技术经济论证和方案比较,实行远程集中控制时还必须对通信可靠性、安全措施以及相关职责调整等进行具体分析。无论采用何种控制方式,均应符合现地优先的原则,以确保安全运行。为了优化配置水资源,灌区实行统一调度是必要的,但并不一定要实现远程集中控制。目前宜采用“计划配水、分解指标、集中调度、分级执行”的统一调度方式,即根据供水条件和需水要求,合理分配用水指标和用水时段,根据运行情况统一下达调度指令,各级执行机构按照各自的操作规程人工或自动执行调度指令,调度部门通过适宜的技术手段监视调度指令执行情况。
(七)因地制宜建设通信网络
要根据灌区的地理分布状况与机构设置特点,选择最适合本灌区的通信组网方案,形成合理的网络拓扑结构,实现数据的快捷传输和高度共享。建设灌区通信系统主要有两种方式,一是租用电信公网,二是自建。自建的建设费用要高于租用,而且在信道和设备的管理、维护和升级上也会有费用支出;租用则需按期支付租用费。由于当前信息化建设经费有限,建议优先考虑租用公共通信网作为灌区信息传输链路,只在公共通信网覆盖不到的地区才根据需要自建部分通信线路,将节省的建设费用集中用于其它方面,尽快形成一定信息服务能力。另外,有的灌区采用与电信部门合作建设通信线路的方式,既可免费长期使用部分线路,也免除了线路维护工作,有条件的灌区可以考虑这种建设方式。利用微波扩频等先进技术改造原有微波通信系统,既可充分利用已有资源减少建设费用,同时也能得到一定带宽的信道,值得考虑。总之,构筑通信网络一定要结合灌区需要和当地实际情况,一方面要具体分析各级信道的信息流量并确定带宽要求,另一方面要详细分析测算建设成本和运行维护费用,通过综合比较,合理确定建设方案。现代通信网络支持数据、语音、图像等多种业务,因此,建设新的通信网络时往往会同时考虑整合原有通信资源,此时应充分考虑设置备用信道,以保证灌区基本业务不致因通信故障而中断。
(八)从灌区管理的实际需要出发构建计算机网络
灌区实行分级管理,计算机网络建设应该符合分级管理的要求。计算机网络往往依托信息中心和信息分中心搭建,但不应将二者等同起来。信息中心和信息分中心是信息的集散地,同时还承担信息系统的管理维护工作,但并不是信息的最终使用部门;计算机网络应该延伸到灌区各职能部门,这是保证采集、传输、存贮的信息能最终得到应用的基本条件。较小的灌区可以只设信息中心,较大的灌区除了设置信息中心外,还可以设置若干个信息分中心,实现信息的分级、分层管理,以均衡负载,减轻通信链路负担和设备配置开销。计算机网络应该根据信息流量和节点数来配置服务器、交换机等设备。特别要注意提高网络的利用率,设置有效的安全防范措施,内网与外网要实施有效的隔离,要建立相应的管理规章制度,切实保证网络安全运行。
(九)要把基础数据库建设作为信息化建设的重要内容
基础数据库是灌区基础信息的载体,也是应用系统的公共数据源。基础数据库既要服务于应用程序,又应独立于应用程序之外,即将以往数据库仅仅服务于特定应用程序的开发模式,转变为根据灌区信息的基础性和应用性,建立统一数据源的开发模式。基础数据库需要配备专职或兼职管理维护人员,专门负责数据的备份、恢复和安全保护。基础数据库可以建立在目前广泛使用的商用数据库管理系统之上,数据量特别大时可以采用大型数据库管理系统等作为基础数据库的平台,其它情况下可以采用小型数据库管理系统(如美国微软公司的 SQL数据库管理系统)作为基础数据库的平台。基础数据库的结构和逻辑定义可以参照中国灌溉排水发展中心提出的建议方案,并根据灌区的实际需要进行必要扩展。推荐数据库应用方面考虑采用三层体系结构,即利用中间件技术构建具有一定通用功能的数据库应用接口,使应用程序通过应用接口访问数据库,以提高数据库系统扩展和升级的能力,减轻网络负荷和应用系统开发、维护的工作量。
(十)高度重视应用系统的开发和使用
应用系统是灌区信息化系统面向灌区业务的窗口,如果没有这个窗口,或这个窗口的服务功能不强,灌区信息化建设将失去意义。应用系统是当前灌区信息化建设中的薄弱环节,应该引起足够的重视。应用系统建设要根据灌区实际业务的需求,在总体规划的基础上突出重点。在项目选择上,应优先考虑效益明显的应用领域;在技术路线上,应首先利用信息技术代替以往的手工作业,再逐步提高,先实现单项应用,再进行综合集成。要做到开发一个、应用一个,及时发挥作用。
地理信息系统具有地理属性突出、数据关联性强、界面直观等特点,适合作为灌区运行管理、工程管理等应用系统的开发平台,但制作电子地图的工作量大,费用较高,应用上受到限制。灌区应用地理信息系统应该有明确的目的,决不能仅仅追求“可视化”,同时应对建立和维护地理信息应用系统的工作量有充分的估计,避免半途而废。建议有条件基于地理信息系统构建应用系统的灌区,在统一规划的基础上尽早考虑集中制作电子地图,避免应用系统的重复开发;其它灌区则可根据实际需要,选择个别应用项目(如工程管理等),采用商用控件等开发低成本的地理信息应用系统并有针对性地制作电子地图。
三、关于技术方案
(十一)认真比选的原则
确定建设内容之后,需要进一步确定各项建设内容的技术方案,由于技术方案的变化而导致需要相应调整建设内容的情况时有发生,因此需要综合考虑。由于信息化技术的快速发展,灌区信息化建设可供选择的技术方案很多,需要结合灌区实际条件,认真进行分析比选,选择出成熟度高、可靠性强、性价比好,并具有一定先进性的方案。在选择技术方案时,应在一般性比较的基础上,形成几个较为完整的候选方案,然后综合考虑技术要求、工程条件、建设投资、运行维护费用等因素进行比较,避免泛泛比较、单纯比较先进性、单纯比较技术指标等做法。确定技术方案时还要考虑灌区所处的复杂环境和特殊地域性等问题,如农村电网电压不稳定、野外设备易遭雷击、水质差异、施工条件差、治安环境不好等等。
(十二)坚持标准化原则
确定技术方案时要特别注意标准化要求,以利于系统的集成、维护、扩展和长期使用。选用的硬件、软件等产品应符合国家或行业标准,没有相应国家或行业标准时,应符合国际或信息产业发达国家的行业标准,如果只有企业标准,则应考虑企业的技术实力和行业影响力,避免被边缘化和得不到后续技术支持。系统集成同样应符合有关技术标准,特别是软件接口和设备接口一定要实现标准化、通用化。
(十三)坚持实用性与先进性相结合的原则
随着信息化技术的快速发展,新元器件、新设备不断涌现,灌区关注新技术无可厚非,但应避免成为各种新技术的试验场,给日后运行、维护带来难以克服的困难。要正确处理先进性与实用性的关系,在满足技术要求的前提下,要把成熟可靠、经济合理放在选择标准的重要位置上。此外,同类装置的技术方案应尽可能一致,难以做到时也应考虑设备级或板卡级的兼容性要求,以方便应用和维护。
四、关于保障措施
(十四)严格执行大型灌区续建配套与节水改造项目建设程序
信息化建设试点灌区必须按要求编制大型灌区信息化建设总体规划和“十一五”实施方案。部分试点灌区已经编制了总体规划,并通过专家评审,但受当时认识程度、工作深度以及技术条件的限制,目前可能感到当时确定的目标任务、建设内容、分期实施计划等需要调整。对此,要求在编制“十一五”实施方案时应该对有关调整内容进行必要说明,以维护总体规划的指导作用。实施方案应依据国家的投资计划编制,其工作深度应相当于初步设计。经有关部门批准的实施方案是工程建设和验收的重要依据,如果实施阶段需要变更建设内容,要报请实施方案批准部门核准;如果实施阶段技术方案做重大调整,必须提请实施方案审批部门书面同意。
(十五)认真落实信息化系统运行维护费用
灌区信息化系统的运行和维护需要发生一定的费用,只有切实落实该项费用才能保证信息化系统建成后长期正常运行。科学规划和建设的灌区信息化系统在产生社会效益、生态环境效益的同时,也应该直接或间接地产生一定的经济效益,因此灌区信息化系统的运行维护费用是有条件落实的。若因运行维护费用过大导致灌区确实难以负担,则需要重新进行需求分析,调整阶段目标和建设内容,提高信息化系统的经济效益,减少不必要的投入,优化投入产出关系。总之,进行灌区信息化建设是为了提高灌区管理水平,促进续建配套与节水改造工程效益的充分发挥,而不是让灌区增加新的经济负担。
(十六)高度重视人才队伍建设
灌区信息化建设需要一支具有专业知识和应用能力的人才队伍,这是信息化建设和运行管理的基本经验。灌区管理者既是信息化建设的策划者和组织者,也是需求分析、运行维护的主体,更是信息化系统的使用者,因此需要的人才是多方面、多层次的。要开展多层次的灌区信息化技术培训,把技术管理培训、专业知识培训、生产应用培训以及经验交流、技术考察等有机结合,特别要重视信息化系统应用人才的培训工作,因为这部分人是信息化系统能否得到应用的关键,而且人数较多,知识背景差异大,因此培训的难度也最大。试点灌区要充分利用工程承包商和系统开发单位的技术优势,把人才培训作为合同的重要内容,同时积极参与相关技术工作,在实践中提高自身素质。试点灌区还可以与有关高校合作,培养必要的信息化技术管理人才和复合型专业人才。要制订并完善各项稳定信息化人才的措施,逐步建立有效的人才激励机制,创建有利于各类人才发展的良好环境,逐步建立起一支掌握信息技术,能正确维护和熟练使用信息化系统的骨干队伍。
(十七)高度重视制度建设
信息化建设试点灌区一般均制定较为完善的管理规章制度和操作规程,对保证灌区正常运行发挥重要作用。一项信息化建设任务完成后也要及时建立专门的规章制度和操作规程,以保证信息化系统的正常运行。另一方面,还要研究现行管理制度是否适应并能促进信息技术应用,例如如何整合人工观测数据与自动采集数据,如何使人工调度与计算机辅助决策有机结合,如何合理协调现地控制与远程集中控制的关系,如何保证新建的信息化系统能够逐渐融入现有管理体系等等。如果不对这些问题进行深入研究,不对现行管理制度进行必要的调整和完善,信息化系统很可能会始终游离于灌区传统的管理体系之外,仅仅成为展示对象,失去了应有的作用。总之,信息化带给灌区的不仅仅是先进的管理手段,还有新的管理理念,有必要通过制度建设真正把新的管理手段应用起来,把新的管理理念树立起来。
(十八)切实加强信息化建设领导工作
信息化建设试点灌区要成立领导小组,领导小组成员特别是灌区的主要领导人不仅要成为灌区信息化建设的倡导者、策划者和组织者,还要成为灌区信息化系统运行的领头人。领导小组应在编制规划和实施方案过程中发挥主导作用,正确把握信息化建设方向;在建设过程中履行业主职责,对信息化建设任务的完成负责;在信息化系统投入运行后,要加大培训和宣传工作,推动信息化尽快融入灌区职能部门的各项工作,产生实际效果。为具体落实信息化建设工作,信息化建设任务繁重的灌区应成立信息中心等专门机构或职能部门负责灌区信息化管理和系统维护工作,信息化建设任务不太重的灌区也可指定现有职能部门负责灌区信息化管理和系统维护工作,同时要落实人员、保证经费、明确职责、检查考核,保证建设任务顺利完成和信息化系统长期正常运行。