水文现代化与水文新技术：系统总体结构

1.一期工程与水利信息化综合体系

如前所述，一期工程要建设信息采集系统、计算机网络系统、“两台一库”、水情应用系统、防洪调度应用系统、抗旱管理应用系统、通信系统和天气雷达应用系统等8个系统以及安全体系。其中天气雷达应用系统由中国气象局和水利部共同建设，两个部分可以各自独立运行，通过计算机网络实现信息交换和资源共享。中国气象局按约定向水利部提供雷达监测的降水信息和短历时降水预报成果。

一期工程是国家防汛抗旱指挥系统的主干部分，也是水利信息化综合体系的重要成分，防汛抗旱指挥系统与水利信息化综合体系框架结构如图8.1所示。

图8.1　防汛抗旱指挥系统与水利信息化综合体系框架结构

水利信息化综合体系由信息化保障环境、水利信息基础设施和业务应用构成。信息化保障环境由水利信息化标准体系、安全体系、建设及运行管理、政策法规制定与实施、落实建设与运行维护资金和人才队伍培养等要素构成；水利信息基础设施主要包括水利信息采集设施、水利信息网和水利数据中心，其中水利数据中心完成对水利信息的汇集与存储，提供数据访问服务，以及通用业务应用逻辑的管理与服务；业务应用由支撑应用和用户应用两部分组成，支撑应用指公用业务处理逻辑，以公共服务的方式由数据中心统一管理，用户应用完成非公用业务处理和实现应用的系统表示。在图8.1中，水利信息基础设施由水利信息采集设施、水利信息网、水利数据中心构成，而水利数据中心由信息汇集与存储、信息服务、支撑应用三部分组成；业务应用则包括支撑应用和用户应用。

所以，一期工程建设的8个系统及安全体系分属于水利信息化综合体系中的信息采集系统、网络（通信）系统、水利数据中心、用户应用系统以及保障环境（安全保障）系统。

（1）信息采集系统。包括一期工程的水情、雨情、实时工情和旱情采集系统。天气雷达系统中由气象部门建设的信息采集部分也属于信息采集系统。

（2）网络（通信）系统。包括一期工程的计算机网络和通信系统两部分。所建设的系统是水利信息网络的基本骨架，不但要满足国家防汛抗旱指挥系统业务的需要，还要为其他水利信息系统的运行提供支持。

（3）水利数据中心。包括一期工程的“两台一库”（数据汇集平台、应用支撑平台和数据库）。水利数据中心由中央系统、各流域汇集节点和省级汇集节点共同构成，是水利信息化综合体系的核心。在一期工程建设中，主要围绕防汛抗旱业务的信息共享与服务和交换的需要，设计并设施相应的功能构件，建设各类数据库。在初步形成水利数据中心框架的基础上，通过协同（互操作）协议与功能接口的标准化与规范化，在全国范围内初步形成防汛抗旱信息资源的交换与共享。

（4）用户应用系统。包括一期工程的水情应用、防洪调度应用、抗旱管理应用。这些业务应用在水利数据中心的支撑下，共享信息资源。

（5）保障环境（安全保障）系统。安全是系统运行的基本保障。安全体系由安全管理体系、安全技术体系、安全保证体系和安全咨询体系构成。一期工程安全体系建设的主要内容包括信息化安全体系框架下防汛抗旱业务必备的基础部分。

由于一期工程各系统在水利信息化综合体系中处于不同的位置，其特点与要求也不尽相同。其中：通信系统、计算机网络系统属于水利信息化综合体系中的水利信息网；信息采集系统属于水利信息采集设施；“两台一库”系统属于水利数据中心；水情应用系统、防洪调度应用系统、抗旱管理系统和天气雷达应用系统属于用户应用系统；而安全体系建设是水利信息化综合体系中信息化保障环境的重要组成部分，必须为同期实施的所有水利信息系统提供总体上的安全服务，防止出现因安全体系导致新的信息壁垒。因此，一期工程建设的系统不但要考虑本期建设项目间的协调，而且要考虑本期建设与后续建设系统的衔接，还要充分考虑水利信息化综合体系的要求，保障防汛抗旱指挥系统与其他水利业务应用系统协调发展。(www.xing528.com)

2.系统体系结构

一期工程建设以信息采集为基础，依托通信与网络，建成水利数据中心这一核心，将满足国家防汛抗旱指挥系统作为主线，构造水利信息化综合体系，提高防汛抗旱业务的效率和效能，形成可持续改进的国家防汛抗旱指挥系统。

一期工程系统体系结构示意如图8.2所示，形成了如图8.3所示的系统主要信息流程示意。

图8.2　一期工程系统体系结构示意图

由图8.2可以看出：整个系统在共同的安全体系及安全管理服务系统的背景下，由信息采集系统、网络（通信）系统及决策支持系统构成。决策支持系统又由水利数据中心与用户应用两个部分组成。水利数据中心则由两台一库构成。各个部分间由标准化的协议与接口结合为一个有机的整体。

图8.3　系统主要信息流程示意图

图8.4　二期工程系统体系结构示意图

由图8.3可见，系统的信息来源主要有两个方面：一是由系统采集的防汛抗旱信息（简称内部信息）；二是需要从其他水利信息系统和水利行业外获取的信息（统称外部信息）。信息的传输与处理遵循标准化的协议，以保证信息的相对完整性和一致性。内部信息由信息采集点逐级上传、交换，经过一系列节点，最后汇集至水利数据中心。

以系统体系结构为基础构造的各级各类防汛抗旱业务应用系统可以在服务层次、构件层次和信息资源层次协同工作，以实现信息交换与共享，减少重复开发，达到降低建设、管理与运行维护成本和保持开放性与可靠性的目的。

二期工程系统体系结构示意如图8.4所示，将它与图8.2相比较，可以明显看出二期工程建成后，其功能更强大，以更先进的技术、设备和仪器，以及更广泛的信息在更高一级的平台上实现更加科学，时效性更强的决策。但是其基本框架仍然是一期工程所建。因此，当前在建的一期工程是非常重要的基础。