信息化灌区管理中信息数据的整合研究

王洪彦

（山东省菏泽市闫潭灌区水利管理处，274000，菏泽）

“十五”“十一五”期间，水利部对全国66座大型灌区展开了信息化试点，在规划设计、建设实施、维护管理等层面均取得了长足进步。但是，由于信息化建设是一个前后衔接的过程，技术涉及面广，发展迅速，不同项目建设的侧重点与设计方案均存在差异性，如何保证灌区信息化效益的持续发挥与系统的有序发展是一个重要的现实课题。

灌区管理信息化的本质就是实现灌区内各类信息的共享与有效利用，而目前很多灌区信息化建设往往缺乏统一规划与设计标准，数据资源分割独立，孤岛效应明显。灌区管理中涉及的数据采集及传输软件、数据存储、管理和维护、信息浏览、查询、汇总、统计、表达软件、视频监视及管理软件、闸门及水泵控制软件、业务行政办公管理软件、门户网站、水资源配置及调度软件一般基于不同时期的独立建设，往往从某一业务需求出发形成方案，体系性与关联性受限。针对这种条块分割的信息化建设局面，水利部在“十二五”规划中明确提出了“推进水利信息化建设，以信息共享、互联互通为重点，大力推进水利信息化资源整合与共享，向全社会提供基础信息服务”的目标，也为本文灌区信息整合研究提供了依据。

一、信息数据整合的重要作用

信息化是灌区现代化的基础，而水情、雨情、工情、墒情等信息的采集、传输、存储与表达是实现汇总查询、统计分析与智能决策的支撑。对于灌区信息数据整合而言，管理业务内容具有相对稳定性，而业务运行与数据交互则具有动态时变性。业务内容决定了信息系统的功能和组成，而业务的数据流程则表达了信息流向以及系统各组成部分之间的控制关系，这将是灌区信息整合设计的重要依据。灌区信息整合建设的作用主要体现在以下几个方面：

①实现信息数据的统一性。统一的数据体系是信息整合的首要目的，能从源头上解决数据隔离、信息冗余、存储分散的弊端，保障信息数据的唯一性与集中性，为后端功能应用共享数据与系统资源提供接口与渠道。

②提高管理系统的体系性。信息整合是灌区在统一平台下开展管理活动的基础，是业务功能模块化、业务流程接口化的必然要求，实现灌区监测、控制、行政业务的集成化管理。

③保障功能模块的扩展性。信息数据整合是各功能技术架构对接的基础，新增功能可实现基于统一数据管理的网络、硬件等资源的共享，降低功能模块开发的周期与投入。

④提升维护管理的效费比。信息数据整合将有利于灌区信息管理在系统资源、硬件平台、网络配置等层面实现共享与融合。从长远看，可避免同质设备与功能的重复建设、显著降低维护与投入的成本，提高灌区信息化管理的费效比。

二、信息数据整合的原则与目标

1.信息数据的整合原则

①业务牵引。业务需求是灌区信息化建设的出发点，应准确研判各业务的承载数据，科学分析业务信息数据的处理流程，在整体架构的规划框架内科学设计技术实现方案。

②开放扩展。高扩展性与开发性是数据整合的基本目标之一，而不合理的整合策略则可能为后续建设设置更多障碍。对于灌区信息化建设而言，雨水情测报、墒情监测、灌区工情监测、闸门远程监控、用水调度管理、灌区防汛会商、办公自动化、灌区地理信息等子系统往往是一个逐步建设的过程，信息数据整合应充分考虑系统构架、数据规范标准、数据库表结构和接口标准化等方面的扩展和开放。

③成熟稳定。信息数据整合是对已部署系统的改进，也是信息化平台的扩展与完善，必须对技术可行性、系统安全性与可靠性进行充分论证。在数据库、中间件、硬件环境搭建等层面应合理选择成熟、兼容、稳定的配置，确保设计目标的达成。

2.信息数据的整合目标

信息数据整合的基本目标即改变数据以业务附属品而分散存在的现状，突出信息数据在整个信息化管理中的中心地位，建立以统一数据为支撑的业务融合与扩展模式，如图1所示。通过信息数据融合，灌区信息化管理应达成如下3个基本目标：

①统一的权限分配与身份认证。以数据库USER表为基础，设计好对内、对外（灌区公共服务）、对上3类用户的权限分类与身份的集中管理。改变子系统用户独立管理、权限数据分散、认证方式多样的局面，实现通过一次认证即可实现权限分配与功能对应的目的。

②统一的平台架构与模块接口。以数据描述模型、关系结构、传输协议等为标准，建立明确、统一的架构体系，功能完善、系统变更等依照业已确定的数据标准实现相应模块的接口调用，实现信息数据整合下的系统兼容性与一致性。

③统一的数据管理与分发机制。统一的数据管理以保证数据的唯一性为主要目标，在剔除数据存储冗余的情况下，实现各功能模块数据使用的同步性，有效避免以往不同子系统数据应用中所存在的异步、矛盾现象。统一的数据分发机制以数据应用的准确、高效、可控为主要目标，实现权限与业务流程控制下的标准格式的数据共享与交互。

三、实现灌区信息整合的主要途径

数据是信息化管理系统的基础，数据的整合处理与灌区业务内容与管理方式紧密相关，因此信息数据的整合具有一定的多样性与针对性。但是从信息化管理的实质来看，信息数据的处理均包含采集获取、整理编目、存储维护、分发应用这4个核心环节。因此，灌区信息数据整合的途径也表现出明显的共性。

1.细致做好数据分类

图2 灌区信息数据分类举例

灌区管理的对象、依据、职能划分等通过信息系统所承载的业务体现出来，而合理的数据分类是对业务应用数据的抽象。按照对应元素的含义、性质等将信息数据进行分类，可有效提高数据管理的结构性，突出数据信息直接的关联关系。在数据与应用分离的原则下，通过逻辑性、层次性清晰的数据分类，可以有效降低数据维护的难度与工作量，也便于业务应用实现基于权限分发与共享的实现。

图2给出了一种灌区信息数据分类的示例，并不是唯一标准，只提供一种针对某一具体应用需求的数据抽象思路。例如，一些中小灌区可能并不需要视频监测、地理信息系统（GIS：Geographic Information System）应用、办公业务等功能的引入，与之相应的数据分类即可删除；而对于一些大型灌区或示范灌区而言，信息化管理可能需要承担更多的功能，如基于WEB的对外公共服务、在线采集监测、闸门泵站的智能远程控制等，则需要在数据分类中引入控制类型、反馈设置等相应的分类条目。

2.突出数据采集维护

从流程层面来看，数据采集与获取是信息化管理的源端，而有效的数据维护是系统持续发挥作用的保障，同为数据整合的关键环节。随着闸位、水位、流量等在线式智能传感器的运用与通信传输链路的逐步改善，基于传感器的实时自动数据采集正成为信息获取的主要方式。同时，数据采集的整合应为人工观测、历史数据导入、软件对接录入、第三方平台资源等渠道设计相关接口。

信息数据的采集获取可以采用自动与人工相结合的方式，但是数据的传输、存储、管理和表达等维护处理则应该由计算机系统自动实现。由于数据的积累性与采集的实时性，灌区信息化管理面对的数据将是海量的，应借助 Oracle、SQL Server等专业数据库管理系统提高维护效率。构建物理统一数据库，将分布在各个数据库中的数据按照统一格式规范集中和共享，为各业务系统之间的数据交换提供通道，建立新的综合信息应用等。同时，应突出元数据、数据字典、异常处理、字段属性的配置与整编，利用数据库管理工具建立数据自动存储、自动备份与自动恢复机制，确保数据的安全与统一。

3.实现数据按需分发

信息数据整合的目的在于提升后端管理功能调用的便利性，不同业务功能对数据的需求差异性较大，按需分发是由数据有效整合到准确应用的必然选择。业务应用中涉及的查询、统计、报表、更新、表达等都是数据按需分发或者按需录入的过程，这些功能可依靠分布式或集中式数据服务器，结合应用模块开发与权限判别，通过结构化查询语言（SQL：Structured Query Language）实现按需分发与交互。

四、结 语

灌区信息化建设与管理是一个循序渐进的系统工程，由于缺乏统一的规划与科学论证，加之项目的独立化与建设的长期性，导致现行灌区信息管理实践的信息孤岛效应问题突出。而信息数据的整合与业务应用的融合是信息管理系统一体化的必然选择，事关各子系统“互联、互通、互操作”的整体水平与体系管理。本文对数据的分类、采集、维护与分发等问题的探讨，为灌区信息数据的整合应用提供了分析视角与实施参考。

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