水文信息孤岛的分析及策略.pdf

第 3 3卷第 3期 2 0 1 1年 3月 人民黄河 YELLOW RI VER Vo 1 33 No 3 Ma r ， 2 01 l 【 水文 泥沙 】 水文信息孤岛的分析及策略 岳 延 兵 ， 范敏 ( 1 河海大学 水文水资源学院， 江苏 南京 2 1 0 0 9 8 ； 2 山西水利职业技术学院， 山西 运城 0 4 4 0 0 4 ) 摘要 ： 对水文信息孤 岛进行 了分析 ， 指 出水文信 息 系统的时效性、 局部性及 需求不 明确 、 共享能力差是形成信 息孤 岛的 主要原因， 同时提出了解决信息孤岛的策略： 不断升级替换， 突破数据传输瓶颈； 建立数据接 口及集成应用平台； 统一规 划， 加强水文数据库平 台和集成标准建设 ； 加 强管理 ， 构建水文模 型。 关键词：信息需求；应用集成；水文信息孤岛；水利信息化 中图分 类号 ：T V 1 2 2 文献标识码 ： A d o i： 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 0 1 3 7 9 2 0 1 1 0 3 0 1 3 随着水利信息化 的快速发展 ， 水文系统加快 了信息化进 程。水文信息化建设的主要任务是利用现代信息技术， 深入开 发和广泛利用水文信息资源， 实现水文信息采集、 传输 、 存储、 处理和服务的网络化与智能化。中国地域广阔， 各地水文特性 各不相 同， 水文站种类 繁多 ， 许 多单位 开发 了内部 网并相 继建 立了水文信息网站 ， 部分实现了电子政务。随之而来的问题是 多年来分散开发或 引进 的水文测报 、 电子信息 系统之 间不 能很 好地共享信息 ， 业务不能顺畅地执行和有效控制， 形成了许多 水文信息孤岛， 既影响了现有系统的有效运行 ， 也影响了新系 统的开发 和实施 。 1 水文信息孤岛的成因 1 1 水文信息孤岛是水利信息化进程中的必然结果 水利信息化的实施和应用是通过循序渐进的过程逐步进 行的， 水文信息资源的管理和应用服务水平直接影响着水资源 的科学管理 J 。早期水利信息化的实施是面向业务操作层面 的部门业务计算机 的应用 ， 水利 部 门主要从 内部业 务 出发 ， 开 发了满足部门业务操作的管理系统， 每建立一个应用系统就单 独建立一个数据库 ， 这样 ， 不 同的应用就拥有不同的数据库。 这些数据库可能来 自不同厂商、 不 同版本， 各个数据库 自成体 系， 互相之间没有联系， 数据编码和信息标准也不统一。 随着计算机的普 及 、 水利行业 内部 网络系统和 网络环境 的 建设 ， 水文系统的业务 需要在 统一 的环境 下 、 在部 门之 间进行 处理。原先各 自为政所实施的局部计算机应用使得各系统之 问彼此独立， 信息不能共享， 成为一个个“ 信息孤岛” ， 不能满足 整个水利行业业务处理的需要。有条件的水文部门投入资金 将以前的系统重新升级、 设计， 在一定范围内实现了信息的共 享 ， 业务可以跨部 门按 照流程 顺序 执行 。经 过一段 时 间后 ， 又 有新的信息系统要开发， 所需要 的数据不能从现有系统 中提 取， 仍然要从现有系统中打印出来再输人到新系统中， 又出现 了信息孤岛。此外， 水文部门需要向其上级主管部门上报各种 数据、 接收上级的各种指令和计划， 由于系统不能满足信息共 享需要 ， 因此只有下载来 自外部的信息再手工输入到水利信息 系统中 ， 这也是新 的信息孤 岛。 水文信息孤岛是水利信息化应用推广和普及的必然结果 ， 也是水利信息化进程中暴露的主要问题之一 J 。如果没有 日 益扩大的信息化要求， 那么水文信息孤岛仅仅会在一定范围内 出现， 也容易得到解决。信息化启动较早的水文部门有很好的 信息化切入点， 所以很容易启动信息化项 目， 甚至许多水文部 门在计算机 D O S时代就开始用计算机进行水文业务处理和办 公 了 ， 随着应用 的拓展 和信 息化 程度提 高 ， 这些 系统都 经历 了 数次大规模的升级以适应新的环境和需求 ， 而且这种升级仍会 继 续。只要 信息化 、 网络化进程在推进 ， 各水 利部 门之 间 、 水 文 相关行业之间网络沟通的需求 日益密切， 就会产生新需求下的 信息孤岛。 1 2 需求不明确是导致水文信息孤岛的重要原 因 水文信息化是一个循序渐进 的过程。水文系统的信息化 往往需要分层次、 分步骤实施， 逐步明确所需要的信息化系统 要建设到何种程度， 具备哪些功能， 系统建成后往往要经过 比 较 长的时间运行后才 能逐 步完善 。大部分 省级 水文局 由于机 构 多 、 流程复杂 、 涉及 范围广 ， 因此信息 化过程需要 有意识地在 典型水文站( 局) 内部试点， 在试点阶段仅仅考虑局部的应用和 数据管理， 基本不涉及关键流程， 在有了一定的应用经验后才 可能进一步明确水文信息化需求。 水文信息化有水文数据信息化、 业务流程信息化 、 专家决 策信息化 3个应用层次， 没有前面低层次的信息化基础， 就很 难一步到位开始流程和决策的信息化， 在低层次信息化阶段又 不可能把将来更高层次的信息化 目标和需求完全确定下来， 从 收稿 日期 ： 2 0 1 0 一O 1 1 5 基金项 目： 国家社会科学基金资助项 目( BC A 0 6 0 O I 6) ； 山西省 高等职 业教育教 学研 究与实践 项 目。 作者简介 ： 岳延兵( I 9 6 9 一 ) ， 男， 山西翼城人 ， 副教授 ， 博 士， 研 究方向为水文水 资源与信 息技术。 E ma il： s x y u e h h u e d u cn 31 人 民 黄 河2 0 1 1 年第 3期 而为后来的水文信息孤岛埋下了隐患。水文局早期阶段的信 息化设计只能满足水文系统一定时期的需要， 但是在更高层次 上仍然表现为需求不明确。 1 3 标准不统一是导致水文信息孤岛的根源 水文部门在不同时期分散实施的信息系统， 在运行环境、 数据库系统、 信息编码规则 、 业务流程定义等方面执行不同的 标准， 是系统无法实现信息共享和集成的根本原因。由于各个 水文信息系统面向具体业务和部门、 数据库面向人工报表、 数 据流程大多模拟手工业务流程、 信息编码没有统一标准 ， 因此 导致信息系统之间难以实现信息共享， 不仅给系统集成带来了 困难 ， 也大大制约了水文信息化建设的发展。 2 水文信息孤岛的种类及危害 2 1 水文信息孤岛的种类 按照信息化应用层次划分， 水文信息孤岛有水文系统内部 信息孤岛、 水利部门之间信息孤岛、 水利相关行业之间信息孤 岛等。水文系统内部信息孤岛是讨论最多的内容， 也是需要首 先解决的部分； 水利部门之间信息孤岛是指水利行业内不同职 能部门之间或不同领域之间的信息孤岛， 例如水文局和水利设 计院、 防汛抗旱等部门之间的孤岛； 水利相关行业之间信息孤 岛是指水利行业信息系统和气象、 农业、 林业等之间相互屏蔽 ， 这些信息孤岛是实现社会信息化的障碍。 按照类型划分， 水文信息孤岛有“ 数据孤岛” 、 “ 系统孤 岛” 、 “ 业务孤岛” 及“ 管控孤岛” 。“ 数据孤岛” 是最普遍的形 式， 存在于所有需要进行数据共享和交换的系统之问； “ 系统孤 岛” 指在一定范围内， 需要集成的系统之间相互孤立的现象； “ 业务孤岛” 是指由于信息孤岛导致一个业务不能通过网络系统 完整、 顺利地执行和处理； 而“ 管控孤岛” 指智能控制设备和控制 系统与管理系统之间脱离的现象， 影响控制系统作用的发挥 。 水文信息孤岛可以存在于不同区域、 不同水利部门以及水 利行业生产和经营的每一个环节之中。水利相关行业之间、 水 利行业内各职能部门之间各 自为政、 信息融合困难， 已经成为 水利信息化建设的重大障碍。要实现政府、 水利行业以及水利 各部门生产环节之间的协作 ， 就需要走出信息孤岛， 更好地向 水利信息化 目标前进。 2 2 水文信息孤岛的危害 在网络环境下 ， 水利部或水文局系统的一个个节点， 为水 利部或水文局及时提供各种指标数据， 构建水利信息化的神经 系统。如果在水利信息系统节点上附着的是相互孤立的“ 单 元 ” ， 那么这 样 的神经 末稍 不 能为 总部 的 “ 大 脑 ” 及 时提 供 信 息， 水利信息化也就成了无本之木、 无源之水。水文信息孤岛 的存在， 影响水利信息化的应用 ， 制约水利信息化的发展。 水文信息孤岛导致水文信息的重复输入和多口采集 ， 大量 的信息资源不能充分发挥应有的作用 ， 效率低下， 影响了水文 数据的实时性、 一致性和正确性。水文信息孤岛的存在难免导 致一套系统一套账户和密码 ， 每个需要操作计算机 的人员要 记 住多个账户、 登录口令 ， 经常需要从一个系统退出再进入另一 个系统， 给操作带来不便。水利主管部门需要面向全局进行统 筹管理， 而孤立的信息系统无法有效地提供跨部门、 跨系统的 32 综合性信息。水利部门管理者要求随时可得到实时水文信息， 迅速调配、 高效利用水资源以适应社会需求。如果水利部门中 “ 水文信息孤岛” 现象严重， 那么系统之间既不能有效实现信息 共享， 又影响业务的顺利执行。由此所造成的信息共享、 反馈 难 ， 将使信 息化 的作用无法得到有效体现 。 3 水文信息孤岛的解决策略 3 1 不断升级替换 ， 突破数据传输瓶颈 数据传输部分是水文数据传递链路中的神经中枢， 为适应 水文信息化建设的需求 ， 需要具备稳定可靠、 高集成、 低功耗、 组网灵活、 接口丰富等特点。在水文信息化工作中， 水文数据 经过采集、 传输、 管理 3个技术链路后， 数据完成检查确认 ， “ 产 品” 数据完成计算， 如流量、 潮位、 污染物通量等 J 。将系统运 行环境、 数据库系统等统一起来 ， 在信息融合的基础上实现系 统的整合和业务的集成。条件许可的情况下， 可以对水文信息 系统重新规划， 对现有的运行系统进行全面的升级和替换。 3 2建立数据接 口及集成应用平台 建立数据接口是一种不彻底但有效的方法。一些业务上 相对独立的系统 ， 可能由不同的供应商提供， 全面升级又不可 能， 可以采用建立数据接 口方式实现系统之间的信息共享。接 口协议建立后 ， 由供应商负责 自己系统的修改， 遵循接口协议 在规定的数据存放地点存 、 取所需要 的数据 。 集成应用平台是可以适应于不同系统之间信息共享的通 用工具 ， 即通过信息集成技术将水文业务流程、 公共数据、 应用 软件、 硬件和各种标准联合起来， 在不同水文应用系统之间实 现无缝集成 ， 使它们像一个整体一样进行水文业务处理和信息 共享。当在多个水利部门之间进行数据共享时， 集成平台也可 以实现系统集成。加快水文信息化网络服务平台软件建设步 伐 ， 努力发挥水文信息化建设在实现水利信息化和水利现代化 过程中的示范作用， 有计划、 有步骤地建设完善的水文信息服 务平 台， 为社会 的可持续发展提供有力的专业技术支撑 。 3 3 统一规划， 加强水文数据库平台和集成标准建设 结合水利行业实际情况， 进行水利信息化的统一规划 ， 确 定统一的信息系统运行环境、 数据库系统 ， 规定水文信息集成 模式、 接口标准和规范。在保证各个数据流畅通的前提下， 达 到消除水文信息孤岛的目的， 实现各个子系统的高速、 高效互 联 ， 达到信息共享和网上数据交换， 提高信息传递效率。在以 后开发新的系统时， 可以依据总规划的要求来进行 ， 确保新系 统能接人进来， 尽量避免产生新的水文信息孤岛。 水文数据库的建设是水文信息技术平台建设的一项基础 性工作。经过近 2 0 a的建设， 水文数据库的成功运用已经成为 整个水利行业计算机应用的标志工作。在水文数据库建设中， 要十分注意各类数据间的相互链接及调用， 要有利于各类数 据、 文字、 图表信息的接收、 处理、 存储及检索， 要有利于向社会 各界提供所需信息， 也要有利于与一些必须的模型及决策支持 系统的链接。水文数据库应不断开发适宜的工作软件， 应用良 好的工作界面， 以适应将来信息化社会发展的需要 。 3 4 加强管理 ， 构建水文模型 水文信息化建设是对水文部门管理水平进行量化的过程， 人 民 黄 河2 0 1 1 年第 3期 也 是提 高管理水平 的良好手段 。管理是一种 思路 ， 这种思路 可 以用数字来表示 ， 当这些数 字形成 数据 流时 ， 也 就表示 了这一 管理思想的过程 ， 理顺 了数据流也 等于理顺 了管理 。因此要 明 确部 门之间哪些 数据 需 要共 享 ， 哪些 数 据要 上报 水 利部 门领 导， 哪些部门需要获取外部的知识或信息， 哪些水文数据需要 对外发布和宣传， 哪些数据需要保密， 水文测站、 总站或水文局 与哪些水利部门交换哪些数据等。当数据流理顺 后 ， 相 应的业 务管理流程也就一 目了然 ， 管理流程也 就理顺 了。水文 信息 系 统规划和建设， 需要根据各单位规模确定数据的分布式数据结 构或集 中式数据模 式 ， 统一数据库 系统 和运行平 台。采 用分布 式数据库需要确定分布的层次、 数据传递方向和标准， 这样有 助于减少 13 后消 除水 文信 息孤 岛的成 本。在 随后开 发新系 统 时， 新系统必须按照规定的数据平台、 数据接口进行建设， 并实 现新 系统与现有 系统 之间 的集成 ， 保 持信息 源 的唯一性 ， 消 除 可能存在的孤岛隐患 。 4 结语 水文信息化的时效性、 局部性及需求不明确 、 共享能力差 是形成水文信息孤岛 的主要 原 因 水 文信 息孤 岛是一个 长期 存在的现象， 对现存的信息孤岛采用集成的方式， 对个别无法 集成的旧系统采用替换升级的方式实现信息共享， 必要时从规 划开始对现有系统进行 全 面的升级 和改造 。水文信 息化 是水 文系统变革 的手段 和契机 ， 是实现现代水文 管理理念 的 良好手 段 ， 水文部门需要下大力 气进 行流程 再造 ， 供应 商需 要提 高系 统 的适应性 ， 达到水利行业整个信息系统 的集成统一 。通 过统 一 的信息化规划 ， 保证信息标准的统一和来源的唯一性 ， 在满 足 目前信息化需求的同时， 为将来开发新的系统奠定良好的基 础， 确保实施新系统时遵循统一标准实现系统之间的集成和信 息共享， 有效地避免出现新的信息孤岛。 参考文献： 1 朱星明， 章树安， 陈蓓玉， 等 可持续发展水文水资源信息共享探索及实践 J 水利学报 ， 2 0 0 6 ( 1 ) ： 1 0 9一l】 4 2 寇怀忠， 牛玉国 发达国家水文信息资源管理与应用概述 J 水文， 2 0 0 5 ( 6 )： 3 7 4 0 3 刘颖， 王立春 四平市水情信息系统中信息的孤岛问题 J 东北水利水电， 2 0 0 7 ( 9) ： 6 2 6 4 4 王彦超 企业信息孤岛的成因及对策 J 管理信息化， 2 0 0 8 ( 4 ) ： 5 4 5 8 5 史芳斌， 王立海 长江水文信息化及其发展探讨 J 人民长江， 2 0 0 9 ( 4 ) ： 22 2 4 6 许云 浦东水文信息化 的探索和实践 J 水 文 ， 2 0 0 9 ( 3 ) ： 5 3 5 4 7 王效忠 ， 余 国倩 浅谈水 文信息系统建设 J 山东水利 ， 2 0 0 7 ( 1 1 ) ： 3 8 3 9 8 杨平 山西省水文信息技术平台建设分析 J 山西水利 ， 2 0 0 8 ( 3 ) ： 2 8 2 9 9 黄坚， 林晓敏 浅谈 广东省水利厅 政务系统 信息资源 整合利用 J 广东水 利水电， 2 0 0 8 ( 2 ) ： 8 7 8 9 【 责任编辑翟戌亮】 ( 上接第 3 O页) 由表 5点绘同一种拟焦沙不同粒径的起动比速 U 和粒径 d之间的半对数关系 ， 见 图 4 、 图 5 。 表 5拟焦沙 U k 与 d 5 0 的关系 t g 图