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“数字黄河”工程规划

    责任编辑:杨雪 来源:

    一、成果产生原由

  治理黄河,历来是中华民族安民兴邦的大事。新中国成立以来,党中央、国务院对黄河的问题高度重视,黄河治理开发取得了巨大成就,促进了流域经济和社会的发展,保障了黄淮海大平原的安全。但是,由于黄河河情十分特殊,治理难度大,进入新世纪,经济社会的发展对黄河的治理开发提出了更高的要求,治黄工作仍面临着一些难题亟待解决。

  为实现新世纪治黄目标,全面贯彻落实水利部“从传统水利向现代水利、可持续发展水利转变,以水资源可持续利用支持流域经济社会可持续发展”这一新时期的治水思路,以信息化推动黄河治理开发和管理现代化,2001年7月25日,黄委党组正式提出建设“数字黄河”工程。

  信息是科学决策的基础。面对治黄工作涉及面广、业务复杂和黄委工作体制的特点,通过“数字黄河”工程实建设,运用信息技术,对数据资源进行统一规划和建设,整合现有数据资源,利用先进的软件技术进行应用系统整合与开发,完善通信和计算机网络,实现数据资源的共享和软件的功能复用,避免重复开发和资源浪费,提高管理与决策的信息广泛性、时效性、科学性,满足政务工作的高效、公开与群众参与以及信息共享等要求。

  为指导“数字黄河”工程建设,编制一个反映黄河治理开发需要,又符合信息化发展趋势的规划意义十分重大。

  二、成果研发经过

  “数字黄河”工程是一个复杂而庞大的系统工程,为科学有序地进行工程建设,黄委于2001年10月组织委内有关单位,开始进行“数字黄河”工程规划的编制。在规划工作的前期,黄委遵循“需求牵引,应用至上”的原则,以需求为导向,突出应用。2001年10月,黄委组织各业务部门从自身业务工作实际需要出发,进行“数字黄河”工程需求分析。2002年3月,黄委组织专家对黄委各业务部门提出的“数字黄河”工程需求分析报告进行了评审。

  为使规划达到先进、实用的要求,在规划编制过程中,采用了开放的工作方式。2001年12月15日在黄河网上发布了“关于征询‘数字黄河’工程规划框架(大纲)”的公告。公告发布后引起国内外有关的大学、科研院所、公司机构的广泛关注,共有20家国内外知名院校、科研单位和公司机构提交了“数字黄河”工程规划框架(大纲)。2002年元月25~27日,黄委组织专家对各单位提交的“数字黄河”工程规划框架(大纲)进行评审,最终选定了合作单位。2002年4月委托清华大学和河海大学分别编制“数字黄河”工程总体规划,武汉大学和解放军信息工程大学分别编写空间基础设施专题规划;2002年6月委托北京立新圆公司编写信息安全专题规划。2002年9月6~8日,黄委组织专家对这五家受委托单位提交的成果分别进行了验收。

  为更好结合黄河治理开发与管理的实际,黄委组织委信息中心和有关业务部门,依据需求分析报告,参考委托单位提交的规划成果,更深一步地开展了“数字黄河”工程规划编制工作。2002年7月30日完成“数字黄河”工程规划(初稿)的编制。初稿完成后,召开了四次专家咨询会,先后七易其稿最终完成规划。

  三、成果主要创新点

  “数字黄河”工程规划是指导“数字黄河”工程建设的重要前提,对确保“数字黄河”工程顺利实施具有决定性作用,主要有以下创新点:

  1.第一个通过水利部审查的数字流域规划。为加强信息技术在黄河治理开发过程中的应用,加快黄河治理开发和管理现代化的进程,“数字黄河”工程应运而生,它是黄河治理和开发现代化的重要标志。“数字黄河”工程规划编制为工程的建设打下了基础,并于2003年1月通过水规总院组织的审查,同年4月水利部以水规计166号文进行了批复。这是全国第一个通过水利部审查的数字流域规划,为水利行业信息化建设进行了积极的探索。

  2.从自身应用出发,紧扣业务需求,突出为生产服务。在规划初期就提出了“需求牵引,应用至上”的原则,以需求为导向,突出应用,组织各业务部门从自身业务工作实际需要出发,深入进行“数字黄河”工程需求分析,吸取了黄河人多年信息化建设的经验教训,为信息工程建设与实际业务应用相结合积累了丰富经验。

  3.采用了开放的工作方式。“以我为主,博采众长”是贯穿于“数字黄河”工程建设的创新原则,“数字黄河”工程规划坚持了对外开放、寻求合作、博采众长的原则,始终紧跟新技术发展方向,确保“数字黄河”工程的技术先进性,打破了信息化规划出现千篇一律的“八股文”的局面,得到了社会广泛的认同。规划本身就是广泛吸纳黄委内外、社会各界创造性思维的产物。

  4.提出了水利信息系统全新架构。“数字黄河”工程规划率先提出的基础设施、应用服务平台、应用系统三层体系结构等理念,符合信息技术发展趋势,已为水利和其他行业广泛采用。如国家防汛指挥系统、水利部电子政务系统和南水北调信息化工程的有关设计,大量吸收了“数字黄河”工程的概念并有众多的黄委技术人员参与;河南省将“数字黄河”工程作为信息化建设的样板工程。

  5.新的技术理念。“数字黄河”工程规划提出的应用服务平台的概念,将“数字黄河”工程中各部分组成一个逻辑整体,打破了原有信息化建设条块分割、各自为战的现象,从而实现各业务应用间的互连互通和信息共享,最大程度避免了重复建设,使黄河水利信息化建设统一于一个总体框架之下成为可能,使黄河水利信息化建设从分散到集中,从无序到有序,从信息资源低层次重复开发到高水平整合与共建共享成为现实。

  6.从新定义和划分了水利信息资源。从工程的总体需求上进行统筹考虑,对数据资源从构成、应用等角度整体上进行了系统地划分和梳理,注重了数据采集的标准化,强调了数据必须源于权威机构或部门,阐明了数据“一源多用”的思想,减少重复采集,为水利信息资源系统分类和采集建设理清了思路。

  7.确立了通信、计算机网新的建设模式。规划明确提出了通信、计算机网络系统“公专结合,优势互补”的建设模式,充分利用黄委已建的通信、网络设施和国家信息基础设施,采用自建和租用相结合的方式,为已有的专用通信网络系统的利用和发展提供了建设模式。

  8.提出了新的存储体系。在保证数据完整性和一致性的基础上,采用分布和集中相结合的原则,通过采用存储区域网络(SAN)、元数据、数据仓库、分布式计算以及信息安全等新技术,建设服务于各主要业务单位的黄河数据中心和专业数据分中心,形成以数据中心为核心的数据存储管理体系,为分布式数据存储体系进行了有益的探索。

  9.规划了遥感、地理信息新的管理模式。规划建立“数字黄河”工程遥感中心和地理信息中心,充分利用黄委现有资源,整合现有的和正在建设的各种遥感、地理信息应用系统,实现对有关遥感数据、地理信息资源统一处理和管理,避免资料的重复购买及项目的重复建设,完成遥感和地理信息数据的采集、应用处理、技术支持和应用示范等,为有关业务应用提供完整的应用服务。

  10.引入最新信息技术。规划大胆引入了全新的信息技术发展概念—中间件,中间件的建设将从机制上改变传统信息化工程重复建设的现象,可以重复利用资源,也将改变各个部门信息化建设各自为政的现象,实现统一建设、资源共享,可以大大加快软件开发速度,节约成本,通过近几年的实践,这一概念正越来越被人们认可和接受。

  11.首次提出了流域标准化体系。在国家信息化标准体系、国家水利信息化标准体系框架内,结合“数字黄河”工程实际应用,采用国家标准和行业标准为原则,主要从业务、信息、技术等方面进行分类,反映“数字黄河”工程的主要对象和工作流程,分为术语、信息分类和编码、规划设计、信息采集、信息传输与交换、信息存储、信息处理、管理、安全、地理信息等10类标准。这是全国第一个流域数字标准体系。

  四、在实践中应用举例

  在“数字黄河”工程规划的指导下,“数字黄河”工程建设全面开展。

  1.应用系统建设进展顺利,提高了治黄业务工作的快速反应能力和管理水平。

  按照三年实现黄河水量调度现代化的要求,水量总调度中心2002年11月正式启用,61座引黄涵闸远程监控系统已建成使用。完成了运行实况综合监视和水调业务处理、水量调度方案管理两个子系统及水量调度综合数据库软件开发;为精细调度黄河水资源,开发完成了四季枯水调度模型。

  “黄河小花间暴雨洪水预警预报系统”建设于2003年1月22日正式启动,目前信息采集传输系统第一期工程的31个站采集、传输设备安装调试基本完成,黄河三花区间洪水预报方案编制和预警预报中心建设基本完成,黄河第一座“数字化”水文站——花园口水文站2002年投入使用。

  “数字防汛”建设已经全面铺开。黄河下游工情险情信息采集体系试点建设已经完成,以数据库和系统整合为核心的工情险情会商系统整合(一期)、预报调度耦合系统全面完成,并获得水利优秀软件奖。黄河下游基于GIS的二维水沙演进数学模型到2004年底基本完成。

  水资源保护监控中心于2004年4月30日完成了主体工程,这也是全国第一个水资源保护监控中心。花园口、潼关水质自动监测站已向全国实时发布黄河断面的水质参数。

  亚洲银行贷款项目工程维护管理系统已基本完成,还开发完成了工程管理维护模型。水土保持生态环境监测系统(一期)建设基本完成,建成了水土保持监控中心。委机关办公自动化新版于2002年12月1日投入运行,图书档案管理系统建成并投入使用。黄河网作为我委对外宣传的窗口推出了英文版。电子政务系统(一期)部分子项目已开始建设。委属单位办公自动化系统的建设也取得很大进展,并全部实现与委机关联网。

  2.基础设施建设日益完善,为应用系统提供了有力的支撑。

  黄河下游已建成以无线通信为主的综合业务通信网,黄河上中游地区利用公网也实现了各类信息的传输。

  计算机网络已经形成联接我委驻郑各单位的千兆光纤城域网和上连水利部、下连河南、山东的省市县局的庞大复杂的广域网,各单位基本建成了本单位局域网,具备了语音、数据、图像传输功能,基本实现了各类治黄信息的网络传输与共享。

  自动化信息采集技术已在水文、防汛、水资源保护、工程管理、水土保持、空间地理等方面取得了大量的基础信息,并在治黄业务中发挥了重要的作用。

  数据库建设,目前已建成我委国家水文数据库、实时水雨情数据库,基本建成黄河下游工情险情数据库,正在完善黄河水土流失、水量调度、防洪工程、黄河流域背景等数据库。水文、水质等有关部门信息已通过互联网、办公自动化网发布。数据中心一期工程已经完成,进行了防汛、水调、水保、办公自动化、档案管理等相关数据迁移工作,实现了数据的集中存储管理。

  五、成果产生的效益

  在近几年调水调沙试验中,调动“数字黄河”工程遥测、遥感、卫星技术和数字模型等科技手段进行降雨预报、洪水预报和水库调度,利用目前国际上最先进的水文监测设备“棗浑水抛面测深仪”等设备,只需几秒钟就可以测得所需要的水下地形地貌、水流分布和含沙量变化的数据,迅速收集水量分配、冲淤变化、洪水演进等方面的数据信息,不间断地把河道水沙情况和坝前冲淤的情况转换成图像呈现在领导和专家面前,应用的异地会商系统将指挥中心与分布在数百公里实验河段上的多个前线指挥部联系在一起,实现了“数字黄河”工程与“原型黄河”和“模型黄河”的联动,充分发挥了“数字黄河”工程的作用。

  开发的黄河下游工情险情会商系统,经整合后,建立了基于GIS、B/S技术,构建面向黄河下游工情险情会商的地理信息服务系统,实现了黄河下游抢险料物、抢险队伍、防洪工程、险情、灾情等信息采集、传输、处理的信息化管理,覆盖了委、省、市(地)、县四级防汛单位,在防御2003年秋汛中,为抢险减灾决策提供了强大的技术支持,发挥了重要作用。

  黄河水量调度管理系统一期工程的圆满完成,极大地提高了黄河水量调度的快速反应能力和科学决策与管理水平,在的黄河水量调度中发挥了巨大的社会、科技和经济效益。据不完全统计,仅研发的冬季枯水调度模型一项成果,在2003年实时调度中就节省了14亿立方米水量,所产生的灌溉净效益就高达3.5亿元。利用强大的调度方案管理系统,使复杂的水量调度方案编制工作变得更便捷;适时启用黄河下游枯水调度模型,精细调度每一方黄河水量,大大节省了宝贵的黄河水资源;利用已建的黄河下游引黄涵闸远程监控系统,对于提高监督手段、确保黄河不断流和防止偷引水、减少水量损失、规范用水秩序等发挥了重要作用。在近年旱情紧急情况下,依靠黄河水量调度管理系统,通过“精心预测、精心调度、精心监督、精心协调”,确保了大旱之年黄河不断流。

  “数字水土保持”工程建设实现了传统水土保持向现代化水土保持历史性跨越,基于遥感、地理信息系统、全球定位系统的黄土高原典型流域三维可视地理信息系统把三条黄河的黄土高原有机关联在一起,把现实的黄土高原真实地影射到了计算机里,这样不仅解决了许多技术问题和整体视觉上的误差,而且还为黄河水土保持生态工程及淤地坝建设的规划设计、施工监理、数据管理和动态监测提供科学的技术平台,为宏观的空间决策与动态管理提供科学依据。

  在“数字黄河”工程规划指导下的“数字黄河”工程建设取得了丰硕的成果。,不仅得到了水利部领导的高度赞誉,也得到社会舆论的广泛赞誉和国内水利系统兄弟单位的高度重视,各大流域机构、省市水利厅多次来我委参观考察“数字黄河”工程,学习借鉴我委信息化建设的先进经验,在全国产生较大影响。

  六、主要完成单位

  组织完成单位:总工办

  主要完成单位:信息中心、办公室、水资源管理与调度局、建设管理局、水土保持局、防办、水资源保护局、水文局、黄河设计公司

  七、主要完成人

  朱庆平  廖义伟  薛松贵  安新代  滕  阳  王道席  娄渊清  任  齐 

  孙建奇  王祥辉  梁剑辉  崔  庆  王益民  冯存华  张国芳  王  刚 

  李胜阳  马  晓  李兆星  魏向阳  王铁民  王先锋  王  峰  卢杜田  

  司  权  刘  伟  高庆芳  蒋昕辉  黄世义  张正斌  千  析

  委初审专家组初审意见

  数字黄河”工程是治黄工作中的一项重要信息化工程,是黄河治理和开发现代化的重要标志。“数字黄河”工程规划是“数字黄河”工程建设的纲领性文件,对于指导工程建设,保证工程的顺利实施,具有重大意义。该成果于2003年1月通过水规总院组织的审查,在该规划的指导下,“数字黄河”工程建设全面开展,并应用于治黄工作中,如在近几年的调水调沙试验中,通过三条黄河的联动,充分发挥了“数字黄河”工程的作用,开发的黄河下游工情、险情会商系统,黄河水量调度管理系统一期工程、“数字水土保持”系统等,都在防汛、水量调度、水土保持等治黄领域发挥了很大作用,显著地推进了治黄技术进步。“数字黄河”工程率先提出的基础设施、应用服务平台、应用系统、三层体系结构等理念、符合信息技术发展趋势,已为水利和其它行业广泛采用,如国家防汛指挥系统、水利部电子政务系统及南水北调信息化工程的有关设计等,均采用了“数字黄河”工程的理念。

  该成果主要创新点为:(1)第一个部审数字流域规划,是水利行业信息化建设的一次积极探索。(2)建立了全国第一个流域数字标准体系。(3)率先提出了基础设施、应用服务平台、应用系统、三层体系结构等理念,注重数据采集的标准和一源多用;并从总体需求上统筹考虑,使各部分组成一个逻辑整体,打破了原信息化建设、条块分割、各自为战的现象,最大限度地避免了重复建设。(4)提出了通信、计算机网络系统“公专结合,优势互补”的建设模式,充分利用黄委已建的通信、网络设施和国家信息基础设施,采用自建和租用等各种方式相结合的方式进行建设。(5)紧密结合黄委的实际,规划了以数据中心、以地理信息系统(GIS)为承载体的水文、地理、经济、社会与人文等数据融为一体的数字化集成平台,对为分布式数据存储体系进行了有益的探索。

  综上所述,初审专家组同意推荐该成果为创新成果一等奖。


发布时间:2011年08月14日
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