水資源監控能力建設項目運維系統設計與運用

司文青，王冰，赫超然

（1.河南省黃河流域水生態保護研究中心，河南 鄭州 450003；2.河南省許昌水文水資源勘測局，河南 許昌 461000；3.河海大學商學院，江蘇 南京 210000）

1 運行維護系統建設的必要性

河南省水資源監控能力建設項目，自2012 年開始至今歷時9 a，先后完成了國家水資源監控能力河南項目（2012-2014年）一期項目，國家水資源監控能力河南項目（2016-2018 年）二期項目，累計投入資金1.57億元。初步建成了規模以上取用水戶水量監測、重要飲用水水源地水質自動監測以及覆蓋全省的水功能區監測的河南省水資源監測管理系統柜。

河南省水資源監控能力建設項目涉及參建單位眾多，共1 103處國控管道型監測點、66處國控渠道型監測點以及1 529個省控監測點的建設，接入已有省控及市控監測點770 個，接入流域監測點23 個（黃委），并實現與部級平臺的互通互聯。這些站點分布在全省18 個地市的各個區縣，所涉及的產品和設備包括服務器、計算機、網絡設備、安全設備、會商設備，以及大量的水位、水量、水質、水溫等儀器儀表，采購部署的商業軟件和所開發的業務應用軟件多達數十種。在河南省水資源監控管理系統中，除省數據中心和會商室外，取用水監測點、水源地監測點、地市級數據分中心均分布于省內18 個地市及各個縣區，單靠人工方式實現各類站點和設備的管控和運行維護勢必耗費大量的人力和物力。

因此，需要針對河南省自身的運維需求和專業化特點，建立一個統一的、流程化的運行維護平臺。

水資源監控項目運維管理系統的建設目標是建立省級水資源運維管理體系，引入專業化運維機構和運維企業，在水利信息化和水資源信息平臺建設的基礎上，利用先進的信息化手段和工具搭建一個以項目資產化管理為核心、以運維管理流程化管理為主線、以科技信息化服務為手段的系統運行維護平臺。

運維管理平臺根據不同子系統的運維目標和技術設備特點對系統中所有的設備、產品、平臺、服務進行綜合性運行維護管理，在實現日常保養和維護的基礎上，完成各類運行故障和問題的預警、發現、處理、跟蹤和反饋，同時對參與運維工作的廠家和人員進行管理和考核，為項目辦提供后期系統建設和運行維護的決策依據。

系統上線運行后，將針對河南省水資源自身的運維需求和專業化特點，建立一個統一的、流程化的運行維護體系，為運維主管單位提供監督管理手段、為運維對象提供信息和數據保障、為運維機構和運維企業提供運維工具和服務。

2 運行維護系統建設的內容

水資源監控管理項目運維管理系統建設內容包括軟件開發部署和資料整編入庫工作。其中軟件開發與部署建設包括：項目資產管理、運行監控管理、運維信息服務、運維考核監督管理、運維分析與決策和移動端的開發。

2.1 項目資產管理

實現河南省水資源監控能力建設項目中合同資產基礎信息、配置信息、設備維保信息、設備歷史故障以及設備變更歷史記錄的監控和追溯，便于資產設備信息的跟蹤和管理。

針對水資源監控能力建設的完成內容進行分類整理，作為運維工作對象進行統一的資產化管理，并針對項目資產進行相應的管理配置，以進行項目資產日常監控及開展運維地開展工作。為了便于水資源監控能力建設項目之后的系統管理應用方便，系統應提供數據的導入導出功能。

2.2 運行監控管理

提供對省級、地市級服務器以及在線監測站點運行狀況的自動采集和匯總，并實現對設備的事件、故障、報修、跟蹤、變更等各類環節的流程化管理。

針對水資源監控能力建設中的監測站點（水質站點和取用水站點）設備運行情況進行采集，并對其運行狀態進行實時監控；同時根據設備信息的運行情況給出相應的報表數據，并能對報警信息進行相應的處理。

2.3 運維考核監督管理

項目運維管理單位按照運行維護規定要求，對水資源監控能力建設內容對資產設備進行劃片劃區，指定相應的運給人員進行負責，運維人員根據自己任務職責定期對設備資產進行維護和保養，運維管理單位最終對各運維人員的運維工作檢查與督促。

2.4 運維分析與決策

針對運維對象的實時監測和定期維護的歷史數據從不同的角度進行統計分析，從而找到項目資產在運維過程中存在的問題，進而采取相應的措施。

2.5 運維信息服務

針對水資源監控能力建設項目中的資產在運維過程中對各類資產運行狀況、項目資產的日常及定期的維護情況、運維知識庫以及運維的考核情況等一系列信息，通過收集、歸類、整編后在運維信息服務門戶上進行展現，并根據不同的用戶展現不同的關注信息。

2.6 移動端功能

為滿足用戶的不同需求，水資源運維管理系統支持主流的IOS、Android 設備。為運維實施人員現場運維工作提供便利，及時地任務推送、設備關聯信息以及知識查詢。最終，通過運維軟件能夠達到運維時間處理的及時性、準確性，有效地降低項目維護管理的難度和成本，提升運維效率。

3 運維管理系統功能和設計構架

水資源監控管理系統運維平臺系統集成包括四種類型：數據集成、應用接口集成、業務集成以及門戶集成，集成度從低到高。數據集成是實現數據層的信息共享；應用接口集成是提供系統之間通過接口能夠相互調用信息；業務集成是業務流程的集成，實現系統之間流程的對接；門戶集成通過單點登錄，實現系統的界面集成與個性化頁面集成，如圖1所示。

圖1 水資源監控項目運維管理系統功能結構圖

3.1 系統總體構架設計

水資源監控項目運維管理系統的總體框架設計遵循國家水資源監控能力建設項目辦公室制定的關于水資源項目建設信息標準規范體系及國家標準發布的信息安全體系標準。系統總體設計根據水資源項目建設完成的內容對需求進行分析設計后，形成該系統以下的總體框架圖。該系統框架分為：基礎設施層，數據資源層、應用支撐層、業務應用層、用戶層等五部分組成。

基礎設施層是水資源監控項目運維管理系統的底層；是河南省水資源監控能力項目的基礎設施建設的建設成果，包括基礎軟硬件、水利網絡、監測站點設施等；是該系統運維管理的核心對象。

數據資源層是水資源監控項目運維管理系統運行的基礎，通過數據庫管理軟件進行統一的組織管理。

應用支撐層為上層業務應用層提供基礎的框架及服務，該層包括用戶管理引擎、組織機構引擎、崗位權限引擎、表單引擎、業務規則引擎、統一分級配置管理引擎、日志管理引擎、綜合數據采集引擎、全文檢索、單點登錄等。

業務應用層分為五部分包括：項目資產管理、運行監控管理、運維信息服務、運維考核監督管理、運維分析與決策。項目資產管理是對水資源監控項目建設的合同基礎信息、合同明細、合同驗收以及設備的維保、更換等進行綜合管控。運行監控管理是對取用水戶、水源地在線監測站點及平臺內的服務器等硬件設備運行情況進行實時監控，并對日常運行出現的故障、問題、變更等事件進行管理。運維信息服務是信息的綜合展現，服務對象包括運維管理機構、運維參與機構、現場運維人員等。服務內容包括知識庫庫信息的查閱、個人日常業務處理、合同信息、資產信息、運維考核等。運維考核監督管理是通過系統內日常運維工作的數據和信息，對運維廠家、設備提供廠家、運維人員以及區域性的運維工作成果進行流程化監督和量化考核。包括運維工作的分配管理、定期維護記錄管理、監督維護執行情況以及運維指標考核。運維分析與決策通過對運維工作流程和效果的數據比對和分析，挖掘深層次的趨勢性指標或代表性指標，比如：設備的可靠性、運維效率、備品備件的配比等，從而協助水資源項目管理單位在后續建設過程中采取相應的對策和措施。

用戶層是系統的最上層。系統的用戶包括河南省水資源管理系統項目建設領導小組辦公室、水資源管理系統運行維護單位、地市級水資源管理部門、質保期內的承建單位。系統以水資源管理系統運行維護單位為中心節點，當系統受理平臺事件（自動監控或者地市級水資源管理部門上報的事件）后按照運維工作m 管理流程啟動事件處理程序。

項目系統建設最終具有實現對河南省水資源監控能力建設項目中合同資產基礎信息、配置信息、設備維保信息、設備歷史故障以及設備變更歷史記錄的監控和追溯，便于資產設備信息的跟蹤和管理；作為全省水資源監控系統的運維管理平臺，系統的開發與部署將遵循水利部及河南省項目辦制定的開發規范，最終提供的實施方案、需求規格說明書、詳細設計說明書、測試方案、測試報告、安裝部署手冊、用戶使用手冊等軟件文檔，符合文檔編寫規范。

4 運行維護系統建設的建議

隨著國家水資源監控能力建設河南省項目建設的不斷推進，對信息安全提出更高的要求，在信息安全方面除了采取必要的保護措施和相關的法規、政策外，努力掌握核心技術則更為重要。在保證信息的機密性、真實性、完整性這些必要的信息安全中，為了增強信息傳輸過程中的安全機制，要采用防火墻技術、公開密鑰加密技術、數據加密技術、數字簽名、數字時間戳技術、身份認證和安全協議等。

水資源監控系統的運維管理平臺的開發要符合國家水資源監控能力建設項目標準SZY 505-2015 運行維護標準，保證數據的及時性、正確性、穩定性。要方便項目管理人員的日常工作需求，能夠對運維成果報表的匯總和推送，使運維工作更加簡潔。對于現場運行維護的使用人員，運維移動端要能夠及時有效的上傳維修運維工作的過程，節省現場傳送的時間。