深圳智慧水務標準規范體系研究與設計

陳婷婷

(深圳市水務工程建設管理中心，廣東 深圳 518000)

近年來，隨著物聯網、大數據、云計算等新一代信息技術飛速發展，傳統水務工作開始向“智慧水務”轉型。智慧水務是指以新信息技術應用帶動水務信息化技術水平的全面提升，以重點應用系統建設帶動信息化建設效益的發揮，為水務管理的精細化、智慧化提供信息化技術支撐[1]。智慧水務在發揮重要作用的同時，在建設和應用過程中也出現不少問題，尤其是“數據孤島”“煙囪系統”等問題十分普遍[2]。因此亟需一套完備、成熟、符合水務特色的標準體系，對系統建設進行統一規范，解決低效建設、重復建設、信息孤島等問題，推動智慧水務建設協調和統一。

編制標準體系是智慧水務標準化建設的一項重要基礎性工作，目前已有眾多學者對智慧水務標準化工作進行了研究，并取得了一定成果。曾焱、程益聯[3]構建了包括分類編碼、傳輸交換、數據存儲、圖示表達、產品服務、建設管理和運行維護等7大類組成的水利信息化技術標準體系框架；梁濤等[4]構建了涵蓋總體基礎標準、信息安全標準、感知層標準、傳輸層標準、支撐層標準、應用層標準六大類標準體系；尹邦軍等[5]建立了都江堰灌區信息化標準規范體系，包含物聯感知、數據共享、業務應用、信息安全、運行維護5大類內容；盧寧等[6]按照供水過程全生命周期管理思路，構建了包含通用、原水、制水、輸配、服務等5類的供水標準體系框架。由此可見，當前研究主要集中在在傳統水利以及專題領域方面，智慧水務標準體系方面研究較少，難以支撐日益增長的智慧水務建設需要。

標準體系的構建是一個復雜的系統工程，要求既要有系統的整體概念，又要注重各要素的細節和內部聯系[7]。基于國家標準，結合實際業務需要，以深圳市為案例，構建了涵蓋信息化服務關鍵環節和項目管理關鍵階段的智慧水務標準體系，以期為智慧水務建設提供有力支撐。

1 深圳市智慧水務標準體系建設現狀

深圳市圍繞業務需求，近年來大力推進智慧水務建設，在水務資產數字化和應用場景數字化方面取得了較好成果，構建了一體化數據治理平臺，持續開展監測數據匯集和數據關聯關系分析，并在工單管理、水庫管理、水旱災害防御方面形成了典型應用場景。雖然深圳市智慧水務已取得一定成效，但在數據共享、業務融合方面仍面臨不少難題，由于缺乏統一的標準規范和設計[8]，當前水務數據標準不統一、數據共享不足、數據質量不高，導致在業務融合、不同場景打通時形成技術障礙和壁壘。

為了解決數據共享、業務融合等難題，深圳市積極探索智慧水務相關標準規范建設。在總體標準規范方面，自2019年開始先后印發了《深圳市水務行業信息化建設指導意見》《深圳市智慧水務一體化建設總體技術要求(試行)》等規范性文件，統一了全市智慧水務建設的“路線圖”和技術要求；在專項標準規范方面，于2021年印發了《深圳市水務工程信息模型應用統一標準(試行)》《深圳市水務工程信息模型分類和編碼標準(試行)》《深圳市水務工程信息模型交付標準(試行)》等BIM應用標準，為水務工程BIM應用提供了通用規范。由此可見，深圳智慧水務建設基本上明確了標準先行的思路，并積累了一定成果。

針對當前深圳市智慧水務標準體系建設現狀，目前存在以下亟待解決的問題：

(1)統籌規劃不足，未從頂層設計上規劃和設計智慧水務標準規范體系，用以指引市區及水務企業標準編制工作。

(2)重要領域標準缺失，由于深圳市為“大水務”管理格局，既包含傳統水利業務，也包含供水、排水等城市水務業務，國家、行業、廣東省等水利標準基本未涉及水務管理對象，無法直接適用于深圳水務管理，但目前深圳在水務信息系統建設運維、水務數據治理等方面的地方標準仍是空白，標準體系建設滯后于智慧水務建設。

(3)部分已編制標準未及時更新，難以適應新形勢需求。

2 深圳智慧水務標準規范體系構建

2.1 建設思路

依照國家、省、市新型智慧城市建設和智慧水利標準，結合深圳市智慧水務感知對象、業務特點、管理模式，構建管用實用、適度超前的智慧水務標準體系，保障全市智慧水務建設有效銜接、充分共享、業務協同、互聯互通。主要構建思路如下。

(1)遵循標準體系構建原則?！稑藴鼠w系構建原則和要求》提出標準體系可圍繞產品、服務、過程的全生命周期各階段的具體技術要求編制，并列舉了系統生命周期序列、企業價值鏈序列、工業產品生產序列、信息服務序列、項目管理序列[9]。智慧水務主要涵蓋信息服務和項目管理兩個維度的內容，因此智慧水務標準體系主要基于信息服務序列、項目管理序列構建，信息服務序列包含信息的采集、加工、存儲、訪問、開發利用、服務等，項目管理序列包含項目立項、建設、竣工驗收、運行維護和評價等。

(2)加強與國家標準銜接。水利部于2001年正式發布了第1版《水利技術標準體系表》，其后分別于2008、2014、2021年進行了修訂。在《水利技術標準體系表》(2021版)中將水利信息化列入專業門類序列，提出水利信息化標準包含分類編碼、數據存儲、傳輸交換、圖示表達、產品服務、信息系統建設管理、水利網絡安全等內容[10]。本次標準體系編制遵循了國標中提出的實用性、系統性、協調性、時效性原則，并繼承了分類編碼、數據存儲、傳輸交換等內容，確保在總體思路和總體結構上與國標保持一致，同時結合深圳市水務行業管理需要，在標準構成上進行了適當擴充和調整，并在國標基礎上進行了進一步細化，形成了具有深圳特色、服務深圳地方水務行業管理，且滿足上位標準相關規定的地方水務信息化標準體系。

(3)滿足深圳智慧水務建設需要。深圳市智慧水務總體架構包括智能感知、基礎設施、水務大數據(含模型服務)和智慧應用(含應用支撐和展示層)[11]，智慧水務標準規范體系主要是為智慧水務建設服務的，因此應涵蓋智慧水務建設所需全部標準，由于深圳智慧水務基礎設施層資源主要來源于市政數局統一提供的服務，在智慧水務中不單獨建設，因此本次標準體系主要圍繞智能感知層、水務大數據層、智慧應用層構建，同時考慮到目前數據治理工作是當前智慧水務建設的核心，因此重點突出了智慧水務建設涉及的數據共享、數據治理的重點領域標準規范建設。

2.2 體系構成

遵循國家標準《標準體系構建原則和要求》的相關原則，在國標基礎上，圍繞深圳智慧水務實際建設需要，構建了深圳智慧水務標準規范體系，涵蓋術語、分類編碼、傳輸交換、數據存儲、數據治理、應用支撐、業務應用5個信息化服務關鍵環節和建設管理、運行維護2個項目管理關鍵階段。

(1)術語。該標準為基礎性標準，為標準體系其他部分提供基礎支撐。包含智慧水務主要名稱、術語、技術詞匯，進一步明確定義后形成《深圳市水務信息化常用術語》，用于統一智慧水務相關概念，避免語義分歧。

(2)分類編碼。包含水務對象分類與編碼、水務信息分類與編碼兩類，水務對象分類與編碼主要支撐智慧水務大數據中心建設，水務信息分類與編碼主要支撐智慧水務業務應用層建設。其中，水務對象是指深圳市各級水務單位管理職責中涉及的各類實體或概念，這些對象具有相對穩定的屬性、主要特征，某些對象之間存在確定的相互關系，水務對象分類與編碼標準根據水務對象屬性和特征，將水務對象進行合理分類、統一編碼；水務信息分類與編碼標準對水災害、水資源、水環境、水生態、水工程、水事務等業務信息資源進行統一分類和編碼。該標準能夠解決水務對象及相關信息語義不清、表述不一等問題，為統一數據目錄和數據共享奠定基礎，支撐水務資產“一物一碼”。

圖1 深圳智慧水務標準體系框架

(3)傳輸交換。該標準主要支撐智慧水務智能感知層建設，包含數據傳輸規約、數據交換規約，明確各類物聯感知設備傳輸規范，以及各類水務數據在不同網絡、不同數據中心、不同系統和平臺的交換和共享規范，為市、區和供排水企業水務數據實現交換和共享打下基礎。

(4)數據存儲。該標準主要支撐智慧水務大數據中心建設，包含元數據管理標準規范、基礎庫表結構規范和標識符、監測庫表結構規范和標識符3個部分，旨在統一智慧水務建設數據庫的庫表結構、數據表示和標識，規范數據庫建設和管理，促進數據共享。

(5)數據治理。該標準主要支撐智慧水務大數據中心建設，按照數據治理的流程分為匯集標準、治理標準、管理標準，規范數據治理各環節活動、平臺工具使用、安全保護措施，保障各類數據全生命周期的有序運轉[12]。

(6)應用支撐。該標準主要支撐業務應用層建設，規定了智慧水務應用支撐平臺的技術規范要求，對綜合監測平臺、數據管理平臺等應用支撐平臺的總體架構、建設基本要求、接入認證規范、安全規范、服務設計規范、服務開發規范、服務集成規范等多方面提出要求。

(7)業務應用。該標準主要支撐業務應用層建設，包含圖示表達規范、信息產品服務規范。圖示表達規范主要是對水務基礎信息、監測分析、空間要素等信息化圖示進行統一規范，明確應用系統建設的界面風格、各種控件模式等，推進深圳水務信息化系統在視覺表達上保持結構一致、語義一致；圖示表達規范是對數據資源目錄、水務一張圖、應用服務目錄等各類型水務信息產品的服務類型、服務形式、服務注冊及管理要求等進行規范，推進為水務應用系統建設提供統一標準化組件，支撐水務信息化一體化、集約化建設。

(8)建設管理。圍繞深圳智慧水務發展目標、基本原則、總體框架，進一細化明確智慧水務建設的總體要求、建設任務、建設模式、職責分工，并對信息化項目從前期、規劃設計、實施建設全過程提出管理要求和技術規范，對采集系統、通信系統、網絡系統、應用系統等各類型系統建設提出較強實操性的建設指引，支撐全市已建、在建和新建智慧水務項目的有效整合、充分共享，實現業務協同、互聯互通。

(9)運行維護。對物聯感知、網絡系統、機房和數據中心、應用系統、網絡與信息安全等設施運行維護提出總體要求，并規定了運行維護服務的體系架構、工作內容、過程管理、組織體系及保障措施，為信息化設施運行維護提供可遵循的管理要求和技術規范。

3 結語

智慧水務標準規范體系是實現水務資源整合、信息共享的關鍵措施[13]，對推進智慧水務一體化、集約化建設具有重要意義。本文在充分考慮國標、行標基礎上，結合深圳智慧水務實際需要，構建了涵蓋術語、分類編碼、傳輸交換、數據存儲、數據治理、應用支撐、業務應用、建設管理、運行維護9大類型的標準規范體系，確保全市在統一框架和標準下開展智慧水務建設，同時也為其他城市智慧水務標準規范體系建設提供參考。