隨著(zhù)全球物聯(lián)網(wǎng)、新一代移動(dòng)寬帶網(wǎng)絡(luò )、云計算等信息技術(shù)的迅速發(fā)展和深入應用，信息化發(fā)展正醞釀著(zhù)重大變革和新的突破，更高階段的智慧化發(fā)展已成為必然趨勢。2008 年，IBM提出重大社會(huì )發(fā)展理念：“智慧地球”，認為世界的基礎結構正在向智慧的方向發(fā)展，可感應、度量的信息源無(wú)處不在，互聯(lián)網(wǎng)平臺讓這一切互連互通，讓一切變得更加智能化；隨后，又提出“智慧城市”的嶄新

　　理念，歐美發(fā)達國家掀起了建設智慧城市的熱潮。2011 年起，智慧城市的理念在國內得到廣泛認同，2012 年，北京市發(fā)布《智慧北京行動(dòng)綱要》，正式開(kāi)啟從“數字北京”向“智慧北京”躍升的新篇章。借助“智慧北京”、“推進(jìn)水利信息化建設”等外部大環(huán)境，積極跟蹤物聯(lián)網(wǎng)、云計算等高新技術(shù)的發(fā)展，圍繞水務(wù)中心工作謀劃北京水務(wù)信息化的新發(fā)展，提出了建設“智慧水務(wù)”的構想，旨在通過(guò)信息化建設促進(jìn)和帶動(dòng)水務(wù)現代化，提升水務(wù)行業(yè)社會(huì )管理和公共服務(wù)能力，保障水務(wù)可持續發(fā)展。

　　從“十五”到“十二五”初期，北京水務(wù)信息化發(fā)展經(jīng)歷了起步萌芽（2002 年前）、基本建設（2002—2005 年）、業(yè)務(wù)應用（2006—2010 年）3 個(gè)重要階段，北京水務(wù)信息化工作按照“統一規則、分步實(shí)施；平臺公用、資源共享；應用先導、務(wù)求實(shí)效”的原則，全面開(kāi)展了 1 個(gè)基礎設施平臺、1 個(gè)綜合數據庫、6 大業(yè)務(wù)應用、3 個(gè)保障環(huán)境的建設。初步形成了“數字水務(wù)”的基本成果，實(shí)現了支撐北京水務(wù)可持續發(fā)展的應用績(jì)效，水務(wù)信息化建設進(jìn)入“整合共享、深化應用”的發(fā)展階段。初步建成雨情、水情、水環(huán)境、工情、供水、排水、節水等 11 類(lèi)信息采集系統；形成上連北京市政府、水利部、海河水利委員會(huì )，橫連北京市交管局、氣象局，下連 14 個(gè)區縣水務(wù)局、28 個(gè)局屬單位的骨干通信網(wǎng)。建成局中心綜合數據庫，涵蓋 8 大類(lèi) 45 小類(lèi)業(yè)務(wù)數據；建成信息共享交換平臺，向局內 25 個(gè)單位及市應急管理辦公室，以及交通、市政市容管理委員會(huì )等部門(mén)共享數據。在水資源、城市應急防汛、供排水、郊區水務(wù)及水務(wù)工程管理等核心業(yè)務(wù)領(lǐng)域建設了一批重大應用系統。初步完成信息化標準、運行管理維護及信息安全 3 大保障環(huán)境的建設。

　　盡管水務(wù)信息化取得了豐碩成果，但是距離“智慧北京”、“水務(wù)改革發(fā)展”的要求還有很大距離。水務(wù)信息化工作仍存在以下一些制約發(fā)展的瓶頸問(wèn)題，必須充分認識、積極應對、妥善解決：

　　1）監測不夠全面。目前北京市水務(wù)監測能力在國內處于領(lǐng)先水平，但還存在信息采集站點(diǎn)內容不夠均衡，布設密度和深度不能完全支撐水務(wù)精細化管理的要求，設備的完好性、可用性和可靠性有待進(jìn)一步增強和優(yōu)化。

　　2）決策支持不夠科學(xué)。隨著(zhù)水務(wù)信息化應用的逐步開(kāi)展，應用系統建設主要集中在水文水資源、防汛抗旱、工程自動(dòng)化方面，在水環(huán)境、水生態(tài)及決策支持等方面的應用還較少；系統功能大都以信息服務(wù)為主，主要滿(mǎn)足日常管理需要，輔助決策類(lèi)、統計分析類(lèi)系統不足，不能有效滿(mǎn)足水務(wù)決策、應急管理的需求。

　　3）服務(wù)不夠主動(dòng)。目前水務(wù)信息化的服務(wù)對象涉及政府部門(mén)、水供應商、社會(huì )公眾等，基本能夠滿(mǎn)足各類(lèi)用戶(hù)的需求，但尚處于被動(dòng)服務(wù)的階段，在主動(dòng)性、便捷性、人性化等方面存在改進(jìn)空間。

　　4）業(yè)務(wù)不夠協(xié)同。水務(wù)信息化現有的各業(yè)務(wù)應用系統僅限于各部門(mén)內部使用，相互之間只實(shí)現了數據共享，尚未實(shí)現應用層面的聯(lián)通、共享，也未實(shí)現跨部門(mén)、層級的業(yè)務(wù)協(xié)同。

　　智慧水務(wù)的本質(zhì)是一種具有綜合性、整體性的行業(yè)信息化發(fā)展過(guò)程，也可以指符合智慧化特點(diǎn)的一個(gè)具體的城市或區域的水務(wù)系統。智慧水務(wù)是指把新興的信息技術(shù)充分運用于城市水務(wù)綜合管理，把傳感器嵌入和裝備到自然水和社會(huì )水循環(huán)系統中，并通過(guò)普遍連接形成“感知物聯(lián)網(wǎng)”；然后通過(guò)超級計算機和云計算將“水務(wù)物聯(lián)網(wǎng)”整合起來(lái)，以多源耦合的二元水循環(huán)模擬、水資源調控、水務(wù)虛擬現實(shí)平臺等為支撐，完成數字城市水務(wù)設施與物理城市水務(wù)設施的無(wú)縫集成。依托機制創(chuàng )新，整合共享氣象水文、水務(wù)環(huán)境、市容綠化、建設交通等涉水領(lǐng)域的信息，構建基于數據中心的應用系統，為電子政務(wù)、水務(wù)業(yè)務(wù)管理、涉水事務(wù)跨行業(yè)協(xié)調管理、社會(huì )公眾服務(wù)等各個(gè)領(lǐng)域及需求提供智能化的支持，從而能以更加精細、動(dòng)態(tài)、靈活、高效的方式對城市水務(wù)進(jìn)行規劃，設計和管理，達到“智慧水務(wù)”的狀態(tài)。

　　北京市智慧水務(wù)建設的總體目標如下：充分利用“十五”、“十一五”期間的建設成果，按照“深度融合、全面共享”的指導思想，以物聯(lián)網(wǎng)、云計算等高新技術(shù)為主導，以“自然-人工”二元水循環(huán)理論為指導，以計算機通信網(wǎng)絡(luò )和各采集控制終端為基礎，基本建成集高新技術(shù)應用為一體的智能化水務(wù)管理體系，基本實(shí)現信息數字化、控制自動(dòng)化、決策智能化，使得感知內容全覆蓋，采集信息全掌握，傳輸時(shí)間全天候，應用貫穿全過(guò)程。

　　北京市智慧水務(wù)建設按照“五年基本建成，八年基本完善”的總體部署，擬分 2 個(gè)階段開(kāi)展實(shí)施，第 1 階段為 2013—2017 年，基本完成北京市智慧水務(wù)建設，初步形成與智慧北京相適應的水務(wù)管理能力；第 2 階段為 2018—2020 年，全面完善北京市智慧水務(wù)建設，為智慧北京的實(shí)現提供有力支撐。

　　3.1 智慧水務(wù)業(yè)務(wù)架構

       根據北京市水務(wù)局三定職能和水務(wù)業(yè)務(wù)的實(shí)際需要，將水務(wù)業(yè)務(wù)從宏觀(guān)上劃分為決策指揮和公共服務(wù) 2 大類(lèi)，具體組成和架構如圖 1 所示。水務(wù)決策指揮層的 3 大業(yè)務(wù)需要水務(wù)信息監測與服務(wù)類(lèi)和水務(wù)工程建設與管理這 2 項基礎業(yè)務(wù)進(jìn)行支撐。

　　3.2 智慧水務(wù)總體架構

　　在水務(wù)業(yè)務(wù)梳理和分析的基礎上，按照智慧水務(wù)頂層設計的思路，借鑒目前國際國內同類(lèi)項目建設經(jīng)驗，初步搭建了北京市智慧水務(wù)總體架構，主要包括智慧水務(wù)監測體系、控制體系、傳輸網(wǎng)絡(luò )、水務(wù)數據中心、應用、服務(wù)對象、安全保障及推進(jìn)機制等 8 大部分，具體框架如圖 2 所示。

　　3.3 智慧水務(wù)功能架構

　　智慧水務(wù)通過(guò)“智能感知、智能仿真、智能診斷、智能預警、智能調度、智能處置、智能控制、智能服務(wù)”功能體系，實(shí)現水安全智能保障，提高水資源調控能力，以支撐日常和應急狀態(tài)下的防洪、水資源、水環(huán)境和水生態(tài)等管理業(yè)務(wù)工作，具體功能架構如圖 3 所示。

　　根據北京市水務(wù)信息化發(fā)展現狀和智慧水務(wù)頂層設計的總體框架，智慧水務(wù)建設任務(wù)可以概括為“4511”，即 4 大監測體系、5 大控制體系、1 個(gè)數據中心、1 個(gè)應用體系。

　　4.1 完善 4 大監測體系

　　主要圍繞防汛、水資源、水環(huán)境和水生態(tài)管理4 類(lèi)核心業(yè)務(wù)，完善水務(wù)監測體系。和傳統的監測手段相比，智慧水務(wù)需要利用遙感、衛星、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，構建智能感知體系，確保信息互通和資源共享，形成“空天地”一體化的水務(wù)立體感知監測體系。

　　4.2 完善 5 大控制體系

　　洪水控制體系涵蓋潮白河、永定河、拒馬河及城市內澇，實(shí)現上蓄、中疏、下排的防洪格局；水源控制體系涵蓋京密、永引、南水北調和應急等水源，通過(guò)南水北調水入京，與本地 10 個(gè)水庫、6 處水源地及再生水實(shí)現統一配置；城市供水控制體系包括城區和郊區供水控制體系，形成城內六區一網(wǎng)和多個(gè)郊區供水單元相結合的供水格局；城市排水控制體系包括污水收集和處理體系；生態(tài)河湖控制體系包括內城水系、生態(tài)廊道及小流域。

　　4.3 建成 1 個(gè)水務(wù)數據中心

　　通過(guò)元數據庫結合數據資源目錄的方式實(shí)現數據的標準化管理，并在現有綜合庫的基礎上建設數據倉庫，為分析、統計、決策等過(guò)程提供數據支撐。建設水信息基礎平臺，建立形式多樣、使用靈活、方便快捷的資源共享服務(wù)系統，形成“一張圖、一個(gè)庫、一個(gè)平臺”。

　　4.4 構建統一業(yè)務(wù)應用體系

　　采用功能個(gè)性化定制的思想，水務(wù)應用系統由通用和個(gè)性 2 種模塊組裝的方式實(shí)現。水務(wù)局機關(guān)處室和其業(yè)務(wù)對口的局屬單位在共性業(yè)務(wù)上使用統一的通用模塊，針對個(gè)性業(yè)務(wù)可以開(kāi)發(fā)個(gè)性模塊。通過(guò)管理平臺實(shí)現模塊的共享、升級和管理。形成上下貫通、左右協(xié)同的業(yè)務(wù)應用鏈條，為社會(huì )公眾、水務(wù)各級管理部門(mén)提供在線(xiàn)服務(wù)和決策支持。

　　5.1 建設原則

　　為確保智慧水務(wù)目標的實(shí)現，克服水務(wù)信息化發(fā)展過(guò)程中出現的各自為政、重復建設、信息資源分散、開(kāi)發(fā)利用效率低等全局性問(wèn)題，智慧水務(wù)建設應遵循以下基本原則：

　　1）統籌規劃，穩步推進(jìn)。依據《北京市智慧水務(wù)頂層設計》部署，統籌安排建設任務(wù)，逐一落實(shí)，協(xié)調、穩步推進(jìn)各項建設內容，滿(mǎn)足當前工作的迫切需要。同時(shí)，建立有效的工作協(xié)調機制，健全相關(guān)辦法，制定標準與規范，采取有效措施，促進(jìn)重點(diǎn)項目建設在技術(shù)上統一標準、框架，確保信息的互聯(lián)互通，促進(jìn)資源的整合、公用、共享，充分發(fā)揮各種資源的作用和效能。

　　2）需求驅動(dòng)、急用先建。以滿(mǎn)足實(shí)際需求，提升業(yè)務(wù)支撐能力為目的，建立以應用需求為導向、信息技術(shù)應用服從水務(wù)事務(wù)和業(yè)務(wù)需求的科學(xué)發(fā)展模式，在保障系統可擴展性的基礎上，選擇實(shí)用先進(jìn)的信息技術(shù)，建立可配置、易擴充和能演化的系統，注重實(shí)用、好用、夠用，確保系統盡快發(fā)揮效益。

　　3）注重整合、資源共享。所有信息基礎設施，都必須按資源共享的原則建設和應用；特別是要依托水務(wù)數據中心建設，建立信息交換平臺，在全市水務(wù)系統內部最大程度地共享信息資源，對社會(huì )公眾要最大程度地開(kāi)放公共信息，實(shí)現資源優(yōu)化配置、信息互聯(lián)互通、政務(wù)公開(kāi)透明，促進(jìn)信息基礎設施和應用系統效能最大化，避免重復建設。

　　4）建管并重，注重運維。加強建設項目的規范化過(guò)程管理與科學(xué)評估，明確各類(lèi)信息基礎設施及業(yè)務(wù)應用的合理生命周期，將所建系統的運行維護管理方案及合理生命周期內所需備品備件納入設計內容，落實(shí)運行維護經(jīng)費和組織方式，強化日常管理，保障水務(wù)信息系統建得成、用得好、可持續。

       5.2 應用系統建設模式

　　智慧水務(wù)的核心體現在應用層面，應用系統建設將以現有系統整合為主，現有系統升級改造和新建系統為輔的方式開(kāi)展。

　　5.2.1 現有系統整合

　　現有系統整合分為數據資源與應用系統整合2 個(gè)層面。數據資源層面的整合針對運行良好、相互功能交集較小，但具有一定數據聯(lián)系的現有應用系統，通過(guò)分析系統之間的數據關(guān)聯(lián)關(guān)系（數據類(lèi)型、流向、共享需求等），確定整合后的數據資源結構，并對上層應用系統進(jìn)行相應改造，實(shí)現同一數據資源上不同系統的穩定運行。應用系統層面的整合是在云計算服務(wù)環(huán)境下，基于 SOA 架構，對當前在不同的開(kāi)發(fā)平臺下，用不同的開(kāi)發(fā)語(yǔ)言、架構設計開(kāi)發(fā)，并且運行于不同網(wǎng)絡(luò )環(huán)境當中的信息系統進(jìn)行深入分析，將業(yè)務(wù)流程分割包裝成不同的服務(wù)，并整合在統一的網(wǎng)絡(luò )中，對使用者提供透明化的服務(wù)，從而實(shí)現系統的松散耦合。

　　5.2.2 現有系統升級改造

　　對不能滿(mǎn)足智慧水務(wù)業(yè)務(wù)需求的系統進(jìn)行評估，找出目前運行狀況良好的系統，按照智慧水務(wù)頂層設計業(yè)務(wù)需求，在云計算與物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，基于 SOA 技術(shù)架構對業(yè)務(wù)流程進(jìn)行重新梳理，并采用工作流、可視化等技術(shù)對業(yè)務(wù)流程進(jìn)行建模，構建可變動(dòng)的業(yè)務(wù)流程定制機制，實(shí)現對現有系統的改造，以滿(mǎn)足服務(wù)社會(huì )公眾和支持領(lǐng)導決策的需求。

　　5.2.3 新系統建設

　　對于無(wú)法通過(guò)升級改造達到相應的建設目標，或者升級改造成本過(guò)高，或者承擔了新的工作和任務(wù)的系統，需要建設新的信息系統。新建系統要基于統一的布局、標準和開(kāi)發(fā)平臺，充分考慮軟硬件的兼容性問(wèn)題，以提高各業(yè)務(wù)系統的開(kāi)發(fā)效率，方便各業(yè)務(wù)系統間的集成，實(shí)現各系統間的互聯(lián)互通與信息共享，從而保障跨部門(mén)的業(yè)務(wù)協(xié)同。

　　5.3 智慧水務(wù)建成后預期效果

　　智慧水務(wù)建成后，將形成“4511”的水務(wù)信息化綜合體系，實(shí)現以水務(wù)局為中心，局屬單位為分中心的全市水務(wù)云服務(wù)系統，為基層監控、業(yè)務(wù)管理、決策支持、公共服務(wù)，提供全面、可靠、靈活、便捷的信息化支撐和保障。

　　5.3.1 實(shí)現控制自動(dòng)化

　　面向北京市水源地、自來(lái)水管網(wǎng)、排水管網(wǎng)、城市生態(tài)河湖水系等各類(lèi)監控對象，建立防洪工程、水源工程自動(dòng)化、城鄉供水、城市排水工程和生態(tài)河湖工程等控制體系，實(shí)現水務(wù)工程及時(shí)、可靠、自動(dòng)控制。

　　5.3.2 實(shí)現管理協(xié)同化

       面向業(yè)務(wù)人員，建立市區兩級聯(lián)動(dòng)的協(xié)同管理工作體制，在業(yè)務(wù)和政務(wù)管理方面實(shí)現統一流程、用戶(hù)、資源、配置的協(xié)作化管理。通過(guò)對目標、過(guò)程、執行及結果等管理的統一把控，使業(yè)務(wù)人員的管理更加高效、共享和協(xié)同，實(shí)現精細化管理。

　　5.3.3 實(shí)現決策科學(xué)化

　　面向領(lǐng)導，建立模型，實(shí)現多水源多用戶(hù)水資源聯(lián)合調度、洪水資源利用、風(fēng)險管理等分析，為領(lǐng)導科學(xué)決策提供支持。通過(guò)信息支撐，以及決策依據、方法及過(guò)程的科學(xué)化，使得水務(wù)局領(lǐng)導的決策更加綜合、合理、可行，形成科學(xué)化決策。

　　5.3.4 實(shí)現服務(wù)主動(dòng)化

　　面向社會(huì )公眾，建立涉及水行政、民生的公共服務(wù)，提供了解水務(wù)的渠道，實(shí)現水務(wù)信息資源共建共享，避免重復建設。通過(guò)服務(wù)內容、方式、品質(zhì)及社會(huì )交互，使得社會(huì )公眾體驗到水務(wù)品質(zhì)的人性化、便捷性、舒適性，實(shí)現主動(dòng)化服務(wù)。

　　“智慧水務(wù)”是北京水務(wù)落實(shí)“智慧北京”的重要載體，總體框架和建設內容是對《“十二五”北京水務(wù)信息化發(fā)展規劃》的細化和補充，是指導未來(lái)十年北京市水務(wù)信息化統籌發(fā)展和協(xié)調建設的重要依據，目前已應用于年度信息化項目申報工作中，作為審批水務(wù)信息化項目的主要依據。

　　今后將在智慧水務(wù)總體框架指導下，重點(diǎn)研究水務(wù)數據中心建設方案、業(yè)務(wù)應用體系整合聯(lián)通解決方案等，實(shí)現水務(wù)普查數據與日常業(yè)務(wù)數據的融合，以及面向全市水務(wù)系統的信息共享和業(yè)務(wù)協(xié)同，推進(jìn)全局統籌、集約、協(xié)調發(fā)展。