北京市智慧水务顶层设计案例
随着全球物联网、新一代移动宽带网络、云计算等信息技术的迅速发展和深入应用，信息化发展正酝酿着重大变革和新的突破，更高阶段的智慧化发展已成为必然趋势。2008 年，IBM提出重大社会发展理念：“智慧地球”，认为世界的基础结构正在向智慧的方向发展，可感应、度量的信息源无处不在，互联网平台让这一切互连互通，让一切变得更加智能化；随后，又提出“智慧城市”的崭新
理念，欧美发达国家掀起了建设智慧城市的热潮。2011 年起，智慧城市的理念在国内得到广泛认同，2012 年，北京市发布《智慧北京行动纲要》，正式开启从“数字北京”向“智慧北京”跃升的新篇章。借助“智慧北京”、“推进水利信息化建设”等外部大环境，积极跟踪物联网、云计算等高新技术的发展，围绕水务中心工作谋划北京水务信息化的新发展，提出了建设“智慧水务”的构想，旨在通过信息化建设促进和带动水务现代化，提升水务行业社会管理和公共服务能力，保障水务可持续发展。
1北京水务信息化发展现状
从“十五”到“十二五”初期，北京水务信息化发展经历了起步萌芽（2002 年前）、基本建设（2002—2005 年）、业务应用（2006—2010 年）3 个重要阶段，北京水务信息化工作按照“统一规则、分步实施；平台公用、资源共享；应用先导、务求实效”的原则，全面开展了1 个基础设施平台、1 个综合数据库、6 大业务应用、3 个保障环境的建设。初步形成了“数字水务”的基本成果，实现了支撑北京水务可持续发展的应用绩效，水务信息化建设进入“整合共享、深化应用”的发展阶段。初步建成雨情、水情、水环境、工情、供水、排水、节水等11 类信息采集系
统；形成上连北京市政府、水利部、海河水利委员会，横连北京市交管局、气象局，下连14 个区县水务局、28 个局属单位的骨干通信网。建成局中心综合数据库，涵盖8 大类45 小类业务数据；建成信息共享交换平台，向局内25 个单位及市应急管理办公室，以及交通、市政市容管理委员会等部门共享数据。在水资源、城市应急防汛、供排水、郊区水务及水务工程管理等核心业务领域建设了一批重大应用系统。初步完成信息化标准、运行管理维护及信息安全3 大保障环境的建设。
尽管水务信息化取得了丰硕成果，但是距离“智慧北京”、“水务改革发展”的要求还有很大距离。水务信息化工作仍存在以下一些制约发展的瓶颈问题，必须充分认识、积极应对、妥善解决：
1）监测不够全面。目前北京市水务监测能力在国内处于领先水平，但还存在信息采集站点内容不够均衡，布设密度和深度不能完全支撑水务精细化管理的要求，设备的完好性、可用性和可靠性有待进一步增强和优化。
2）决策支持不够科学。随着水务信息化应用的逐步开展，应用系统建设主要集中在水文水资源、防汛抗旱、工程自动化方面，在水环境、水生态及决策支持等方面的应用还较少；系统功能大都以信息服务为主，主要满足日常管理需要，辅助决策类、统计分析类系统不足，不能有效满足水务决策、应急管理的需求。
3）服务不够主动。目前水务信息化的服务对象涉及政府部门、水供应商、社会公众等，基本能够满足各类用户的需求，但尚处于被动服务的阶段，在主动性、便捷性、人性化等方面存在改进空间。
4）业务不够协同。水务信息化现有的各业务应用系统仅限于各部门内部使用，相互之间只实现了数据共享，尚未实现应用层面的联通、共享，也未实现跨部门、层级的业务协同。
2北京市智慧水务建设目标
智慧水务的本质是一种具有综合性、整体性的行业信息化发展过程，也可以指符合智慧化特点的一个具体的城市或区域的水务系统。智慧水务是指把新兴的信息技术充分运用于城市水务综合管理，把传感器嵌入和装备到自然水和社会水循环系统中，并通过普遍连接形成“感知物联网”；然后通过超级计算机和云计算将“水务物联网”整合起来，以多源耦合的二元水循环模拟、水资源调控、水务虚拟现实平台等为支撑，完成数字城市水务设施与物理城市水务设施的无缝集成。依托机制创新，整合共享气象水文、水务环境、市容绿化、建设交通等涉水领域的信息，构建基于数据中心的应用系统，为电子政务、水务业务管理、涉水事务跨行业协调管理、社会公众服务等各个领域及需求提供智能化的支持，从而能以更加精细、动态、灵活、高效的方式对城市水务进行规划，设计和管理，达到“智慧水务”的状态。
北京市智慧水务建设的总体目标如下：充分利用“十五”、“十一五”期间的建设成果，按照“深度融合、全面共享”的指导思想，以物联网、云计算等高新技术为主导，以“自然-人工”二元水循环理论为指导，以计算机通信网络和各采集控制终端为基础，基本建成集高新技术应用为一体的智能化水务管理体系，基本实现信息数字化、控制自动化、决策智能化，使得感知内容全覆盖，采集信息全掌握，传输时间全天候，应用贯穿全过程。
北京市智慧水务建设按照“五年基本建成，八年基本完善”的总体部署，拟分2 个阶段开展实施，第1 阶段为2013—2017 年，基本完成北京市智慧水务建设，初步形成与智慧北京相适
应的水务管理能力；第2 阶段为2018—2020 年，全面完善北京市智慧水务建设，为智慧北京的实现提供有力支撑。
3北京市智慧水务总体架构
3.1 智慧水务业务架构
根据北京市水务局三定职能和水务业务的实际需要，将水务业务从宏观上划分为决策指挥和公共服务2 大类，具体组成和架构如图1 所示。水务决策指挥层的3 大业务需要水务信息监测与服务类和水务工程建设与管理这2 项基础业务进行支撑。
3.2 智慧水务总体架构
在水务业务梳理和分析的基础上，按照智慧水务顶层设计的思路，借鉴目前国际国内同类项目建设经验，初步搭建了北京市智慧水务总体架构，主要包括智慧水务监测体系、控制体系、传输网络、水务数据中心、应用、服务对象、安全保障及推进机制等8 大部分，具体框架如图2 所示。
3.3 智慧水务功能架构
智慧水务通过“智能感知、智能仿真、智能诊断、智能预警、智能调度、智能处置、智能控制、智能服务”功能体系，实现水安全智能保障，提高水资源调控能力，以支撑日常和应急状态下的防洪、水资源、水环境和水生态等管理业务工作，具体功能架构如图3 所示。
4北京市智慧水务建设任务
