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一、"数字黄河"工程理念提出与建设目标
1、"数字黄河"工程理念的提出
50多年来的治黄实践表明，解决黄河的重大问题，必须采取综合措施，不仅要重视工程措施，还要重视非工程措施，特别要强调运用高新技术。1998年以来，在治黄各项工程措施全面建设的同时，非工程措施也有所改善，但这些非工程措施还远远不适应治黄建设和管理的需求。
为充分利用信息技术提高黄河治理开发和管理水平，积极贯彻国家科教兴国和信息化发展战略，落实"从传统水利向现代水利转变"这一新世纪治水思路，黄委提出了建?quot;原型黄河"、"数字黄河"和"模型黄河"（简称"三条黄河"）的治黄新思路，以全面推进黄河治理开发与管理现代化，实现"堤防不决口、河道不断流、污染不超标、河床不抬高"，实现黄河的长治久安。
"原型黄河"，是我们治理开发与管理的现实中的黄河，她是我们治理开发和管理的对象，治理的目标是实现"堤防不决口、河道不断流、污染不超标、河床不抬高"，实现黄河的长治久安。
"模型黄河"，是在实验室内按比例塑造的原型黄河。"模型黄河"通过对"原型黄河"所反映的自然现象进行反演、模拟和试验，从而揭示"原型黄河"的内在规律。
"数字黄河"，是"原型黄河"的虚拟对照体。通俗地讲，就是把黄河装进我们的计算机。主要是借助信息技术等现代化手段采集基础数据，对全流域及相关地区的自然、经济、社会等要素构建一体化的数字集成平台和虚拟环境，以功能强大的系统软件和数学模型对黄河治理开发与管理的各种方案进行模拟、分析和研究，并在可视化的条件下提供决策支持，增强决策的科学性和预见性。
"原型黄河"、"数字黄河"、"模型黄河"的建设相互关联、互为作用。通过对"原型黄河"的研究，提出黄河治理开发的各种需求，利用"数字黄河"对黄河治理开发进行模拟，并提出可能的方案，利用"模型黄河"对方案进行检验，在"原型黄河"上进行实施，经过"原型黄河"实践，逐步调整、稳定，取得合理、先进的治理开发方案。
"数字黄河"工程理念的提出，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，解决了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理想境界的诸多问题。
2、"数字黄河"工程建设目标
"数字黄河"工程建设，是根据治黄工作的实际需求，应用it、3s等现代数据采集、传输、存储和服务技术，构建黄委统一的基础平台，实现信息整合和资源共享；以科学计算和数学模拟技术为核心，建设防洪减灾、水资源管理与调度、水土保持、水资源保护、工程建设管理和电子政务等六大应用系统，提高治黄业务的反应能力和决策的科学性；以人工智能技术和会商环境为支持，构建综合会商和宏观决策平台，实现黄河流域自然资源与经济、社会的协调发展。
近期目标就是，在国家空间基础设施的基础上建设"数字黄河"空间基础设施，形成覆盖全河的信息高速公路；数据采集从现有的工作方式平稳过渡到基于宽带网络为主的工作方式；调整测验站网布局与结构，进一步完善黄河测验体系，满足信息采集需要。构建应用服务平台，重点建设应用系统，实现信息基础设施和应用系统的资源整合。基本建成具有数字化虚拟会商环境的黄河防汛指挥中心、水文预报中心和水量调度中心，通过各种水利专业模型，初步形成一个面向具体应用的虚拟仿真系统，对有关水利信息进行综合处理，为决策者提供可视化的决策会商环境，增强决策的快速反应能力，提高决策的科学性和准确性。
远期到2010年，建立完善的"数字黄河"工程基础设施和应用服务平台，进一步升级、完善应用系统，使各类重大治黄决策方案能够在数字集成平台和虚拟仿真环境下模拟、分析和研究，"数字黄河"工程在治黄事业中发挥更大的作用。
3、"数字黄?quot;工程建设的主要内容
"数字黄河"工程是一个复杂、庞大的信息系统工程，它的总体框架结构包括三个平台和两个外部条件，即基础设施平台、应用服务平台和应用系统，以及技术支持和组织保障（见下图）。
"数字黄河"工程的三层结构体系，使信息化建设条块之间有效结合成为一个有机整体，解决了条块分割问题。在理清业务应用现实的基础上，将水利信息化建设开发与管理结合起来，实现各应用系统共用基础设施，最优化配置资源，共建共享。
"数字黄河"工程主要建设内容：
应用系统建设重点建设基于应用服务平台的防汛减灾、水量调度、水质监控、水土流失治理与监测、工程建设与管理和电子政务等应用系统，为各级治黄应用部门提供全面、快捷、准确的决策支持服务。
应用服务平台建设主要是建立资源管理机制，搭建应用系统开发集成平台，构建面向各治黄业务应用的数据仓库、知识库、模型库、数据存取接口和应用服务中间件，编制"数字黄河"工程技术标准体系。
基础设施建设主要是在现有软、硬件资源整合的基础上，建设数据采集系统，建设遥感中心和黄河流域基础地理信息系统，建设通信及计算机网络系统、数据中心及基础数据库，以及信息安全保障体系等。
近期建设的重点：
（1）以小花间暴雨洪水预警预报系统建设为重点，基本建成防汛减灾系统，使花园口洪水预见期从8小时提高到30小时以上；实现防汛主要环节互联和耦合，建成基于gis的黄河下游二维洪水演进和黄河滩区灾情评估系统。
（2）建成黄河水量调度管理系统，实现对重要节点的监视与小流量预警，实现水量调度中心对黄河下游主要引黄涵闸远程控制。
（3）建成37个重点入黄排污口远程监测站、11个省界水质自动监测站、8个移动实验室，实现监测数据自动采集。
（4）基本建成黄河流域水土保持生态环境监测骨干站网体系，并建成重点区域（多沙粗沙区）、重点支流和典型小流域的水土保持数据库，开发水土保持生态监测系统。
（5）建立黄河下游重点水闸安全监测体系，实现重点水闸实时安全监测和安全评估；建成黄河防洪工程数据库；完成对试点工程建设。
（6）建成完善黄委及委属单位机关的办公自动化系统，实现网上公文流转和政务信息网上发布及共享；完善黄河网；初步实现政务公开和实现辅助决策支持。
（7）实现通信和计算机网络的整合；组建覆盖黄委县级以上单位的宽带计算机网络，骨干网带宽不低于155mbps；完成重要监测站的无线接入。
（8）建成黄河数据中心和7个专业数据分中心，建立网络数据存储管理体系，形成在数据分级分散存储的模式下统一的数据共享访问机制。
（9）建设应用服务平台，在异构的、分布式系统构架下，实现资源的高度共享、功能复用和分布式对象间的互操作，为应用系统提供支持，为新老系统的整合提供桥梁。
二、"数字黄河"工程建设的策略与方针
"数字黄河"工程规模庞大、结构复杂、技术难度大、功能众多、涉及面广、建设周期长，为确保达到预期的目标，在建设过程中，采取了一系列行之有效的策略和方针。
1、坚持"统一领导、统一规划、统一组织、统一管理"
2001年9月27日，"数字黄河"工程建设领导小组召开第二次会议，确定了"数字黄河"工程建设的"统一领导、统一规划、统一组织、统一管理"原颉?quot;四统一"原则是"数字黄河"工程落到实处，确保科学有序地进行工程建设重要保障。
加强组织领导是"数字黄河"工程建设的根本要求。黄委在这方面采取措施包括：（1）成立了以委主任为组长，主管信息化建设与分管计划的副主任为副组长的"数字黄河"工程建设领导小组。其成员由黄委的业务局及计划、财务、办公室和信息中心的一把手组成。负责黄委信息化建设的统一领导和决策。（2）结合黄委机构改革，专门成立了具有行政职能的"数字黄河"工程建设办公室。负责"数字黄河"工程建设项目的跟踪、协调、服务和管理。（3）制定了"数字黄河"工程建设管理办法，规定了"数字黄河"工程建设、运行管理模式。（4）为避免重复建设，"数字黄河"工程项目的立项和前期工作审查，必须首先经"数字黄河"工程管理部门，依据规划要求，严格技术把关，进行技术论证。
在组织实施上，要求各项基础设施、各应用系统的建设必须纳入规划的总体框架之下，建设次序必须符合"数字黄河"工程的总体要求，"数字黄河"工程的所有成果必须完全共享，避免重复开发和资源浪费。
2、以我为主、博采众长
"数字黄河"工程理念提出以后，从规划编制开始即确定了要遵循"以我为主、博采众长"原则，始终保持积极开放的态度。
"以我为主"是指"数字黄河"工程规划和建设的指导思想、目标任务、总体框架、业务需求以黄委为主提出。"博采众长"就是广泛吸取国内外有关院校、科研单位、公司机构最先进的技术和专长。
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布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。这五家委托规划成果的有点都被吸收到黄委"数字黄河"工程规划中，使黄委规划成果更具先进性、前瞻性。
在"数字黄河"工程各项建设工作中，也采取了开放策略，黄河水量调度管理系统开发、黄河下游工情险情会商系统整合、黄河流域水土保持生态环境监测系统建设等都引进国内外最强的技术力量。
在今后的"数字黄河"工程建设中，黄委将继续寻求社会各方的合作和支持，为获取新的思路、新的理念和新的启发。
3、需求牵引、应用至上
2002年2月22日，"数字黄河"工程建设领导小组召开第五次会议，强调"数字黄河"工程建设的成败维系于业务需求与应用，工程建设务必要遵循"需求牵引、应用至上"原则。
"数字黄河"工程规划中把业务需求的作为核心之一，高度重视。黄委的各业务部门分别提出了数字防汛、数字水调、数字水保、水质监控、工程管理等需求分析报告。"数字黄河"工程项目设计要安排独立章节，进行业务需求分析，针对需求搞开发、搞建设。对"数字黄河"工程的需求，还根据技术的发展，不断滚动修正。
"应用至上"主要体现?quot;以应用促开发、以应用促建设"，这是保证信息化资源发挥最大效益的根本措施。黄委制定了一系列信息源的开发、利用和应用系统使用管理办法。同时，进行全员计算机应用培训，要求领导在日常工作中带头使用应用系统。另外采取强制政策，将干部考核、职工上岗与计算机和应用系统的使用结合在一起，强力推进应用系统的使用。
4、整合资源，共建共享
在黄河治理开发与管理过程中，积累了丰富的基础资料和数据库，曾开发出许多满足不同业务应用的软件系统。由于计算机网络不完善和管理体制等方面原因，这些宝贵的资源往往是分散存放于不同的部门和单位，存在标准不统一，兼容性差，重复开发现象严重等问题，难以共享，不能充分发挥其应有作用。
"数字黄河"工程需要黄委各部门共同建设，其所有资源也应为各部门所共享。为了实现信息资源共享这一目标，黄委主要从管理制度的制定、基础设施的建设两方面着手。
目前，黄委已发布《信息资源共享管理办法》，正在制定《数字地图共享管理实施细则》、《遥感数据共享管理实施细则》等具体实施细则。这些管理制度的实施，将加大黄委信息资源的透明度，盘活了资源，将打破信息垄断，提高信息资源的利用率。如黄河下游1：1万基础地理信息系统已在全委共享，水情等有关数据也已共享。
利用中间件等信息技术，通过建设公用基础设施（数据中心、分中心、应用服务平台）等数据存储与管理系统及数据共享技术服务平台，实现黄委信息资源高效开发、利用与共享，形成长期、稳定的资源共享运行机制，为黄委各应用部门和社会提供信息服务。目前，"数字黄河"工程《数据存储与管理系统总体设计》、《应用服务平台总体设计》已经完成，数据中心一期工程、综合信息服务系统建设将于今年年底前完成。这为信息资源的共享提供了物质基础。
5、开发数学模型，提升建设层次
数学模拟系统在"数字黄河"工程中处于核心地位，它以各种水利专业模型为内核，对各种水利信息进行综合计算处理，以便在虚拟仿真系统中可以实现黄河流域虚拟再现。
目前，开发完成了黄河水量冬季调度模型和春季调度模型，完成了黄河中游四水库联合调度模型，依托亚行项目正在开发黄河下游二维洪水演进模型等。
黄委还成立了以副总工为首席科学家的数学模型攻关组，力求近一两年内在数学模型开发方面取得突破，开发出世界领先水平的黄河数学模型。另外，为引导黄委的数学模型研发工作，还制定了《数学模型研发导则》，规范数学模型的开发。
6、急用先建，分步实施
考虑治黄业务的轻重缓急和资金技术条件，按照"数字黄河"工程建设领导小组的决策，统一部署，制定总体规划，在整体布局的指导下，推进"数字黄河"工程建设，必须分阶段、分层次进行建设。2002年2月9日，"数字黄河"工程建设领导小组召开第四次会议，明确"数字黄河"工程建设的两个一期工程――小花间暴雨洪水预警预报系统、黄河水量调度系统。
按照急用先建原则，2002年汛前完成了花园口水文站数字化建设，2002年11月完成了黄河水量调度管理系统应急工程，今年汛前完成了黄河下游工情险情会商系统整合。
在基础设施方面，正抓紧建设黄河下游县局以下通信宽带无线接入系统，正在开发基础地理信息系统。数据中心一期和应用服务平台试点建设也是因急用而即将开始建设。
7、先进实用，开放扩展
"数字黄河"工程要服务于"原型黄河"建设，必须采用成熟的先进技术，保证具有较好的先进性、实用性和较长的生命周期。"数字黄河"工程建设中还充分考虑到现代信息技术的飞速发展，使系统具有较强的开放性和扩展性，无论系统软件开发还是硬件建设，都对可扩展性提出很高要求，可扩展性也是前期技术论证的一个重要方面，以便为技术更新、功能升级留有余地。
8、统一标准，保障安全
"数字黄河"工程标准体系建设一直处于重要地位，2002年10月制定了统一的"数字黄?quot;工程标准体系，计划2003来内完成"数字黄河"工程信息编码类、数据库字典和表结构类、管理类标准及规定的编制，同时大力推进已编标准的贯彻落实。
在"数字黄河"工程安全体系建设方面，积极处理好发展与安全关系，在网络体系总体设计、数据中心总体设计和应用服务平台总体设计中均将安全设计方在突出位置，综合平衡成本和效益，逐步建立完善的网络与信息安全保障体系，确保系统运行有高度的可靠性和安全性。2003年8月，为确保网络安全运行，制定《黄委网络运行管理暂行规定》
三、"数字黄河"工程建设进展与成效
1、前期规划设计及标准编制
2001年7月，黄委正式启动"数字黄河"工程，成立了李国英主任为组长的"数字黄河"工程建设领导小组，设立了"数字黄河"工程建设管理办公室。
对国内外有关数字城市、数字流域的情况进行了网上调研和实地考察、学习。
在黄委系统各单位和部门需求分析的基础上，编写完成了"数字黄河"工程需求分析报告。
2001年10月，黄委在郑州召开"数字黄河"工程研讨会，邀请中国科学院、工程院院士等国内知名专家进行学术讲座与交流。
2001年12月，黄委通过黄河网向社会公开征询"数字黄河"工程规划框架，引起广泛关注，共收到了包括清华大学、河海大学、解放军信息大学、武汉大学以及微软、惠普、澳大利亚大地公司等20多家机构的规划框架建议书，黄委组织了包括多名院士参加的框架报告评审会。
2002年4月，黄委在框架报告评审会的基础上，委托清华大学、河海大学、武汉大学、解放军信息大学、北京立新圆公司开展"数字黄河"工程规划工作。9月初对各大学规划成果进行了验收。
按照"依我为主，博采众长"的原则，2002年12月底，黄委完成了"数字黄河"工程总体规划的编制工作，规划成果包括《"数字黄河"工程规划》以及《数字防汛》、《数字水资源管理与调度》、《数字水资源保护》、《数字水土保持》、《数字工程建设与管理》、《电子政务》、《公共基础信息采集》、《通信》、《计算机网络》、《数据中心》以及《信息资源调查与整合》等11个专题规划报告，并于2003年1月通过水规总院组织的审查。2003年4月水利部以水规计166号文进行了批复。
2003年8月完成了基础地理信息系统、数据存储与管理、应用服务平台、计算机网络与安全、遥感中心建设等5个总体设计工作。
在遵循和使用国家标准或部颁标准、行业标准的基础上，2002年12月正式发布了《"数字黄河"工程标准体系表》，结合实际应用需求，目前编制完成了《引黄涵闸远程监控系统技术规程》、《黄委信息网络节点名称及ip地址分配规定》、《"数字黄河"工程电子地图图式标准》等12个标准，并颁布试行。《水土保持工程信息编码》、《实时工情险情采集技术标准》、《"数字黄河"空间信息分层及单元划分标准》等标准正在编制中。
2、基础设施平台建设
"数字黄河"工程的建设将充分利用现有的工作成果，并在此基础上创新和发展，"数字黄河"工程业已取得大量的阶段性成果。
信息采集利用全数字摄影测量、3s和遥测等现代科学技术，已在水文、防汛、水资源保护、工程管理、水土保持、地理信息等方面取得了大量的基础信息。收集和制作了黄河流域各地区航天、航空、地面等多种遥感影像资料，以及多尺度、多要素数字地形图与专题图。建设了实时水雨情数据库、黄委国家水文数据库、黄河下游工情险情数据库、黄河水土流失数据库等。
信息传输黄河下游已建成以无线通信为主，包含微波通信、电话交换、集群通信、短波通信、卫星通信、无线接入等先进通信手段组成的综合业务通信网。黄河上中游地区利用公网也实现了水雨情信息的传输。
2002年黄河下游沿河防汛sdh微波干线改造通信工程郑州-封丘段已建成开通，目前正在建设封丘－济南段；黄河下游县局以下宽带无线接入试验区工程7个中心站和13个外围站已初步建成并投入试运行。
建成了黄委驻郑地区千兆光纤计算机环网系统，初步形成了以黄委防汛大楼为网络中心的广域计算机网络。黄河防洪减灾网络系统基本覆盖了中下游重点防洪地区。
3、应用系统建设
在防汛、水量调度、水资源保护和水土保持各领域分别建立和开发完成了一系列数学模型和软件系统，"数字黄河"工程第一期项目"黄河小花间暴雨洪水预警预报系统"和"黄河水量调度管理系统"建设已取得较大进展。
"黄河小花间暴雨洪水预警预报系统"总体设计完成，并通过水规总院审批，系统建设已经与1月22日正式启动，完成小花间暴雨洪水预警预报系统预警预报中心，水文测验设施建设、信息采集传输系统建设相继开工，"黄河水文气象信息综合业务处理系统"与"中国洪水预报系统"等相关软件系统的合作开发及引进工作已经启动，并完成黄河三花区间洪水预报方案，全国第一座"数字化"水文站--花园口水文站新站已正式投入使用。
"黄河水量调度管理系统"正在按计划实施，水调总控中心和决策支持系统已于2002年11月4日正式启用。在去年完成17座引黄涵闸远程监控的基础上，今年又新建43座引黄涵闸远程监控系统，目前已完成设计和招标。为精细调度黄河水资源，开发完成了冬季、春季枯水调度模型，并投入使用，夏季和秋季枯水调度模型正在开发中。
结合国家防汛指挥系统开展数字防汛总体设计，开始预报～调度耦合系统开发。以黄河河南河务局所属邙金县局、原阳县局以及黄河山东河务局所属天桥区局和历城区局作为试点单位的黄河下游工情险情信息采集体系试点建设业已完成，工情险情会商系统整合初见成效，并于今年汛期已投入运用。
黄河第一座全数字水质自动监测站已开始向全国实时无偿发布黄河花园口断面的水质参数，第二座全数字水质自动监测站也已在潼关建成。
亚洲银行贷款项目的工程维护与管理系统、黄河下游1：1万电子地图正在紧张开发中。黄河下游三维视景系统建设取得重大突破，东坝头～高村河段已经完成。
水土保持生态环境监测系统总体设计、电子政务的总体设计等工作也已完成，并先期开展部分建设。
此外，黄委信息资源共享取得重大突破，"黄河下游河道1：1万电子地图"在委内完全共享，1：100万和1：25万流域电子地图也将于近期实现共享；遥感影像资源即将实现统一购买和管理。
四、"数字黄河"工程建设存在问题与影响因素
1、信息化建设管理仍是薄弱环节
水利信息化建设是一项复杂的系统工程，如何搞好管理，仍然面临许多难点，从"数字黄河"工程建设实践看，主要有以下几个方面，一是部分单位对"统一领导，统一规划，统一组织，统一管理"的认识不到位，长期条块分割、局部利益的思想难以转变；二是信息化对建设管理工作提出了更高的要求，水利工程建设管理一些做法和经验已不能适应，我委近期出台了《"数字黄河"工程验收规程》，编写了《"数字黄河"工程招标文件编制规定》、《"数字黄河"工程监理规范》等，但软件招标、开发监理等仍很薄弱；三是信息化工程的运行管理方面，存在部分已建成系统的运行维护重视不够。
2、高技术、复合型的高级管理人才缺乏
为适应"数字黄河"工程建设的需要，我委组织了信息化理论知识的全面培训，组织了标准编制培训，开展了基础地理信息系统知识讲座等，但这些均限于一般的培训，只是培养一批应用人员，真正高技术、复合型的高级管理人才仍很缺乏，作为水利部门，限于管理体制，引进这类人才还有一定难度。而且，随着水利信息化建设的深入，高级管理人才的缺乏，将成为信息化建设的一个重要制约因素。
3、基础设施建设相对滞后
"数字黄河"工程建设的基础设施包括共用的信息采集系统、通信与计算机网络系统、数据中心等建设，目前处于滞后状态，主要原因一是长期条块分割造成共用部分建设被忽视。二是共用部分建设没能单独立项，没有建设资金。"数字黄河"工程的基础设施主要依托各应用系统的建设来搭建，而信息化建设又要求基础设施能适度超前，这就制约了整个工程度建设。正是基于这一点，黄委下决心要在今年底前完成数据中心一期工程，解决计算机网络瓶颈问题。
4、资源共享机制未完全建立
在信息化建设中，各方面都认识到资源共享的重要性，"数字黄河"工程建设中，资源共享也有所突破，但仍有部分资源没能共享、良性的共享机制仍未建立，如水文、勘测等技术基础服务部门，在其掌握的资源被共享后，如何补偿、补偿标准如何确定，目前还没有一个很好的办法。如长期不能解决，将影响资源共享的深入开展。
5、建设资金缺口大
在"黄河近期重点治理开发规划"中，"数字黄河"工程作为黄河治理开发的非工程措施，黄委将加大了投资的力度，以保证"数字黄河"工程建设工作的持续开展。结合亚行项目、水土保持监测系统建设、黄河水量调度系统、国家防汛指挥系统和电子政务等项目，开展"数字黄河"工程建设。此外，还树立"以工程带非工程"的理念，明确在防洪工程建设中要有一定经费比例用于非工程措施建设。
但由于"数字黄河"工程没有单独的建设资金，建设资金缺口很大，有些基层单位在前期建设中垫支了大量资金，已影响到生存和发展，因此，在信息化建设中，必须要加大投入，特别是信息化的基础设施，需要大量的投入，否则信息化建设将很难快速推进。"数字黄河"工程建设必将极大的推动黄河的治理开发工作。将有力地促进科技引进、吸收、推广、创新和关键技术的突破，全面提升治黄决策的科技水平，实现治黄管理现代化。并将全面提高对治黄基本规律的认识，促进治黄重大问题的最终解决。同时，将推动治黄高层次人才、拔尖人才的培养和治黄队伍素质的全面提高。
我们希望通过这次研讨会，同兄弟单位交流经验，增进了解，在水利部的统一部署下，团结协作，共同推进水利现代化的进程。 | 
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