水利信息化标准体系表之基础纵横谈（陆旭）

一、前言

正如许多水利技术专家所言，为了研究解决中国二十一世纪有关水的问题，水利部在《中国水利发展“十五”计划和2010年规划》中已经明确提出并且确定了一个以调整治水思路、转变治水方针的基本原则框架，如果按照这个原则框架去分步实施，通过五年至十年的努力，应该说第一步可以确保达到阶段性地实现由工程水利向资源水利的转变,第二步可以有序地实现由传统水利向现代化水利、可持续发展水利方向的转变这样一个未来中国水利事业的基本奋斗目标。围绕这一战略性、革命性转变的主题，由水利部信息化工作领导小组办公室组织编制的《水利信息化标准体系表》（以下简称体系表）也已经于2002年4月以草案稿的形式提交给有关专题会议代表进行广泛研讨，据悉目前尚未最终定稿。由于笔者自80年代末至今曾多次参加水利（水电）技术标准体系表及本专业产品标准分体系表的一些研讨、编制、修订与审查等工作，因此对这项工作总怀有一种特别的情愫，缘此为了准确而完善地把握水利信息化标准体系表的的基本内涵，笔者认为有必要与一些技术同行就该体系表中有关标准项目的存疑特别是关于水利信息源的一些基础标准化问题进行有益地探讨与商榷。

二、关于体系表的内涵

随着当今世界计算机技术的突飞猛进，如今网络化、信息化已经在我们的工作、生活及学习中无处不在了，人们现在常感叹世界变小了，各方面节奏加快了，这是因为信息与交通一样已经进入了一种高度现代化的结果。现代工业、农业、军事、科技等方面的迅猛发展，使得标准化的概念越来越多的出现在各行各业的各种技术领域当中，并且愈加显示其独到的作用。在水利行业，标准化工作虽然相对于其他行业而言起步较晚，但在行业标准化主管部门的高度重视下，近十五来年已经取得了长足的迈进，特别是近十年取得的标准化成果尤为显著，这应该归功于经过专家组精心编制与严格审查下历版体系表的良好规划。如从上个世纪八十年代后期起，由于抓住了《水利水电技术标准体系表》编制与修订工作这个龙头，使得在此基础上制定的水利水电工程建设标准、产品标准编制的“七.五”、“八.五”乃至 “九.五” 计划得以顺理成章的出台与实施，并且为历年下达国家或行业标准项目编制年度计划的安排打下良好的基础。当然，在基本遵循传统模式的水利技术标准体系之外，现今派生出的体系表是一个具有非常积极、重要和深远指导意义、价值的战略性文件，其应运而生即是相对于传统技术标准体系的一种挑战，也是形成新的技术标准体系框架的基本支撑与技术延伸。作为按照标准化思路推进水利信息化工作进程的重要技术文件，该体系表从水利信息流的产生到最终使用，就术语、信息分类和代码、中文平台、存贮媒体、软件与软件工程、通信和计算机网络、办公自动化、多媒体与图形图象、信息安全、业务数据结构化与交换、地理信息等十一个体系分支范畴进行了比较完整的设计与规划，应该说比较有时代感和一定的新意。

考虑到下一步水利行业信息标准编制需要一个能够提纲楫领性的指导性技术文件，该体系表从水利信息化的信源到信息的最终应用与用户，将现实有效的已颁标准、在编标准及拟编标准等相关信息标准如国家标准、行业标准等，按照一定的技术逻辑与内在联系进行分类汇集排列，使水利行业信息相关标准的分布层次、技术覆盖面与重要标准的缺项情况都能够一目了然的进行统览，既便于上级部门根据任务的轻重缓急在安排标准项目计划和经费时进行参考，也为从事水利信息化工作的工程技术人员及时获知有关信息相关标准编制状况提供了一个良好的基本索引。

由于标准是一种对重复性的事物按照“统一、简化、协调、通用”的原理所作的相关技术性规定，因此其通常情况下是以文字载体的形式为主，但特殊情况下也可能是某种物质。因此笔者认为：第一、水利信息化标准体系表应与2001年水利部新颁发的《水利技术标准体系表》一样，其所列出的标准项目不仅应体现水利行业信息化工作的特点，还应该基本符合前述的标准基本特性要求；第二、体系表所列项目应具有一定的前瞻性，其通常应该是制定行业或专业的有关标准制定、修订五年计划的基本依据，因此体系表中的每一项标准的立项均应是经得起时间推敲并有一个相对长远的考虑。第三、标准项目的确立必须是符合客观生产或建设实际需要，是为了统一和规范重复性活动，提高人员劳动生产率，而不应是为写标准或其他原因而进行标准立项。据此看来，目前该体系表中尚存在着这样一些缺陷需要改进和完善，如：

1． 有关水利技术装备（自动化）信源标准不全：

在体系表3.1术语一节中，给出了12条相关术语标准项目信息，但缺少《岩土工程仪器术语及符号、代号》GB拟编项目信息，其与目前在编的《水文仪器术语及符号、代号》（原SL10修订为GB）标准一样，是常规仪器及自动化系统的基础性标准；而在3.2 信息分类和代码一节中，缺少目前在编的国家标准《水文仪器信号与接口》、《水文仪器记录与显示》两标准，另外还需要增加GB/T《水文仪器分类与代码》及GB/T《岩土工程仪器分类与代码》两项标准信息（在原GB7635-87《全国工农业产品分类与代码》中，关于水利行业水文仪器及大坝观测仪器这两大专业产品分别仅给出了4～6个产品代码信息，且个别产品名称还不知所云，实际上其应涉及到两专业的产品品种达百种以上）。总之，这四项标准均关系到有关仪器及自动化技术装备输入/输出信号的定义、匹配、识别、传送、收集、处理等基础信息技术问题，因此非常重要，作为一个完整的信息标准体系表编制似有必要予以补入。

2． 中文平台标准及办公自动化标准水利行业特征并不明显

在体系表3.3 中文平台一节中，给出了1条有关《开发系统中文界面》的标准项目信息，如果简单从标准名称和一般性意义理解，其“开发系统”的中文平台并无任何行业属性和特指，究竟是水利防汛自动化的开发系统还是情报文献微机检索的开发系统？是通用AUTOCAD设计数据库的开发系统还是远程数据通信的开发系统？规范的目的和意义均不太明确。另外目前市面上各种中文界面开发系统及应用软件非常繁多，从事水利信息化工作的人员仅需要正确使用可能就足够了，是否需要编制该规范尚有待斟酢。而在3.7 办公自动化一节中，给出了《水利文档的分类》等4条相关标准项目信息，笔者认为尽管当前计算机应用的推广已使办公自动化产生了突飞猛进的效果，但事实上水利行业在这一领域也仅处于“应用为主，规范为辅”的水平上，特别是有关“文档的分类、归档和检索、格式、主题词典”等这样一些拟编项目尚立足于规范纸质文本操作，也还不足以在电子版本文件处理方面获得象工程规范或产品标准那样广泛而明显的指导约束作用和社会经济效果。此外，恰如体系表的3.7表下提供的参照标准所示，这些部分内容在有关国家标准中也已有了一些相应规定，在此情况下水利机关的文档是否还需要另搞一套标准就值得推敲了，如果确有行业特点，且应用面大量广，有利于水利建设或提高投入产出以及机关办公工作效率，当然也不妨可以一试。

3． 各类数据表结构标准重复且偏多：

在体系表3.10 业务数据结构化与交换一节的表（2）中，共提出25个数据库表结构方面的拟编或修编标准项目信息。其中如《防洪工程数据库表结构》、《国家水文数据库表结构》、《水质数据库表结构》、《实时工情数据库表结构》等标准修编项目均非常重要，对现实水利建设有实际内容与显著的作用；但有些标准根据立项名称分析，似有界限不清（帽子太大）或重复、交叉、定义不清等存疑。如序号1的《社会经济信息库表结构》一项拟编标准，既无 “某江河流域”的限词也无“某库区移民”的前缀，这样的标准立题似乎就已经超出了水利行业范畴，并且其与序号20的《水利经济数据库表结构》是何衔接关系也有待考证。另外序号5《气象信息数据库表结构》和序号6《热带气旋数据库表结构》两项标准应该均属于气象信息领域，对于水利行业而言是否需要分如此细的数据库表结构、是否可以合并“同类项”？而序号23《水利科技信息数据库表结构》与序号24的《水利文献数据库表结构》也有部分重叠的含义。总之，如此之多的业务口数据库表结构标准肯定对行业管理的各个口均各有需要，但要作为一个标准加以约束，就要看其究竟在整个水利行业的信息化业务活动中能够发挥多大的作用，以及服务或规范的范围有多大，这可能都需要组织专家进行一定的认真分析，笔者认为如果该标准项目完成后仅仅是极少数的专业人员或行政人员来具体使用，则并不一定需要以技术标准的形式出现，因为一般性的数据库表结构一旦设计确定，剩下的可能仅仅是数据的录入与刷新等操作维护作业了。

三、关于水利信息源的基础标准化问题

正如体系表从一维的角度所规划的十一个方面那样，水利信息化是一个总体的泛义性的描述，其除了需要包括人、机器、通信网络这样一些硬件支撑外，还包括了大量由各种计算机软件开发系统和用户应用平台支持下的自动化数据采集、信息流传送、数据建库及检索、交换、浏览等软性功能环境。其中数据的种类十分繁多，既有对自然水体或土体自动测量或监测的物理性数据、也有人工测量并观读后置入性原始数据，还有一些为便于信号传输的中间代码数据，此外还有大量非技术领域的行政或管理用数据；有技术性的数据、当然也有行政性、政务性或服务性数据；而本文关心的重点问题就是关于水利技术装备中水文仪器及岩土工程仪器产品技术领域的信息源数据的一些基础性标准化问题的解决方案。众所周知，每年五月至十月是全国性的防汛期，水利部门上下乃至全国人民普遍关注的现场信息一是有关全国的大江、大河、大型湖泊水库等水体的流速、流量、水位等水量的水情数据；二是由于汛期洪水冲击或积压对水利重点工程项目建设或关系到下游城市安全的有关堤、坝、岩坡及水工建筑物等岩土结构体带来承载、变形、渗流或管涌等工情数据等。由此可见，水利信息化的核心和重点内容应该是如何及时、准确地把这些关系重大的信息源数据通过采集、变换、处理、传递到各级决策部门，进入到国家或部门的专门数据库备用。而至此就引出了这样一个话题，即我们最基础的信息源标准化状况如何？事实上对于水文仪器而言，由于各门类标准基本配套齐全，关于降水、水位、测深、蒸发、闸门开度等传感器接收到的物理感量所转化输出的信号电平、电流、频率等参数以及输入输出接口引脚定义、数据编码及传输格式等一般能基本符合相关标准的规定，但是也存在非标准化的情况，例如：

1）在最经典、最传统的测流仪器领域，转子式流速仪几十年来在全国各地的水文系统测验现场使用得非常普遍，其是水利行业在国家质量技术监督部门挂号不多的几个计量强检产品之一，但事实上许多流速仪、流量计长期未按照标准进行定期计量检定，有些仪器甚至因已使用几十年早已缺残应予报废，却仍通过修修补补在现场测验中对付使用等等，因此造成了对一些数据真实性的怀疑。当然尽管过去水利部水文局作为行业业务主管，曾一直强调全国流域和地方水文部门以及各个流速仪检定水槽单位须严格按照《直线明槽中转子式流速仪检定方法》（SL/T150-1995）的规定，紧抓仪器的年检与十年报废制，以确保每年上报进入国家水文历史资料整编的水文数据的准确性、可靠性，但总体上在这一方面标准化情况不容乐观，信源数据可能存在缺憾。现在看来随着国家对计量器具、安全防护、贸易结算以及环境保护等用途产品加强了计量监督，SL/T150标准在某些技术内容上也需要提前考虑作相应的修订，以进一步明确检定方法并强化考核。

2）在水利水文遥测等自动化系统装备领域，随着国内近10多年来的各种自动化系统建设的广泛铺开，各种型号的RTU等终端设备不断推陈出新，技术上也日趋成熟，但目前从传感器信号采集、到超短波或短波信道数据传输设备，再到大小中心站接收设备，在数据传输链路中有关信号格式、编码、接口定义和接插件规格等方面还存在不少不统一、自配套、难互换等问题，尽管这些技术内容在过去颁发的SL61-94《水文自动测报系统规范》，SL/T102-95《水文自动测报系统设备基本技术条件》以及SL/T180-1996《水文自动测报系统设备 遥测终端机》、SL/T181-1996《水文自动测报系统设备 中继机》、SL/T182-1996《水文自动测报系统设备 前置通信控制机》等标准中均有所规定，因在系统验收考核中缺乏有效的技术监督措施，使得在信源及信道标准化方面始终不尽人意 ，显然这方面尚待不断配套与完善。

3）水利行业产品领域中的岩土工程仪器包括有三大产品专业，既土工试验仪器、大坝观测仪器和岩石测试仪器。其中大坝仪器的许多埋设式传感器对水利工程中许多大中型工程建设、加固抢险工程均十分重要，其是各种水利水电大坝或堤防、危岸、高边坡、险岩、隧洞等安全自动监测系统所收集、汇总、上报并在各级监控中心形成的有关工情数据库的基本信息来源，就是这些产生信源信息的传感器，目前现场中作为信源仪器安装使用的情况十分混乱，国内外各种商标、原理、型号、规格的产品几乎都能在各地水利水电工程现场发现，如卡尔森式、钢弦式、电阻式、电感式、电容式、步进式以及光学式仪器等林林总总、形形色色，根据2001年国家水文及岩土工程仪器生产许可证审查部的一次行业广泛调查，许多产品装备（包括一些花费外汇购进的国外公司仪器）长驱直入直接到达工程施工现场就进行了使用安装，由于没有标准控制或缺少市场准入机制及科学严格的检验测试环节，这些产品的长期稳定性低下，有些系统的群设测点（信号）甚至是三个月或半年就“瞎”掉30％，故障高的系统一年就达到50％、几年就需要大片更新甚至全部更换；由于这些传感器多为埋入式仪器，安装前需要开槽留洞，故如果多次返工将给工程留下隐患，且费时费工浪费投资。总之，大多数系统运行的总体质量和效果不佳。到目前为止，更为严重的是水利水电工程大坝安全监测中最广泛使用的各种钢（振）弦式仪传感器，其产品材料、规格及接杆尺寸、输出的频率信号、测量误差计算、接收仪表接口等参次不齐、极不统一，如此下去将严重影响我们的工情数据库的质量水平提高，况且目前浙江、江苏、陕西、辽宁及云南等地尚有数十家作坊式企业还在继续进行非标或无标无证生产,作为水利信息化中的有关工情数据的信源，其基础标准化的问题尤其重要，特别需要从产品标准和技术监督措施等方面尽快加以解决。

四、结束语

前面，笔者就信息标准体系表的一些基础性问题方面，谈了几点个人并不成熟的看法，目的是想通过专家或同行的探讨与商榷，进一步明晰对水利信息标准化的许多基础性工作的认识。尽管过去我国水利信息化工作从“七五”到“九五”，已经取得了在全国水利系统范围内初步实现了从基本水情、雨情\以及部分工情（如大坝安全监测、闸门监控、泵站自动化等）信息的采集、传输、接收、处理、监视到预警预报，最终兴建“国家水文数据库”的阶段性成果，但是水利信息化真要想做大做强，取得更大的发展空间，必将涉及到许多标准化的基础问题，因此今天我们在广泛应用现代信息技术，去有效开发和广泛利用信息资源，努力建设起一个符合先进性、科学性和实用性要求的信息网络基础平台，还需要做大量的标准化基础性工作。

作者单位：水利部水文仪器及岩土工程仪器质量监督检验测试中心