疫情視角的智慧水務數據治理(lǐ)實踐與思考

随着我國(guó)城(chéng)市化的進程，城(chéng)市規模日(rì)益擴大(dà)，城(chéng)鎮化率越來(lái)越高，通過智慧城(chéng)市的建設來(lái)應對突發事(shì)件(jiàn)，提升城(chéng)市的綜合治理(lǐ)水平的重要作(zuò)用日(rì)益凸顯。新冠疫情給智慧水務建設帶來(lái)新的契機(jī)，新冠疫情的爆發給智慧城(chéng)市的建設帶來(lái)了挑戰和反思。

以數字化、網絡化、智能化爲特征的信息化浪潮方興未艾，正深刻改變着世界的經濟格局、文化格局、政治格局、安全格局和競争格局;超級計(jì)算系統正從(cóng)後P級時代向E級邁進，并成爲世界各國(guó)競相(xiàng)發展的下一個目标;5G移動信息網絡加速構建，6G研發加速布局;智能制造正逐步成爲新工(gōng)業革命的核心領域，“數字孿生(shēng)”正逐步引入設計(jì)、生(shēng)産和運維新技術(shù)。城(chéng)市信息化發展正醞釀着重大(dà)變革和新的突破，由對象、過程數字化爲主要特征的數字化城(chéng)市向智慧化發展已成爲必然趨勢。在我國(guó)智慧城(chéng)市已經上升到國(guó)家的經濟、科(kē)技戰略層面，水務管理(lǐ)是城(chéng)市管理(lǐ)的重要組成部分(fēn)，智慧水務是智慧城(chéng)市建設的必然延伸，依托“智慧水務”建設，提高水務企業科(kē)技創新能力成爲大(dà)勢所趨。

智慧水務是水務信息化的高級階段。其本質是一種具有綜合性、整體(tǐ)性的水務企業數字化發展過程，其核心理(lǐ)念是利用雲計(jì)算、大(dà)數據、物聯網和移動互聯網等新一代信息技術(shù)爲支撐，通過智能設備立體(tǐ)感知企業生(shēng)産、環境、狀态等信息的全方位變化，對海量感知數據進行傳輸、存儲和處理(lǐ)，并基于統一融合和互聯互通的信息平台，實現大(dà)數據時代下對數據的智能分(fēn)析，以更加精細、動态、靈活、高效的方式規劃、設計(jì)和管理(lǐ)水務企業生(shēng)産、經營、服務和管理(lǐ)的各個環節，實現控制自(zì)動化、管理(lǐ)協同化、決策科(kē)學化以及服務主動化，最終達到“智慧”的狀态。

智慧水務涉及的數據資源分(fēn)析

信息系統本質上是對各部門(mén)的數據資源進行處理(lǐ)、再加工(gōng)的程序，讓數據從(cóng)一個環節流向另一個環節，随着數據的流動也産生(shēng)了價值。也就(jiù)是是對企業日(rì)常生(shēng)産、業務、管理(lǐ)所涉及的數據資源進行規劃、利用及再加工(gōng)處理(lǐ)的過程。因而，智慧水務規劃從(cóng)某種意義上來(lái)說(shuō)即是對水務企業數據資源的一種規劃。智慧水務通俗的講就(jiù)是水務數字化，做好智慧水務工(gōng)作(zuò)就(jiù)是要讓企業的數據像水一樣成爲一種公共數據資源!

随着信息技術(shù)的發展，水務數據資源體(tǐ)系建設的逐步展開，水務企業數據資源建設從(cóng)最初的零散、獨立模式發展到現今标準化的集中與分(fēn)散相(xiàng)結合的模式，水務信息化建設進入“整合共享、深化應用”的發展階段。爲此，有必要明确企業水務數據資源建設的關鍵點，選擇合适的技術(shù)方案，構建整合、高效的水務數據資源體(tǐ)系。

智慧水務數據資源設計(jì)存在的問(wèn)題

根據筆者在做智慧水務設計(jì)的實踐中，發現水務企業數據資源設計(jì)過程中存在一些共性問(wèn)題，總結如(rú)下：

（1）缺乏主數據的頂層設計(jì)。盡管經過多年(nián)建設，集團型水務企業信息化有了一定的成績和基礎，但(dàn)不重視主數據的總體(tǐ)規劃，缺乏頂層設計(jì)，無法在單位決策層、管理(lǐ)層和業務層等各層級統一思路(lù)。企業各系統建設主要從(cóng)部門(mén)自(zì)身(shēn)需求角度出發，沒有在集團層面進行統一規劃協調，導緻應用系統數量雖多，但(dàn)相(xiàng)對分(fēn)散和獨立，各自(zì)爲政，造成數據共享困難，進而導緻對集團業務管控和決策分(fēn)析的支撐效果不明顯。

（2）主數據标準體(tǐ)系不健全。企業内部各職能部門(mén)各自(zì)爲政，難以在标準和規則層面達成一緻，緻使主數據代碼标準難統一;水務企業内部已經存在且分(fēn)散管理(lǐ)的主數據，由于缺乏統一标準和數據關聯，大(dà)量的數據清洗依靠人(rén)爲判斷，數據清洗難度和風(fēng)險都(dōu)很大(dà)。主要表現爲：a、系統開發建設的标準不統一，造成集成困難;b、有些業務職能分(fēn)散在不同的部門(mén)，造成信息系統的功能重疊，導緻數據重複錄入;c、跨部門(mén)信息共享困難。

（3）數據資源體(tǐ)系不完善。經過多年(nián)信息化建設，水務企業系統衆多、年(nián)代跨度久遠(yuǎn)，一些早期的系統數據标準化程度不高，改造難度大(dà)、成本高，給主數據應用集成帶來(lái)較大(dà)的困難。大(dà)多數據集團型水務企業現有系統中已存儲了海量的數據，如(rú)：客戶信息、水表信息、曆史水量、水質、水壓數據等，但(dàn)由于系統中缺少有效的數據挖掘與分(fēn)析功能，導緻數據過于死闆僵化，并未發揮其對集團過去(qù)的追溯和對現在及未來(lái)的指導作(zuò)用，對管理(lǐ)決策支持不足。

智慧水務數據資源規劃的需求

數據是構成企業信息化應用體(tǐ)系的最小元素，而由其組成的業務數據資源卻是信息化應用體(tǐ)系的基礎。因此，需要針對集團型水務企業目前數據資源應用現狀，結合對下屬單位的業務管控特點，進行數據資産分(fēn)類，并采取有效手段，提高數據資源的利用率。尤其加強主數據的建設，設置相(xiàng)應的機(jī)構和配套相(xiàng)應管理(lǐ)制度、流程，使集團的主數據統一、規範，爲系統的深入應用奠定基礎。

智慧水務數據資源規劃

智慧水務數據資源規劃目标

（1）建設和完善業務系統，提高水務企業信息資源的完整性、真實性和及時性

全面分(fēn)析企業業務、其他(tā)業務和經營管理(lǐ)過程中所需的人(rén)、财、物等信息資源，結合應用系統的總體(tǐ)規劃建設構建信息資源部署模式，通過報裝業務管理(lǐ)系統、營業收費管理(lǐ)系統、表務管理(lǐ)系統等信息化管理(lǐ)系統的建設與完善，逐步提高信息資源的完整性、真實性以及及時性，實現企業信息資源的全面記錄和及時彙總、整理(lǐ)，爲業務部門(mén)提供業務數據分(fēn)析、輔助領導決策支持奠定數據資源基礎。

（2）建立統一主數據标準體(tǐ)系，爲數據共享業務協同奠定基礎

通過主數據标準體(tǐ)系的建設，重點實施統一的信息編碼規則，實現信息的唯一性、同一性，避免數出多源、信息失真、信息缺失，實現信息共享，支持協同工(gōng)作(zuò)、綜合分(fēn)析。

（3）構建主數據管理(lǐ)系統，統一管理(lǐ)重要的數據信息資源

統一管理(lǐ)水務企業重要數據信息資源，如(rú)人(rén)員(yuán)、組織、崗位職責等，确保重要信息在跨部門(mén)、跨業務系統中的一緻性、重複應用和相(xiàng)互共享。

智慧水務數據資源技術(shù)構架

爲了提高各業務系統信息共享水平、使領導全面獲取真實、完整的關鍵業務信息，爲各項業務運營提供準确、全面的信息支持，需要構建統一的數據資源技術(shù)架構體(tǐ)系，支持數據資源的統一存儲、管理(lǐ)，即需要構建統一的數據中台，企業各類數據資源在數據平台上進行治理(lǐ)。

智慧水務需要按照(zhào)數據采集、數據湖、數據中台，構建完整企業數據資源化架構。

圖1　數據資源技術(shù)架構

水務企業通過近十年(nián)信息化建設。智慧水務建設數據采集是難點。

怎麽存：采用批量寫入、消息隊列方式;存什麽：主要存儲關系型數據庫、NoSQL數據庫、NoSQL文檔數據庫、圖數據庫、分(fēn)布式文件(jiàn)系統、實時-時序數據庫、實時-内存數據庫、索引數控、空間/地理(lǐ)數據庫;存到哪：需要存到原始數據資源池、加工(gōng)資源池、标準化資源池;

圖2數據資源-數據湖“采集”架構

圖3 數據資源展現（示意圖）

智慧水務通過大(dà)數據分(fēn)析平台對水務預警分(fēn)析、消防能力評估、事(shì)故演練、設備損傷評估、水務工(gōng)況分(fēn)析、事(shì)故遺漏分(fēn)析進行大(dà)屏可(kě)視化展現。

智慧水務數據資産目錄的分(fēn)類

根據水務企業運行過程中給産生(shēng)的數據資源性質的不同，可(kě)以把水務企業數據資産目錄進行如(rú)下分(fēn)類：

智慧水務主數據标準建設

智慧水務主數據标準管理(lǐ)的目标是通過統一的标準制定和發布，結合制度約束、系統控制等手段，爲主數據的唯一性、完整性、有效性、一緻性、規範性管理(lǐ)提供支持和保障。主數據标準管理(lǐ)是主數據管理(lǐ)的重要内容，也是主數據全生(shēng)命周期管理(lǐ)、主數據質量管理(lǐ)和主數據應用管理(lǐ)的重要基礎，成功實施主數據标準管理(lǐ)，是主數據管理(lǐ)的首要要求。

主數據标準包含業務标準(編碼規則、分(fēn)類規則、描述規則等)、主數據模型标準。主數據标準體(tǐ)系在建設梳理(lǐ)的過程中，一般會衍生(shēng)出一套代碼體(tǐ)系表或稱主數據資産目錄。

主數據業務标準是對主數據業務含義的統一解釋及要求，包括主數據來(lái)源、主數據的管理(lǐ)級次、統一管理(lǐ)的基礎數據項、數據項在相(xiàng)關業務環境中産生(shēng)過程的描述及含義解釋、數據之間的制約關系、數據産生(shēng)過程中所要遵循的業務規則。主數據業務規則包含主數據各數據項的編碼規範、分(fēn)類規則、描述規則等。編碼規則：主數據代碼的編碼規則。例如(rú)：物料代碼采取采用“1”開頭的8位無含義數字流水碼。分(fēn)類規則：依據相(xiàng)關業務環境和管理(lǐ)需求形成分(fēn)類規則。例如(rú)：物料分(fēn)類根據物料的自(zì)然屬性及所包括範圍的大(dà)小，将物料分(fēn)爲大(dà)、中、小三類。描述規則：又稱命名規範。例如(rú)：物料描述規則具體(tǐ)物料描述規則的定義，主要解決物料描述的規範化問(wèn)題。主數據模型标準包含：主數據邏輯模型和主數據物理(lǐ)模型。主數據邏輯模型：将高級的業務概念以主數據實體(tǐ)/屬性及其關系的形态在邏輯層面上更詳細的表達出來(lái)，主要的表現形式是ERD(實體(tǐ)關系圖)。主數據物理(lǐ)模型又稱主數據的存儲結構表。業務在應用環境中對數據的統一技術(shù)要求，包括對數據長度、數據類型、數據格式、數據的缺省值、可(kě)否爲空的定義、索引、約束關系等設計(jì)要素，保證數據模型中設計(jì)的結果能夠真正落地到某個具體(tǐ)的數據庫當中，并提供了系統初始設計(jì)所需要的基礎元素，以及相(xiàng)關元素之間的關系。

主數據代碼體(tǐ)系表：在某些領域内，又稱主數據資産目錄。是描述企事(shì)業單位信息化建設過程中所使用的主數據代碼種類、各類主數據代碼名稱、代碼屬性(分(fēn)類、明細、規則等)、采(參)标号及代碼建設情況的彙總表，是企業主數據代碼查詢和應用的依據，同時也是主數據代碼的全局性和指導性文件(jiàn)。主數據代碼體(tǐ)系表主要結合了企業的經營管理(lǐ)特點，服務于企業信息化建設，主要包括兩部分(fēn)内容，第一是企業信息代碼體(tǐ)系表的框架結構以及分(fēn)類，第二是所有分(fēn)類下的信息代碼标準明細以及建設情況。

圖4 智慧水務主數據标準

主數據應用管理(lǐ)

水務企業通過主數據管理(lǐ)系統的建設，更好的發揮數據資源的作(zuò)用。在水務企業信息化建設過程中,主數據管理(lǐ)體(tǐ)系的建設已經受到管理(lǐ)者越來(lái)越高的重視。主數據的集中管理(lǐ)爲在水務企業層面上整合及共享系統中的數據提供了關鍵的基礎支持,因此,構建主數據标準化體(tǐ)系、建立主數據交互和共享基礎标準、實現主數據全生(shēng)命周期管理(lǐ)的業務運作(zuò),已經成爲提高企業信息化建設效益、改善業務數據質量、在高端決策上爲企業提供強有力支持的重要途徑。

主數據全生(shēng)命周期管理(lǐ)理(lǐ)念的應用全面改變了原有主數據管理(lǐ)流程不規範、平台不統一、依靠人(rén)工(gōng)校(xiào)驗的問(wèn)題,實現了從(cóng)分(fēn)散到集成、從(cóng)局部到全面、從(cóng)手工(gōng)非專業到專業自(zì)動化流程管理(lǐ)的轉變,大(dà)幅度提高了數據處理(lǐ)的效率,提高了主數據應用的唯一性、準确性和規範性,爲業務流程集成、數據挖掘和決策分(fēn)析提供強大(dà)的基礎支撐。

主數據提取整合、主數據模型管理(lǐ)、主數據清洗校(xiào)驗、主數據全周期管理(lǐ)、主數據質量管理(lǐ)、主數據發布共享是主數據管理(lǐ)工(gōng)具的六大(dà)要素，因此主數據管理(lǐ)工(gōng)具中包含：數據管理(lǐ)、信息發布管理(lǐ)、數據建模管理(lǐ)、審批流程管理(lǐ)、應用報表管理(lǐ)等功能。能夠提供主數據的建立、審批、查詢、修改等功能，并能夠通過主數據系統與其他(tā)應用體(tǐ)系内系統的“接口通道”，将主數據同步傳遞到相(xiàng)關系統。主數據管理(lǐ)工(gōng)具在平台中固化整個主數據體(tǐ)系目錄框架，進一步明确主數據之間關聯關系。同時，主數據管理(lǐ)工(gōng)具還(hái)提供管理(lǐ)報表、系統管理(lǐ)等功能。

（1）建設目标

主數據項目不單單是搭建一個主數據管理(lǐ)平台，而且是一項長期而複雜的工(gōng)程，涉及到數據管理(lǐ)體(tǐ)系、數據标準、主數據管理(lǐ)平台、數據質量和安全、相(xiàng)關系統升級改造、數據清洗等多個方面，項目建設依據快(kuài)速見(jiàn)效、急用先建的思路(lù)，先整體(tǐ)規劃，以數據模型和數據标準爲基礎，以主數據管理(lǐ)平台爲載體(tǐ)，開展主數據專項工(gōng)作(zuò)，确保主數據項目的成功，爲實現有效的數據資源整合夯實基礎。

（2）功能框架

主數據管理(lǐ)涉及主數據的所有參與方，如(rú)用戶、應用程序、業務流程等，創建并維護企業核心數據一緻性、完整性、關聯性和正确性。主數據是集團内被廣泛應用和共享的數據。主數據管理(lǐ)是數據治理(lǐ)核心内容。設計(jì)包含主數據标準管理(lǐ)、代碼管理(lǐ)、分(fēn)發機(jī)制等爲一體(tǐ)的主數據管理(lǐ)功能架構，實現全集團主數據統一管理(lǐ)與維護。

集成、共享、數據質量、數據治理(lǐ)是主數據管理(lǐ)的四大(dà)要素，因此主數據管理(lǐ)中包含：數據動态建模管理(lǐ)、數據整合、數據清洗、數據監管、數據分(fēn)發、功能輔助和視圖管理(lǐ)等功能。能夠提供主數據的建立、審批、查詢功能，并能夠通過主數據系統與其他(tā)應用體(tǐ)系内系統的“接口通道”，将主數據同步傳遞到相(xiàng)關系統。主數據管理(lǐ)在平台中固化整個主數據體(tǐ)系目錄框架，進一步明晰主數據之間關聯關系。同時，主數據管理(lǐ)系統還(hái)提供管理(lǐ)報表、系統管理(lǐ)等功能。

圖5 主數據管理(lǐ)功能框架

對水務企業的建議(yì)

“智慧水務”的建設可(kě)以分(fēn)爲三步走：首先是信息的采集，運用SCADA、GIS、GPS等多種技術(shù)，幫助水務企業實現從(cóng)取水到輸水全方位、大(dà)範圍的信息采集。其次是信息的集成共享，采用平台标準化、接口服務化、數據規範化、功能組件(jiàn)化的原則實現信息互聯互通。最後是智慧應用，優化水務企業流程，最終建立智能化的水務企業并推動其快(kuài)速發展。

領導要高度重視、業務部門(mén)要全面配合做好主數據頂層設計(jì)

主數據的重要性在水務企業的信息化過程中是不言而喻的。

（1）做好主數據可(kě)以消除數據冗餘和孤島，通過主數據打通各個業務鏈條，統一數據語言和數據标準，實現數據共享以及數據資産最大(dà)化。

（2）能夠提升數據處理(lǐ)的效率。通過主數據管理(lǐ)實施數據動态自(zì)動整理(lǐ)複制減少人(rén)工(gōng)整理(lǐ)數據的時間和工(gōng)作(zuò)量。

（3）可(kě)以提升分(fēn)、子公司的戰略協同，保證數據的一緻性、完整性。因而，水務企業要明确主數據頂層設計(jì)不僅僅是“一把手”工(gōng)程，各級領導都(dōu)要對主數據頂層設計(jì)高度重視，這樣才能保證項目順利實施。此外，主數據頂層設計(jì)不單純的是IT技術(shù)實現，也是業務管理(lǐ)上的革新，需要業務部門(mén)和信息化部門(mén)緊密配合，讓業務部門(mén)深度參與其中，這樣才能使優化後的流程更能滿足業務需求。

構建完善的主數據标準體(tǐ)系，爲主數據共享奠定基礎

主數據标準體(tǐ)系裡(lǐ)的信息編碼是智慧水務信息資源體(tǐ)系建設中的基礎性工(gōng)作(zuò)，信息編碼的一緻性、完整性、易用性将直接影(yǐng)響上層信息系統的信息交互與數據共享能力，需要開展統一的信息編碼體(tǐ)系建設，實現信息編碼統一制定、統一應用、集中更新、集中管控。統一信息編碼體(tǐ)系由四大(dà)部分(fēn)構成，分(fēn)别爲管理(lǐ)組織、編碼規則、業務流程、運營支持。

在遵循系統性、全面性、結構性、差異性和重要性原則的基礎上，以構建集團指标體(tǐ)系框架設計(jì)相(xiàng)關理(lǐ)論爲指導，從(cóng)集團戰略與下屬公司運營管理(lǐ)的各層級整體(tǐ)考慮，構建集團級與下屬公司相(xiàng)互貫通、支撐集團戰略決策的指标框架體(tǐ)系，以保障企業戰略目标的實現爲最終目标。水務企業的信息編碼體(tǐ)系需從(cóng)公司發展戰略與目标出發，滿足各職能部門(mén)業務管理(lǐ)需求，構建“橫向協同、縱向貫通”的體(tǐ)系。實現指标規範定義的核心元素及目标：定義統一、口徑統一、名稱統一、來(lái)源統一、參照(zhào)統一。

構建完善的數據治理(lǐ)體(tǐ)系，促進水務企業大(dà)數據融合

集團型水務企業中的部分(fēn)數據資源分(fēn)散在各地分(fēn)公司或部門(mén)的業務系統中，總部不能有效地對各地數據進行集中管理(lǐ)，缺乏對業務各類數據資源統一分(fēn)析的手段。因此需要通過建立和制定企業統一的基礎代碼、标準的統計(jì)指标，将企業的數據有機(jī)地關聯起來(lái)，有效地解決各管理(lǐ)層之間、各業務部門(mén)之間、各應用系統之間數據獨立和相(xiàng)互隔離(lí)的問(wèn)題，實現信息共享。通過建立統一信息資源模型，明确各類數據資源的縱向隸屬、橫向業務聯系關系，避免同一數據在多系統中反複存儲，力求實現每類數據僅保留在一個系統中，發現各系統共用的“主數據”。

構建完善的數據治理(lǐ)體(tǐ)系，建設基于集團級數據倉庫的數據存儲規範、高效利用系統，形成各種以業務主題爲中心的統一報表系統，未來(lái)要構建集團級大(dà)數據資源中心，通過信息總線的方式抽取不同應用的核心數據，通過信息整合形成各種主題的數據服務，管理(lǐ)人(rén)員(yuán)通過信息門(mén)戶調用數據服務來(lái)實現對生(shēng)産類、經營服務類等綜合指标的展現和專題分(fēn)析，建立企業分(fēn)析模型，構建大(dà)數據決策分(fēn)析平台，發掘更多功能和信息效應，切實發揮大(dà)數據的作(zuò)用，爲領導決策提供支撐，更好的實現智慧水務的建設。

結束語：

智慧水務要堅持創新驅動，旨在通過先進信息技術(shù)、工(gōng)業技術(shù)和管理(lǐ)技術(shù)的深度融合，強化物聯網建設，實現企業數字化改造，深化大(dà)數據挖掘，完成與“互聯網+”生(shēng)産力的深度對接，推進管理(lǐ)變革創新，促進企業内部生(shēng)産關系的轉型，構建新型智能化管理(lǐ)模式和組織形态，實現管理(lǐ)的數字化感知、網絡化傳輸、大(dà)數據處理(lǐ)和智能化應用。

數據是一切智慧水務工(gōng)作(zuò)的基礎與起點，智慧水務的核心就(jiù)是“業務數據化，數據價值化”。沒有高質量的數據管理(lǐ)，就(jiù)沒有系統應用的互聯互通，就(jiù)沒有持續價值創造的大(dà)數據應用;沒有大(dà)數據應用也就(jiù)沒有企業的智能化、智慧化。