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深圳水务信息化顶层设计初探与实践

深圳水务信息化顶层设计初探与实践
陈筱云 科技信息中心
二○○九年八月二十三日

信息化顶层设计是当代国际信息化潮流中的一股趋势，国内外不同行业的顶层设计理论活动和实践活动，为我们开展水务信息化顶层设计提供了丰富的知识素材和实际经验。为此，开展水务信息化顶层设计的理论探讨和信息化工程建设的实践分析，具有积极的意义。

一、顶层设计的概念、内涵与外延
1、顶层设计概念的解释
顶层设计的定义：自高端开始的总体构想
顶层设计的概念：最初来自自然科学或大型技术工程领域，如人类基因组工程研究、航天工程研究等，是指为完成某一大型工程项目，要实现理论一致、功能协调、结构统一、资源共享、部件标准化。
顶层设计的思想内涵：，用系统论的方法，以全局视角，对项目建设的各方面、各层次、各种要素素进行统筹考虑，和谐各种关系，确定目标，选择实现目标的具体路径，制定正确的战略战术，并适时调整，规避可能导致失败的风险，提高效益降低成本。
这一工程学概念，后来被西方国家广泛引用于军事和社会学领域，甚至成为政府统筹内政外交制定国家发展战略的重要思维方法。
2、顶层设计的国内情况
⑴、中国航天科技集团总经理王礼恒院士在谈到我国载人航天与绕月探测工程时，就先后多次提到要进行顶层设计，“加强航天发展的顶层设计，从国家和全局的高度来统筹安排航天发展”。
中国国防科工委副主任、国家航天局局长栾恩杰曾在2003年6月11日表示，中国航天需要政府从国家战略的高度出发，做好顶层设计和整体规划，调整结构、整合资源。
《中国的航天》白皮书提到“建设新一代运载火箭型谱化系列”，其中的“型谱”即是产品设计方面的顶层设计。
⑵、电子政务的“顶层设计”思想是最近几年随着我国政务信息化实践的深入而逐渐产生的一种认识，尤其是最近几年以来，不断有人在呼吁和推动将顶层设计的理念融入到电子政务中。
在2001年，中科院计算所所长李国杰院士就提出了“加强顶层设计”的概念。
2002年，国家信息化专家咨询委员会委员曲成义教授提出，电子政务实施是一场革命，“因为它面临着4项挑战。其中的第三个挑战是电子政务平台的顶层设计”。
2003年8月，北京市范伯元副市长也指出“目前北京市的电子政务的建设力度虽然很大，但是缺乏一种整体的设计、整体的组织和顶层的设计。”
⑶、在电子政务已经普遍取得阶段性成果的时候，国务院信息办提出了下一阶段电子政务的首要任务是“抓好电子政务的顶层设计”。这一任务的提出，确定了提高电子政务建设绩效的导向，为电子政务健康地向纵深发展提出了新任务和新目标。
3、顶层设计概念的外延
顶层设计是一个很广泛的概念，在不同的领域有不同的内涵与外延。
信息化顶层设计的思想内涵：
主要是用系统论的方法，对信息化建设的各个方面、各个层次、各种参与力量、各种正面的促进因素和负面的限制因素进行统筹考虑，理解和分析影响信息化建设的各种关系，从全局的视角出发，对信息化建设的基本问题进行总体的、全面的设计，确定信息化建设目标，选择和制定实现目标的路径和战略战术，并提出体制、法律和业务的改进建议，从而尽量规避规划的缺陷和不足，从根本上减少风险。
政府信息化顶层设计的含义：
顶层的第一层含义——整体和全局。
顶层设计的定位是要跳出局部环境的束缚和影响，站在全国互联和全网通用的整体高度和全局视野，去分析和制定电子政务建设的战略战术。
顶层的第二层含义——业务、政务的应用。
顶层设计的重点是用信息工程的方法，从宏观上对业务需求进行收集、梳理和描述，按一定层次呈现，并以数据的形式保存在数据库中，形成丰富、清晰、完整的业务资料，通过系统开发和应用，从而转变业务职能，完善业务利益关系，推动业务决策。
顶层的第三层含义——政府绩效。
顶层设计的核心是针对经济调控、市场监管、城市建设、社会管理、公共服务等政府职能，促进职能转变，优化管理模式，再造审批流程，提高政务效率，推动体制创新，实现政府绩效目标。
中国电子政务要把顶层设计作为电子政务各个层面应用建设的“抓手”，以之作为实施新阶段电子政务战略的切入点。

图1、政府信息化架构模型

政府信息化架构模型从绩效出发，首先明确要达到怎样的政府绩效建设目标，然后通过业务分析与流程梳理，转变政府职能，规范行政行为，不断突破绩效瓶颈，强化绩效监督。在具体实现上，采用基于构件的架构，将业务过程中的各种服务构件化，然后通过恰当的组合来灵活搭建出符合业务需要的系统。

图2、电子政务顶层设计参考模型

二、顶层设计在国内外不同行业中的应用
1、西方国家电子政务顶层设计情况介绍
为了保证电子政务建设中先后开发系统的兼容性和互操作性，各国政府都采用一定的技术和手段，进行电子政务系统的顶层设计。
(1)、美国的FEA
美国以市场需求为导向，应用企业架构（EA）思想构建了“联邦企业体系架构（FEA）”。
FEA由5个参考模型组成，共同提供了联邦政府的业务、绩效与技术的通用定义和架构,是系统分析政府的业务流程、服务能力、组织构件与所用技术的基础，也是专门用于帮助跨部门分析、发现政府的重复投资与能力差距、寻找联邦机构内部与联邦机构之间的协作机会。
美国联邦政府的电子政府政策由原先的注重具体项目、业务与资金配给的特别管理向通过引入绩效管理、制定业务规范、明确技术标准而将电子政府纳入制度化运行轨道的例行管理转变,其目的是共享联邦政府IT投资、实现政府信息资源的互联互通。
顶层设计的基本目标就是数据与处理的高度集中。

美国电子政务绩效参考模型
（2）、英国的e-GIF
英国政府基于政府资源的信息管理，发布了“电子政府交互架构（e-GIF）”，是“自下而上”模式。这种模式优先考虑的是底层数据交换能力和系统的互操作能力，增强政府对部门之间的资源共享和快速决策功能。
其顶层设计的基本目标是最大限度去保障各类资源自下而上的共享。
（3）德国的SAGA
德国政府发布“面向电子政务应用系统的标准和体系架构（SAGA）”，是介于美、英之间的模式。主要是针对电子政务应用软件的技术标准、规范、开发过程、数据结构等进行系统化规定，从软件工程角度对电子政务的软件系统开发和应用进行规范。
其顶层设计的目标是通过规范数据和应用系统来实现资源共享与业务协同。
2.美国国防管理的顶层设计
1961年，美国国防部长麦克纳马拉采用系统工程方法，建立起“规划、设计与预算”（PPBS）制度，对国防资源进行综合管理，统筹规划国防和武器装备建设，较好地把长远规划、中期计划和近期安排结合起来，减少重复建设造成的浪费。
2003年，美国国防部长拉姆斯菲尔德在系统工程方法基础上，还从系统哲学、复杂性科学的层面看问题，全面修改原PPBS制度，制定了新的“规划、计划、预算与执行”（PPBE）制度，更加注重规划、计划与军事能力需求的结合，把新的战略需求及时有效地融入国防计划之中，更好地把资源分配、武器装备采办和军事能力过程融为一体。
顶层设计思路和逻辑关系如下：
PPBE制度的规划阶段任务：

确定作战能力需求 指导下一步的国防政策、战略方针

制定《国家安全战略》 制定《国家军事战略》
提出国家安全战略的近期设想 提出支撑国家安全战略目标的指导原则

制定《战略规划指南》 制定《联合规划文件》
提出国防政策、目标、战略方针 阐述各个领域的军事需求，各项计划的先后顺序

制定《联合计划指南》
确定近期优先发展的能力，为计划阶段的工作提供指导

国防管理规划至计划阶段的总体构想，反映出顶层设计的思路。五个文本顺序而生、环环相扣，体现了顶层设计的逻辑关系。
3.中国特色新军事革命的顶层设计。
中国特色新军事革命战略规划的总体构想，简单描述如下：

决策行动切 入
模拟评估选 择
资源保障投 入
实施计划方 案
军事力量结 构
军事能力需 求
军事使命任 务
安全环境分 析

总体构想的特点：
从未来把握现实　　 以使命决定能力 　　 由能力选择结构、制造技术。
体现了顶层设计的正确思路和科学方法。
4.我国国土资源信息化顶层设计
国土资源部对国土资源信息化建设非常重视，以国土资源管理工作新形势、新需求为导向，采用信息化顶层设计理念和方法，形成了《国土资源信息化顶层设计》，开启国土资源信息化顶层设计工作。
顶层设计的主要思路：按照顶层设计的理论和方法，站在国土资源全局的角度，围绕国土资源信息化规划目标，整体设计四个架构，构筑统一保障体系，以金土工程和数字国土工程为主要载体，全面推进国土资源信息化建设。
数字国土工程：重点开展国土资源调查评价信息化、基础信息数字化和国土资源信息产品数字化。主要任务是不断积累信息化基础并支撑日常维护和对外服务。
金土工程：以数字国土工程积累为基础，重点围绕国土资源依法行政、资源监管和参与宏观调控，开启国土资源电子政务建设。
四个架构：针对国土资源管理八大业务提出：业务架构、数据架构、应用架构、技术架构。
技术架构：围绕“四个统一”，即以“统一的数据中心”为支撑，在“统一的政务工作平台”上运行，以“统一的门户网站”对外服务，用“统一的传输网络”互联共享，构建信息化技术支撑体系。
5.我国信息安全顶层设计
顶层设计的思路：
网络安全的保障直接决定国家机关的稳定运行，国家的电子政务一旦出现任何风险，都会对国家的发展带来巨大的损害，因此，必须站在全局规划的角度，对信息安全的整体进行完整的构想和实施。
着重做好信息安全总体规划：
一是落实信息安全的等级保护制度；
二是建立健全信息安全保障体系；
技术保障体系：
1、做好纵深防御工作
2、建立动态防护策略
3、加强基于密码技术的网络信任体系建设
4、强化系统内部审计（内控机制）
管理保障体系：
一是要从全局观的角度构建信息安全管理体系；
二是要重视信息安全管理体系建设的标准和方法。
国际标准化组织制定的ISO/IEC27002标准：
１、提供了一整套方法，——PDCA循环质量管理
２、规定了需要控制的关键点（11个控制领域、39个控制目标、133个控制措施）
三是做好信息安全系统风险评估工作
四是做好系统应急和灾备工作，及时应对突发事件和灾难

三、水利信息化顶层设计的主要内容
1、水利信息化顶层设计的思路
尺寸较大，过于宏观。
信息资源共享（解决之道）
实现水利 业务协同
方案
水利信息化---顶层设计
水利信息化---项目实施
问题
水利信息化---总体规划
综合体系
原因

系统建设
在规范保障信息资源的集成和共享上（存在问题）
业务协同

水利信息化建设　　 信息化规划 　+　 信息化建设

顶层设计

是总体规划的延续和细化，是项目实施的前提和依据

顶层设计的基本思路：
从水利信息化的整体视角，以水利信息化综合体系为基础，细化并明确水利业务系统间的相互关系，在此基础上，对水利业务应用系统的开发过程、数据组织等进行系统规约，对业务系统的规划、设计进行规范，以保障信息资源共享与业务协同的实现。

水利信息化综合体系的五大基本体系：
水利信息化保障体系：由水利信息化标准体系、安全体系、建设和运行管理机制、相关政策、投资和人才队伍等要素构成。是支撑水利信息化不断发展的基本保障。
水利信息系统运行环境体系：由水利信息网络、服务器与存贮系统、机房系统和基础支撑软件等组成。这些系统除硬件设施外，还包括了所有商品化的基本支撑软件环境和软件工具，集中了所有除数据资源、信息采集与工程监控资源以外的其他可共享资源。也是水利信息化建设中不应重复建设并实施资源共享的主要部分。
信息采集与工程监控体系：
由信息采集系统和工程监控系统组成。这两大系统分别面广，硬件与软件耦合度高，其功能定位处于水利信息系统的信息获取端和工程管理决策执行端，是水利信息工程与水利实体工程间的借口，技术相对复杂，运行维护与应用均不同于其他系统，是水利信息的主要来源之一，并形成不可替代和不应重复建设的共享资源。
资源共享服务体系：
由国家水利数据中心系统和信息安全保障系统组成。这两大系统依托水利信息化保障体系、水利信息系统运行环境体系和信息采集与工程监控体系，实现信息资源的有效和安全共享，以及信息的综合与主题化服务，是水利信息化建设与发展的核心。
综合业务应用体系：
由水利电子政务系统和多个水务业务应用系统组成。
2、水力信息化顶层设计的基本目标
顶层设计的基本目标：通过规范数据和业务应用系统来实现资源共享与业务协同。
顶层设计的主要目的：提出水利信息资源共享与业务协同的基本技术框架，以规范和指导水利信息化的建设和发展。
3、水利信息化顶层设计的主要内容：
顶层设计的主要内容：通过对水利业务与政务进行综合分析与抽象，以水利信息化综合体系为基础，构造信息资源共享与业务协同的水利信息化顶层体系，形成以指导信息资源建设，业务应用建设和运行环境建设为目标的水利信息化顶层设计专项成果。

顶层设计的内容　=　顶层体系　 +　 顶层设计专项成果
顶层体系：在宏观层次上细化信息化综合体系，阐明信息资源建设和各类业务应用建设中的规划与设计的基本技术原则，针对不同层次的资源共享和业务协同，重点考虑水利业务的系统需求。
顶层设计专项成果：在顶层体系的规范和指导下，针对具体的业务需求，进行的标准和指南层次或通用软、硬件层级设计形成的成果。
这些成果包括技术标准、技术指南、建设与管理规章和标准化软、硬件产品。

水利信息化顶层体系结构

水利信息化顶层设计内容和组织结构

水利信息化顶层设计成果体系：由顶层体系和专项成果（技术标准、技术指南、建设与管理规章和标准化软、硬件产品）构（行），综合形成一个解决信息信息资源共享与业务协同的顶层整体技术方案。
顶层设计成果体系的管理：在顶层体系的约束下，把成果按技术标准与指南、建设与管理规章和标准化硬件软件（数据）产品三个体系编码，进行有序组织和管理。

水利信息化近期建设任务

四、深圳水务信息化顶层设计的实践(略)

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