湖北省“國控二期”水資源監控管理信息平臺設計與實現

劉思飔 劉晨輝 李丹

摘要：為提高湖北省水資源監控管理能力，依照水利部統一組織部署，湖北省水利廳開展了“國控二期”水資源監控能力建設工作。圍繞水資源信息門戶、水資源信息服務、水資源業務管理、水資源應急管理與決策支持和水資源管理移動應用五大系統功能，重點實現系統門戶的優化設計及平臺集成，在“國控一期”平臺基礎上，建立了新的湖北省水資源監控管理信息平臺，為湖北省水行政主管部門以及科研、規劃部門提供水資源信息發布、全省水資源在線監控、水資源業務管理“一站式”的工作平臺，實現了從湖北省到流域、中央三級的信息傳輸、業務管理互聯互通，有效提高了湖北省水資源監控和管理水平。

關鍵詞：水資源監控；信息平臺；門戶設計；平臺集成

DOI：10.11907/rjdk.181523

中圖分類號：TP319

文獻標識碼：A文章編號：1672-7800（2018）007-0139-04

Abstract：InordertoimprovethewaterresourcesmonitoringandmanagementabilityofHubeiProvince，HubeiProvincialDepartmentofWaterResourcescarriedoutthe"twophaseofstatecontrol"projectofwaterresourcesmonitoringcapacityconstructionaccordingtothearrangementoftheMinistryofWaterResourcesofpeople'sRepublicofChina.Centeredaboutthefivemajorfunctionsofwaterresourcesinformationportal，waterresourcesinformationservice，waterresourcesbusinessmanagement，waterresourcesemergencymanagement，decisionsupportandmobileapplicationofwaterresourcesmanagement，theDepartmentestablishedthewaterresourcesprotectionmonitoringandmanagementinformationplatform.Thedesignanddevelopmentoftheplatformfocusedoninformationportalandplatformintegration.Theinformationplatformwasaone-stopworkingplatform，providingservicesofwaterresourcesinformationdiffusion，waterresourcesmonitoringandwaterresourcesbusinessmanagementtotheadministrationdepartmentandresearchinstitutionsofHubeiprovince.TheplatformrealizestheinformationtransmissionandbusinessmanagementintercommunicationfromHubeiprovincialleveltoYangtzriverbasinlevelandthenationallevel，whicheffectivelyimprovesthemonitoringandmanagementlevelofwaterresourcesofHubeiprovince.

KeyWords：waterresourcesmonitoring；informationplatform；informationportal；platformintegration

0引言

水是生命之源、生產之要、生態之基。目前國家實行最嚴格水資源管理和考核制度，是加快轉變經濟發展方式的戰略舉措。實行最嚴格水資源管理制度的關鍵是圍繞水資源開發利用、用水效率控制、水功能區納污能力“三條紅線”控制指標，加強地區水量水質監測能力建設，形成與實行最嚴格水資源管理制度目標相適應的水資源監控管理能力[1-4]。

近年來，國內很多流域和省級水利主管部門先后開展地區水資源監控管理信息平臺建設工作，長江水利委員會長江流域水資源保護局圍繞數據采集自動化、信息資源共享化、管理決策智能化和應急響應快速化等四大目標，基于3S技術研發了信息管理平臺和業務應用系統[5-6]；珠江水利委員會通過運用IT系統集成建設思路和技術方法，與現有電子政務、防汛抗旱、水情預報與決策支持系統集成，建立珠江流域監控管理信息平臺系統[7]；湖北省水利信息化建設工作也成果卓著，湖北省水利廳信息中心通過綜合運用GIS、服務融合等技術手段，對多時空水利數據進行綜合管理、分析，建立以公共基礎地理和水利核心業務數據為基礎的水利信息共享平臺[8-10]。本次湖北省“國控二期”水資源監控管理信息平臺建設工作整合現有信息平臺資源，結合GIS、移動應用等先進技術，重點完成了門戶優化設計、平臺集成等工作。依照水利部信息平臺建設要求以及湖北省水資源業務管理需求，建立了數字化、網絡化、智能化水資源監控管理信息平臺。

1信息平臺總體框架

1.1總體結構

湖北省“國控二期”水資源監控管理信息平臺設計工作，按照“七個層面、兩大保障體系”總體結構展開，其中“七個層面”指信息采集傳輸、計算機網絡、硬件設施、數據資源、應用支撐、業務應用和應用交互；“兩個保障體系”包括信息安全體系和標準規范體系。總體結構見圖1。

1.2平臺部署

湖北省水資源監控管理信息平臺的采集/交換區部署在湖北省水利廳，核心應用區和公眾服務區部署在楚天云平臺。楚天云平臺是湖北省政府實施的省級電子政務云平臺，為省直各部門統一提供專業穩定的基礎設施服務、軟件支撐服務、大數據服務、信息安全技術服務和其它類型服務。信息平臺部署見圖2。

1.3功能框架

湖北省水資源監控管理信息平臺主要功能包含門戶系統、水資源信息服務系統、水資源業務管理系統、水資源應急管理和決策支持系統、水資源調配決策支持和水資源管理移動應用。主要功能見圖3。

2平臺主體功能設計

2.1水資源信息門戶

水資源信息門戶包括水資源業務應用門戶和公共信息門戶。

（1）水資源業務應用門戶是提供所有水行政主管部門業務人員與政府相關部門訪問應用系統的統一入口，將系統內所有辦公業務和信息服務集中到應用平臺上，通過單點登錄，方便用戶快速查詢各種水資源信息，處理紅線匯總信息、重點監控對象、資料下載和公報年報等具體水資源業務。

（2）公共信息門戶是為社會公眾與企業提供水資源業務申報及監督管理的的水資源綜合信息服務門戶網站，也是政府面向社會公眾與企業發布信息、提供服務、辦理業務的網絡窗口。門戶及時向用戶、公眾和社會發布水資源管理動態信息，并定期向社會各界公告本地水資源情勢、開發利用保護情況和重要水事活動。

2.2水資源信息服務系統

水資源信息服務系統在信息采集系統的基礎上，對全省水量、水質監測數據信息進行展現、分析與整理，直觀地反映當時水資源形勢及開發利用狀況。

（1）水質分布功能模塊。通過空間展示的方式展現湖北省全省水質分布情況，可從水質站、水功能區、行政區劃等不同角度進行查看。

（2）紅線考核模塊。實現了“三條紅線”4項考核指標信息的實時匯總、統計分析和考核功能，方便用戶及時掌握紅線考核達標情況。

（3）對象監測功能模塊。系統以多媒體和專業圖表等方式直觀顯示各類水資源信息，以過程線方式展示各類水資源監測要素的歷史情況和發展趨勢，以地圖高亮閃爍和聲音告警結合的方式對各類水資源對象的水資源要素超出預警值的情況進行告警。

（4）配置管理模塊。實現取用水戶、水源地、行政區界斷面、入河排污口和水功能區等監測對象的預警閾值管理。

2.3水資源業務管理系統

水資源業務管理系統采用水利部國控水資源項目辦統一下發的三級通用業務管理系統，實現與中央、流域貫通，并根據湖北省水資源業務需求，定制開發了一套滿足湖北省水文水資源局管理全省水功能區監測站網、數據上報和水質評價需求的水質管理系統，同時滿足市州和區縣用戶需求。系統主要功能包括水質數據管理、信息查詢、施測項目管理、水質分析評價、水質分析評價結果審核。

2.4水資源應急管理系統

水資源應急管理服務系統主要應用于突發水污染事件、水華事件、洪水等突發災害事件時的水資源管理工作，充分綜合利用水資源信息采集與傳輸應急機制、數據存儲備份機制和監控中心安全機制，針對不同類型突發事件，基于綜合集成平臺，快速搭建應急管理業務應用，提出相應應急響應方案和處置措施。系統主要包括應急信息服務、應急會商管理、應急調度、應急知識庫和預警管理等功能模塊。

2.5水資源調配決策支持系統

水資源調配決策支持系統為水資源優化配置和調度管理提供決策信息服務、分析計算、模擬仿真等全面決策支持，對區域現有水資源數量、質量及其時空分布規律，水資源可利用量以及水資源開發利用狀況進行分析和評價，對需水量、可供水量、水量供需平衡等情況進行展示分析，以現有供水能力與外延式需水增長之間的比例反映未來不同水平年可能的最大缺水量，以此作為開源、節流、非常規水利用、外流域調水等配置調控措施統一權衡的基礎，合理進行水資源配置管理。

2.6水資源管理移動應用

水資源管理移動應用是在水資源監控管理信息平臺的基礎上，建立與“三條紅線”管理目標相適應的手持移動監控終端APP，實現對重要取水戶和重要水功能區的重點監控、數據查詢和服務推送等，主要包括水資源移動信息管理、水資源移動業務管理、水資源移動報表統計、水資源移動數據輔助決策支持、公眾信息發布平臺等功能，以移動數據安全、移動應用標準規范體系為保障，為水行政主管部門、政府相關職能部門、社會公眾、取用水戶提供移動應用服務。

3平臺重點功能實現

3.1信息門戶建設

水資源信息門戶系統基于J2EE體系結構與Portal標準構建，通過欄目管理、內容聚合、個性化定制和集成組件等功能完成水資源各類信息個性化定制。信息門戶將各系統以界面集成的方式組合在一個窗口中，進行統一日常業務管理，并將業務系統功能歸類，提高用戶辦公效率，利用訪問控制進行按角色、部門信息檢索，實現真正的統一門戶，通過系統集成，用戶可進入各業務系統進行相應業務辦理。在業務系統中對各級業務信息進行數據抽取、組織與集成匯總，以欄目或者專題頁面的形式集成在門戶中，為各級用戶提供相應信息服務。

3.2平臺集成

3.2.1內部集成

內部集成是信息平臺在湖北省本級節點完成的集成，包括界面集成、應用集成、數據集成和環境集成。

（1）界面集成。主要完成信息服務門戶、業務應用門戶和移動門戶的集成和整合，統一設計4個系統界面風格樣式。

（2）應用集成。采用數據庫表共享、功能界面調用、服務接口等方式實現平臺內各專項業務應用系統之間的功能調用和數據交互。建立基于ESB的統一基礎服務資源管理，對數據庫表共享、功能界面調用、服務接口等重新封裝接口，形成統一的接口服務，統一管理服務注冊與服務調用，各系統間應用集成主要依賴此統一接口服務管理功能實現。

（3）數據集成。基于原有平臺數據橫向基礎體系，通過多種不同方式實現水功能區、取用水戶、水源地等監測數據的匯聚，同時通過ETL工具完成匯聚數據的抽取、轉換與加載，實現新建站點監測數據與水資源監控管理信息平臺的集成，同時校核監測數據，保證監測數據質量。

（4）環境集成。水資源監控管理信息平臺的環境集成主要在集成部署方案的基礎上安裝軟件系統、部署與集成聯調，在滿足安全要求的基礎上為各應用系統穩定運行提供支撐。

3.2.2外部集成

信息平臺外部集成包括與已有系統集成、與行政審批及電子政務系統對接和與其它系統集成。

（1）與已有系統集成。與湖北省已有的水資源費征收系統、取水許可臺賬系統、城市水資源實時監控與管理系統試點項目等相關水資源業務單位已集成整合部分業務及管理系統。

（2）與行政審批及電子政務系統對接。將信息平臺業務管理系統、應急管理系統以及調配決策支持系統等專項應用模塊與行政審批系統和電子政務系統集成，使水利行政審批系統進行業務申報受理時與本平臺對接。

（3）與其它系統集成。通過ETL或服務接口等方式實現平臺與防汛抗旱指揮系統、國家地下水監測工程項目系統、中小河流水文監測系統、水土保持監測與管理系統、山洪災害防治監測預警系統以及與水雨情監測系統集成的相關系統數據共享與對接。同時，實現與環保、氣象、農業、國土、統計局等相關行業數據交換與共享，實現數據資源跨行業共享應用。

3.2.3三級貫通集成

湖北省水資源監控信息平臺建成后，將在水利部、流域、省三級節點之前形成基礎數據、監測數據三級交換貫通以及業務流程跨級審批。

（1）基礎數據三級交換。在維護本節點基礎數據同時，把取用水戶信息數據、水利工程基本數據、水功能區基本數據以及相關空間關系數據等基礎數據通過三級交換體系交換到相應業務節點，實現基礎數據共享與交換，保證水資源管理各項業務正常展開。

（2）監測數據三級交換。湖北省節點將水功能區、省界斷面、取用水監測數據上傳到水利部平臺，然后水利部平臺根據監測數據的實際歸屬關系將獲取的監測數據發送給相關流域和省級節點，實現水利部、流域、省三級間監測數據交換與共享。

（3）業務流程跨級審批。對年度水量分配管理、水資源論證管理、取水許可管理、計劃用水管理、重點用水戶用水監督管理等水資源管理業務實現省、流域、水利部平臺三級之間跨級流程處理。

4結語

湖北省“國控二期”水資源監控管理信息平臺，利用已有水利信息化基礎設施整合現有平臺資源、共享信息，重點完成了門戶系統優化設計和平臺系統集成等工作，實現了對全省重點取用水戶、重要江河湖泊水功能區、重要城市飲用水源地水質、水量在線監測和信息共享，為湖北省水利行政主管部門以及科研、規劃部門提供一個水資源信息發布、全省水資源在線監控、水資源業務管理“一站式”工作平臺，有效支撐湖北省水資源監控考核管理工作，實現了從湖北省到流域、中央三級的信息傳輸、業務管理的互聯互通。

隨著湖北省水利信息化建設工作的深入，下一步還應結合移動互聯網+、大數據[7]、人工智能、云計算[8]等時代最新技術和思維，對信息平臺進行優化設計，滿足現代化水資源監控管理需求[11-20]。

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（責任編輯：江艷）