某市河長制管理信息系統初步設計

常命強 李紅升 翟 峰 夏 添

（1濟源市天壇山水庫灌區供水管理站；2焦作市引沁灌區管理局；3西安電子科技大學；4成都萬江港利科技股份有限公司）

0 引言

濟源市屬黃河流域，境內河流眾多。當前，濟源市正處在全面建成小康社會的攻堅期，河湖管理保護工作面臨前所未有的壓力和挑戰。因此，需要采用科學性的技術手段提升河湖管理的水平。

隨著大數據、云計算、物聯網、移動互聯網和5 G等信息技術的發展，組建高密度的溝通網絡成為了可能，結合互聯網，開展河長制管理信息化建設能夠有效解決河湖管理面臨的難題。

1 總體架構

平臺建設要滿足“三體系”和“五統一”的要求，“三體系”即標準規范體系、安全保障體系和建設與運維體系，“五統一”為統一門戶，統一業務應用，統一應用支撐，統一空間信息服務，統一數據管理。此外，在進行系統架構設計時，應當以技術先進、系統實用、結構合理、低成本、低維護量作為基本建設原則。

1.1 基本組成

根據建設的要點以及建設的基本原則，濟源市河長制管理信息系統自底向上由前端基礎設施支撐層、數據支撐層、應用支撐層、業務應用層和門戶層構成，其邏輯關系見圖1。

基礎設施支撐層：是河長制管理信息系統運行的重要數據來源，包含各種水利監測站以及監控等。

數據支撐層：是支撐河長制管理信息系統運行的主要硬、軟件環境，包含基礎地理信息數據庫、業務數據庫以及配套硬件支撐等，依托現有電子政務云平臺安裝部署。用來存儲河長制相關的基礎信息、動態信息以及其他業務應用系統共享的信息。

圖1 濟源河長制信息管理系統架構圖

應用支撐層：通過生態數據中心和河道網格化GIS中心，為整個系統的數據計算、查詢、統計、分析以及信息展示提供支撐。

業務應用層：用于支撐河長制業務工作的開展，提供工作臺、一張圖、移動巡查等基礎功能，以及智能考評、大數據分析等擴展功能。

門戶層：由信息管理系統、手機APP、門戶網站、微信公眾號和應急指揮及監控中心構成，構建多元化聯合監督管理體系。

1.2 技術路線

1.2.1 數據采集和存儲

數據的來源主要有水利監測站的水情數據，水利部門、氣象部門等水利數據、空間數據、公眾參與數據和基礎數據。建立基礎設施收集水情數據是河長制管理信息系統重要的一環，物理網監控網如圖2所示。

圖2 物理網監控網系統圖

實時檢測河流的流速，流量以及溫度、PH、溶解度等基礎信息，數據入庫，按需提供給系統調用，為水生態健康評估打好基礎。

來自于水利部門、氣象部門等一些非結構化的數據需要搭建共享平臺，提供交換共享服務，確保各個部門之間互聯互通。這些數據部分涉密，需要進行脫密和脫敏處理，抽取含有客戶信息的表進行脫敏處理并且回寫，如圖3所示。這種方式只處理含有敏感信息的表，處理量小，速度快。

圖3 數據脫密脫敏處理圖

此外，還有GIS的空間數據，公眾數據和基礎數據等，需要實時的采集和存儲這些信息。

河長制信息系統的數據來源復雜，業務場景不同，在進行數據集成的時候采用以下4種方式：利用大數據采集平臺對數據進行提取、轉換和加載；在需要對接的應用系統方部署前置機，通過Web Service接口實現各系統的數據征集提取功能；通過網絡爬蟲算法，采集互聯網數據；文件導入。

母親回家后天放晴了，屋里不再那么冷颼颼的，下午的陽光照進來，暖洋洋的，老福意識到真不能一個人住在這幽暗的老房子里。他又聞到了雞湯的香味，這回的湯是自己家的。母親邊用炭火煲著湯，邊忙出忙進利用這久違的陽光曬被褥，使老福感到了久違的溫暖。

由于機構化數據和和非結構化數據皆有，存儲和管理這些數據可以通過Apache Hadoop來實現，Hadoop實現了一個分布式文件系統（HDFS），河長制系統通過HDFS框架，以命令行模式和API 模式來操作，無需關心文件究竟存儲在哪個節點上，只要通過API訪問文件即可（流操作）。這就實現了系統視頻、圖片、文件的分布式存儲，存儲空間可靈活擴展。

1.2.2 數據庫設計

河長制管理數據庫是支撐河長制管理業務應用的基礎。為了與其他業務應用之間實現信息共享和業務協同，應遵循如下規則：采用面向對象方法；統一對象代碼編碼規則；采用全國統一的信息分類與代碼標準；按照對象生命周期和屬性有效時間設計全時空的數據庫結構，保障各種信息歷史記錄的可追溯性。

依照上述規則并結合河長制的應用需求建立以下四個數據庫：基礎數據庫、動態數據庫、屬性數據庫和空間數據庫。

1.2.3 系統集成

在面向服務體系架構（SOA）下，結合數據資源為業務應用提供應用支撐服務，主要提供通用工具和通用服務兩類支撐服務。通用工具主要有：企業服務總線（ESB）、數據庫管理系統（DBMS）、地理信息系統（GIS）、報表工具等；通用服務主要有：統一用戶管理、統一地圖服務、統一目錄服務、統一數據訪問等。

基于應用支撐服務，提供以下業務：信息管理、信息服務、巡河管理、事件處理、抽查督導、考核評估、展示發布、移動服務等，需要其他相關業務應用信息的，通過業務協同實現信息共享。

本系統邏輯上分為Web 表示層、業務構件層、基礎服務層、數據訪問層（DAO）、JavaEE層、存儲層。

2 系統功能應用與實踐效果

2.1 河長管理信息系統PC端

PC端包含系統的所有功能，主要由河長、河長辦及成員單位使用，功能主要包括首頁、基礎信息、河湖庫信息“一張圖”、巡河管理等。主要功能結構如圖4所示。

圖4 PC端主要功能結構圖

PC 端是包含了河長制信息管理系統最主要的功能，匯集各類監測及管理數據，實現在線監督、日常管理、地圖瀏覽、數據統計分析、分級考核、問題督辦處理、通知公告等功能。

2.2 河長管理APP

河長APP 主要由河長使用，功能主要包括首頁、河道信息“一張圖”、公眾投訴受理、問題處理、事件流轉、移動巡查、統計分析、個人設置等功能模塊。

河長通過APP進行智能巡河，系統根據GPRS定位數據自動生成巡河軌跡，巡河過程中可通過選擇水體、排口、河床、堤岸、公共設施、違章行為和其他等要素進行依次巡查，并填寫巡河記錄，通過文字、照片、視頻上傳，實現工作日志的電子化管理。

2.3 微信公眾號

圖5 微信公眾號主要功能結構圖

微信公眾號支持公眾查詢河道基本信息、水質狀況，搭建河長與公眾間的橋梁，公眾可以隨時將投訴建議、問題水域照片等上傳至平臺；通過微社交形式以區域進行護河大使評選和排名公示，提高參與積極性；展示查看河長發布的整改反饋、治水成效、治水百科等相關信息。圖5為微信公眾號的主要功能結構。

3 結 語

濟源河長制信息管理系統依托“互聯網+河長制”的解決方式，實現河長巡河、信息通報、巡查督導、考核評比等工作信息化、客觀化以及公開化。本套系統覆蓋了PC 端，門戶網站，手機APP以及微信公眾號，解決了河長制工作中人員組織管理的問題、人員工作考核的問題、環境事件處理的問題、群眾參與問題以及政府工作中的相關問題，全方位滿足經濟社會發展對水利行業的需要，對城市生態的轉型升級和濟源綠色發展起到積極的推動作用。