基于GIS的防雷安全監管信息系統設計與實現

黎莫清 唐 陵

(河池市氣象局 廣西 河池 547000)

0 引 言

2016年國務院發布文件，優化建設工程領域防雷許可事項，要求簡政放權，放管結合，優化服務和流程，提高效率，減輕企業負擔。進一步明確和落實部門管理職責，加強事中事后監管，開展“雙隨機”抽查[1]，保障人民群眾生命和財產安全。這對防雷安全監管工作提出了新的要求，亟須探索新的安全監管方式，規范執法檢查行為，提升安全監管能力。

目前我國在防雷安全執法檢查體系存在以下不足：一是采用人工作業方式來完成并通過紙質表單作為數據的媒介來溝通，費時耗力；二是基層氣象部門安全監管力量薄弱，監管作業流程化及效率不高，違法案件查處不及時，處理不規范；三是監管范圍都是危化品、易燃易爆企業，企業數量多且分散，安全隱患點量大面廣，監管難度大，極易發生群死群傷事故。這與當前防雷安全監管工作要求仍存在較大的差距，僅依靠傳統管理模式已無法適應當前防雷安全工作面臨的新形勢。在“智慧氣象”戰略推動下，“互聯網+”的新安全生產監管體系建設被引入河池市的防雷減災安全監管。目前國內針對防雷安全監管設計的信息管理系統數量較少，多數為防雷檢測業務管理系統[4-6]，側重于防雷檢測業務，形式與功能單一，且適用范圍比較小。文獻[7-9]在分析傳統土地執法存在的問題后，構建了基于GIS的土地執法檢查管理系統，將執法數據高效整合和服務共享，提高土地執法效率。劉吉等[10]在精準扶貧領域開發了貴州省精準扶貧外業采集App系統建設與應用，提高了貧困戶信息的采集工作效率。本文在過去研究的基礎上，充分應用移動GIS及WebGIS技術特點及優勢，并結合防雷安全監管的業務要求[2-3]，設計開發防雷安全監管信息系統，為豐富和發展安全監管信息系統的研發方式和應用實例提供參考。

1 研究依據與方法

1.1 防雷安全專項檢查

為加強危化品企業防雷安全事中事后監管，履行好防雷安全管理職責，落實防雷安全主體責任，要求防雷主管部門把專項檢查督查與日常工作有機結合，建立防雷安全監管工作機制，開展防雷安全及行業領域執法檢查，把專項檢查列入年內檢查計劃。根據上級部門有關文件要求并結合本地實際情況，制定相應的防雷安全專項檢查方案，強化跟蹤檢查、執法監督，建立防雷安全檢查檔案，及時排查和消除各類事故隱患。防雷安全專項檢查工作步驟如下：

(1) 組織制定防雷安全專項檢查方案，成立防雷安全專項檢查組，明確檢查范圍及檢查內容，按照方案要求下發檢查通知至各防雷安全重點單位。

(2) 自查自改階段：各有關單位作為防雷安全責任主體，按照方案要求，對照各項檢查內容和檢查表開展自查，認真查找隱患，如實填寫安全隱患清單，并制定隱患整改方案及時整改。

(3) 督查抽查階段：針對防雷裝置業主開展防雷安全隱患自查自改情況，對相關單位進行抽查檢查。

(4) 形成防雷安全專項檢查督查工作總結報告，上報上級部門及當地安委會。

1.2 雙隨機檢查

根據國務院關于規范事中事后監管的相關規定和中國氣象局隨機抽查規范事中事后監管工作實施方案的要求，各級氣象主管機構采用“雙隨機、一公開”方式實施防雷服務市場監管。“雙隨機、一公開”，是指氣象主管機構對防雷服務市場主體提供防雷服務行為進行監管，一是隨機抽取檢查對象，二要隨機選派執法檢查人員，三是及時公布抽查檢查結果和查處結果的檢查機制。“雙隨機、一公開”工作應當遵循依法實施、綜合檢查、誰檢查誰負責、公開透明的原則。雙隨機檢查流程如圖1所示。

圖1 雙隨機檢查流程

(1) 建立防雷服務市場監管對象分類名錄庫和執法檢查人員名錄庫。依據法律、法規和規章規定及日常監督管理需要，制定并動態調整抽查事項清單，明確檢查依據、檢查主體、檢查內容和方式等，向社會公布。

(2) 確定抽查方式。抽查方式分為不定向抽查和定向抽查，各級氣象主管機構按照抽取比例(5%)，從檢查對象名錄庫中隨機抽取被檢查對象。檢查對象和檢查人員確認后，氣象主管機構下發檢查通知，送達檢查對象，同時向社會公開。

(3) 檢查實施。隨機抽查事項的檢查綜合采取書面檢查、現場檢查等多種方式實施。采取現場方式檢查的，檢查人員不得少于兩人，應當出示執法證件。

(4) 檢查結果公開。檢查結果應當自檢查結束之日起20個工作日內向社會公開。有違法行為的，由當地氣象部門依法查處，涉嫌犯罪的移送司法機關，并將檢查結果報送市場主管部門，通過企業信用系統公示。

1.3 行政執法

根據國家《行政處罰法》及氣象部門相關規章[1]要求，防雷違法案件查處主要分為以下四個步驟：(1) 立案：對群眾舉報的違法線索，防雷主管部門應作詳細記錄，并應及時查驗審核，符合立案條件的予以受理立案，并對舉報人個人信息嚴格保密。(2) 調查和處理：防雷主管部門應當及時對已立案的案件開展調查取證，在調查過程中，執法檢查人員應不少于2人，應向當事人出示執法證件，證件在有效期內。可采用詢問、辨認、勘驗、檢查、鑒定等方式收集的相關證據，包括人證、物證、調查筆錄、電子證據(圖片視頻)等證據材料。執法檢查過程中要文明檢查、執法有據、程序合規。(3) 執行：對各類證據材料進行審核，得出違法案件處理決定意見。行政處罰前應出具《行政處罰告知書》《聽證告知書》，書面告知違法當事人。如需舉行聽證，則按程序舉行聽證會后，向當事人送達《行政處罰決定書》，無法直接送達的，可采用郵寄送達或公告送達。(4) 結案：案件執行完后，形成結案報告呈主管部門主要負責人批準結案，案件卷宗應立案歸檔。防雷違法案件查處流程如圖2所示。

圖2 案件查處流程

2 系統設計

2.1 系統架構

防雷安全監管系統主要分為客戶端、應用服務層、數據層，分別由基于PC端安全管理系統和基于移動端App安全巡查系統兩部分構成。PC端安全管理信息系統采用B/S(瀏覽器/服務器)架構，基于高德GIS服務，以.NET Framework 4.0為開發框架，采用Tomcat Apache或ⅡS服務器作為Web Server，實現空間數據的發布和應用，完成檔案管理、任務管理、數據存儲及分析等功能。移動端App巡查系統采用Android 4.0以上操作系統，移動端設備為智能手機或PDA，用戶通過無線通信網絡與服務端進行數據交互，在移動智能終端實現信息數據采集上報、定位查詢與導航等功能。防雷安全監管信息系統架構圖見圖3。

圖3 系統架構圖

2.2 業務流程

通過梳理防雷主管部門安全管理相關規定與要求，防雷安全監管主要有雙隨機檢查、專項檢查、調查取證、日常巡查四種方式，并結合本部門日常管理運行模式，優化相關管理流程。管理人員通過登錄基于PC端安全管理系統，根據防雷監管部門的相關規定和業務流程為執法檢查人員建立檢查任務，然后下發檢查任務，包括檢查人員、檢查對象、檢查時間要求、檢查內容等，執法檢查人員登錄移動端App安全巡查系統，根據檢查任務內容開展執法檢查，利用手機進行現場信息采集和上報，系統對巡檢人員檢查路徑進行GPS定位，數據同步處理，動態地追蹤人員的行動軌跡。系統業務流程如圖4所示。

圖4 業務流程圖

2.3 功能模塊設計

防雷安全監管系統以實現安全監管為核心，建立實時的、隨地的、集成的一體化監管信息系統。通過加強對安全檢查人員及過程的管理和控制，實現集中化的安全監控和動態跟蹤，從而提高安全監管能力。基于GIS平臺的防雷安全監管信息系統主要由企業管理、人員管理、安全監督管理、行政執法、GIS服務管理、系統管理六大模塊組成。企業管理模塊是對社會企業、檢測機構的信息化建設，對危化企業、粉塵涉爆企業、加油加氣站三類防雷安全重點企業和檢測機構分別建立名錄信息庫；人員管理模塊主要是執法人員管理、管理人員管理功能，建立執法人員名錄庫和管理人員信息庫；安全監督管理模塊實現對監管對象的雙隨機檢查、專項檢查及日常巡查；行政執法模塊主要針對違法案件查處，對違法案件進行信息化管理；GIS服務管理模塊主要基于高德地圖的企業信息展示、監督過程展示等；系統管理模塊主要包括數據管理、用戶權限管理及信息發布等。系統功能設計見圖5。

圖5 系統功能設計圖

3 關鍵技術

3.1 數據庫一體化管理

數據庫是防雷安全監管信息管理系統開發應用的關鍵環節。防雷安全執法檢查涉及地理信息、企業信息、人員信息、圖片、視頻及檢查表單等數據信息，需存儲和管理的數據種類繁多、關系復雜，需要科學、合理的進行數據庫設計。

在數據庫設計過程中，認真分析數據的結構類型及數量，以及后期維護等因素，按照防雷安全監管要求及工作流程，按照不同的應用功能部署相關的組件，做到層次分明、布局合理，保障數據的準確性、科學性及系統的穩定性，以便高效地實現系統數據的檢索、存儲及輸出。系統為用戶、企業、執法人員、任務管理、檢查表單等對象進行唯一編碼，并通過主鍵或索引約束技術將企業信息、人員信息、任務信息、空間信息進行關聯，形成相互融合、冗余度小、關聯度高的一體化數據庫。關聯信息示圖如圖6所示。

圖6 檢查任務管理關聯信息示圖

3.2 移動GIS技術

移動GIS采用GIS進行空間數據管理與分析，使用GPS進行定位和跟蹤，利用智能手機、PDA完成數據采集，借助移動互聯網完成圖片、文字、視頻等數據傳輸，是集GIS技術、GPS技術、MI技術及移動終端的一體化系統，具有地圖顯示及導航、在線服務、GPS定位、標繪圖形、地理編碼、查詢地圖圖層和數據等功能。移動GIS主要由客戶端、服務器及數據源構成，對應載體為表現層、中間層及數據層。表現層是客戶端設備，如智能手機、PDA等終端設備，面向用戶，與用戶交互，是GIS服務的窗口；中間層主系統服務器及服務網絡，如Internet(TCP/IP)、Web服務器、Map服務器等，負責處理和傳輸空間地理信息，執行移動GIS請求功能；數據層是移動GIS各種數據的存儲集中庫，保證GIS功能的實現和支撐，由空間數據庫和屬性數據庫組成。移動GIS體系結構見圖7。

圖7 移動GIS體系結構圖

移動GIS具有移動性、服務實時性、信息載體的多樣性等特點。通過移動GIS技術，執法檢查人員能夠便捷利用智能手機、PDA執行檢查任務，將數據信息電子化、數字化，信息實時交互、同步更新，在任何地點、任何時間都能查詢到任何所需的最新數據，采集數據規范及時、存儲安全，大大提升執法檢查的便利性和準確度。

3.3 WebGIS技術

網絡地理信息系統(WebGIS)指的是工作在Web網上的GIS，由客戶端、服務器、數據庫構成，客戶端一般有如IE、Google Chrome等Web瀏覽器，服務器由Web Server 和Map Server 組成。可以實現空間數據的發布和應用，具有空間數據檢索、查詢、制圖輸出、編輯等功能。WebGIS基于B/S架構，由多臺服務器、多源數據庫與多臺終端由因特網連接而成，用戶通過在客戶端操作，進行數據處理，服務器輸出空間信息和應用結果。WebGIS工作原理見圖8。

圖8 WebGIS工作原理圖

WebGIS采用了基于Internet的B/S體系結構，不同部門數據可以分別存儲在不同地點的服務器上，每個GIS用戶作為一個Client端通過Browser與Server交換信息，可以與網上其他非GIS信息進行無縫連接和集成。WebGIS可以實現對各種傳統GIS數據的相互操作和共享，以便充分利用現有的數據資源。WebGIS還可以用于內部網(Intranet)以建立各部門內部的網絡GIS，實現局部范圍內的數據共享。WebGIS應用技術見表1。

表1 WebGIS應用技術

WebGIS通過Internet/www機制可有效實現分布式地理信息處理，分散數據存儲，降低系統負載，加快訪問速度，高效利用空間數據資源。WebGIS可以跨平臺應用，能做到“一次編成，隨處使用”，可以在Windows、Linux、Unix不同操作平臺運行，支持多種瀏覽器操作，如IE、Fire fox、Opera等瀏覽器，支持如sdf、shp、Oracle、SqlServer、WFS、WMS等多種數據源。

WebGIS具有廣泛的訪問范圍、平臺獨立性、低系統成本、發布速度快、系統操作簡單、維護方便，系統安全性、協同性優良等優點。利用上述技術優勢應用于防雷安全監管信息系統的開發，與安全監管業務相互融合，實現和完成系統設計目標與功能，增強系統的通用性和拓展能力，有效提高研發工作質量和效率。

4 應用與實現

基于GIS的防雷安全管理系統分為兩個PC管理端和移動端App兩個子系統，在移動端基于Android手機執行巡查任務，實現防雷安全監管執法檢查的巡查上報、地圖瀏覽、軌跡跟蹤、數據采集等功能。在管理端，在B/S架構下實現對舉報的違法線索進行受理、立案、審查、執行、結案，具備信息審核、批復等功能，并根據要求自動生成案卷電子檔案；對專項檢查、雙隨機、日常巡查、案件調查取證等任務進行管理，對檢查過程信息全程記錄、全程留跡。系統主要實現的功能如圖9所示，移動端App管理界面如圖10所示，PC管理端界面如圖11所示。

圖9 系統實現功能示圖

圖10 PC管理端界面

圖11 移動端App界面

4.1 PC管理端功能實現

(1) 地圖展示。該功能是基于高德地圖的企業信息展示，用戶根據查詢需求選擇信息選項，設定查詢區域和范圍，可以直觀在地圖顯示監管對象的單位名稱、地理位置、行業屬性、檢測時間、檢測機構等信息。并通過綠色、黃色、紅色(綠色表示正常，黃色表示即將逾期，紅色表示逾期)三種不同視圖標識，動態顯示監管對象的防雷安全檢測狀態，便于監管部門及時跟蹤提醒，實現監管對象信息可視化。只需要一幅高德地圖，就可以實時監控企業防雷安全管理動態，跟蹤重大安全隱患整改情況，實現監管的全覆蓋。系統可根據檢測時間、安全狀況，自動通過短信形式發送至企業安全負責人，提前規劃應對方案。

(2) 巡查軌跡。該功能是記錄執法人員檢查過程手持設備反饋的定位數據，可以查詢檢查人員的檢查范圍、檢查地點、檢查時間，通過在地圖標注并直觀展示，檢查活動軌跡一目了然。巡查記錄列表可以查看每位執法人員每次執法的過程信息，包含檢查開始(結束)時間、GPS定位信息等。

(3) 檢查檔案。該功能主要是對檢查檔案的信息化管理，將每個檢查任務從建立、實施(App巡查)、整改、復查到完成全過程數據資料都存入系統后臺數據庫，一個檢查任務對應一個電子檔案，可以隨時查詢和調用，實現檢查全過程留痕及可回溯管理，促進安全檢查規范化、標準化、智能化。

(4) 執法檔案。該功能是實現對防雷違法案件的受理、立案、審查、告知、執行、結案全過程記錄和管理，快速輸出案件文書，查詢案件進展，進行案情分析，根據執法流程進行案件審核審批，并結合移動端手機App開展調查取證、動態巡查工作，確保嚴格規范公正文明執法。

(5) 數據統計分析。系統可以實現對檢查任務、檢查結果、案件信息等各類數據進行分析、查詢、統計的功能，支持多種方式(餅狀圖、折線圖、柱狀圖、報表等)統計數據，幫助領導者更加直觀地了解各類數據信息，提供決策依據，支持自定義查詢功能，能夠自主組合多條件及關鍵字進行查詢。

4.2 移動端App功能實現

(1) 定位和導航。移動端App集成管轄區域的電子地圖，可以查看不同比例地圖，可以進行地址搜索、圖層切換、GPS定位、放大、縮小、平移等功能，還可以在執行檢查任務時開啟導航功能，設定目標，規劃出行路線，方便快速到達檢查地點，還可以對企業名錄庫單位GPS經緯度進行實地校正。

(2) 雙隨機檢查。先由PC端管理系統從名錄庫隨機抽取檢查單位和執法檢查人員，自定義生成檢查任務，下發至各執法檢查人員移動端。執法人員登錄手機App執行檢查任務，根據檢查任務提示，自主導航至被檢查對象所在地點開展檢查，根據檢查表單內容逐項填寫，可以在表中附件添加文本、圖片、視頻等信息，填寫完成由執法人員等在移動端進行電子簽名完成，數據上傳至后臺服務器。如果檢查有不符合項的則在移動端出具整改電子表單，整改完成后復查，并拍照上傳留檔。

(3) 專項檢查。針對重點領域、重點對象進行重點檢查，在PC端管理系統自主選取受檢企業及檢查項目，生成專項檢查任務并下發，以短信形式告知業主檢查事項。移動端(App)自動接受任務并同步檢查內容，執法檢查人員通過手機App執行任務，完成檢查表單填寫，對現場拍照存檔，若存在安全隱患，則出具整改表單。

(4) 調查取證。執法人員可以根據已受理的案件開展現場調查取證，系統將記錄工作時間和調查軌跡，通過智能手機進行現場拍照和錄制視頻，上傳文本、錄音、圖片、視頻等證明文件至后臺數據庫，管理人員可以在PC管理端進行實時查看，作為案件違法證據和日后執法核查的依據，實現對執法人員和執法過程的監督，確保執法行為合法、合規、科學、高效。

(5) 日常巡查。該功能是檢查人員在執行日常巡查任務時，開啟日常巡查功能，系統將實時記錄檢查人員的軌跡信息，巡查軌跡將上傳存檔，后臺可以回放查詢，可以有效提高巡查效率，避免執法盲區。

(6) 案件舉報。執法人員在巡查過程中發現防雷違法案件可以實時定點舉報，系統將自動定位，填寫違法舉報信息表，上傳圖片等違法線索。

5 結 語

本文充分利用移動GIS、WebGIS技術、Web技術優勢，基于高德GIS服務，設計和研發防雷安全監管信息系統，并結合防雷安全監管規定及業務流程，構建企業管理、安全監管、行政執法、GIS服務、數據分析一體化智能管理系統，實現防雷安全監管執法信息實時采集與上報、定位與導航、可視化查詢與輸出、軌跡記錄、檔案管理、統計分析等功能。系統在廣西河池市防雷安全管理領域投入業務應用，實現安全檢查的信息化、智能化、規范化、精準化，實現執法全過程記錄留痕，具有高效快捷的數據查詢與管理能力，操作簡單，維護方便，節約成本，創新執法監管方式，大大提升防雷安全監管效率和便捷性。

另外，隨著云計算、5G技術的迅速發展和應用，將云GIS技術及5G技術融入防雷安全監管系統，將為管理系統提供安全高效的數據管理模式，降低系統使用維護成本，提高系統的易用性、穩定性和實用性，使用戶操作更簡便流暢。防雷安全監管系統結合云GIS技術、5G技術、無人機技術做進一步研發和優化，完善系統數據的精確查詢及高級分析功能，提升調查取證智慧化水平，實現與上級部門監管系統對接與信息共享，不斷提升系統操作體驗和運行性能。