基于河長制的水環(huán)境綜合平臺的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

程亞+黃麗萍+張明翔+趙賢林

摘要：該文結(jié)合水環(huán)境管理工作中的實(shí)際問題，針對河長制管理水資源的工作中出現(xiàn)的人員組織不清晰、群眾參與和政府宣傳不深入、信息溯源困難等問題，以河長制為核心，以多種數(shù)據(jù)資源為基礎(chǔ)，結(jié)合GIS技術(shù)、Web技術(shù)、移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)等信息技術(shù)，提出基于河長制的水環(huán)境綜合平臺。該系統(tǒng)平臺解決了人員分層級分組織管理、河道巡查和設(shè)備巡查、事件處理、數(shù)據(jù)溯源、監(jiān)測預(yù)警等問題，為河長制管理水環(huán)境資源提供了解決方案。

關(guān)鍵詞：河長制；水環(huán)境；組織架構(gòu)；數(shù)據(jù)溯源；管理系統(tǒng)

中圖分類號：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）26-0076-03

Abstract： In this paper， combined with the actual problems of management for the water environment， the organization structure management of water resources in river chief system in the work is not clear， public participation and government propaganda is not in-depth， information traceability is difficult， etc. To solve these problems， a comprehensive platform of water environment Based on river chief system is proposed. The system combines with GIS technology， Web technology， mobile Internet technology and other information technologies， focusing on the river chief system and basing on the various data resources. This platform solves the problems of organization structure management， river patrol and equipment inspection， event processing， data traceability， monitoring and early warning， etc.， that provides a solution for river chief management of water environment resources.

Key words： river chief system； water environment； organization structure； data traceability； management system

水環(huán)境狀態(tài)關(guān)系人們?nèi)粘５纳a(chǎn)生活，水環(huán)境的管理一直是全世界關(guān)心的問題[1]。我國在嚴(yán)峻的水污染情勢下提出了以“河長制”為核心的水環(huán)境行政新模式，在江蘇省無錫市首先試用并取得了很好的成果，由此在全國推廣開來[2-3]。

但水環(huán)境監(jiān)測管理對象復(fù)雜、信息量大、范圍廣泛、任務(wù)繁瑣，需要多部門的協(xié)調(diào)，涉及到各種任務(wù)的調(diào)度和應(yīng)急事件處理等問題。這些問題都嚴(yán)重地影響到了水環(huán)境的管理和“河長制”的整體效益。因此，必須采用科技的手段，對資源進(jìn)行統(tǒng)一地管理和調(diào)度。

傳統(tǒng)的水環(huán)境信息系統(tǒng)主要用于水資源的監(jiān)測、分析和預(yù)警[4，5]。有些根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場景，提出了針對某個(gè)地區(qū)的水環(huán)境管理系統(tǒng)，加入了本地區(qū)的政府工作流[6]。而實(shí)際中，水環(huán)境的監(jiān)測需要設(shè)備支持，設(shè)備的狀態(tài)也需要被關(guān)注；“河長制”工作中，處于不同層級的“河長”工作內(nèi)容不同；處于同一層級中，不同部門之間的關(guān)系也不盡相同；同時(shí)，根據(jù)國務(wù)院發(fā)布的《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》[7]中的要求，水資源的管理還需要群眾的廣泛參與，政府需要進(jìn)行水環(huán)境知識的宣傳等等。

本文根據(jù)多項(xiàng)國家法律法規(guī)和相關(guān)政策和水環(huán)境管理在實(shí)際中遇到的問題，提出了基于河長制的水環(huán)境綜合平臺，能有效地解決從水環(huán)境信息的采集、分析、預(yù)警到政府的管理中所出現(xiàn)的數(shù)據(jù)不一致、分管不清晰等情況。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 需求分析

本平臺以“河長制”為核心，以“水十條”為準(zhǔn)則。根據(jù)中共中央辦公廳和國務(wù)院辦公廳發(fā)布的《關(guān)于全面推行河長制的意見》、多個(gè)省市關(guān)于推進(jìn)河長制的工作方案、工作意見，和《中華人民共和國河道管理?xiàng)l例》中的相關(guān)規(guī)定，以及“水十條”中的相關(guān)意見，基于河長制的水環(huán)境綜合平臺的主要功能需求如下：

1） 數(shù)據(jù)監(jiān)測和分析。平臺從監(jiān)測站點(diǎn)采集各項(xiàng)水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)和設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)，通過分析統(tǒng)計(jì)對比等方式展現(xiàn)在平臺中，并支持?jǐn)?shù)據(jù)查詢。

2） 分層級、分部門的組織結(jié)構(gòu)，可自定義各個(gè)部門的權(quán)限。該平臺的用戶可能有政府人員、普通群眾和設(shè)備維護(hù)人員等，其中政府人員又分為省市區(qū)以及不同的部門，以及不同級別的河長。每個(gè)部門，以及普通群眾、設(shè)備維護(hù)人員的權(quán)限各不相同：在平臺中能瀏覽的信息不同、可以進(jìn)行的操作不同。

3） 知識庫。知識庫內(nèi)容包括法律法規(guī)、環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)、新聞公告、政策、案例等。主要是各種圖文結(jié)合的文章，支持關(guān)鍵詞搜索。政府可以通過發(fā)布內(nèi)容對環(huán)境知識進(jìn)行宣傳。

4） 巡檢。包括環(huán)境巡檢和設(shè)備巡檢，巡檢人員拍照上傳巡檢結(jié)果，需添加文字和位置等信息。

5） 事件處理。包括應(yīng)急事件和群眾舉報(bào)。群眾舉報(bào)和應(yīng)急事件提交時(shí)需描述事件詳細(xì)情況，發(fā)生的時(shí)間地點(diǎn)等，提交之后的事件由系統(tǒng)中相關(guān)人員進(jìn)行指派，被指派的人員需要處理事件，并及時(shí)更新事件處理情況。群眾可以通過舉報(bào)參與到水環(huán)境的治理工作中來。endprint

6） 考核?？己酥饕问綖樯霞壙己讼录墸己说膬?nèi)容可自定義，以系統(tǒng)日志的分析結(jié)果作為參考，上級人員可為下級人員進(jìn)行打分。

7） 系統(tǒng)日志。主要用于記錄系統(tǒng)中所有人員，包括政府人員、普通群眾、設(shè)備維護(hù)人員、系統(tǒng)管理員的各種行為和數(shù)據(jù)流向，可進(jìn)行篩選和統(tǒng)計(jì)。

1.2 系統(tǒng)架構(gòu)

河長制是一種創(chuàng)新的政府工作形式，根據(jù)1.1對平臺的需求分析，平臺以工作管理為主，以各種輸入數(shù)據(jù)作為工作內(nèi)容和方向的參考。因此自頂向下進(jìn)行設(shè)計(jì)，平臺可分為應(yīng)用層、服務(wù)層、存儲層和采集層。同時(shí)，安全策略和標(biāo)準(zhǔn)體系始終存在于系統(tǒng)的各個(gè)層級，系統(tǒng)的架構(gòu)圖如圖1所示。

應(yīng)用層：采用B/S結(jié)構(gòu)，基于WebGIS 技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)瀏覽器應(yīng)用模式和可視化多層次的圖形操作界面，為河長制的管理工作提供信息匯總、分析、決策和處理等功能。

支撐層：為應(yīng)用層的實(shí)現(xiàn)提供數(shù)據(jù)的預(yù)處理和軟件支撐。

數(shù)據(jù)層：用于存儲系統(tǒng)獲取到的數(shù)據(jù)，主要包括關(guān)系數(shù)據(jù)庫、多媒體數(shù)據(jù)庫、文件數(shù)據(jù)庫等。

采集層：負(fù)責(zé)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集工作，包括通過智能終端采集的巡檢信息、應(yīng)急事件、群眾舉報(bào)、實(shí)時(shí)監(jiān)控信息和其他信息的采集。

平臺操作系統(tǒng)采用Windows Server 2008，開發(fā)平臺采用Eclipse Neon.3 Release （4.6.3）， 數(shù)據(jù)庫選用MySQL7，系統(tǒng)框架用Spring MVC，移動(dòng)端操作系統(tǒng)為Android2.1以上和IOS6.0。

1.3 核心功能設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)以用戶及其組織架構(gòu)和權(quán)限為核心，通過日志記錄用戶行為和數(shù)據(jù)流向，如圖2所示。

1） 用戶權(quán)限中心。

用戶權(quán)限中心包括系統(tǒng)用戶管理、分組管理、權(quán)限管理，只有系統(tǒng)管理員有權(quán)限操作這部分內(nèi)容。

信息管理部分用于管理平臺中所有用戶的信息。系統(tǒng)所有用戶以列表的形式展示給系統(tǒng)管理員，管理員可添加、刪除、修改用戶信息。

分組管理用于對系統(tǒng)用戶進(jìn)行分組、群組分層級，以樹形結(jié)構(gòu)展示，管理員可以點(diǎn)擊某個(gè)樹節(jié)點(diǎn)（即一個(gè)分組）進(jìn)行修改和刪除，也可以在該分組下再建立一個(gè)子分組。分組可以是一個(gè)部門，也可以是一個(gè)有某種職能的群體。分組之間的上下級關(guān)系即能反應(yīng)實(shí)際工作的組織結(jié)構(gòu)。一個(gè)用戶可以屬于多個(gè)分組。

權(quán)限管理用于對各個(gè)分組分配權(quán)限，組內(nèi)人員的權(quán)限即為群組權(quán)限的合集。

2） 河道監(jiān)測。河道監(jiān)測包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和預(yù)警。

數(shù)據(jù)采集部分需要采集各個(gè)站點(diǎn)的設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)和水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)，存儲在數(shù)據(jù)庫中；

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)部分根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)，首先進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗，去除無效數(shù)據(jù)，然后按照時(shí)間、站點(diǎn)、監(jiān)測因子等不同字段進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、排序、計(jì)算均值、最值，同時(shí)對比相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)找出超出標(biāo)準(zhǔn)的值，以圖表的形式展出。

預(yù)警部分以GIS地圖為基礎(chǔ)，在地圖上顯示需要將超出標(biāo)準(zhǔn)值的站點(diǎn)數(shù)據(jù)作為應(yīng)急事件及時(shí)通知給相關(guān)人員去處理。

3） 內(nèi)容管理。

內(nèi)容管理模塊是知識庫的部分，包括，系統(tǒng)從擴(kuò)展性的角度考慮，主要從三個(gè)方面獲取數(shù)據(jù)——后臺編輯上傳文檔、批量上傳、互聯(lián)網(wǎng)抓取，并顯示給用戶。

系統(tǒng)提供一個(gè)可編輯文檔的界面，用戶可對文檔中的文字、段落、字體等進(jìn)行編輯，可對文檔進(jìn)行分類，以便展示在不同的模塊中；系統(tǒng)提供一個(gè)上傳文件的入口，用戶對需要上傳的文件進(jìn)行打包以及選擇上傳的文檔所屬的分類，上傳完成之后，系統(tǒng)自動(dòng)解壓打包文件，對于符合條件的文件進(jìn)行分類入庫處理，不符合的文件直接刪除，并記錄日志；用戶配置關(guān)鍵詞、網(wǎng)址和內(nèi)容所屬分類，系統(tǒng)周期性的從指定的網(wǎng)站中獲取相關(guān)的文章，并抓取入庫。

4） 巡檢。

巡檢分為日常河道巡檢和設(shè)備巡檢，系統(tǒng)根據(jù)登錄用戶的身份，判斷用戶的權(quán)限中是否有日常河道巡檢或設(shè)備巡檢。如果有，則巡檢周期固定，每次巡檢需上傳巡檢圖片、相關(guān)說明文字、巡檢地點(diǎn)（可通過定位獲?。到y(tǒng)自動(dòng)獲取上傳者信息和上傳日期。系統(tǒng)計(jì)算巡檢周期的頻率，將巡檢結(jié)果作為考核的一部分。

5） 事件處理。

水環(huán)境管理中的事件分為上報(bào)事件和群眾舉報(bào)事件，上報(bào)事件由管理員或相關(guān)人員發(fā)起，提交事件發(fā)生的具體時(shí)間、地點(diǎn)、和事件詳細(xì)描述，系統(tǒng)自動(dòng)獲取提交的用戶信息和提交的時(shí)間，然后由發(fā)起人指派給處理事件的人，要求其處理，處理事件的人員根據(jù)事件處理進(jìn)度，更新相應(yīng)的進(jìn)度。

群眾舉報(bào)事件由群眾用戶發(fā)起，需提交事件發(fā)生的時(shí)間、地點(diǎn)、詳情以及相關(guān)圖片，系統(tǒng)自動(dòng)帶入群眾用戶的信息和提交的時(shí)間，然后由舉報(bào)事件的專門處理人員先進(jìn)行篩選，確認(rèn)事件的真實(shí)性和嚴(yán)重性，接著即可指派給相關(guān)人員進(jìn)行處理，處理事件的人員根據(jù)事件處理進(jìn)度，更新相應(yīng)的進(jìn)度。

系統(tǒng)可自定義統(tǒng)計(jì)各類事件以及事件發(fā)起人、處理人等情況。

6） 日志。

日志子系統(tǒng)用于記錄登錄到系統(tǒng)中所有數(shù)據(jù)的流向和所有用戶的行為，例如數(shù)據(jù)入庫、提交事件、修改權(quán)限、提交巡檢等等。系統(tǒng)記錄這些行為以及行為發(fā)生的時(shí)間和行為發(fā)生前相關(guān)數(shù)據(jù)的狀態(tài)，并對其進(jìn)行分類處理。在考核的時(shí)候，系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)各類行為，形成報(bào)表提供給考核人員作為參考；在數(shù)據(jù)溯源的時(shí)候作為數(shù)據(jù)變遷的依據(jù)；在數(shù)據(jù)恢復(fù)的時(shí)候可為數(shù)據(jù)恢復(fù)提供一定的支撐。

7） 考核。

考核模塊可用于結(jié)算系統(tǒng)中各用戶的工作情況，考核項(xiàng)可由管理員給出?？己藭r(shí)，系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)出該用戶的各項(xiàng)行為，給出行為清單，供考核者參考；考核者根據(jù)實(shí)際情況及行為清單，給被考核者打分?？己苏呱矸菘赏ㄟ^用戶權(quán)限中心進(jìn)行配置。

2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

根據(jù)第一章對系統(tǒng)平臺的需求分析與設(shè)計(jì)，本系統(tǒng)以Web技術(shù)為技術(shù)，結(jié)合ajax技術(shù)、socket通信技術(shù)等，充分利用各方面數(shù)據(jù)——監(jiān)測數(shù)據(jù)、上傳數(shù)據(jù)、提交數(shù)據(jù)、抓取數(shù)據(jù)、系統(tǒng)數(shù)據(jù)等，通過分配、統(tǒng)計(jì)、計(jì)算等方式，為系統(tǒng)用戶提供了工作所需的多項(xiàng)需求，建立了基于河長制的水環(huán)境綜合平臺。平臺分為PC端和手機(jī)端，PC端涵蓋系統(tǒng)所有的功能，根據(jù)登錄用戶顯示其權(quán)限范圍內(nèi)的功能。手機(jī)端主要為河道監(jiān)測、巡檢、事件處理、知識庫等功能，需要用戶登錄后，根據(jù)用戶的權(quán)限進(jìn)行查看和操作。

3 結(jié)束語

水環(huán)境管理涉及的范圍非常廣泛，本文結(jié)合實(shí)際工作情況，以河長制為核心背景，以多項(xiàng)輸入數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于河長制的水環(huán)境綜合平臺，主要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(huán)境事件處理的問題、群眾參與問題以及政府工作中的相關(guān)問題。但本文中水質(zhì)數(shù)據(jù)的監(jiān)測分析和預(yù)警還較為粗糙，結(jié)合現(xiàn)有的大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)，該系統(tǒng)還可以在預(yù)警評價(jià)等方面做更為深入的研究和完善。

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