智慧河湖長制信息化系統(tǒng)建設實踐

倪建軍 ，杜嘉宸 ，徐緒堪 ，房道偉

（1. 河海大學物聯(lián)網工程學院，江蘇 常州 213022；2. 江蘇省“世界水谷”與水生態(tài)文明協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇 南京 211100；3. 河海大學企業(yè)管理學院，江蘇 常州 213022）

0 引言

智慧水利是繼數字水利之后，隨著全球信息化大潮涌現出來的現代信息技術與傳統(tǒng)水利行業(yè)深度融合后產生的新概念。當前，智慧水利建設發(fā)展迅速，傳感網、云計算、移動互聯(lián)等物聯(lián)網技術得到大量應用，智能感知、數據挖掘、智能決策等人工智能技術在水利行業(yè)嶄露頭角[3–6]。

河湖長制工作的推進，同樣必須充分利用各種先進的信息化手段，開展信息平臺建設，實現河湖管護的高效性、便捷性、長效性和實時性。河湖長制信息化建設和智慧水利是緊密聯(lián)系的，打造智慧化河湖長制信息化系統(tǒng)對于推動河湖長制工作具有重要的理論和實踐意義。

1 智慧水利與河湖長制的關系

智慧水利是水利信息化發(fā)展的新階段，是智慧地球、城市理念在水利行業(yè)的延伸，可以用一個簡單的理論公式表達，即智慧水利 = 物聯(lián)網 + 人工智能 + 水利應用。發(fā)展智慧水利，要具備互聯(lián)網思維，消除一切制約創(chuàng)新的環(huán)節(jié)，打破傳統(tǒng)水利壁壘，轉變水利行業(yè)中那些不適合智慧水利發(fā)展的落后理念，加快推進水環(huán)境、水上交通、水利工程建設等水利行業(yè)內部各部門之間的深度融合，協(xié)調水利行業(yè)與農業(yè)、氣象、環(huán)保、能源、城市管理等其他各部門之間的跨界融合。

可以看出，智慧水利與河湖長制工作其實是一件事情的2個方面，目的都是為了更好地解決我國的“水”問題。河湖長制的本質是從頂層設計上為智慧水利建設提供制度保障。反過來，智慧水利的實施，有助于進一步解放思想，實現信息的共享和跨部門間的協(xié)作等，從而徹底改變目前水利管理的運作方式，真正意義上實現水資源綜合利用和管理。通過云計算、大數據等高新技術應用，可以為政府、企業(yè)和個人提供高效便捷的業(yè)務應用，為河長、湖長制的工作推進提供動力。

智慧水利對推動河湖長制工作的重要意義具體體現在以下2個方面：1）提供全方位技術支撐。在充分利用現有水利信息化資源的基礎上，以服務為導向，數據為驅動，業(yè)務為核心，構建河長、湖長制信息綜合應用系統(tǒng)，支持省、市、縣、鄉(xiāng)、村五級管理需求，實現河湖管理集成化、精細化、智能化、移動化。2）提高公眾對河長、湖長制認知度，擴大影響。一方面，通過各種技術手段，如基于移動智能終端的河道、湖泊環(huán)境上報系統(tǒng)等，充分調動公眾參與的積極性；另一方面，充分利用各種媒體、網絡等，對河湖長制所取得的成果進行多方位綜合展示，擴大河湖長制的影響，進一步推動河湖長制工作[7–9]。

2 河湖長制信息化建設實踐

2.1 河湖長制信息化建設原則

當前，河湖長制工作已經上升為國家意志，為更好地全面推行河湖長制，突出系統(tǒng)治理，必須注重依法監(jiān)管、嚴格考核，加強信息平臺建設。在建設內容上，河湖長制信息化系統(tǒng)與傳統(tǒng)意義上的水利信息化系統(tǒng)相比，都需要進行水環(huán)境監(jiān)測、水污染防治、岸線管護等，但河湖長制信息化系統(tǒng)是為河湖長制工作服務的，需要突出河湖管理功能、河湖長的職責等。因此，河湖長制信息化系統(tǒng)建設需要做到以下幾點[10–11]：

1）要緊密圍繞河湖長制的核心任務。在應用層設計中，應緊密圍繞河湖長制的六大任務，打造以“一站式服務”為特征的河湖長制信息化平臺。

2）要無縫對接現有各種信息化平臺。要在已有的各種信息化系統(tǒng)建設基礎上進行規(guī)模擴充與內容完善，按資源共享的原則建設和應用，保證現有各種監(jiān)測和 IT 資源的充分整合、共享利用，發(fā)揮最大效能。

當下，越來越多的汽車制造商和零部件制造商希望將工業(yè)服務外包，以獲得專業(yè)高效的服務，提升設備運行的可靠性，提高企業(yè)的生產能力和運營效率，從而將更多的精力集中到市場調研、產品研發(fā)、產品質量提升以及生產工藝研究等核心業(yè)務上。

3）要充分體現互聯(lián)網思維。充分體現互聯(lián)網思維的“共享性、開放性、網絡化、便操作”等特征，建立流域與區(qū)域之間、地區(qū)之間、行業(yè)領域之間的業(yè)務處置支撐與議事協(xié)調機制，以及河道、湖泊信息公開機制等，打造“互聯(lián)網 +”河湖長制信息化平臺。

4）要積極利用人工智能相關成果。利用智能信息感知、大數據挖掘、智能決策等理論技術，實現水質自動評價，水污染趨勢預測預警，岸線動態(tài)變化智能分析等，打造智慧化河湖長制信息平臺。

2.2 河湖長制信息化建設理念

根據河湖長制信息化建設原則，提出一種“1 + 5 +n”河湖長制建設模式，具體講就是1套河湖長管理體系（包括管理體制、規(guī)范等） + 5 個中心模塊 +n個具體業(yè)務應用，架構如圖1所示。

圖1 河湖長制信息化建設架構

5 個中心模塊詳細介紹如下：

1）信息采集模塊。信息采集模塊主要實現相關數據的匯聚和整編，具體包括各種視頻、氣象、工情、水質、輿情、位置等數據，還包括各業(yè)務系統(tǒng)產生的業(yè)務數據等。

2）數據整合模塊。數據整合模塊主要采用問題和數據2種驅動模式，在數據資源目錄體系下，負責對信息采集模塊得到的入庫數據進行數據清洗、規(guī)范及關聯(lián)等工作，最終形成水利、環(huán)保、規(guī)劃等專題信息。

3）業(yè)務處理模塊。業(yè)務處理模塊主要根據業(yè)務需求和流程，按照一定的處理邏輯對各類輸入數據進行處理，并輸出結果給各業(yè)務應用系統(tǒng)。

4）數據分析模塊。數據分析模塊是河湖長制信息化平臺的神經中樞，負責對各類復雜數據進行分析、挖掘，構建各類數據模型，從而為復雜應用提供決策支持等智能化功能。

5）成果展示模塊。成果展示模塊是河湖長制信息化平臺的門面，也是信息化系統(tǒng)對外的接口和窗口，主要采用面向數據和決策2種策略，實現各類數據的可視化展示和視頻的實時播放等功能。

2.3 河湖長制信息化建設具體應用實例

以近期上線的某市河長制信息平臺為例進行介紹。該河長制信息平臺是在原有的水務綜合管理信息平臺的基礎上，通過增加相關河長制工作的內容打造而成的，其中 5 個中心模塊，目前除了數據分析模塊，其他4個模塊的主要工作已基本完成。業(yè)務應用系統(tǒng)已建成 9 個，分別是灌溉水量監(jiān)測、水政執(zhí)法、防汛調度等子系統(tǒng)。以具體的河道巡查為例進行介紹，河道巡查的流程如圖2所示。

圖2 河道巡查流程圖

1）開始巡查。在系統(tǒng)中點擊主頁“河道巡查”（見圖3a），進入河道巡查界面，巡查開始前手機需開啟 GPS。開啟后巡查界面上方地圖中以紅點形式顯示巡查人員的當前位置，點擊“開始巡查”（見圖3b），選擇所要巡查的河道（見圖3c），確認后即可進入巡查模式。

2）發(fā)現問題。巡查人員在巡查過程中如果發(fā)現河道存在問題，可點擊巡查頁面“發(fā)現問題”（見圖4 a），進入問題記錄界面進行問題記錄。在問題類別列表選擇問題類別（見圖4b），輸入問題描述（可語音輸入），現場拍照或從相冊選取照片后上傳照片，點擊“提交”后，河道問題即可記錄成功。在巡查界面點擊“問題列表”（見圖4c），即可查看正在巡查河道的問題記錄列表，點擊具體問題會顯示“查看”“編輯”“刪除”等選項，進行相關操作。

3）結束巡查。點擊“結束巡查”，確認后，整個巡查過程結束。在巡查過程中不能中途退出巡查界面，若要退出，必須先結束巡查。

利用智能手機中的 GPS 定位、拍照等功能，可快速實現河道巡查導航、軌跡記錄，發(fā)現問題可以利用語音輸入、拍照上傳等進行快速記錄，具有投入少、使用方便等特點。

圖3 開始巡查界面

3 結語

河湖長制是對現有管理制度的創(chuàng)新，智慧水利與河湖長制工作的根本目的都是為了解決“水”問題。針對河湖長制信息化平臺建設問題，給出應遵循的主要原則，提出具體的河湖長制信息化建設架構。實踐結果表明，智慧水利對構建智慧化河湖長制信息化平臺具有重要的技術支撐作用。

當前的河湖長制信息化平臺存在智能化程度不高，與現有各類信息系統(tǒng)融合度低，公眾參與度不夠等問題，因此，在河湖長制信息化建設中，需要借助智慧水利建設的成果，有效提升河湖長制信息平臺的整體水平。

圖4 問題記錄及查詢

[1] 陳雷. 落實綠色發(fā)展理念全面推行河長制河湖管理模式[J]. 水利發(fā)展研究，2016，16 (12): 1-3.

[2] 馬衛(wèi)光. 全面推行湖長制譜寫治水新篇章[J]. 中國水利，2018 (4): 8-9.

[3] 倪建軍，湯敏，詹萬林，等. 水聯(lián)網與水利信息化理論探討及應用實踐[J]. 水利信息化，2016 (4): 32-35.

[4] 朱識. “智慧水利”無線應用平臺研究與實現[J]. 人民珠江，2014，35 (6): 149-151.

[5] 葉楓，張鵬，毛聲錄，等. 水利領域云計算的現狀分析與思考[J]. 水利信息化，2014 (1): 6-11.

[6] 丁強，蔣新新，王美玲. 水利自動化系統(tǒng)智慧運維平臺的研究和設計[J]. 水利信息化，2016 (2): 57-60.

[7] 劉小勇. 公眾全面推行河長制工作主要內容與實踐模式[J]. 中國水利，2018 (4): 11-13.

[8] 倪建軍. 智慧水利:水利跨越式發(fā)展的重要路徑[N]. 中國水利報，2018 (5): 3-8.

[9] 劉小勇. 全面推行河長制的基本構架與關鍵問題分析[J].水利發(fā)展研究，2017，17 (11): 25-27.

[10] 豐景春，鞠茂森，李鋒，等. 河長制綜合管理信息系統(tǒng)平臺框架與建設要點[J]. 水利信息化，2017 (6): 1-7.

[11] 趙彤，邱春. 互聯(lián)網思維及“互聯(lián)網 + 水利”淺析[J].東北水利水電，2015，33 (10): 59-62.