湖北省“國(guó)控二期”水資源監(jiān)控管理信息平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

劉思飔 劉晨輝 李丹

摘要：為提高湖北省水資源監(jiān)控管理能力，依照水利部統(tǒng)一組織部署，湖北省水利廳開展了“國(guó)控二期”水資源監(jiān)控能力建設(shè)工作。圍繞水資源信息門戶、水資源信息服務(wù)、水資源業(yè)務(wù)管理、水資源應(yīng)急管理與決策支持和水資源管理移動(dòng)應(yīng)用五大系統(tǒng)功能，重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)門戶的優(yōu)化設(shè)計(jì)及平臺(tái)集成，在“國(guó)控一期”平臺(tái)基礎(chǔ)上，建立了新的湖北省水資源監(jiān)控管理信息平臺(tái)，為湖北省水行政主管部門以及科研、規(guī)劃部門提供水資源信息發(fā)布、全省水資源在線監(jiān)控、水資源業(yè)務(wù)管理“一站式”的工作平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了從湖北省到流域、中央三級(jí)的信息傳輸、業(yè)務(wù)管理互聯(lián)互通，有效提高了湖北省水資源監(jiān)控和管理水平。

關(guān)鍵詞：水資源監(jiān)控；信息平臺(tái)；門戶設(shè)計(jì)；平臺(tái)集成

DOI：10.11907/rjdk.181523

中圖分類號(hào)：TP319

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：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(chǎn)之要、生態(tài)之基。目前國(guó)家實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理和考核制度，是加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的戰(zhàn)略舉措。實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度的關(guān)鍵是圍繞水資源開發(fā)利用、用水效率控制、水功能區(qū)納污能力“三條紅線”控制指標(biāo)，加強(qiáng)地區(qū)水量水質(zhì)監(jiān)測(cè)能力建設(shè)，形成與實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度目標(biāo)相適應(yīng)的水資源監(jiān)控管理能力[1-4]。

近年來，國(guó)內(nèi)很多流域和省級(jí)水利主管部門先后開展地區(qū)水資源監(jiān)控管理信息平臺(tái)建設(shè)工作，長(zhǎng)江水利委員會(huì)長(zhǎng)江流域水資源保護(hù)局圍繞數(shù)據(jù)采集自動(dòng)化、信息資源共享化、管理決策智能化和應(yīng)急響應(yīng)快速化等四大目標(biāo)，基于3S技術(shù)研發(fā)了信息管理平臺(tái)和業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)[5-6]；珠江水利委員會(huì)通過運(yùn)用IT系統(tǒng)集成建設(shè)思路和技術(shù)方法，與現(xiàn)有電子政務(wù)、防汛抗旱、水情預(yù)報(bào)與決策支持系統(tǒng)集成，建立珠江流域監(jiān)控管理信息平臺(tái)系統(tǒng)[7]；湖北省水利信息化建設(shè)工作也成果卓著，湖北省水利廳信息中心通過綜合運(yùn)用GIS、服務(wù)融合等技術(shù)手段，對(duì)多時(shí)空水利數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合管理、分析，建立以公共基礎(chǔ)地理和水利核心業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的水利信息共享平臺(tái)[8-10]。本次湖北省“國(guó)控二期”水資源監(jiān)控管理信息平臺(tái)建設(shè)工作整合現(xiàn)有信息平臺(tái)資源，結(jié)合GIS、移動(dòng)應(yīng)用等先進(jìn)技術(shù)，重點(diǎn)完成了門戶優(yōu)化設(shè)計(jì)、平臺(tái)集成等工作。依照水利部信息平臺(tái)建設(shè)要求以及湖北省水資源業(yè)務(wù)管理需求，建立了數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化水資源監(jiān)控管理信息平臺(tái)。

1信息平臺(tái)總體框架

1.1總體結(jié)構(gòu)

湖北省“國(guó)控二期”水資源監(jiān)控管理信息平臺(tái)設(shè)計(jì)工作，按照“七個(gè)層面、兩大保障體系”總體結(jié)構(gòu)展開，其中“七個(gè)層面”指信息采集傳輸、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、硬件設(shè)施、數(shù)據(jù)資源、應(yīng)用支撐、業(yè)務(wù)應(yīng)用和應(yīng)用交互；“兩個(gè)保障體系”包括信息安全體系和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系?？傮w結(jié)構(gòu)見圖1。

1.2平臺(tái)部署

湖北省水資源監(jiān)控管理信息平臺(tái)的采集/交換區(qū)部署在湖北省水利廳，核心應(yīng)用區(qū)和公眾服務(wù)區(qū)部署在楚天云平臺(tái)。楚天云平臺(tái)是湖北省政府實(shí)施的省級(jí)電子政務(wù)云平臺(tái)，為省直各部門統(tǒng)一提供專業(yè)穩(wěn)定的基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)、軟件支撐服務(wù)、大數(shù)據(jù)服務(wù)、信息安全技術(shù)服務(wù)和其它類型服務(wù)。信息平臺(tái)部署見圖2。

1.3功能框架

湖北省水資源監(jiān)控管理信息平臺(tái)主要功能包含門戶系統(tǒng)、水資源信息服務(wù)系統(tǒng)、水資源業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)、水資源應(yīng)急管理和決策支持系統(tǒng)、水資源調(diào)配決策支持和水資源管理移動(dòng)應(yīng)用。主要功能見圖3。

2平臺(tái)主體功能設(shè)計(jì)

2.1水資源信息門戶

水資源信息門戶包括水資源業(yè)務(wù)應(yīng)用門戶和公共信息門戶。

（1）水資源業(yè)務(wù)應(yīng)用門戶是提供所有水行政主管部門業(yè)務(wù)人員與政府相關(guān)部門訪問應(yīng)用系統(tǒng)的統(tǒng)一入口，將系統(tǒng)內(nèi)所有辦公業(yè)務(wù)和信息服務(wù)集中到應(yīng)用平臺(tái)上，通過單點(diǎn)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(diǎn)監(jiān)控對(duì)象、資料下載和公報(bào)年報(bào)等具體水資源業(yè)務(wù)。

（2）公共信息門戶是為社會(huì)公眾與企業(yè)提供水資源業(yè)務(wù)申報(bào)及監(jiān)督管理的的水資源綜合信息服務(wù)門戶網(wǎng)站，也是政府面向社會(huì)公眾與企業(yè)發(fā)布信息、提供服務(wù)、辦理業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)窗口。門戶及時(shí)向用戶、公眾和社會(huì)發(fā)布水資源管理動(dòng)態(tài)信息，并定期向社會(huì)各界公告本地水資源情勢(shì)、開發(fā)利用保護(hù)情況和重要水事活動(dòng)。

2.2水資源信息服務(wù)系統(tǒng)

水資源信息服務(wù)系統(tǒng)在信息采集系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，對(duì)全省水量、水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行展現(xiàn)、分析與整理，直觀地反映當(dāng)時(shí)水資源形勢(shì)及開發(fā)利用狀況。

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

（2）紅線考核模塊。實(shí)現(xiàn)了“三條紅線”4項(xiàng)考核指標(biāo)信息的實(shí)時(shí)匯總、統(tǒng)計(jì)分析和考核功能，方便用戶及時(shí)掌握紅線考核達(dá)標(biāo)情況。

（3）對(duì)象監(jiān)測(cè)功能模塊。系統(tǒng)以多媒體和專業(yè)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(jiān)測(cè)要素的歷史情況和發(fā)展趨勢(shì)，以地圖高亮閃爍和聲音告警結(jié)合的方式對(duì)各類水資源對(duì)象的水資源要素超出預(yù)警值的情況進(jìn)行告警。

（4）配置管理模塊。實(shí)現(xiàn)取用水戶、水源地、行政區(qū)界斷面、入河排污口和水功能區(qū)等監(jiān)測(cè)對(duì)象的預(yù)警閾值管理。

2.3水資源業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)

水資源業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)采用水利部國(guó)控水資源項(xiàng)目辦統(tǒng)一下發(fā)的三級(jí)通用業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)與中央、流域貫通，并根據(jù)湖北省水資源業(yè)務(wù)需求，定制開發(fā)了一套滿足湖北省水文水資源局管理全省水功能區(qū)監(jiān)測(cè)站網(wǎng)、數(shù)據(jù)上報(bào)和水質(zhì)評(píng)價(jià)需求的水質(zhì)管理系統(tǒng)，同時(shí)滿足市州和區(qū)縣用戶需求。系統(tǒng)主要功能包括水質(zhì)數(shù)據(jù)管理、信息查詢、施測(cè)項(xiàng)目管理、水質(zhì)分析評(píng)價(jià)、水質(zhì)分析評(píng)價(jià)結(jié)果審核。

2.4水資源應(yīng)急管理系統(tǒng)

水資源應(yīng)急管理服務(wù)系統(tǒng)主要應(yīng)用于突發(fā)水污染事件、水華事件、洪水等突發(fā)災(zāi)害事件時(shí)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(yīng)急機(jī)制、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)備份機(jī)制和監(jiān)控中心安全機(jī)制，針對(duì)不同類型突發(fā)事件，基于綜合集成平臺(tái)，快速搭建應(yīng)急管理業(yè)務(wù)應(yīng)用，提出相應(yīng)應(yīng)急響應(yīng)方案和處置措施。系統(tǒng)主要包括應(yīng)急信息服務(wù)、應(yīng)急會(huì)商管理、應(yīng)急調(diào)度、應(yīng)急知識(shí)庫和預(yù)警管理等功能模塊。

2.5水資源調(diào)配決策支持系統(tǒng)

水資源調(diào)配決策支持系統(tǒng)為水資源優(yōu)化配置和調(diào)度管理提供決策信息服務(wù)、分析計(jì)算、模擬仿真等全面決策支持，對(duì)區(qū)域現(xiàn)有水資源數(shù)量、質(zhì)量及其時(shí)空分布規(guī)律，水資源可利用量以及水資源開發(fā)利用狀況進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，對(duì)需水量、可供水量、水量供需平衡等情況進(jìn)行展示分析，以現(xiàn)有供水能力與外延式需水增長(zhǎng)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(jié)流、非常規(guī)水利用、外流域調(diào)水等配置調(diào)控措施統(tǒng)一權(quán)衡的基礎(chǔ)，合理進(jìn)行水資源配置管理。

2.6水資源管理移動(dòng)應(yīng)用

水資源管理移動(dòng)應(yīng)用是在水資源監(jiān)控管理信息平臺(tái)的基礎(chǔ)上，建立與“三條紅線”管理目標(biāo)相適應(yīng)的手持移動(dòng)監(jiān)控終端APP，實(shí)現(xiàn)對(duì)重要取水戶和重要水功能區(qū)的重點(diǎn)監(jiān)控、數(shù)據(jù)查詢和服務(wù)推送等，主要包括水資源移動(dòng)信息管理、水資源移動(dòng)業(yè)務(wù)管理、水資源移動(dòng)報(bào)表統(tǒng)計(jì)、水資源移動(dòng)數(shù)據(jù)輔助決策支持、公眾信息發(fā)布平臺(tái)等功能，以移動(dòng)數(shù)據(jù)安全、移動(dòng)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系為保障，為水行政主管部門、政府相關(guān)職能部門、社會(huì)公眾、取用水戶提供移動(dòng)應(yīng)用服務(wù)。

3平臺(tái)重點(diǎn)功能實(shí)現(xiàn)

3.1信息門戶建設(shè)

水資源信息門戶系統(tǒng)基于J2EE體系結(jié)構(gòu)與Portal標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建，通過欄目管理、內(nèi)容聚合、個(gè)性化定制和集成組件等功能完成水資源各類信息個(gè)性化定制。信息門戶將各系統(tǒng)以界面集成的方式組合在一個(gè)窗口中，進(jìn)行統(tǒng)一日常業(yè)務(wù)管理，并將業(yè)務(wù)系統(tǒng)功能歸類，提高用戶辦公效率，利用訪問控制進(jìn)行按角色、部門信息檢索，實(shí)現(xiàn)真正的統(tǒng)一門戶，通過系統(tǒng)集成，用戶可進(jìn)入各業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)業(yè)務(wù)辦理。在業(yè)務(wù)系統(tǒng)中對(duì)各級(jí)業(yè)務(wù)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)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(jí)用戶提供相應(yīng)信息服務(wù)。

3.2平臺(tái)集成

3.2.1內(nèi)部集成

內(nèi)部集成是信息平臺(tái)在湖北省本級(jí)節(jié)點(diǎn)完成的集成，包括界面集成、應(yīng)用集成、數(shù)據(jù)集成和環(huán)境集成。

（1）界面集成。主要完成信息服務(wù)門戶、業(yè)務(wù)應(yīng)用門戶和移動(dòng)門戶的集成和整合，統(tǒng)一設(shè)計(jì)4個(gè)系統(tǒng)界面風(fēng)格樣式。

（2）應(yīng)用集成。采用數(shù)據(jù)庫表共享、功能界面調(diào)用、服務(wù)接口等方式實(shí)現(xiàn)平臺(tái)內(nèi)各專項(xiàng)業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)之間的功能調(diào)用和數(shù)據(jù)交互。建立基于ESB的統(tǒng)一基礎(chǔ)服務(wù)資源管理，對(duì)數(shù)據(jù)庫表共享、功能界面調(diào)用、服務(wù)接口等重新封裝接口，形成統(tǒng)一的接口服務(wù)，統(tǒng)一管理服務(wù)注冊(cè)與服務(wù)調(diào)用，各系統(tǒng)間應(yīng)用集成主要依賴此統(tǒng)一接口服務(wù)管理功能實(shí)現(xiàn)。

（3）數(shù)據(jù)集成?；谠衅脚_(tái)數(shù)據(jù)橫向基礎(chǔ)體系，通過多種不同方式實(shí)現(xiàn)水功能區(qū)、取用水戶、水源地等監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的匯聚，同時(shí)通過ETL工具完成匯聚數(shù)據(jù)的抽取、轉(zhuǎn)換與加載，實(shí)現(xiàn)新建站點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與水資源監(jiān)控管理信息平臺(tái)的集成，同時(shí)校核監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量。

（4）環(huán)境集成。水資源監(jiān)控管理信息平臺(tái)的環(huán)境集成主要在集成部署方案的基礎(chǔ)上安裝軟件系統(tǒng)、部署與集成聯(lián)調(diào)，在滿足安全要求的基礎(chǔ)上為各應(yīng)用系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行提供支撐。

3.2.2外部集成

信息平臺(tái)外部集成包括與已有系統(tǒng)集成、與行政審批及電子政務(wù)系統(tǒng)對(duì)接和與其它系統(tǒng)集成。

（1）與已有系統(tǒng)集成。與湖北省已有的水資源費(fèi)征收系統(tǒng)、取水許可臺(tái)賬系統(tǒng)、城市水資源實(shí)時(shí)監(jiān)控與管理系統(tǒng)試點(diǎn)項(xiàng)目等相關(guān)水資源業(yè)務(wù)單位已集成整合部分業(yè)務(wù)及管理系統(tǒng)。

（2）與行政審批及電子政務(wù)系統(tǒng)對(duì)接。將信息平臺(tái)業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)、應(yīng)急管理系統(tǒng)以及調(diào)配決策支持系統(tǒng)等專項(xiàng)應(yīng)用模塊與行政審批系統(tǒng)和電子政務(wù)系統(tǒng)集成，使水利行政審批系統(tǒng)進(jìn)行業(yè)務(wù)申報(bào)受理時(shí)與本平臺(tái)對(duì)接。

（3）與其它系統(tǒng)集成。通過ETL或服務(wù)接口等方式實(shí)現(xiàn)平臺(tái)與防汛抗旱指揮系統(tǒng)、國(guó)家地下水監(jiān)測(cè)工程項(xiàng)目系統(tǒng)、中小河流水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、水土保持監(jiān)測(cè)與管理系統(tǒng)、山洪災(zāi)害防治監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)以及與水雨情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)集成的相關(guān)系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享與對(duì)接。同時(shí)，實(shí)現(xiàn)與環(huán)保、氣象、農(nóng)業(yè)、國(guó)土、統(tǒng)計(jì)局等相關(guān)行業(yè)數(shù)據(jù)交換與共享，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源跨行業(yè)共享應(yīng)用。

3.2.3三級(jí)貫通集成

湖北省水資源監(jiān)控信息平臺(tái)建成后，將在水利部、流域、省三級(jí)節(jié)點(diǎn)之前形成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)三級(jí)交換貫通以及業(yè)務(wù)流程跨級(jí)審批。

（1）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)三級(jí)交換。在維護(hù)本節(jié)點(diǎn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)同時(shí)，把取用水戶信息數(shù)據(jù)、水利工程基本數(shù)據(jù)、水功能區(qū)基本數(shù)據(jù)以及相關(guān)空間關(guān)系數(shù)據(jù)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通過三級(jí)交換體系交換到相應(yīng)業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)共享與交換，保證水資源管理各項(xiàng)業(yè)務(wù)正常展開。

（2）監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)三級(jí)交換。湖北省節(jié)點(diǎn)將水功能區(qū)、省界斷面、取用水監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)上傳到水利部平臺(tái)，然后水利部平臺(tái)根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)際歸屬關(guān)系將獲取的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送給相關(guān)流域和省級(jí)節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)水利部、流域、省三級(jí)間監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)交換與共享。

（3）業(yè)務(wù)流程跨級(jí)審批。對(duì)年度水量分配管理、水資源論證管理、取水許可管理、計(jì)劃用水管理、重點(diǎn)用水戶用水監(jiān)督管理等水資源管理業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)省、流域、水利部平臺(tái)三級(jí)之間跨級(jí)流程處理。

4結(jié)語

湖北省“國(guó)控二期”水資源監(jiān)控管理信息平臺(tái)，利用已有水利信息化基礎(chǔ)設(shè)施整合現(xiàn)有平臺(tái)資源、共享信息，重點(diǎn)完成了門戶系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)和平臺(tái)系統(tǒng)集成等工作，實(shí)現(xiàn)了對(duì)全省重點(diǎn)取用水戶、重要江河湖泊水功能區(qū)、重要城市飲用水源地水質(zhì)、水量在線監(jiān)測(cè)和信息共享，為湖北省水利行政主管部門以及科研、規(guī)劃部門提供一個(gè)水資源信息發(fā)布、全省水資源在線監(jiān)控、水資源業(yè)務(wù)管理“一站式”工作平臺(tái)，有效支撐湖北省水資源監(jiān)控考核管理工作，實(shí)現(xiàn)了從湖北省到流域、中央三級(jí)的信息傳輸、業(yè)務(wù)管理的互聯(lián)互通。

隨著湖北省水利信息化建設(shè)工作的深入，下一步還應(yīng)結(jié)合移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)+、大數(shù)據(jù)[7]、人工智能、云計(jì)算[8]等時(shí)代最新技術(shù)和思維，對(duì)信息平臺(tái)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，滿足現(xiàn)代化水資源監(jiān)控管理需求[11-20]。

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（責(zé)任編輯：江艷）