脫貧攻堅(jiān)大數(shù)據(jù)決策支持系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)*

陳思蘭，陳 燕

(廣西大學(xué)計(jì)算機(jī)與電子信息學(xué)院，廣西南寧 530004)

0 引言

推動(dòng)大數(shù)據(jù)應(yīng)用，提高政府治理能力，是黨中央、國務(wù)院做出的重大戰(zhàn)略部署，是實(shí)施國家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略、實(shí)現(xiàn)我國從數(shù)據(jù)大國向數(shù)據(jù)強(qiáng)國轉(zhuǎn)變的重要舉措。大數(shù)據(jù)可以應(yīng)用在多方面[1-2],發(fā)揮著積極的作用。廣西高度重視大數(shù)據(jù)在扶貧領(lǐng)域的運(yùn)用。2015年12月，自治區(qū)黨委印發(fā)的《關(guān)于貫徹落實(shí)中央扶貧開發(fā)工作重大決策部署堅(jiān)決打贏“十三五”脫貧攻堅(jiān)戰(zhàn)的決定》中提出，要建立數(shù)據(jù)集中、服務(wù)下延、互聯(lián)互通、信息共享的扶貧大數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)市、縣、鄉(xiāng)、村四級(jí)高速接入，為精準(zhǔn)扶貧、精準(zhǔn)脫貧提供有力支撐。

為此，迫切需要把大數(shù)據(jù)技術(shù)運(yùn)用到精準(zhǔn)扶貧領(lǐng)域，利用信息化的手段科學(xué)管理貧困人口，建立脫貧攻堅(jiān)決策支持系統(tǒng)[3]。本文通過接入貧困人口信息、產(chǎn)業(yè)扶貧、扶貧培訓(xùn)等數(shù)據(jù)，解決貧困數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通與資源共享問題，對(duì)貧困數(shù)據(jù)多口徑、多維度地查詢、分析與統(tǒng)計(jì)[4]，實(shí)現(xiàn)貧困數(shù)據(jù)可視化功能，為扶貧部門提供決策依據(jù)與數(shù)據(jù)支撐。

1 功能模塊

決策支持系統(tǒng)的核心功能就是通過對(duì)所積累數(shù)據(jù)的挖掘分析，實(shí)現(xiàn)扶貧對(duì)象精準(zhǔn)化、資源分配可視化、扶貧效果可量化等，發(fā)現(xiàn)脫貧攻堅(jiān)任務(wù)中的規(guī)則和規(guī)律，幫助各級(jí)決策機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)基于數(shù)據(jù)的科學(xué)決策，提高扶貧工作管理能力[5]。

決策支持系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)“用數(shù)據(jù)說話、用數(shù)據(jù)決策、用數(shù)據(jù)管理、用數(shù)據(jù)創(chuàng)新”，為各級(jí)扶貧部門提供科學(xué)決策依據(jù)，提高脫貧攻堅(jiān)決策能力。根據(jù)廣西扶貧實(shí)際工作需要，決策支持系統(tǒng)主要有4大功能模塊：脫貧攻堅(jiān)態(tài)勢(shì)分析模塊、脫貧攻堅(jiān)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模塊、脫貧攻堅(jiān)績效分析模塊、脫貧計(jì)劃分析模塊。

1.1 態(tài)勢(shì)分析模塊

該模塊主要是從空間維度、時(shí)間維度和扶貧綜合方面對(duì)各級(jí)區(qū)域內(nèi)貧困戶、貧困村的態(tài)勢(shì)發(fā)展進(jìn)行分析。

1.1.1 基于空間維度的態(tài)勢(shì)分析功能

提供對(duì)各級(jí)區(qū)域內(nèi)貧困村(含數(shù)量、類型、村集體經(jīng)濟(jì)收入、特色產(chǎn)業(yè)等)、貧困戶(含數(shù)量、類型、致貧原因等)、地緣特征等信息的關(guān)聯(lián)統(tǒng)計(jì)功能，并在對(duì)應(yīng)的區(qū)域地圖上采用數(shù)值、著色、熱度、氣泡等形式標(biāo)記，形成客觀描述行政區(qū)域扶貧攻堅(jiān)任務(wù)的工作量和困難度的“作戰(zhàn)圖”[6]。

1.1.2 基于時(shí)間維度的態(tài)勢(shì)分析功能

在1.1.1節(jié)的基礎(chǔ)上細(xì)分年度，提供對(duì)行政區(qū)域內(nèi)歷年脫貧、返貧情況追溯匯總的統(tǒng)計(jì)分析功能，引入時(shí)間軸獲得該行政區(qū)域脫貧攻堅(jiān)態(tài)勢(shì)的“進(jìn)程圖”，既刻畫出該行政區(qū)域的歷史脫貧成績，又一定程度反映出該行政區(qū)域的脫貧攻堅(jiān)能力。

1.1.3 扶貧綜合態(tài)勢(shì)評(píng)估功能

綜合利用1.1.1節(jié)、1.1.2節(jié)的結(jié)果，引入關(guān)聯(lián)統(tǒng)計(jì)、加權(quán)累計(jì)等方法，采用定性與定量分析相結(jié)合的方式刻畫行政區(qū)域扶貧態(tài)勢(shì)的“全景圖”[7]。

1.2 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模塊

1.2.1 脫貧風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)聚類功能

在扶貧綜合態(tài)勢(shì)評(píng)估的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步挖掘關(guān)聯(lián)行政區(qū)域扶貧任務(wù)、扶貧能力、扶貧隊(duì)伍、占用資源等信息，提供針對(duì)各級(jí)行政區(qū)域脫貧風(fēng)險(xiǎn)的等級(jí)劃分功能，在全局范圍內(nèi)標(biāo)識(shí)脫貧攻堅(jiān)任務(wù)的重點(diǎn)難點(diǎn)區(qū)域；同時(shí)，同級(jí)行政區(qū)域間應(yīng)進(jìn)行基于相似度的聚類，便于上級(jí)更好地按類施策，也便于同級(jí)直接結(jié)對(duì)互助。

1.2.2 村戶脫貧返貧概率預(yù)測(cè)功能

通過挖掘歷史數(shù)據(jù)、建立知識(shí)規(guī)則庫等方法，提供貧困村、貧困戶的脫貧或返貧的預(yù)判功能，使得扶貧和摘帽工作更加有的放矢[8]。

1.2.3 脫貧困境難點(diǎn)分析功能

提供行政區(qū)域扶貧攻堅(jiān)工作薄弱環(huán)節(jié)的自動(dòng)化分析判斷功能，給出困境難點(diǎn)列表并說明關(guān)鍵程度，給出具有一定啟發(fā)價(jià)值的分析結(jié)論，供決策參考。

1.2.4 異常風(fēng)險(xiǎn)事件報(bào)警功能

基于規(guī)則定義、模式匹配、數(shù)據(jù)挖掘等手段，提供扶貧領(lǐng)域內(nèi)異常狀況的自動(dòng)檢測(cè)和報(bào)警功能，例如不合常情的大規(guī)模脫貧/返貧、遠(yuǎn)超(低)預(yù)期的資源使用效益、極端離群的區(qū)域扶貧態(tài)勢(shì)等，為決策者發(fā)現(xiàn)問題、捕捉反常提供第一時(shí)間預(yù)警。

1.3 績效分析模塊

1.3.1 幫扶隊(duì)伍績效考核功能

綜合考量幫扶活躍度、幫扶措施和幫扶成效等，提供行政區(qū)域內(nèi)扶貧隊(duì)伍(含扶貧干部、駐村隊(duì)員、第一書記、幫扶聯(lián)系人)的績效考核功能，為查找隊(duì)伍不足、優(yōu)化幫帶結(jié)構(gòu)提供統(tǒng)計(jì)依據(jù)。

1.3.2 扶貧資源效能評(píng)估

關(guān)聯(lián)整合行政區(qū)域內(nèi)所有扶貧資源(含幫扶措施、扶貧項(xiàng)目、致富帶頭人項(xiàng)目等)的相關(guān)信息，盡量準(zhǔn)確地分析已投入資源的效益，同時(shí)酌情預(yù)估待投入資源的效果和需調(diào)度資源的缺口。

1.3.3 扶貧成功案例推送功能

利用智能化推薦算法，在相似度較高的行政區(qū)域內(nèi)提供扶貧優(yōu)秀案例的推送功能，使得扶貧領(lǐng)域好的經(jīng)驗(yàn)作法得到適時(shí)精準(zhǔn)共享。

1.4 脫貧計(jì)劃分析模塊

脫貧計(jì)劃指標(biāo)管理：自治區(qū)、市、縣級(jí)分別制定轄區(qū)貧困戶(貧困人口)年度脫貧摘帽計(jì)劃，提供重點(diǎn)幫扶對(duì)象管理，實(shí)現(xiàn)脫貧計(jì)劃的有效管理，促進(jìn)貧困戶有序退出。

脫貧計(jì)劃進(jìn)度動(dòng)態(tài)追蹤：提供實(shí)時(shí)查看市、縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村各級(jí)脫貧計(jì)劃完成進(jìn)度，多維度展示脫貧任務(wù)完成情況，精確掌握各級(jí)脫貧任務(wù)完成情況[9]。

脫貧計(jì)劃智能預(yù)警：針對(duì)脫貧任務(wù)完成進(jìn)度低于可控閾值，系統(tǒng)智能判斷，實(shí)時(shí)預(yù)警，通過消息推送、短信方式及時(shí)提醒相關(guān)人員。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

脫貧攻堅(jiān)決策支持系統(tǒng)將微觀呈現(xiàn)和宏觀規(guī)劃相結(jié)合，可視化展示廣西脫貧攻堅(jiān)工作總體情況和分析結(jié)果。首先，通過對(duì)扶貧數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)，多維度呈現(xiàn)扶貧指標(biāo)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)扶貧對(duì)象和扶貧項(xiàng)目時(shí)空分布可視化；其次，采用人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)等先進(jìn)算法，充分挖掘已有的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)價(jià)值，為扶貧開發(fā)指導(dǎo)的科學(xué)決策提供數(shù)據(jù)支撐，也可以為入戶調(diào)研提供參考，了解單個(gè)建檔立卡貧困戶的詳細(xì)信息。

系統(tǒng)采用Java EE框架結(jié)構(gòu)[10]，分?jǐn)?shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)邏輯層和功能表現(xiàn)層，具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

Fig.1 System architecture

數(shù)據(jù)層：為系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)服務(wù)支持，主要包括扶貧基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)、扶貧進(jìn)度信息、文檔信息等，用于扶貧信息的查詢、統(tǒng)計(jì)等。

業(yè)務(wù)邏輯層：用于實(shí)現(xiàn)扶貧工作管理中所涉及的一切業(yè)務(wù)邏輯管理，包括系統(tǒng)用戶的權(quán)限管理、扶貧相關(guān)信息的查詢?cè)O(shè)置服務(wù)，這些業(yè)務(wù)邏輯通過JavaBean實(shí)現(xiàn)定義，可方便維護(hù)。

功能表現(xiàn)層：用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能，包括各個(gè)模塊操作界面。

以脫貧計(jì)劃分析模塊設(shè)計(jì)為例。該模塊主要實(shí)現(xiàn)對(duì)脫貧計(jì)劃的維護(hù)操作，包括對(duì)脫貧計(jì)劃的制定、脫貧計(jì)劃的修改以及刪除等操作。如脫貧計(jì)劃管理類圖(圖2)所示，Plane類是脫貧計(jì)劃管理的主類，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)脫貧計(jì)劃的總管理，包括擬定脫貧計(jì)劃、脫貧計(jì)劃的導(dǎo)入等，并且對(duì)脫貧計(jì)劃的有效性進(jìn)行校驗(yàn)，包括脫貧計(jì)劃中的貧困戶列表是否有效、脫貧計(jì)劃的人員是否對(duì)應(yīng)等；SearchPlane類用于實(shí)現(xiàn)脫貧計(jì)劃的查詢，用于處理不同脫貧計(jì)劃的檢索、定位等操作；StaticPlane類為脫貧計(jì)劃統(tǒng)計(jì)設(shè)置類，在對(duì)脫貧計(jì)劃進(jìn)行統(tǒng)計(jì)時(shí)，某些貧困戶的脫貧記錄內(nèi)容也需要統(tǒng)計(jì)，以完成其細(xì)致的脫貧計(jì)劃分類統(tǒng)計(jì)[11]。

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

脫貧攻堅(jiān)決策支持系統(tǒng)提供綜合指揮和脫貧攻堅(jiān)決策支持服務(wù)，提高脫貧攻堅(jiān)掛圖作戰(zhàn)和決策支持能力。系統(tǒng)基于Java EE框架開發(fā)，其選用Eclipse來完成系統(tǒng)的集成化開發(fā)，此開發(fā)平臺(tái)提供一個(gè)快捷、高效的開發(fā)環(huán)境。通過SSH框架能夠快速搭建系統(tǒng)的原型，通過Hbuilder+Dreamever實(shí)現(xiàn)客戶端的頁面設(shè)計(jì)，其中Dreamever實(shí)現(xiàn)UI設(shè)計(jì)，Hbuilder實(shí)現(xiàn)JS代碼的編寫。

圖2 脫貧計(jì)劃信息管理類設(shè)計(jì)

Fig.2 Information management design of poverty alleviation program

3.1 基礎(chǔ)功能實(shí)現(xiàn)

用戶登錄過程中，系統(tǒng)用戶在客戶端輸入用戶賬戶和口令，以JSON數(shù)據(jù)格式傳遞到服務(wù)端，在服務(wù)端完成登錄口令的驗(yàn)證，具體步驟如下：

(1)登錄用戶在瀏覽器端，輸入登錄的用戶賬戶和口令，提交時(shí)通過JS代碼，向服務(wù)端發(fā)送JSON格式的用戶信息。

(2)系統(tǒng)服務(wù)端接收到用戶名和口令后，解析出相應(yīng)的用戶參數(shù)，然后在系統(tǒng)用戶表中查詢是否存在此用戶，若賬號(hào)、口令與數(shù)據(jù)庫中的用戶表存在匹配記錄，則以JSON數(shù)據(jù)格式返回到客戶端結(jié)果，結(jié)果變量以Loginstatus的JSON數(shù)據(jù)給出。

(3)在瀏覽器端，解析出JSON結(jié)果，如果賬戶口令是正確的，可以進(jìn)入到系統(tǒng)，并且通過Session讀寫函數(shù)把用戶名寫入到Session；如果賬戶口令是無效的，需要重新輸入，并且在瀏覽器端給出相應(yīng)的提示(圖3)。

圖3 系統(tǒng)用戶登錄及認(rèn)證流程圖

3.2 脫貧計(jì)劃管理實(shí)現(xiàn)

在進(jìn)行脫貧計(jì)劃維護(hù)操作時(shí)，需要由系統(tǒng)權(quán)限來驗(yàn)證其是否具有脫貧計(jì)劃維護(hù)操作權(quán)限。系統(tǒng)通過一個(gè)權(quán)限控制類來實(shí)現(xiàn)工作人員登錄后權(quán)限的識(shí)別，以及其與脫貧計(jì)劃操作的匹配，即通過向服務(wù)端發(fā)送Web Services的權(quán)限校驗(yàn)，以校驗(yàn)脫貧計(jì)劃是否顯示在此扶貧終端。在進(jìn)行脫貧計(jì)劃數(shù)據(jù)維護(hù)操作時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)其歷史記錄中的脫貧計(jì)劃資源信息來完成脫貧計(jì)劃的新增，通過PoorPlaneController來實(shí)現(xiàn)新增的控制，通過PoorPlaneDataImp來實(shí)現(xiàn)具體的新增操作。在對(duì)脫貧計(jì)劃資源進(jìn)行新增時(shí)，需要對(duì)脫貧計(jì)劃類型進(jìn)行獲取，獲取其相關(guān)的一級(jí)類和二級(jí)類信息，通過NewPoorPlaneTypes()方法實(shí)現(xiàn)脫貧計(jì)劃類型的新增。下面描述的是PoorPlaneData中實(shí)現(xiàn)推薦脫貧計(jì)劃新增的過程。

private PoorPlaneDao PoorPlaneDao;

public int NewPoorPlaneTypes(int PoorPlaneId,List PoorPlane) {

boolean addstatus = verifyPoorPlane(PoorPlane);

if(!addstatus) {

return

PoorPlaneDataAddstatus.POORPLANE_INFO;

}

addstatus =

PoorPlaneDao.NewPoorPlaneTypes(PoorPlaneId,PoorPlane);

if(!addstatus) {

return

PoorPlaneDataAddstatus.DAO_ERROR;

}

refresh();

return PoorPlaneDataAddstatus.SUCCESS;}

在對(duì)脫貧計(jì)劃類型進(jìn)行持久化處理時(shí)，由于脫貧計(jì)劃的一級(jí)類和二級(jí)類在Web.xml文件中存儲(chǔ)，因此需要調(diào)用訪問配置文件中的脫貧計(jì)劃類型，來完成脫貧計(jì)劃類型的新增。

NewPoorPlaneTypes(Integer PoorPlaneId,List PoorPlaneTypes); -->

INSERT INTO

PoorPlaneType_join(PoorPlaneType_id,PoorPlane_id) VALUES

item="PoorPlaneType">

(#{PoorPlaneType.id},#{PoorPlaneId})

3.3 效果演示

登錄系統(tǒng)后，可直觀看到貧困戶家庭基本情況展示，包括貧困人口分布和致貧原因等，貧困人口分布主要以地圖、柱狀圖等方式展現(xiàn)(圖4)。

對(duì)致貧原因進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，看本地區(qū)主要致貧原因有哪些，可根據(jù)本地區(qū)特點(diǎn)有針對(duì)性地制定幫扶措施，有效提高幫扶的成效，達(dá)到事半功倍的效果(圖5)。

圖4 貧困人口分布界面

Fig.4 Distribution interface of poverty population

圖5 貧困戶致貧原因分析界面

Fig.5 Interface of the causes analysis of poverty among poor households

4 結(jié)束語

脫貧攻堅(jiān)大數(shù)據(jù)決策支持系統(tǒng)在增強(qiáng)扶貧數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用能力、提高扶貧信息的精準(zhǔn)度、壓實(shí)扶貧干部的責(zé)任等方面取得明顯的成效，形成貧困人口、貧困村、貧困縣的脫貧軌跡，促進(jìn)幫扶工作規(guī)范并科學(xué)管理貧困戶、貧困人口、扶貧項(xiàng)目和扶貧資金，提升脫貧工作的管理水平。