農(nóng)業(yè)水價綜合改革服務(wù)平臺設(shè)計與開發(fā)

田家賓，王朝陽，焦麗娜

（1.天津市水利科學(xué)研究院，天津 300061；2.靜海區(qū)水利工程建設(shè)管理中心，天津 301600）

2016年12月24日，天津市政府發(fā)布《關(guān)于推進天津市農(nóng)業(yè)水價綜合改革的實施意見》（津政辦發(fā)〔2016〕113號），要求全市開展建立健全農(nóng)業(yè)水權(quán)制度、完善用水計量設(shè)施、加強農(nóng)業(yè)用水管理、創(chuàng)新管理農(nóng)業(yè)終端水價改革等基礎(chǔ)工作，建立完善的農(nóng)業(yè)水價形成機制、精準(zhǔn)補貼方案以及節(jié)水獎勵機制。

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”、云服務(wù)、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)的快速發(fā)展，為落實天津市農(nóng)業(yè)水價綜合改革工作，緊密結(jié)合政策要求，基于云平臺開發(fā)農(nóng)業(yè)水價綜合改革服務(wù)平臺，利用信息化手段全面管理農(nóng)業(yè)灌溉用水過程，對用水?dāng)?shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)分析，為灌溉用水決策提供技術(shù)支持。

云平臺是將計算任務(wù)分布在大量大型服務(wù)器集群構(gòu)成的資源池上，包括計算和存儲服務(wù)器及寬帶資源等，充分利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提供動態(tài)、可伸縮、虛擬化的計算，以達到資源分享和整合的目的，提高軟件的整體開發(fā)效率及計算效率。因此，基于云平臺建設(shè)農(nóng)業(yè)水價綜合改革服務(wù)平臺，可實現(xiàn)全市各行政區(qū)灌溉用水?dāng)?shù)據(jù)的高度共享，改變傳統(tǒng)信息系統(tǒng)獨立建設(shè)模式，實現(xiàn)市級農(nóng)業(yè)灌溉用水信息平臺的搭建。

1 平臺的總體設(shè)計

農(nóng)業(yè)水價綜合改革服務(wù)平臺由節(jié)水寶App和水資源管理系統(tǒng)兩部分組成。節(jié)水寶App為農(nóng)戶提供手機遠程灌溉的操作客戶端；水資源管理系統(tǒng)為管理部門提供農(nóng)業(yè)灌溉用水?dāng)?shù)據(jù)全面管理。平臺總體框架，如圖1所示。

基于云服務(wù)平臺開發(fā)農(nóng)業(yè)水價綜合改革服務(wù)平臺，平臺建成后可實現(xiàn)對計量設(shè)施、農(nóng)戶及管理者全面管理，提供可視化圖表對用水?dāng)?shù)據(jù)統(tǒng)計分析，實時掌握機井工作狀態(tài)并及時處理故障。通過建立統(tǒng)一的資金賬戶，農(nóng)戶可通過手機App在線購水、遠程控制水泵灌溉；管理部門可以根據(jù)農(nóng)戶土地及其種植情況為區(qū)域、機井和農(nóng)戶分配水權(quán)，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)灌溉用水總量控制和定額管理，超出規(guī)定使用量則不能開泵取水，分配給農(nóng)戶的水使用量為其水使用權(quán)，若用不完農(nóng)戶可以轉(zhuǎn)讓、出賣用水權(quán)，政府也可回購，利用平臺實現(xiàn)水權(quán)自由交易。同時，制定階梯水價，對農(nóng)戶進行精準(zhǔn)補貼和節(jié)水獎勵，提高農(nóng)民的節(jié)水意識，以促進種植結(jié)構(gòu)及時調(diào)整。

1.1 節(jié)水寶App

節(jié)水寶App是農(nóng)業(yè)水價綜合改革服務(wù)平臺的手機端系統(tǒng)，包含機井遠程控制、機井信息查看、農(nóng)戶水權(quán)交易、用水記錄、充值繳費等主要功能。農(nóng)戶通過手機操作節(jié)水寶App可實現(xiàn)遠程開啟、關(guān)閉機井設(shè)備進行灌溉，用水完成后自動扣除賬戶余額，支持通過支付寶、微信第三方支付方式在線充值購水，具備農(nóng)戶用水的排隊預(yù)約功能。農(nóng)戶可通過App查看機井的用水信息、位置信息、水權(quán)分配等信息，在農(nóng)戶灌溉過程中，發(fā)生水權(quán)超出、水價變動、設(shè)備故障時，節(jié)水寶App客戶端實時進行預(yù)警提示。

1.2 水資源管理系統(tǒng)

圖1 平臺總體框架

水資源管理系統(tǒng)是農(nóng)業(yè)水價綜合改革服務(wù)平臺的數(shù)據(jù)中心，全面管理農(nóng)業(yè)灌溉用水各類信息，為整個平臺的運行提供數(shù)據(jù)存儲計算，對灌溉數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和分析。系統(tǒng)實現(xiàn)對灌溉機井設(shè)備用水情況和工作狀態(tài)的全面管控，對區(qū)域、機井和農(nóng)戶進行水權(quán)分配，落實階梯水價政策，通過獎勵和懲罰措施提高農(nóng)戶節(jié)水意識，實現(xiàn)區(qū)域用水總量控制和定額管理目標(biāo)。系統(tǒng)開發(fā)GIS地圖服務(wù)功能，實現(xiàn)對灌溉機井的可視化管理。管理員可靈活對平臺用戶進行管理與權(quán)限配置，對農(nóng)戶、地塊、計量設(shè)施等基礎(chǔ)信息進行維護更新。

2 云服務(wù)平臺建設(shè)

2.1 平臺建設(shè)模式

基于云平臺建設(shè)市級、區(qū)級、鄉(xiāng)鎮(zhèn)三級農(nóng)業(yè)水價綜合改革服務(wù)平臺，實現(xiàn)對全市農(nóng)業(yè)用水?dāng)?shù)據(jù)的全面管理。

（1）鄉(xiāng)鎮(zhèn)管理平臺實現(xiàn)基礎(chǔ)信息填報、用水記錄導(dǎo)入與錄入、用戶開卡充值、充值記錄查詢、用水記錄查詢等功能；基礎(chǔ)數(shù)據(jù)填報后直接共享到區(qū)水務(wù)局管理平臺，鄉(xiāng)鎮(zhèn)級管理平臺不能再修改基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

（2）區(qū)級管理平臺實現(xiàn)基礎(chǔ)信息審核、實時數(shù)據(jù)接收、用水量查詢與分析、信息上報、機井控制、收費管理等功能。

（3）市級管理平臺負責(zé)接收各區(qū)水務(wù)局上報數(shù)據(jù)，并能共享原始數(shù)據(jù)；開展用水量查詢統(tǒng)計與分析；制定并下達各區(qū)的水權(quán)分配指標(biāo)。

云服務(wù)平臺的應(yīng)用改變了傳統(tǒng)信息系統(tǒng)獨立建設(shè)模式，實現(xiàn)了全市農(nóng)業(yè)灌溉用水?dāng)?shù)據(jù)的高度統(tǒng)一管理，避免了各區(qū)重復(fù)建設(shè)系統(tǒng)，很大程度上降低了軟件和硬件采購的費用；同時，降低了系統(tǒng)運行維護難度，提高了系統(tǒng)安全性和穩(wěn)定性，為搭建市級農(nóng)業(yè)用水信息平臺提供了建設(shè)方案。

2.2 平臺角色分配

平臺用戶中共分為3種角色，即系統(tǒng)超級管理員、水資源管理部門和農(nóng)戶。平臺角色權(quán)限分配，如圖2所示。

（1）系統(tǒng)超級管理員。系統(tǒng)設(shè)有最高權(quán)限的管理員，能夠?qū)巧敖巧珯?quán)限進行相應(yīng)的管理操作，對基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)進行更新維護等操作。

（2）水資源管理部門。水資源管理部門主要完成管理行政區(qū)內(nèi)基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)錄入、水權(quán)分配、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、水價管理、機井管理、用水歷史、財務(wù)結(jié)算等功能。

圖2 平臺角色權(quán)限分配

（3）農(nóng)戶。農(nóng)戶可通過節(jié)水寶App完成購水、機井遠程灌溉、用水記錄查詢、設(shè)備預(yù)警等功能。

3 結(jié)語

農(nóng)業(yè)水價綜合改革服務(wù)平臺通過基于云平臺構(gòu)建的省市、區(qū)縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)三級用戶端口，建立了區(qū)域數(shù)據(jù)信息平臺，實現(xiàn)了對灌溉用水?dāng)?shù)據(jù)的高度統(tǒng)一管理和灌溉區(qū)域間數(shù)據(jù)的整合共享，有效實現(xiàn)了總量控制和定額管理的用水目標(biāo)。

云服務(wù)平臺技術(shù)的應(yīng)用改變了傳統(tǒng)水利行業(yè)軟件開發(fā)、數(shù)據(jù)存儲和建設(shè)模式，有效提高了系統(tǒng)運行穩(wěn)定性和用水?dāng)?shù)據(jù)共享利用程度，為市級農(nóng)業(yè)用水信息平臺建設(shè)提供了方案，通過大數(shù)據(jù)分析和挖掘技術(shù)可為農(nóng)業(yè)灌溉用水提供決策支持。

目前，全國農(nóng)業(yè)水價綜合改革工作正在穩(wěn)步推進，已有30個省市印發(fā)了省級的農(nóng)業(yè)水價綜合改革實施方案，各省市對農(nóng)業(yè)水價綜合改革制定了總體安排。基于云服務(wù)平臺開發(fā)的農(nóng)業(yè)水價綜合改革服務(wù)平臺滿足當(dāng)前政策需求，適應(yīng)最新信息化發(fā)展趨勢，系統(tǒng)建設(shè)管理模式先進，能為天津市及全國各省市農(nóng)業(yè)水價綜合改革提供平臺技術(shù)，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。