農(nóng)業(yè)科技園區(qū)系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用

曾志康，李 敏，韋 健，莫小香，蘇秀剛，覃澤林

（廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)科技信息研究所，南寧530007）

0 引言

農(nóng)業(yè)科技園區(qū)是重大農(nóng)業(yè)技術(shù)突破和農(nóng)業(yè)高新產(chǎn)業(yè)孵化的核心平臺［1］，也是推動我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的重要抓手［2］。截至2018 年底，國家已批準建設(shè)278 個國家級農(nóng)業(yè)科技園區(qū)，園區(qū)科技成果轉(zhuǎn)化率達到70%以上［3］，農(nóng)業(yè)科技園區(qū)在推進農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革與提質(zhì)增效、聯(lián)結(jié)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)與銷售、解決三農(nóng)問題、推進鄉(xiāng)村振興等方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

創(chuàng)新是農(nóng)業(yè)科技園區(qū)發(fā)展的靈魂。自國家啟動農(nóng)業(yè)科技園區(qū)建設(shè)后，園區(qū)監(jiān)測評價、創(chuàng)新能力評估等得到國內(nèi)學者的廣泛關(guān)注。褚保金［4］等從園區(qū)產(chǎn)品、科技環(huán)境、政策環(huán)境、園區(qū)科技、園區(qū)經(jīng)營和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟等6 個方面，設(shè)計了22 項指標，反映園區(qū)發(fā)展的問題。謝玲紅［5］等則從鄉(xiāng)村振興視角，圍繞農(nóng)業(yè)升級、農(nóng)村發(fā)展和農(nóng)民進步3 個方面構(gòu)建了11 個二級和28 個三級指標的園區(qū)績效評價體系?；裘鳎?］等從創(chuàng)新過程視角，提出創(chuàng)新投入、創(chuàng)新支撐、創(chuàng)新產(chǎn)出、集成示范和創(chuàng)新績效5 個一級指標和20 個二級指標的園區(qū)創(chuàng)新能力評價體系。相關(guān)學者構(gòu)建園區(qū)監(jiān)測評價體系角度不同，本質(zhì)上仍然是圍繞園區(qū)農(nóng)村創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、成果展示示范、成果轉(zhuǎn)化推廣和高素質(zhì)農(nóng)民培訓四大功能展開［7］?？萍疾恳蔡岢鰬?yīng)通過加強園區(qū)創(chuàng)新能力監(jiān)測評價研究，突出對園區(qū)科技創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、企業(yè)培育、輻射帶動、脫貧攻堅等方面的考核和評價［8］，但目前尚未有一套完善、公認的評價指標體系［1］。

廣西壯族自治區(qū)（下簡稱廣西）高度重視農(nóng)業(yè)科技園區(qū)建設(shè)，自2014 年以來，共獲批建設(shè)自治區(qū)級農(nóng)業(yè)科技園區(qū)63 家，另國家科技部批準建設(shè)有百色、北海、桂林等7 家國家級農(nóng)業(yè)科技園區(qū)，初步建立起自主創(chuàng)新與消化引進相結(jié)合、產(chǎn)學研相配套、與主導產(chǎn)業(yè)相協(xié)調(diào)的開放型農(nóng)業(yè)科技園區(qū)創(chuàng)新體系。對廣西農(nóng)業(yè)科技園區(qū)進行監(jiān)測評價，是一項創(chuàng)新性、探索性的工作［9］，廣西科技廳制定了廣西農(nóng)業(yè)科技園區(qū)監(jiān)測評價指標體系，由園區(qū)產(chǎn)業(yè)情況、科技創(chuàng)新能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)服務(wù)能力、組織管理、定性評價5 個一級指標和20 個二級指標構(gòu)成，并每年開展園區(qū)監(jiān)測評價工作，以期掌握園區(qū)創(chuàng)新發(fā)展和建設(shè)動態(tài)。

信息化是農(nóng)業(yè)科技園區(qū)建設(shè)的一項重要內(nèi)容，但園區(qū)信息化系統(tǒng)尚未得到普遍應(yīng)用［10］。當前園區(qū)信息化研究熱點主要是信息技術(shù)在園區(qū)生產(chǎn)、經(jīng)營、管理、銷售、溯源等領(lǐng)域的應(yīng)用，打造智慧園區(qū)平臺［11-15］，園區(qū)監(jiān)測評價信息管理系統(tǒng)等方面則少有研究。園區(qū)監(jiān)測評價是一項常態(tài)化任務(wù)，采集數(shù)據(jù)量大、采集工作繁瑣，且需要對采集的數(shù)據(jù)進行科學分析，形成專題研究報告，因此通過信息化手段解決園區(qū)動態(tài)監(jiān)測評價與分析，十分必要。文章通過集成Spring、Struts、Hibernate 3 個框架進行農(nóng)業(yè)科技園區(qū)監(jiān)測評價信息管理系統(tǒng)開發(fā)，為農(nóng)業(yè)科技園區(qū)動態(tài)監(jiān)測評價和數(shù)據(jù)有效管理，提供了信息化解決方案，為園區(qū)信息化應(yīng)用提供技術(shù)支撐。

1 系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計

1.1 系統(tǒng)開發(fā)方法

系統(tǒng)主要使用JAVA 語言進行編寫設(shè)計，使用Spring、Struts、Hibernate 3 個框架進行集成開發(fā)。該集成框架已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各類系統(tǒng)平臺的開發(fā)，具有較好的穩(wěn)定性與安全性、技術(shù)成熟。系統(tǒng)遵循面向?qū)ο蟮拈_發(fā)思想，使用MVC 的設(shè)計模式，邏輯性較強，可進一步對業(yè)務(wù)代碼進行解耦，便于后期維護與管理。系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)架構(gòu)如圖1 所示。

（1）采用Spring 框架，主要用于系統(tǒng)的分層管理，降低對象模型在業(yè)務(wù)層的復雜性。

（2）在系統(tǒng)的各個分層中，包含各類較為繁亂的技術(shù)。使用Struts 框架對這些技術(shù)進行統(tǒng)一管理，并且在框架使用時嚴格遵循MVC 的設(shè)計模式，利用Struts 分別構(gòu)建控制器組件、模型組件、視圖組件三大管理組件，使得各類開發(fā)組件化、統(tǒng)一化。

（3）在數(shù)據(jù)層中，使用Hibernate 這一數(shù)據(jù)持久化框架，框架對JDBC 訪問進行高度封裝，簡化開發(fā)中各類繁瑣的數(shù)據(jù)庫訪問代碼，并且支持一對多、多對多等各種復雜的數(shù)據(jù)關(guān)系，框架使用靈活，性能表現(xiàn)優(yōu)秀。

圖1 系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)架構(gòu)Fig.1 System development technology architecture

在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計上，由于存在填寫表單多、數(shù)據(jù)形式復雜、數(shù)據(jù)量較大的情況，使用了表單分割、控件動態(tài)加載、集中上傳、分步存儲的設(shè)計理念。在系統(tǒng)中對整體表單進行了大量的分割和分類展示，用戶在填寫時，表單具有更強的邏輯性與結(jié)構(gòu)性，降低出現(xiàn)誤填、漏填問題的頻次。其中，對于需要填寫較多的數(shù)據(jù)信息，采用了控件動態(tài)加載的技術(shù)，用戶可根據(jù)填寫的數(shù)量，動態(tài)添加填寫框。最后，對每一個分割后的表單進行分步存儲，用戶填寫每一步數(shù)據(jù)都將進行存儲，避免出現(xiàn)填寫的數(shù)據(jù)量過大，因客觀原因造成無法保存的情況，為用戶的數(shù)據(jù)完整性提供了保障。而對于附件的處理，則使用了嚴格分類、統(tǒng)一上傳的設(shè)計原則，用戶在統(tǒng)一的上傳界面進行附件的上傳，并且每次上傳都需要進行分類選擇，避免了在填報與審核環(huán)節(jié)中，由于附件分布過于零散而出現(xiàn)的誤傳、漏傳、誤審、漏審的情況。

1.2 系統(tǒng)框架設(shè)計

1.2.1 系統(tǒng)總體框架設(shè)計

系統(tǒng)總體框架圍繞填報內(nèi)容、填報角色與填報審核流程進行設(shè)計，在整個系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程中，基本遵循各層用戶逐級上報的信息流轉(zhuǎn)原則，用戶角色主要劃分有園區(qū)用戶、市級用戶、省級用戶、專家用戶4 個類型，獨立劃分一個負責運維的系統(tǒng)管理員角色，具體如圖2 所示。其中，評分的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要來源于園區(qū)用戶對園區(qū)情況的填報，系統(tǒng)自動評分模塊將自動計算分數(shù)，作為后續(xù)評分的參考。填報的信息可逐級流轉(zhuǎn)至省級和專家兩類角色進行詳細的考核評分，形成最終的評分結(jié)果。角色的具體權(quán)限與功能劃分如下。

園區(qū)用戶：擁有園區(qū)信息填報權(quán)限，負責信息的填報以及佐證材料的上傳。該類用戶一般是縣區(qū)級科技部門或當?shù)貓@區(qū)管委會。

圖2 系統(tǒng)總體框架Fig.2 Overall framework of the system

市級用戶：負責信息的準確性審核，可以將提交審核的信息進行退回。該類用戶是市級科技部門。

省級用戶：負責初次評分，評分后可將信息分發(fā)至專家用戶進行最終評分，并在完成所有評分后，將結(jié)果分發(fā)至各個用戶。該類用戶是農(nóng)業(yè)科技園區(qū)管理機構(gòu)。

專家用戶：負責提供專業(yè)評分，評分完畢后將結(jié)果回傳至省級用戶。

系統(tǒng)管理員：以系統(tǒng)運維人員為使用對象，負責用戶管理、系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護、通知公告發(fā)布、填報數(shù)據(jù)維護等。

1.2.2 設(shè)計原則

完備性原則：系統(tǒng)需遵守國家與行業(yè)的各類標準，系統(tǒng)各項功能體系與設(shè)計結(jié)構(gòu)需要滿足農(nóng)業(yè)科技園區(qū)評價體系的應(yīng)用要求，并且具備各類系統(tǒng)維護功能，確保系統(tǒng)正常運行。

實用性原則：系統(tǒng)在確保功能完整的情況下，還應(yīng)具有連接穩(wěn)定、數(shù)據(jù)完整、操作簡單、界面友好等特性。

先進性原則：在系統(tǒng)設(shè)計過程中，需要兼容較為先進且全面的數(shù)據(jù)格式，具有一定的前瞻性，能保證較長時間內(nèi)無需多次擴展。

安全性原則：系統(tǒng)應(yīng)采用全面的安全保護措施，具有一定的防注入、防攻擊措施，適當?shù)闹С謱χ匾獢?shù)據(jù)、關(guān)鍵模塊進行備份、冗余，能具備較強的容錯和恢復能力，確保系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行。

1.3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

數(shù)據(jù)庫主要是屬性數(shù)據(jù)庫，根據(jù)廣西農(nóng)業(yè)科技園區(qū)監(jiān)測評價指標體系［9］來設(shè)計，數(shù)據(jù)庫包括園區(qū)產(chǎn)業(yè)情況、科技創(chuàng)新能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)服務(wù)能力、組織管理、定性評價等5個部分，具體數(shù)據(jù)庫內(nèi)容如表1 所示。

表1 屬性數(shù)據(jù)庫Table 1 Attribute database

2 系統(tǒng)功能實現(xiàn)

2.1 系統(tǒng)功能模塊實現(xiàn)

根據(jù)廣西農(nóng)業(yè)科技園區(qū)監(jiān)測評價指標體系進行需求分析，系統(tǒng)功能模塊包括業(yè)務(wù)處理模塊、基礎(chǔ)設(shè)置模塊、辦公系統(tǒng)模塊、統(tǒng)計報表模塊和系統(tǒng)管理模塊，其中業(yè)務(wù)辦理是實現(xiàn)園區(qū)監(jiān)測評價的核心功能，系統(tǒng)采用B/S 架構(gòu)，利用其對客戶端性能要求低，主要運算依靠服務(wù)器完成的特點，結(jié)合Web 技術(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時在線填報。業(yè)務(wù)請求響應(yīng)方式通過HTTP 協(xié)議與后臺進行鏈接傳送，如圖3 所示。

圖3 系統(tǒng)功能模塊Fig.3 System function module

2.1.1 業(yè)務(wù)處理模塊

按照系統(tǒng)框架設(shè)計填報流程，具體園區(qū)信息填報審核步驟如下：（1）園區(qū)用戶按照系統(tǒng)引導填寫園區(qū)相關(guān)數(shù)據(jù)。（2）市級用戶審核園區(qū)用戶填寫上報的園區(qū)信息，審核通過后報送省級用戶。（3）省級用戶對初審結(jié)果進行評定，給出審核意見并結(jié)合專家打分確定園區(qū)最終分數(shù)，反饋給各市級用戶。

園區(qū)用戶將園區(qū)信息填報系統(tǒng)后，省級用戶和專家用戶可以在系統(tǒng)上對園區(qū)各項指標進行打分，主要從園區(qū)產(chǎn)業(yè)情況、科技創(chuàng)新能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)服務(wù)能力、組織管理等方面進行考核，系統(tǒng)自動給出一個綜合考核分數(shù)供參考。

2.1.2 辦公系統(tǒng)模塊

為實現(xiàn)園區(qū)高效管理，系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)了通知起草、發(fā)布、查詢、管理、具體接收等全流程的信息化辦公功能模塊。具體包括：（1）省級用戶負責根據(jù)政府政策、園區(qū)管理需要起草具體通知內(nèi)容。（2）通知發(fā)布權(quán)限由省級用戶負責，系統(tǒng)完成提交申請、提交發(fā)布命令后，通知發(fā)布到各指定的具體接收用戶。（3）系統(tǒng)可以查詢、管理相應(yīng)的通知，實現(xiàn)工作效率最大化。

2.1.3 統(tǒng)計報表模塊

系統(tǒng)按年份對各園區(qū)評分進行匯總形成數(shù)據(jù)表，然后按年份對各園區(qū)評分形成統(tǒng)計數(shù)據(jù)圖表，直觀展示園區(qū)之間存在的差異以及變化的趨勢。合理的可視化數(shù)據(jù)圖表可以挖掘分析園區(qū)發(fā)展?jié)撛诘膯栴}，為園區(qū)管理機構(gòu)決策提供可靠、科學的依據(jù)。

2.2 系統(tǒng)實現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)

2.2.1 JavaWeb 前后臺交互技術(shù)

因為系統(tǒng)使用的是經(jīng)典的MVC 模式，采用的是責任分離思想。實現(xiàn)流程步驟如下：（1）創(chuàng)建模型，模型將業(yè)務(wù)邏輯以及數(shù)據(jù)方法封裝起來。在發(fā)生數(shù)據(jù)請求時更新控制器。（2）創(chuàng)建視圖，視圖可以將模型的數(shù)據(jù)進行可視化，有目的顯示。（3）創(chuàng)建控制器，控制器是MVC 模式中的“大腦”，控制著Model 和View，讓數(shù)據(jù)能向模型傳輸，在數(shù)據(jù)發(fā)生請求變化時更新視圖，達到視圖與模型的分離。從MVC 實現(xiàn)流程可以知道模型層與視圖層不存在之間交互的聯(lián)系，而是通過第三方控制層實現(xiàn)關(guān)聯(lián)，模型層的變化通過視圖層來表現(xiàn)。（4）執(zhí)行程序，輸出結(jié)果。即從數(shù)據(jù)庫中獲取數(shù)據(jù)；然后創(chuàng)建視圖，將獲取數(shù)據(jù)輸出到控制臺；最后更新模型數(shù)據(jù)。MVC 數(shù)據(jù)交互的流程如圖4 所示。

圖4 MVC 模式交互流程Fig.4 Interactive process of MVC mode

2.2.2 數(shù)據(jù)動態(tài)存儲

園區(qū)用戶在填報園區(qū)評價數(shù)據(jù)時，根據(jù)用戶輸入對表單進行實時更改，保存用戶的填寫進度方便后面繼續(xù)完成數(shù)據(jù)填報，并且可以在不同設(shè)備上完成，且在填寫數(shù)據(jù)時預填充數(shù)據(jù)降低系統(tǒng)錯誤的風險。利用動態(tài)控件實現(xiàn)數(shù)據(jù)動態(tài)智能化填寫，數(shù)據(jù)以表格形式存儲，具體邏輯流程如圖5 所示。

圖5 數(shù)據(jù)動態(tài)存儲邏輯流程Fig.5 Logical flow chart of dynamic data storage

3 系統(tǒng)應(yīng)用

系統(tǒng)開發(fā)、部署和測試后，該文分別開展了2017 年和2018 年的園區(qū)監(jiān)測評價數(shù)據(jù)填報，共有51 家廣西農(nóng)業(yè)科技園區(qū)參與監(jiān)測評價。通過系統(tǒng)數(shù)據(jù)填報、審核、評分、分析，得出年度廣西農(nóng)業(yè)科技園區(qū)監(jiān)測評價分析報告，簡要分析結(jié)果如下。

通過系統(tǒng)監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，2018 年度在建園區(qū)監(jiān)測評價綜合評分平均值68.15 分，變異系數(shù)14.54%，與2017 年相比，其平均值相等，變異系數(shù)降低，園區(qū)發(fā)展水平整體優(yōu)于2017 年，2017 年和2018 年在建園區(qū)監(jiān)測評價整體建設(shè)情況如表2 所示。

從2018 年在建園區(qū)監(jiān)測評價綜合得分70 分以上的園區(qū)情況來看，良圻園區(qū)、港南園區(qū)和凌云園區(qū)表現(xiàn)較好，均在80 分以上（表3）。

表2 2017 年和2018 年在建園區(qū)監(jiān)測評價整體建設(shè)Table 2 Monitoring and evaluating the overall construction of parks under construction in 2017 and 2018

表3 2018 年園區(qū)綜合得分70 分及以上的園區(qū)數(shù)據(jù)Table 3 Parks with comprehensive score of 70 or above in 2018

科技創(chuàng)新能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)服務(wù)能力是在建園區(qū)綜合發(fā)展提升的關(guān)鍵。從產(chǎn)業(yè)情況、創(chuàng)新能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)服務(wù)能力、組織管理和建設(shè)完成情況五大類指標出發(fā)，統(tǒng)計2018 年度85 分以上園區(qū)平均值、園區(qū)總體平均值、55 分以下園區(qū)平均值的數(shù)據(jù)。結(jié)果顯示，85 分以上園區(qū)平均值在五大類評價指標的完成度均高于園區(qū)總體平均值，其中創(chuàng)新能力尤為突出，比平均值高出14.70 分；55 分以下園區(qū)低分的主要差距體現(xiàn)在創(chuàng)新能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)服務(wù)能力上，其平均值分別低于園區(qū)總體平均值15.22 分、14.52 分，其中創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)服務(wù)能力分值僅是平均值分值的1/5。

4 結(jié)論

從廣西農(nóng)業(yè)科技園區(qū)年度綜合監(jiān)測評價實際需求出發(fā)，采用JAVA 語言，使用Spring、Struts、Hibernate 3 個框架開發(fā)了農(nóng)業(yè)科技園區(qū)監(jiān)測評價信息管理系統(tǒng)，系統(tǒng)功能包括園區(qū)監(jiān)測數(shù)據(jù)填報模塊、園區(qū)信息化辦公模塊和統(tǒng)計報表模塊等。通過開展2017 年和2018 年園區(qū)監(jiān)測評價數(shù)據(jù)填報，驗證了系統(tǒng)的實用性。結(jié)果表明，該系統(tǒng)能夠滿足農(nóng)業(yè)科技園區(qū)監(jiān)測評價數(shù)據(jù)填報和評分需求，減輕了基層科技部門園區(qū)監(jiān)測評價數(shù)據(jù)的上報工作量，減少了不必要的紙質(zhì)材料報送，同時也對歷年填報數(shù)據(jù)進行了存儲，方便對農(nóng)業(yè)科技園區(qū)產(chǎn)業(yè)情況、科技創(chuàng)新能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)服務(wù)能力、組織管理等方面進行長期跟蹤和分析，有助于園區(qū)主管部門及時準確把握園區(qū)發(fā)展水平、加強園區(qū)建設(shè)管理。隨著國家和各省區(qū)不斷加大農(nóng)業(yè)科技園區(qū)建設(shè)力度和加強園區(qū)創(chuàng)新能力監(jiān)測評價研究，該系統(tǒng)的開發(fā)，為農(nóng)業(yè)科技園區(qū)監(jiān)測評價信息管理提供了借鑒案例。在后續(xù)研究中，將增加園區(qū)建設(shè)主體互動交流等方面的功能模塊，實現(xiàn)主體間的信息交流和經(jīng)驗共享，并拓展園區(qū)信息管理、物聯(lián)網(wǎng)、質(zhì)量溯源、電子商務(wù)、專家技術(shù)服務(wù)等方面的應(yīng)用，打造綜合性的園區(qū)信息管理與服務(wù)平臺。