河長制信息化系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則與需求分析

孟 熊，劉文月，謝 健

（1. 湖南省水利水電勘測設(shè)計(jì)規(guī)劃研究總院有限公司湖南 長沙 410007；2. 湖南大學(xué)，湖南 長沙 410082）

1 河長制信息化背景與意義

河湖是生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，近年來，隨著工業(yè)的發(fā)展和人口數(shù)量的膨脹，對水資源的過度消耗以及超標(biāo)準(zhǔn)的污染物排放已經(jīng)嚴(yán)重破壞了河湖的生態(tài)系統(tǒng)。從中央到地方各級政府意識到河湖治理和水生態(tài)環(huán)境保護(hù)刻不容緩，黨中央在深入調(diào)研、充分總結(jié)地方經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，制定了在全國范圍內(nèi)全面推行河（湖）長制的指導(dǎo)意見，正式把河（湖）長制確定為一項(xiàng)長期的制度，構(gòu)建責(zé)任明確、協(xié)調(diào)有序、監(jiān)管嚴(yán)格、保護(hù)有力的河湖管理保護(hù)機(jī)制，意見中指出到2018 年年底全國范圍內(nèi)的河（湖）長制全面建成，并提出“建立河湖管理保護(hù)信息發(fā)布平臺”，對河長制信息化建設(shè)提出了要求。2018 年1 月，水利部印發(fā)《河長制湖長制管理信息系統(tǒng)建設(shè)指導(dǎo)意見》和《河長制湖長制管理信息系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)指南》，明確了河湖長制信息化建設(shè)頂層設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則。

河長制信息化系統(tǒng)的建設(shè)和開發(fā)有三方面的意義：第一，落實(shí)全面推行河長制的要求。河長制是貫徹綠色新發(fā)展理念的重大戰(zhàn)略，是生態(tài)文明建設(shè)的重要抓手，是確保河湖生態(tài)系統(tǒng)健康永續(xù)的重要制度。河湖生態(tài)系統(tǒng)的綜合治理，河湖網(wǎng)格化管理，水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評估，預(yù)警預(yù)報(bào)與響應(yīng)機(jī)制，河湖水質(zhì)水位監(jiān)測，河湖數(shù)據(jù)的互通共享等都能在當(dāng)前成熟的信息化技術(shù)中找到優(yōu)質(zhì)的解決方案?？梢哉f，在信息化建設(shè)的大潮下，河長制形成長效機(jī)制最終要通過河長制信息化系統(tǒng)來落實(shí)和保障。第二，提升監(jiān)管能力和服務(wù)水平。河湖管理涉及民生問題，需要全社會(huì)的共同關(guān)注和努力。通過河長制信息化系統(tǒng)的建設(shè)，有希望解決當(dāng)前河長制工作的一些環(huán)節(jié)難以監(jiān)督的問題，同時(shí)還能通過在線的方式提供給居民參與河湖治理的渠道。第三，推進(jìn)河湖管理信息化建設(shè)。河長制工作落實(shí)需要政府多個(gè)部門按照職責(zé)分工，協(xié)同推進(jìn)任務(wù)落實(shí)。建設(shè)智慧河長信息管理平臺要統(tǒng)籌水務(wù)、環(huán)保、氣象、住建、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、公安等多個(gè)河湖管理相關(guān)部門，獲取水質(zhì)監(jiān)測、氣象信息、地理地質(zhì)信息、社會(huì)經(jīng)濟(jì)信息等河湖管理相關(guān)信息支撐，消除各部門間存在的信息孤島、一數(shù)多源的局面，通過統(tǒng)一的構(gòu)架實(shí)現(xiàn)信息資源的整合、資源的共享應(yīng)用，最終形成閉環(huán)，真正實(shí)現(xiàn)部門間信息的共享和業(yè)務(wù)的協(xié)同，推進(jìn)河湖管理信息化建設(shè)上新臺階。

目前，湖南省河（湖）長制工作體系已經(jīng)全面建成并運(yùn)行多年，為了能夠更好地協(xié)調(diào)各部門職能、實(shí)時(shí)共享數(shù)據(jù)和信息、提高工作效率和管理能力，在全國信息化建設(shè)高速發(fā)展的背景下，省內(nèi)市州、縣市區(qū)各級都開展了河長制信息化系統(tǒng)的建設(shè)與開發(fā)工作。作為河長制信息化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，擬定系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則、合理分析客戶需求十分重要，將為下一步的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)提供重要的依據(jù)和方向。

2 總體設(shè)計(jì)原則

河長制信息化系統(tǒng)要充分體現(xiàn)網(wǎng)格化管理理念，實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)有資源的高效整合，調(diào)動(dòng)公眾參與河湖治理的積極性。系統(tǒng)設(shè)計(jì)需遵循如下幾個(gè)原則：

1）統(tǒng)籌全局，分工協(xié)作。系統(tǒng)開發(fā)前的設(shè)計(jì)要統(tǒng)籌全省河湖治理項(xiàng)目和策略，明確各涉河管理職能單位的職責(zé)和分工；系統(tǒng)開發(fā)過程中，要尊重當(dāng)前信息化基礎(chǔ)設(shè)施的客觀實(shí)際情況，優(yōu)化系統(tǒng)資源配置。

2）頂層融合，規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。系統(tǒng)要依托頂層設(shè)計(jì)框架進(jìn)行建設(shè)，整合各單位的信息化資源，避免系統(tǒng)環(huán)境的重復(fù)建設(shè)；嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)制定系統(tǒng)的數(shù)據(jù)表格，對于缺乏國家標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容盡量與當(dāng)前的慣用格式保持一致；規(guī)范管理系統(tǒng)開發(fā)的各個(gè)環(huán)節(jié)；將最新的綠色發(fā)展理念融合到系統(tǒng)中。

3）新舊統(tǒng)籌，逐步整合。河長制信息化的建設(shè)不能采取一刀切的方式直接從傳統(tǒng)的工作方式切換到信息化管理模式下，應(yīng)采用逐步整合的方式實(shí)現(xiàn)新舊切換。在統(tǒng)一規(guī)劃的前提下，河長制信息化需要充分利用當(dāng)?shù)毓残畔⒒A(chǔ)設(shè)施和各部門已建的信息基礎(chǔ)設(shè)施，按照資源共享和交換標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)已建和新建設(shè)施的分層共享。在建設(shè)次序上，優(yōu)先考慮非涉密信息系統(tǒng)、公共服務(wù)系統(tǒng)的建設(shè)，有序推進(jìn)涉密信息系統(tǒng)、內(nèi)部監(jiān)管系統(tǒng)和部門間共享服務(wù)系統(tǒng)建設(shè)。

4）差異化考核。不同河（湖）的治理難度不一，所面臨問題的復(fù)雜性也存在較大差異，系統(tǒng)的評估考核功能應(yīng)體現(xiàn)差異化績效評價(jià)考核。

5）高效互動(dòng)、實(shí)用先進(jìn)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)考慮經(jīng)濟(jì)實(shí)用，認(rèn)真研究河長制信息化管理基本需求和基本情況，選用成熟的信息化技術(shù)，制定經(jīng)濟(jì)合理、注重實(shí)用的信息化系統(tǒng)整合技術(shù)方案，實(shí)現(xiàn)多終端的信息發(fā)布，業(yè)務(wù)應(yīng)用的高效流轉(zhuǎn)和互動(dòng)，在保證實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)業(yè)務(wù)功能的前提下，技術(shù)上適度超前，使系統(tǒng)在一定時(shí)期內(nèi)保持先進(jìn)水平。

3 功能性需求分析

1）展示河道基本情況。以列表或者圖片的形式展現(xiàn)河道的基本信息、水環(huán)境治理項(xiàng)目實(shí)施方案；以進(jìn)度條或者儀表盤的方式顯示項(xiàng)目進(jìn)度（對重點(diǎn)項(xiàng)目采取突出顯示的方式）；展示“一河一策”治河策略；展示位于該河道上的排污口分布情況和各排污點(diǎn)的簡明信息；展示實(shí)時(shí)水情水質(zhì)信息；顯示電子公示牌信息和狀態(tài)；統(tǒng)計(jì)河湖各類治理事件及處理情況。

2）河長日常辦公和管理。將河長日常需要處理的工作，如審核審批、督查督辦、巡河履職、考核評分等集中在一個(gè)功能模塊內(nèi)，對待辦事項(xiàng)按照緊急程度和截止事件倒序排列，已完結(jié)事項(xiàng)的后續(xù)跟蹤等。

3）治理任務(wù)達(dá)成監(jiān)督和巡河履職監(jiān)督。監(jiān)督考核是保障河長制常態(tài)化的一項(xiàng)重要功能，這一監(jiān)督功能體現(xiàn)在信息化系統(tǒng)里主要有兩項(xiàng)，一是對河長履職情況的考核評分（按季度考核），二是對河湖治理任務(wù)的督察督辦。河長制規(guī)定河長必須定期開展河道巡查工作，系統(tǒng)會(huì)統(tǒng)計(jì)每位河長的年度巡河次數(shù)、巡河里程數(shù)、上報(bào)事件數(shù)、處理事件數(shù)等（數(shù)據(jù)來源于河長的巡河日志），為避免數(shù)據(jù)造假，要求現(xiàn)場圖片打卡。上級河長還可以通過系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)上監(jiān)督，查看下級河長的巡河情況，加強(qiáng)對下級的指導(dǎo)。系統(tǒng)會(huì)將各級河長辦年初制定的治理任務(wù)、方案和擬達(dá)成的目標(biāo)以可視化的形式體現(xiàn)，同時(shí)以進(jìn)度條的方式展示目標(biāo)達(dá)成度。上級河長可以通過達(dá)成度打分，督促達(dá)成情況不理想的河段加快進(jìn)度。河湖治理事關(guān)廣大群眾，因此，河長制信息化系統(tǒng)還應(yīng)能提供給群眾參與河湖治理，監(jiān)督項(xiàng)目落實(shí)情況的渠道。在這一方面，開通微信公眾號、門戶網(wǎng)站的投訴舉報(bào)板塊。

4）河段和重點(diǎn)監(jiān)控區(qū)域監(jiān)控視頻的傳輸、存儲(chǔ)和回放。為了監(jiān)控違法采砂、捕魚、排污等問題，在河道兩岸和重點(diǎn)區(qū)域布設(shè)了大量的攝像頭，單個(gè)攝像頭每小時(shí)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量可達(dá)數(shù)百兆帕，這些視頻數(shù)據(jù)以小時(shí)為單位存放在數(shù)據(jù)服務(wù)器上，以便用戶在需要時(shí)查看。因此，需要優(yōu)化大體量的視頻數(shù)據(jù)的傳輸、存儲(chǔ)問題。

5）用戶的注冊、登錄、身份驗(yàn)證，以及系統(tǒng)管理、升級和數(shù)據(jù)維護(hù)等功能。

4 非功能性需求分析

4.1 安全需求

河長制信息化系統(tǒng)最終需要部署在各級水利云平臺上，根據(jù)項(xiàng)目環(huán)境所面臨的安全風(fēng)險(xiǎn)，需要保障數(shù)據(jù)安全、軟件安全、平臺安全等。數(shù)據(jù)安全方面，基于數(shù)據(jù)全生命周期，從數(shù)據(jù)安全和隱私保護(hù)、密鑰分配及管理、災(zāi)難備份與恢復(fù)等方面，采用數(shù)據(jù)隔離、數(shù)據(jù)防護(hù)、數(shù)據(jù)備份等技術(shù)，根據(jù)平臺業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的重要性，進(jìn)行分級加密保護(hù)和硬件透明加密，保護(hù)云平臺業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的可用性、保密性和完整性。在軟件安全方面，從身份和訪問管理（支持雙因子身份鑒別、單點(diǎn)登錄）、應(yīng)用安全、內(nèi)容安全、客戶端介入安全、配置安全、多租戶隔離以及云應(yīng)用監(jiān)控等方面，保障云平臺軟件即服務(wù)（SaaS）的安全性。采用基于輕量級的進(jìn)程隔離技術(shù)確保開發(fā)平臺的安全性。

4.2 核心單位數(shù)據(jù)需求

為了有效地對各相關(guān)部門的數(shù)據(jù)資源進(jìn)行整合，使之形成合力，共同建設(shè)河長制信息管理平臺，一方面，要求與河湖建設(shè)的相關(guān)責(zé)任單位為河長制信息管理平臺提供業(yè)務(wù)相關(guān)的數(shù)據(jù)；另一方面，河長制平臺也需要將業(yè)務(wù)信息推送到相關(guān)部門。針對責(zé)任單位職能劃分以及在河長制工作承擔(dān)的任務(wù)，初步規(guī)劃出各責(zé)任單位應(yīng)與河長制平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)交換或者業(yè)務(wù)協(xié)同的內(nèi)容。

水利部門：需要提供河流河段基本信息（空間、屬性），水利一張圖，河流河段實(shí)時(shí)水量監(jiān)測信息，重點(diǎn)水功能區(qū)和主要河流監(jiān)測數(shù)據(jù)，水資源監(jiān)控能力建設(shè)項(xiàng)目相關(guān)數(shù)據(jù)（如3 條紅線統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)），以及其他需要河長制信息平臺共享的相關(guān)信息等。

環(huán)保部門：需要提供入河排污企業(yè)及排污口信息，河流水質(zhì)監(jiān)測信息，污水排放量大的企業(yè)名單，以及其他需要河長制信息平臺共享的相關(guān)信息等，并參與水污染突發(fā)事件的處置。

國土部門：需要提供河湖水域岸線的規(guī)劃方案，參與水域岸線執(zhí)法管理，以及其他需要河長制信息平臺共享的相關(guān)信息等。

農(nóng)牧部門：需要提供畜禽養(yǎng)殖污染，水產(chǎn)養(yǎng)殖污染，農(nóng)業(yè)面源污染統(tǒng)計(jì)信息，破壞漁業(yè)資源行為處置結(jié)果，以及其他需要河長制信息平臺共享的相關(guān)信息。

林業(yè)部門：需要提供河道綠化考核標(biāo)準(zhǔn)，河湖阻水林砍伐依法辦理信息，以及其他需要河長制信息平臺共享的相關(guān)信息等。

交通部門：需要提供船舶港口污染物監(jiān)測，以及其他需要河長制信息平臺共享的相關(guān)信息等。

住建部門：需要提供與黑臭水體治理相關(guān)的綜合統(tǒng)計(jì)信息，其他需要河長制信息平臺共享的相關(guān)信息等。

其他相關(guān)部門，包括法制辦、發(fā)改委、組織部、宣傳部門、氣象部門等，也需要提供與河長制信息平臺相關(guān)的信息。

4.3 河長制平臺數(shù)據(jù)需求

根據(jù)總結(jié)各級河長制信息管理平臺的功能規(guī)劃，平臺所需的數(shù)據(jù)分成以下幾大類，分別是：

1）河湖基礎(chǔ)信息的錄入與導(dǎo)入。河湖基礎(chǔ)信息是GIS 地圖展現(xiàn)的基礎(chǔ)，主要包括河湖網(wǎng)格化信息、河長公示牌信息、河長信息、組織機(jī)構(gòu)信息等。

2）水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)的導(dǎo)入。水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)包括:依靠傳感器自動(dòng)采集的監(jiān)測數(shù)據(jù)和人工取樣檢測所得的數(shù)據(jù)。自動(dòng)采集的數(shù)據(jù)來自行政斷面、重點(diǎn)水域、江河源頭、飲用水源地、排污口、生態(tài)保護(hù)區(qū)等。

3）實(shí)時(shí)水雨情數(shù)據(jù)的錄入。實(shí)時(shí)水雨情數(shù)據(jù)種類豐富，本平臺的具體數(shù)據(jù)需求包括降水量、引排水量、河道水情信息水庫水情信息、地下水情信息等。

4）視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的導(dǎo)入與壓縮。與人工監(jiān)控相比，視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以使監(jiān)管部門及時(shí)、準(zhǔn)確的直接調(diào)取動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，本平臺所需的視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)包括山洪監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、水資源監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、河道監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)等。其中，山洪監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)從防汛抗旱決策支持系統(tǒng)中獲取。

5）地理空間數(shù)據(jù)的導(dǎo)入。系統(tǒng)平臺所需的基礎(chǔ)地理信息內(nèi)容主要為水系、交通網(wǎng)、行政區(qū)等，其中水系應(yīng)按照水利專業(yè)特殊要求，除江、河、湖泊、水庫、水塘等，還應(yīng)詳細(xì)標(biāo)識其相關(guān)的堤、壩、蓄滯洪區(qū)、水文站、水位站、水閘等。

6）水功能區(qū)數(shù)據(jù)的錄入。系統(tǒng)平臺所需的水功能區(qū)數(shù)據(jù)包括水功能區(qū)及限制納污信息、污染源相關(guān)信息等。

7）水資源監(jiān)管數(shù)據(jù)。平臺要求的水資源監(jiān)管數(shù)據(jù)包括專題地理數(shù)據(jù)、水文特征值、水資源管理數(shù)據(jù)等。其中專題地理數(shù)據(jù)主要有流域與水文地質(zhì)單元自然信息和水文信息的各種專題圖片，包括流域圖、水系分布圖、水文地質(zhì)圖、水功能分區(qū)圖、地下水超采區(qū)分布圖、水源地分布圖、取水工程分布圖、省界控制斷面圖等。水文特征值表示一定時(shí)段（日、月、年、多年）內(nèi)的水文要素的特征，如最大、最小、平均值等。從防汛抗旱決策系統(tǒng)獲取水文特征值，包括降水量、水位、徑流量、徑流季節(jié)變化、汛期、水庫庫容、含沙量、結(jié)冰期、凌汛等。

8）采砂監(jiān)管數(shù)據(jù)導(dǎo)入。平臺所需的采砂監(jiān)管數(shù)據(jù)主要包括河湖采砂規(guī)劃、禁采區(qū)、可采區(qū)、禁采時(shí)間段、采砂船基本情況、采砂船實(shí)時(shí)工作信息、采區(qū)實(shí)時(shí)狀態(tài)信息、日常執(zhí)法制度等。

9）水域岸線數(shù)據(jù)導(dǎo)入。平臺所需的水域岸線數(shù)據(jù)主要包括水域岸線規(guī)劃信息、水域岸線空間信息、岸線分區(qū)信息、水域岸線生態(tài)信息、水域岸線執(zhí)法管理等。

10）河長信息錄入。根據(jù)文件要求，各級重要河湖及城區(qū)內(nèi)重要水域均實(shí)行河長制。因此，系統(tǒng)需錄入省、市（州）、縣（市、區(qū)）、鎮(zhèn)（鄉(xiāng)、街道）、村（社區(qū)）五級河長制下的各位河長的信息。

5 結(jié) 語

河長制信息化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，屬于河湖管理與信息化的學(xué)科交叉，其設(shè)計(jì)原則隨著關(guān)鍵技術(shù)的運(yùn)用不同也會(huì)有所不同，客戶需求隨著河長制工作的不斷深入推進(jìn)，工作體系的不斷完善，內(nèi)容也會(huì)越來越全面。本文僅綜合了長沙市等少數(shù)河長制信息化系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的成果對設(shè)計(jì)原則和需求分析進(jìn)行了論述，以供交流學(xué)習(xí)。