采用租用方式運(yùn)行的小型水庫(kù)管理平臺(tái)設(shè)計(jì)

廖承偉

（四創(chuàng)科技有限公司，福建 福州 350100）

0 引言

“十四五”期間，我國(guó)水利信息化建設(shè)仍然堅(jiān)持以“十六字”治水思路為指引，不斷推進(jìn)信息技術(shù)與水利業(yè)務(wù)融合，進(jìn)一步加強(qiáng)水利信息監(jiān)測(cè)和信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，逐步完善水利網(wǎng)信標(biāo)準(zhǔn)體系，推動(dòng)水利業(yè)務(wù)應(yīng)用持續(xù)深化，綜合提升水利工作效率和管理能力，為水利信息化的發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

小型水庫(kù)作為減災(zāi)興利的重要工作單元，在抵御洪澇災(zāi)害和促進(jìn)工農(nóng)業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展方面發(fā)揮了重大作用，同時(shí)也有著基數(shù)大、范圍廣、管理難、運(yùn)行年限較長(zhǎng)、基礎(chǔ)設(shè)施薄弱等特征?；凇笆奈濉彼畔⒒ㄔO(shè)目標(biāo)，通過(guò)共享經(jīng)濟(jì)的思路，借助先進(jìn)的信息技術(shù)，采用租用方式構(gòu)建一套小型水庫(kù)管理平臺(tái)，輔助支持小型水庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)化管理工作，實(shí)現(xiàn)小型水庫(kù)管理養(yǎng)護(hù)體系提檔升級(jí)，減少水患災(zāi)害的發(fā)生，保障人民生命和財(cái)產(chǎn)安全。

1 小型水庫(kù)現(xiàn)狀及平臺(tái)需求分析

我國(guó)約有小型水庫(kù) 9.3 萬(wàn)座[1]，其中大部分始建于20世紀(jì)50至70年代，受當(dāng)時(shí)綜合條件限制，許多小型水庫(kù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)普遍偏低，整體質(zhì)量不高，造成小型水庫(kù)先天不足。而在后天運(yùn)行管理過(guò)程中，由于小型水庫(kù)分布廣泛，且地理環(huán)境相對(duì)偏僻，傳統(tǒng)的管理手段難以監(jiān)管到位，導(dǎo)致存在非法養(yǎng)魚、養(yǎng)雞，溢洪道侵占、堵塞，金結(jié)、機(jī)電設(shè)備生銹及損壞等現(xiàn)象[2]。

近年來(lái)，國(guó)務(wù)院高度重視小型水庫(kù)管護(hù)工作的提質(zhì)增效，各地積極響應(yīng)國(guó)家政策，加強(qiáng)對(duì)小型水庫(kù)的管護(hù)。小型水庫(kù)管護(hù)工作的核心目標(biāo)是保障小型水庫(kù)正常運(yùn)行，排查隱患，避免安全事故發(fā)生。管護(hù)內(nèi)容包括日常巡查、小型水庫(kù)養(yǎng)護(hù)、基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備維護(hù)、安全預(yù)警等。信息和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高速發(fā)展，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的高覆蓋率，智能手機(jī)的廣泛普及，為小型水庫(kù)管護(hù)工作步入現(xiàn)代化的管理模式提供了基本條件。小型水庫(kù)現(xiàn)代化管理內(nèi)容包括基礎(chǔ)監(jiān)測(cè)設(shè)備建設(shè)、標(biāo)準(zhǔn)化體系建立、管理平臺(tái)建設(shè)等，其中，小型水庫(kù)管理平臺(tái)屬于現(xiàn)代化管理手段的核心部分。

小型水庫(kù)管理平臺(tái)需要將實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、日常的管護(hù)數(shù)據(jù)、歷史的水工數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一匯集管理，并將小型水庫(kù)管護(hù)標(biāo)準(zhǔn)化體系嵌入到平臺(tái)中，構(gòu)建基于業(yè)務(wù)場(chǎng)景的系統(tǒng)流程和應(yīng)用。通過(guò)租戶模式實(shí)現(xiàn)不同組織或個(gè)人共同使用管理平臺(tái)，滿足小型水庫(kù)現(xiàn)代化管理要求。

2 管理平臺(tái)租用方式技術(shù)路線

租戶模式是指組織或個(gè)人通過(guò)申請(qǐng)租賃的方式實(shí)現(xiàn)共用同一套平臺(tái)，且確保各用戶之間數(shù)據(jù)的隔離，主要有單租戶和多租戶 2種模式。單租戶模式是指每個(gè)租戶創(chuàng)建之初就創(chuàng)建獨(dú)立的平臺(tái)程序和數(shù)據(jù)庫(kù)；多租戶模式是指每個(gè)租戶創(chuàng)建之初就共享平臺(tái)程序，可獨(dú)立或共享數(shù)據(jù)庫(kù)。

小型水庫(kù)的監(jiān)管單位一般是縣水利局，各縣單獨(dú)建設(shè)系統(tǒng)的成本較高，所以采用應(yīng)用共享的思路，在多租戶方式下，整合共性需求，搭建一套小型水庫(kù)管理平臺(tái)，縣水利局作為租戶主體對(duì)平臺(tái)進(jìn)行租用，這樣就大幅度降低前期投入成本，使各縣投資效益最大化。基于租用方式運(yùn)行管理平臺(tái)的邏輯結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。同時(shí)，為了滿足各縣存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)自由增長(zhǎng)和數(shù)據(jù)的安全性，本平臺(tái)的租戶采用獨(dú)立數(shù)據(jù)庫(kù)模式。采用獨(dú)立數(shù)據(jù)庫(kù)的模式除了考慮到數(shù)據(jù)方面，也為用戶對(duì)功能的擴(kuò)展和定制預(yù)留了單獨(dú)的空間，以整體提升管理平臺(tái)對(duì)用戶的服務(wù)能力。

圖1 基于租戶方式的運(yùn)行管理平臺(tái)邏輯結(jié)構(gòu)圖

小型水庫(kù)管理平臺(tái)框架設(shè)計(jì)從 3個(gè)層面進(jìn)行考慮：1）技術(shù)層面。考慮了適配國(guó)產(chǎn)化要求，所以本次開發(fā)的前后端技術(shù)選用 VUE + Spring Boot 框架技術(shù)路線，實(shí)現(xiàn)基于 Spring Cloud（云應(yīng)用）微服務(wù)架構(gòu)，將平臺(tái)部署在有三級(jí)等保的國(guó)產(chǎn)云環(huán)境上，同時(shí)軟件通過(guò)二級(jí)等保測(cè)評(píng)要求，保障用戶數(shù)據(jù)的安全。2）運(yùn)營(yíng)層面。租戶的運(yùn)營(yíng)管理是平臺(tái)應(yīng)用共享的基礎(chǔ)，所以平臺(tái)側(cè)重多通道采集用戶需求、模塊使用頻率、統(tǒng)計(jì)分析。3）應(yīng)用層面。注重友好性、實(shí)用性、靈活性，同時(shí)基于運(yùn)營(yíng)管理的用戶需求，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的快速迭代和定制化配套。

3 采用租用方式的管理平臺(tái)設(shè)計(jì)

3.1 租戶運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)

租戶運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)是平臺(tái)設(shè)計(jì)的核心，是實(shí)現(xiàn)多個(gè)組織共享一套應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)保障。系統(tǒng)負(fù)責(zé)從租戶申請(qǐng)開始到租戶到期終止使用的整個(gè)過(guò)程管理。租戶使用過(guò)程管理如圖2所示。

圖2 租戶管理流程圖

租戶運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)包括租戶、應(yīng)用庫(kù)、權(quán)限、運(yùn)營(yíng)等管理 ，系統(tǒng)模塊功能如表1所示。

表1 租戶運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)表

租戶運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)給每個(gè)租戶提供了虛擬化的獨(dú)立應(yīng)用空間，租戶可以在應(yīng)用庫(kù)中選擇已有的應(yīng)用模塊進(jìn)行租用，也可以根據(jù)租戶實(shí)際管理的需求增加定制化應(yīng)用模塊。例如目前在使用中的廣西壯族自治區(qū)崇左市江州區(qū)，租用模塊包括水庫(kù)工情管理、巡查管理、一張圖綜合監(jiān)測(cè)、維修養(yǎng)護(hù)管理等產(chǎn)品，且根據(jù)縣里實(shí)際監(jiān)管需求，在租戶空間下增加定制了一套大屏?xí)滔到y(tǒng)，對(duì)日常管理數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析、監(jiān)測(cè)監(jiān)管。

3.2 管理平臺(tái)桌面端

桌面端側(cè)重在會(huì)商展示、值班監(jiān)視、巡查管理等集中式的應(yīng)用場(chǎng)景上，業(yè)務(wù)應(yīng)用設(shè)計(jì)包括水庫(kù)工情管理、全流程巡查管理、一張圖綜合監(jiān)測(cè)、維修養(yǎng)護(hù)項(xiàng)目管理、組織結(jié)構(gòu)考核評(píng)價(jià)等系統(tǒng)設(shè)計(jì)。運(yùn)行管理平臺(tái)各系統(tǒng)詳細(xì)功能如表2所示。

表2 運(yùn)行管理平臺(tái)各系統(tǒng)功能模塊說(shuō)明表

3.3 管理平臺(tái)移動(dòng)端

管理平臺(tái)移動(dòng)端側(cè)重外出辦公和現(xiàn)場(chǎng)巡查工作。除了滿足桌面端各類系統(tǒng)的基本功能外，考慮到具體巡查責(zé)任人的信息化水平較低，對(duì)在線巡查功能需要設(shè)計(jì)得更簡(jiǎn)單、實(shí)用。例如設(shè)計(jì)水庫(kù)定位時(shí)，巡查人員根據(jù)當(dāng)前的定位信息自動(dòng)展示距離當(dāng)前位置最近的水庫(kù)，對(duì)于巡查項(xiàng)目情況和路徑采用一鍵上報(bào)的設(shè)計(jì)，降低巡查人員的操作。移動(dòng)端巡查功能及使用流程如圖3所示。

圖3 移動(dòng)端巡查功能流程設(shè)計(jì)圖

4 租戶方式的管理平臺(tái)實(shí)踐案例

當(dāng)前租用方式下的管理平臺(tái)已推廣至福建、廣西、廣東、云南等多個(gè)省份的市或縣（區(qū)）水利局使用。隨著平臺(tái)的逐步推廣，通過(guò)平臺(tái)問(wèn)題反饋通道，可收集到各租戶反饋的問(wèn)題。

以廣東省清遠(yuǎn)市陽(yáng)山縣應(yīng)用情況為例，目前陽(yáng)山縣通過(guò)平臺(tái)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化管理的小型水庫(kù)一共48座。采用租用方式購(gòu)買服務(wù)，選用的租用內(nèi)容包括水庫(kù)工情管理、全流程巡查管理、一張圖綜合監(jiān)測(cè)、維修養(yǎng)護(hù)管理等。陽(yáng)山縣租用管理平臺(tái)期間的數(shù)據(jù)如圖4所示。按陽(yáng)山縣水利局實(shí)際管理需求，管理平臺(tái)還定制了小型水庫(kù)管護(hù)月度匯報(bào)數(shù)據(jù)大屏自動(dòng)生成功能。

圖4 陽(yáng)山縣租用期間使用數(shù)據(jù)

以往陽(yáng)山縣小水庫(kù)的管理普遍采用當(dāng)?shù)卮迕窕虼甯刹考媛毠芾?，由于村?wù)繁忙，加之人工填報(bào)，對(duì)水庫(kù)的巡查和運(yùn)行管理難以達(dá)到要求，巡查記錄嚴(yán)重缺失，溢洪道存在設(shè)置障礙物、私設(shè)漁網(wǎng)等嚴(yán)重的安全隱患情況，且長(zhǎng)達(dá)半年未收到報(bào)告，相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化制度和報(bào)告落實(shí)不到位。

通過(guò)租用“運(yùn)行管理平臺(tái) + 標(biāo)準(zhǔn)化管理”的模式可以進(jìn)行及時(shí)監(jiān)管和統(tǒng)計(jì)分析，實(shí)現(xiàn)水工資料檔案實(shí)時(shí)查詢，巡查情況查詢和快速統(tǒng)計(jì)，隱患在線上報(bào)、及時(shí)處理，養(yǎng)護(hù)管理工作有對(duì)比、全留痕等，整體提升了陽(yáng)山縣小型水庫(kù)的管理效率，降低了小型水庫(kù)平臺(tái)的資金投入和管理難度。基于租戶方式的小水庫(kù)管理平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)有：

1）云平臺(tái)應(yīng)用，免部署。水庫(kù)管理平臺(tái)采用云化部署方式，不需要縣水利局再提供平臺(tái)部署環(huán)境，從而減輕機(jī)房建設(shè)和專業(yè)化人員投入。

2）功能租賃應(yīng)用，降低一次性投入。根據(jù)小水庫(kù)管理需求，按照項(xiàng)目建設(shè)模式需投入約 100 萬(wàn)元。按照租用方式每座水庫(kù) 1 500 元/a 的租用費(fèi)，租用總費(fèi)用 20 萬(wàn)元封頂。通過(guò)租戶方式可大幅度降低系統(tǒng)平臺(tái)的資金投入。

3）持續(xù)更新服務(wù)，免費(fèi)升級(jí)。采用平臺(tái)租賃服務(wù)的方式使用平臺(tái)功能，由平臺(tái)開發(fā)單位提供運(yùn)維和軟件升級(jí)服務(wù)，無(wú)須用戶額外考慮運(yùn)行維護(hù)和系統(tǒng)升級(jí)費(fèi)用，進(jìn)一步降低了縣水利局在小水庫(kù)平臺(tái)上的投資，實(shí)現(xiàn)投資效益最大化。

5 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前，小型水庫(kù)存在的管理短板較為明顯，各種問(wèn)題層出不窮。小型水庫(kù)管護(hù)單位養(yǎng)護(hù)資金有限，采用一次性建設(shè)的方式存在較大的資金壓力。實(shí)踐案例證明，與一次性建設(shè)不同，采用租戶方式構(gòu)建小型水庫(kù)運(yùn)行管理平臺(tái)，可以有效減少平臺(tái)的開發(fā)投入，在一定程度上可降低信息化投資。在租用期間，平臺(tái)實(shí)現(xiàn)不斷更新升級(jí)，既能解決小型水庫(kù)管護(hù)單位資金投入不足的問(wèn)題，又能滿足小型水庫(kù)運(yùn)行管理的要求。

采用租用方式的核心目的是保障平臺(tái)具有實(shí)用性的基礎(chǔ)上提高經(jīng)濟(jì)效益。隨著小型水庫(kù)現(xiàn)代化管理進(jìn)程的不斷推進(jìn)，將有更多的縣水利局有租用小型水庫(kù)運(yùn)行管理平臺(tái)的需求，所以下一階段需對(duì)各類小型水庫(kù)管理進(jìn)行差異化分析，挖掘業(yè)務(wù)共性，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)功能的擴(kuò)展和完善，進(jìn)一步降低租用費(fèi)用。