塔里木河河湖長制管理信息系統(tǒng)方案淺析

劉鵬飛

（新疆塔里木河流域希尼爾水庫管理局，新疆 庫爾勒 841000）

塔里木河是我國第一大內陸河[1，2]，水利工程點多、線長、面廣，為了有效支撐河湖長制各項工作任務的監(jiān)管、跟蹤、考核，確保塔里木河河湖長制相關工作高效開展，需開發(fā)建設塔里木河河湖長制管理信息系統(tǒng)。

1 塔里木河流域管理局信息化現狀

1.1 應用系統(tǒng)現狀

塔里木河流域管理局近年建設了10余個業(yè)務應用系統(tǒng)，主要有綜合業(yè)務應用平臺、遙感應用平臺、干流生態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)、焉耆水源地監(jiān)控系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、工程建設管理、巡檢養(yǎng)護管理信息系統(tǒng)等一批重點業(yè)務應用系統(tǒng)，在業(yè)務應用不斷完善、不斷深入的同時，加大信息整合力度，提高業(yè)務之間的協(xié)同共享，為業(yè)務流程標準以及數據標準的梳理奠定了基礎。

1.2 信息資源現狀

通過多年信息化項目建設，塔里木河流域管理局形成了公共基礎數據庫、水利工程數據庫、空間地理數據庫、水資源數據庫等多類業(yè)務數據庫。

1.3 基礎設施現狀

塔里木河流域管理局信息中心機房面積約50 m2，內設17 臺設備機柜。機房采用鋼質抗靜電活動地板下敷線方式，以1臺內嵌墻內的電源柜供電，以獨立的雙回路供電應急照明，擁有服務器12 臺、虛擬機20余個。

1.4 相關部門信息化現狀

林草、生態(tài)環(huán)境、自然資源、氣象、水文等塔里木河河湖長制相關責任部門均已建成各自的信息化系統(tǒng)，各部門與河湖長制相關的數據包括：林草部門生態(tài)林、沙漠等相關數據；生態(tài)環(huán)境部門水質、污染源、排污口、水源地等相關數據；自然資源部門河流沿岸建設用地等相關數據；氣象部門降水、雪線等相關數據；水文部門水位、水量、流速等相關數據。

2 需求分析

2.1 業(yè)務需求

通過前期調研和系統(tǒng)梳理，塔里木河河湖長制工作主要有：落實最嚴格水資源管理制度，深入開展生態(tài)調水的科學研究[3]，積極推進生態(tài)調水基礎設施建設，加大沿河生態(tài)保護力度，加強河湖岸線管理保護，切實解決水污染問題，加快修復塔里木河流域水生態(tài)[2]，加快推進“智慧塔里木河”建設，構建新型流域管理體制機制。

2.2 功能需求

主要有河湖事項管理、數據信息監(jiān)測、巡河管理、考核督導評估等，具體業(yè)務功能需求記述如下。

（1）河湖長制綜合信息應用。圍繞塔里木河河湖長制管理實際辦公需要，整合、規(guī)范現行業(yè)務流程，系統(tǒng)應包括河湖概覽、河湖長制實時一張圖、河湖事務、考核評估、督導評估、資料文件、事項管理、河道監(jiān)測、移動應用、系統(tǒng)管理等功能模塊，實現塔里木河四級河長、巡河人員等用戶資源共享、協(xié)同辦公，全面提高工作效率。

（2）河湖長制公眾服務應用。系統(tǒng)應支持公眾利用移動App、微信公眾號進行河湖現場狀況的反映、舉報、投訴，包括靈活簡便的時間、信息填報，視頻與圖像、照片的實時上傳，并要求后臺系統(tǒng)能夠提供合理工作流程，對公眾反映、舉報、投訴等情況進行過濾，并及時處理、回復，對現場舉報、投訴進行有效處置與及時反饋，能展現河湖長制建設成果，提高公眾服務能力。

（3）與相關信息化系統(tǒng)的數據信息共享。塔里木河河湖長制系統(tǒng)平臺需要與塔里木河流域管理局的綜合業(yè)務應用平臺等相關系統(tǒng)進行數據信息共享交換；需要與新疆維吾爾自治區(qū)河湖長制綜合管理平臺實現基礎數據與巡河數據同步；需要與其他委辦單位實現數據信息共享和交換。

2.3 性能需求

系統(tǒng)要具有高效性、可靠性，要與水利部信息系統(tǒng)、新疆維吾爾自治區(qū)水利廳河湖長制平臺互聯互通，并根據水利部信息系統(tǒng)及新疆維吾爾自治區(qū)水利廳河湖長制平臺的要求上報數據。系統(tǒng)要與水文水資源、水政執(zhí)法、工程管理等信息系統(tǒng)共享河湖長制管理業(yè)務需要的信息，要對社會公眾提供河湖長制信息發(fā)布，為接受社會監(jiān)督創(chuàng)造條件。

3 項目系統(tǒng)難點分析

3.1 流域河湖長制組織架構的特殊性

塔里木河河湖長制的組織架構不同于其他地區(qū)的管理組織架構。其他地區(qū)河長辦基本按照省-市-縣-鄉(xiāng)的四級組織體系設立。而塔里木河河湖長制管理組織架構為塔里木河流域-“四源一干”-縣-鄉(xiāng)四級組織體系，塔里木河河湖長制管理信息系統(tǒng)需適應塔里木河河湖長制的管理組織架構。

3.2 流域河湖治理的特殊性

生態(tài)調水及水生態(tài)修復是塔里木河河湖長制有別于其他地區(qū)的特色管理需求，需要河湖長制系統(tǒng)對生態(tài)調水計劃制定、執(zhí)行、分析評價、調水效果分析和預測以及相關功能區(qū)的觀測等功能進行全面支撐。

3.3 多樣化河湖治理工作

塔里木河河湖治理重點整治工作涵蓋了“七大”任務，具體工作重點包括采砂治理、“清四亂”、退地減水等等。河湖長制系統(tǒng)要能支撐多樣化的工作內容，并為工作的落實提供保障。

3.4 流域廣闊需提升巡河效率

塔里木河流域面積約102 萬km2，地廣人稀，巡河線路長，且沿岸保護有持續(xù)性、復發(fā)性、隨意性等特點。無論人工巡河還是航飛、車輛巡河，如果系統(tǒng)不夠智能，將導致效率低、人力成本高，且對事件的判斷受主觀因素和管理因素制約，不能滿足高效率科學管理的要求。系統(tǒng)應支持高效率巡河方式，提升巡河效率。

3.5 數據分析與挖掘要定制化

基于塔里木河河湖長制的特殊組織架構形成特殊管理維度，系統(tǒng)要對河湖長制業(yè)務數據提供多維度、多方式、可靈活配置的業(yè)務查詢統(tǒng)計功能和信息展現功能。同時，要實現對多維度基礎數據有針對性的挖掘，對分析成果圖表進行定制化生成。

4 總體方案分析

本項目在塔里木河流域管理局的統(tǒng)一規(guī)劃下開展建設，嚴格執(zhí)行國家、行業(yè)標準或規(guī)范，尤其是在關系全局的基礎設施和重點業(yè)務建設方面，確保所建的系統(tǒng)能和自治區(qū)系統(tǒng)等實現業(yè)務流程對接和信息共享，同時針對本地河湖長制管理特點開展。

4.1 總體思路

圍繞塔里木河河湖長制業(yè)務發(fā)展方向和智慧水利技術發(fā)展方向開展頂層設計。以衛(wèi)星遙感、無人機、高空遠距重載云臺等技術手段與流域全覆蓋的地面監(jiān)測手段相結合，感知重點區(qū)域圖像信息與全流域量化指標，構建河湖長制全面信息感知體系。以數據交換接口和能力實現信息的開放共享，確保與自治區(qū)河湖長制系統(tǒng)實現數據同步，與塔里木河流域管理局綜合業(yè)務應用平臺在功能上互為補充。以先進技術實現“從采集到應用”至“從感知到智慧”的轉變，以靈活架構和實用功能構建應用體系，為應用擴充提供便利性。

4.2 總體架構

總體框架采用云計算架構，各層通過資源的池化、功能模塊化、服務接口化提供相應的服務[4]。從下至上依次是感知層、基礎層、數據層、支撐層、應用層，各層依次為上一層模塊或同級模塊提供接口化的服務；同時，2 個保障體系貫穿所有層次化子系統(tǒng)的設計，保障整個系統(tǒng)的信息安全、通信穩(wěn)定、運維簡化、總體設計標準化和規(guī)范化。塔里木河河湖長制管理信息系統(tǒng)總體架構，如圖1所示。

圖1 塔里木河河湖長制管理信息系統(tǒng)總體架構

（1）感知層。本期主要通過無人機和高空遠距重載云臺2 種典型方式實現空、地數據的感知和采集，同時利用塔里木河流域現有數據采集設施采集有關數據，這是塔里木河河湖長制管理信息系統(tǒng)的重要數據來源。

（2）基礎層。河湖長制平臺使用塔里木河流域管理局云平臺的計算、存儲和網絡資源，按需分配，可以實現根據業(yè)務、數據、訪問用戶量等動態(tài)擴容。無人機巡河信息系統(tǒng)平臺設立在新疆烏魯木齊的云平臺。高空遠距重載云臺視頻采集與分析系統(tǒng)設置于新疆聯通巴音郭楞蒙古自治州分公司中心機房。

（3）數據層。河湖長制平臺整合河湖檔案、河湖監(jiān)測監(jiān)控數據等信息，建立塔里木河河湖、水庫全覆蓋的河湖長制基礎數據資源服務中心，實現河湖信息的統(tǒng)一管理，為河湖長制管理提供基礎數據支撐。無人機巡河信息系統(tǒng)數據包括無人機巡河視頻、巡河歷史數據、智能分析數據、告警數據等。高空遠距重載云臺視頻采集與分析系統(tǒng)數據包括歷史視頻、攝像機控制數據、智能分析數據、告警數據等。

（4）應用支撐層。包括應用基礎服務、統(tǒng)一服務管理、地理信息支撐和統(tǒng)一通用工具、智能視頻分析等建設內容，形成統(tǒng)一的業(yè)務服務開發(fā)與運行管理支撐環(huán)境，滿足統(tǒng)一的業(yè)務應用支撐需要[5]。

（5）應用層。應用層是直接面向各級服務對象的直接業(yè)務應用。塔里木河河湖長制管理信息系統(tǒng)平臺應用包含綜合信息、公眾服務兩大核心系統(tǒng)。無人機巡河信息系統(tǒng)應用包括巡河信息展示、智能分析、輔助決策預警3 個層次。高空遠距重載云臺視頻采集與分析系統(tǒng)應用包括視頻監(jiān)控信息展示、智能分析、輔助決策預警3個層次。

（6）信息安全保障體系。信息安全保障體系是保障系統(tǒng)安全應用的基礎，包括物理安全、網絡安全、信息安全及安全管理等，應滿足信息系統(tǒng)安全等級保護第二類安全等級的要求。信息安全保障體系由塔里木河流域管理局云平臺提供。

（7）標準規(guī)范服務體系。標準規(guī)范服務體系包括需要遵循的標準規(guī)范、需要參考的標準規(guī)范、需要制定的標準規(guī)范等。

4.3 總體業(yè)務流程

4.3.1 專項任務聯動流程

河湖長制平臺支持各級總河長發(fā)起專項任務：各級河長通過聯席會議部署工作，分派任務；聯絡員將信息報送給各級責任部門；然后，將任務分派給下級河長。其主要流程為由塔里木河流域河長辦將專項任務下派到“四源一干”，“四源一干”再下派到縣市，縣市再下派到鄉(xiāng)鎮(zhèn)。

4.3.2 涉河事件處理與流轉流程

涉河事件的發(fā)起有3 種方式，即巡河人員接收并執(zhí)行巡河任務，在巡河過程中發(fā)現并發(fā)起涉河事件；無人機巡河過程中，系統(tǒng)通過智能分析發(fā)現問題，工作人員發(fā)起涉河事件；系統(tǒng)通過高空遠距重載云臺視頻分析發(fā)現問題，工作人員發(fā)起涉河事件。

由發(fā)現涉河事件的人員將情況報告給同級的河長辦，同級河長辦分析接收的涉河事件并根據具體情況做如下處理：對于重大涉河事件，需上報給上一級的河長辦；對于較大涉河事件，需將事件信息提交給事件相關河段的本級河長；對于一般涉河事件，影響較小，交給本級河長辦相關部門處理。各級河長接收河長辦流轉的涉河事件，對于跨下一級多個河段事件，需召開本級及下一級河長會商承辦；對于本級河流較大事件，需召集本級所有河長會商承辦，并對涉河事件進行督辦。

4.3.3 數據上報流程

系統(tǒng)預設了塔里木河流域全面推行河湖長制工作進展情況表，各級河長辦全面推行河湖長制工作進展情況表、河長巡河情況統(tǒng)計表。系統(tǒng)支持逐級上報、逐級審核的業(yè)務流程，如圖2所示。

4.3.4 業(yè)務流程靈活配置

除上述專項任務聯動流程、涉河事件處理與流轉流程、數據上報流程外，系統(tǒng)支持用戶根據需求自行配置業(yè)務流程，采取圖標拖動的方式，無需寫代碼開發(fā)。

4.4 信息流程

根據上述信息類型及來源分析，本系統(tǒng)主要信息流程記述如下。

（1）專項任務處理信息流程，如圖3所示。

圖3 專職任務處理信息流程

（2）涉河事件處理信息流程，如圖4所示。

圖4 涉河事件處理信息流程

（3）監(jiān)測資料異常預警信息流程，如圖5所示。

圖5 監(jiān)測資料異常預警信息流程

（4）信息服務信息流程，如圖6所示。

圖6 信息服務信息流程

5 結語

塔里木河的特殊性，使得塔里木河河湖長制管理系統(tǒng)面臨諸多難題。經過分析探討，提出充分利用云計算、大數據、“互聯網+”、無人機、高空遠距重載云臺、智能視頻識別等新技術，在充分利用塔里木河流域管理局及相關部門現有信息化資源的基礎上，開發(fā)建設塔里木河河湖長制管理信息系統(tǒng)，為各級河湖長、各級河湖長辦、巡河員及社會公眾提供統(tǒng)一綜合服務管理，促進各級河湖長和河湖長辦管理工作高效，提高河湖管理水平。