唐山市水行政智慧執法綜合平臺建設探索

彭彥銘，崔海航，秦國銳

1.黃河勘測規劃設計研究院有限公司，河南 鄭州 450003；2.唐山市水政監察支隊，河北 唐山063000；3.水利部黃河流域水治理與水安全重點實驗室（籌），河南 鄭州 453003

0 引言

依法治水是中國水利可持續發展的基本戰略。近些年，為適應中國經濟社會發展步伐，水利事業改革也在加快推進，水政執法是保障水行政管理工作順利開展的重要手段。然而中國基層水政執法的現狀卻不容樂觀，基層行政執法主體能力較弱，易受干擾，涉水違法行為復雜多樣，水政執法人員設備能力有限，執法效率偏低，監督檢查力度缺少威懾力等問題，嚴重影響了水政執法工作的推進。

近年來，唐山市水行政執法工作在打擊河道采砂、非法取水等水事違法活動中取得了一定成績，但也因為任務日趨繁重、水事違法行為愈加隱蔽、執法與其他部門銜接不暢等新問題，嚴重制約水行政執法工作的順利開展。

在水利部印發的《水行政執法效能提升行動方案（2022-2025年）》中明確提出，堅持科技賦能，加快推進水行政執法數字化、網絡化、智能化，強化先進科技、裝備在水行政執法中的應用，不斷提高非現場監管能力和“智慧執法”水平。

針對唐山市較為落后的水政執法現狀和日益迫切的水政執法能力提升需求，充分響應水利部有關精神，利用唐山市智慧水利高速發展契機，依托正在開展的唐山市全域治水清水潤城縣區工程PPP項目和唐山市智慧城市建設，對唐山市水行政執法進行智慧化提升。

1 建設框架

為實現唐山市水政執法能力提升，通過深入梳理水政監察執法管理業務，將水政監察業務標準化、流程化，依托標準化流程化業務，開展唐山市水行政智慧執法綜合平臺建設，如圖1。

圖1 唐山智慧水務工程總體框架結構示意圖

唐山市水行政智慧執法綜合平臺依托唐山市全域治水清水潤城縣區工程PPP項目開展的智慧水務工程，唐山市智慧水務工程總體劃分為感知層、通訊網絡層、數據層、應用支撐層、業務層和展示層，系統建設過程在“標準規范體系”和“安全保障體系”的保障下落實進行。感知層對唐山市全域水系雨水情、水位、水質、視頻、閘壩、泵站工況等水務信息進行全覆蓋監測；通訊網絡層采用水利數據專網、運營商網絡等多種通信方式混合協作的方式，將采集的數據上傳匯集地網絡環境；數據層部署于“智慧唐山”云平臺，為各系統提供各類云服務；應用支撐層為唐山智慧水務平臺提供連續性、穩定性的運行環境所用到的各種支撐服務，包括基礎支撐平臺、數據支撐平臺、GIS+BIM支撐平臺、智慧使能平臺、模型算法分析支撐平臺等；業務層包括規劃建設與安全監督系統、水資源管理系統、防汛減災管理系統、水政監察執法管理系統、河湖綜合管理系統、設施運行管理系統；展示層包括智慧水務綜合信息門戶和移動端應用門戶。

唐山市水行政智慧執法綜合平臺通過采購一批先進的執法設備，利用執法設備的先進功能第一時間發現違法情況并固定違法證據；通過構建水政監察執法管理系統，使執法工作流程化、數字化，依托水政監察執法管理系統的自由裁量權輔助功能，使執法工作更加科學有效；通過共享唐山市智慧水務工作建設的各類監測站點信息以及智能AI攝像頭的視頻分析數據，能夠及時發現問題并提高判斷效率；通過覆蓋各業務的唐山市智慧水務展示層和業務層，實現水行政執法和其他涉水業務的業務互訪、數據共享、聯合執法，如圖2。

圖2 唐山市水行政智慧執法綜合平臺框架結構示意圖

1.1 先進執法設備的應用

依托唐山市智慧水務工作，為滿足唐山市水政監察支隊開展一線工作實際需要，水政監察支隊及下屬各大隊添置了一批執法輔助設備，包括無人機、執法記錄儀（5G）、定位儀、水質檢測儀、移動執法終端等，大大強化了執法手段，提升了執法效率。

1.2 多源數據獲取和大數據挖掘分析

唐山市智慧水務的數據存儲方案是利用“智慧唐山”建設的數據云平臺進行各類數據的存儲、管理、挖掘、分析，作為唐山市智慧水務的組成部分，水政執法業務能夠充分利用項目各類監測數據及大數據挖掘分析成果，尤其是利用覆蓋全市范圍的864處AI智能攝像頭對各類涉水違法事件進行人工智能分析提取和自動報警，大大提升管理效率。

1.3 多業務聯合調度服務

唐山市智慧水務工作搭建了統一的展示層和業務層，2個展示應用系統覆蓋全部業務，8 大業務應用系統具有數據共享、統一權限的設計，唐山市水利業務具備了數據互通的技術可行性，在此基礎上，針對水政監察工作構建業務應用系統，能夠與包括水資源管理系統、河湖綜合監管系統等業務系統實現業務互訪、數據共享、聯合執法，如圖3。

圖3 依托唐山智慧水務工程建設數據整合分析和多業務聯合調度示意圖

1.4 水政監察執法管理系統

建設唐山市水政監察執法管理系統，包括駕駛艙、工作臺、無人機巡檢和監督預警四部分。通過系統建設，對水政執法業務進行梳理，并為執法業務提供應用服務支撐。

2 系統架構及功能

唐山市水行政智慧執法綜合平臺工作臺所建設的水政監察執法管理系統是水政監察支隊日常業務辦理模塊，包括駕駛艙、工作臺、無人機巡檢和監督預警四部分。駕駛艙是針對執法相關信息的全局掌握的模塊，無人機巡檢是利用無人機、手持執法記錄儀等先進設備進行巡查、取證的模塊，監督預警是結合河湖、水資源、防汛、工程管理等各類監測、監視站網的問題識別進行預警和處置的模塊。

駕駛艙是服務于管理決策崗位的功能，水政監察執法過程中所需掌握的各類相關信息和辦理情況信息，通過“管理駕駛艙”的形式以圖形、表格及量化指標性方式進行數據可視化展現，支持“鉆取查詢”，實現對指標的逐層細化、深化分析，通過詳盡的指標體系，為精細化、科學化管理提供決策依據，如圖4。

圖4 駕駛艙功能示意圖

工作臺是水政監察支隊日常工作管理的基礎系統，包括舉報受理、執法巡查管理、案件辦理、執法監督管理、執法輔助等功能模塊。舉報受理模塊是針對門戶的舉報投訴得到的舉報信息進行受理，包括舉報信息受理、信息反饋等。執法巡查管理模塊是在接受舉報信息后，安排人員現場執法巡查，對該問題進行核實處置，包括巡查人員安排、巡查地點、巡查時間、巡查事項、舉報人信息、巡查處置記錄、信息上報等。案件辦理模塊是針對現場處置的同步模塊。現場執法過程中，采用移動端設備進行舉報人信息、案件描述、案件證據（音視頻、圖片）上傳、電子簽名等。在PC 端可以針對案件進行相關信息的管理查詢。在管理方式上采用兩級模式，市本級和下屬五個單位分別進行移動設備接入管理。執法監督管理對執法過程進行監督管理，包括執法過程分類記錄、案件處置情況、涉案人員情況、執法人員信息等。執法輔助包括存證管理、自由裁量輔助和執法知識庫。存證管理對違法違規水事行為的相關視頻、圖片、錄音等電子證據進行存證管理，包括存證管理、分類查詢等。自由裁量輔助根據執法自由裁量權的選擇提供輔助管理，包括對案件執法所采用的使用方式、使用方法、適用標準、適用幅度、行使時限等的輔助管理。執法知識庫以文檔管理形式實現執法相關內容的查詢，包括執法相關法律法規、政策意見、典型案例等，如圖5。

圖5 工作臺功能示意圖

無人機巡檢主要是利用無人機開展水政監察管理，包括無人機管理和水事違法事件監測管理。無人機管理面向無人機巡查業務需求，主通過制定無人機預設巡查路徑，執行飛行任務，完成日常飛行巡查、高清視頻采集以及遠程指揮作業，主要包括任務規劃、指揮指令、起飛操作、巡查作業、定點作業、返航降落、數據分析、數據存儲等。違法事件監測管理主要是對完成水政巡查飛行任務后數據的存儲、分析和處理，形成水政巡查違法事件數據庫，方便對違法事件的取證信息的查詢、分析，為后續水事違法事件提供一套完成的證據鏈，如圖6。

圖6 無人機巡檢功能示意圖

監督預警主要是借助已建視頻監視系統和水文監測站網，對唐山市全域河道進行水域岸線管理、各個河道的監測聯動展示和分析，監測數據包括：視頻、水質、流量、水位、雨情、墑情等。將采集的監測結果以圖表形式展示，包括綜合監視、工程管理和水質管理三部分功能。綜合監視集中展示各類監測、監視站點信息，對發現的問題和處置情況進行統計分析。工程管理主要是針對各關鍵水工建筑物的視頻和運行信息進行掌握，對于出現問題的工程，經運行管理單位核實處理，需要水政監察支隊介入的，會進行及時預警管理。工程管理還可針對某一具體工程進行檔案調閱、監測監視信息的實時和歷史查詢。水質管理功能是在接入環保部門水質監測站點監測信息的基礎上，對于出現水質問題的地點，經環保單位核實處理，需要水政監察支隊介入的，會進行及時預警管理，如圖7。

圖7 監督預警功能示意圖

3 應用實踐

在平臺搭建完成后，由唐山市水政監察支隊進行了實際應用，從2019 年到2022 年，利用平臺相關功能設備執法面積超1 500hm2，輔助查處各類水事案件68起。利用該平臺，不僅大幅提高了工作效率，減輕了一線執法難度。

3.1 清單、依據、流程標準化規范化管理

唐山市水行政智慧執法綜合平臺在開發過程中，對水行政執法事項清單、執法依據、業務流程等開展了規范化和標準化工作，平臺的執法輔助功能包括存證管理、自由裁量輔助和執法知識庫，為落實事項清單、執法依據等提供了依據，極大地方便了工作的開展。

3.2 現場-中心同步無紙化取證

針對現場處置環境復雜的情況，通過購置包括執法記錄儀（5G）、移動執法終端等先進設備，并開發案件辦理模塊，實現了現場無紙化取證，現場-中心同步管理。以往執法過程中，需要全程用筆記錄詢問筆錄和勘驗筆錄，整個執法過程中，都需要及時用錄像機、錄音筆取證，過程煩瑣，現場執法過程中，采用移動端設備進行舉報人信息、案件描述、案件證據（音視頻、圖片）上傳、電子簽名等，在中心的PC 端可以針對案件進行相關信息的管理查詢。既可以第一時間固定證據，也極大減輕了后續證據整理的工作量。

3.3 無人機智能巡查

通過利用無人機開展智能巡查，極大地減輕了一線人員的工作強度，并極大提高了證據獲取的成功率。水行政執法具有點多、線長、面廣的特點，且水事案件大多發生在較遠偏僻區域，使執法人員在現有的條件下很難在第一時間發現、處理水事違法行為，采用傳統巡查手段往往既耗時耗力，又無法達到很好的效果。以灤河唐山段舉例，該河段長度214.18 km，河堤和沿河道路情況復雜，車程長、效率低、受天氣影響大，以前全部巡查一次需要耗時1 個月，而運用無人機，通過設定路線自動巡查，并根據拍攝內容進行預警，可以在短時間內，無死角、全覆蓋地巡查河道，目前全部巡查完成用時3 d。

3.4 視頻智能分析

由于河道采砂、非法取水等行為的暴利和隱蔽性，部分違法分子采取“晝伏夜出”“打游擊”“盯梢”“設障”等方式進行違法活動，甚至購買移動式高效率的采砂設備隨采隨走進行盜采活動，造成了執法人員在執法巡查過程中不能第一時間固定相關證據，甚至一部分證據滅失，錯過處理案件的最好時機。唐山市水行政智慧執法綜合平臺借助已建視頻監視系統和水文監測站網，對唐山市全域河道進行水域岸線管理、各個河道的監測聯動展示和分析，利用覆蓋全市范圍的864處AI智能攝像頭對人員入侵、傾倒垃圾、河道采砂、非法取水等各類涉水違法事件進行人工智能分析提取和自動報警，大大提升管理效率。多數水事案件的發現和證據固定都是由視頻智能分析功能實現的，如圖8。

圖8 視頻智能分析輔助執法示意圖

4 結語

通過唐山市水行政智慧執法綜合平臺建設，充分梳理了以唐山市水政監察支隊為代表的基層水政執法部門的業務流程，并依托優化后的業務流程建設了唐山市水行政智慧執法綜合平臺；針對唐山市水行政執法工作特點，針對性地采購了一批執法輔助設備，并引入了對應的包括無人機巡檢等先進執法手段，大大提升了執法工作效率；依托唐山市智慧水務建設和“智慧唐山”云平臺，實現了多源數據融合、前端智能分析預警和大數據挖掘分析，大幅提升了水行政執法的提前處置水平；作為唐山市智慧水務建設的重要組成部分，唐山市水行政智慧執法綜合平臺打通了各水利業務間的瓶頸，實現了各業務間的數據共享、業務互聯、聯合執法。

唐山市水行政智慧執法綜合平臺的建設運行，實現了水行政執法事項清單、執法依據、業務流程等的規范化和標準化管理，實現了先進裝備的典型應用，實現了智能視頻監控自動取證、無人機智能巡查等先進執法監管手段的落實，為基層水政執法單位開展工作做出了典型示范。