湖北省“国控二期”水资源监控管理信息平台设计与实现

2018-09-26刘思飔刘晨辉李丹

软件导刊 2018年7期

刘思飔刘晨辉李丹

摘要：为提高湖北省水资源监控管理能力，依照水利部统一组织部署，湖北省水利厅开展了“国控二期”水资源监控能力建设工作。围绕水资源信息门户、水资源信息服务、水资源业务管理、水资源应急管理与决策支持和水资源管理移动应用五大系统功能，重点实现系统门户的优化设计及平台集成，在“国控一期”平台基础上，建立了新的湖北省水资源监控管理信息平台，为湖北省水行政主管部门以及科研、规划部门提供水资源信息发布、全省水资源在线监控、水资源业务管理“一站式”的工作平台，实现了从湖北省到流域、中央三级的信息传输、业务管理互联互通，有效提高了湖北省水资源监控和管理水平。

关键词：水资源监控；信息平台；门户设计；平台集成

DOI：10.11907/rjdk.181523

中图分类号：TP319

文献标识码：A文章编号：1672-7800（2018）007-0139-04

Abstract：InordertoimprovethewaterresourcesmonitoringandmanagementabilityofHubeiProvince，HubeiProvincialDepartmentofWaterResourcescarriedoutthe"twophaseofstatecontrol"projectofwaterresourcesmonitoringcapacityconstructionaccordingtothearrangementoftheMinistryofWaterResourcesofpeople'sRepublicofChina.Centeredaboutthefivemajorfunctionsofwaterresourcesinformationportal，waterresourcesinformationservice，waterresourcesbusinessmanagement，waterresourcesemergencymanagement，decisionsupportandmobileapplicationofwaterresourcesmanagement，theDepartmentestablishedthewaterresourcesprotectionmonitoringandmanagementinformationplatform.Thedesignanddevelopmentoftheplatformfocusedoninformationportalandplatformintegration.Theinformationplatformwasaone-stopworkingplatform，providingservicesofwaterresourcesinformationdiffusion，waterresourcesmonitoringandwaterresourcesbusinessmanagementtotheadministrationdepartmentandresearchinstitutionsofHubeiprovince.TheplatformrealizestheinformationtransmissionandbusinessmanagementintercommunicationfromHubeiprovincialleveltoYangtzriverbasinlevelandthenationallevel，whicheffectivelyimprovesthemonitoringandmanagementlevelofwaterresourcesofHubeiprovince.

KeyWords：waterresourcesmonitoring；informationplatform；informationportal；platformintegration

0引言

水是生命之源、生产之要、生态之基。目前国家实行最严格水资源管理和考核制度，是加快转变经济发展方式的战略举措。实行最严格水资源管理制度的关键是围绕水资源开发利用、用水效率控制、水功能区纳污能力“三条红线”控制指标，加强地区水量水质监测能力建设，形成与实行最严格水资源管理制度目标相适应的水资源监控管理能力[1-4]。

近年来，国内很多流域和省级水利主管部门先后开展地区水资源监控管理信息平台建设工作，长江水利委员会长江流域水资源保护局围绕数据采集自动化、信息资源共享化、管理决策智能化和應急响应快速化等四大目标，基于3S技术研发了信息管理平台和业务应用系统[5-6]；珠江水利委员会通过运用IT系统集成建设思路和技术方法，与现有电子政务、防汛抗旱、水情预报与决策支持系统集成，建立珠江流域监控管理信息平台系统[7]；湖北省水利信息化建设工作也成果卓著，湖北省水利厅信息中心通过综合运用GIS、服务融合等技术手段，对多时空水利数据进行综合管理、分析，建立以公共基础地理和水利核心业务数据为基础的水利信息共享平台[8-10]。本次湖北省“国控二期”水资源监控管理信息平台建设工作整合现有信息平台资源，结合GIS、移动应用等先进技术，重点完成了门户优化设计、平台集成等工作。依照水利部信息平台建设要求以及湖北省水资源业务管理需求，建立了数字化、网络化、智能化水资源监控管理信息平台。

1信息平台总体框架

1.1总体结构

湖北省“国控二期”水资源监控管理信息平台设计工作，按照“七个层面、两大保障体系”总体结构展开，其中“七个层面”指信息采集传输、计算机网络、硬件设施、数据资源、应用支撑、业务应用和应用交互；“两个保障体系”包括信息安全体系和标准规范体系。总体结构见图1。

1.2平台部署

湖北省水资源监控管理信息平台的采集/交换区部署在湖北省水利厅，核心应用区和公众服务区部署在楚天云平台。楚天云平台是湖北省政府实施的省级电子政务云平台，为省直各部门统一提供专业稳定的基础设施服务、软件支撑服务、大数据服务、信息安全技术服务和其它类型服务。信息平台部署见图2。

1.3功能框架

湖北省水资源监控管理信息平台主要功能包含门户系统、水资源信息服务系统、水资源业务管理系统、水资源应急管理和决策支持系统、水资源调配决策支持和水资源管理移动应用。主要功能见图3。

2平台主体功能设计

2.1水资源信息门户

水资源信息门户包括水资源业务应用门户和公共信息门户。

（1）水资源业务应用门户是提供所有水行政主管部门业务人员与政府相关部门访问应用系统的统一入口，将系统内所有办公业务和信息服务集中到应用平台上，通过单点登录，方便用户快速查询各种水资源信息，处理红线汇总信息、重点监控对象、资料下载和公报年报等具体水资源业务。

（2）公共信息门户是为社会公众与企业提供水资源业务申报及监督管理的的水资源综合信息服务门户网站，也是政府面向社会公众与企业发布信息、提供服务、办理业务的网络窗口。门户及时向用户、公众和社会发布水资源管理动态信息，并定期向社会各界公告本地水资源情势、开发利用保护情况和重要水事活动。

2.2水资源信息服务系统

水资源信息服务系统在信息采集系统的基础上，对全省水量、水质监测数据信息进行展现、分析与整理，直观地反映当时水资源形势及开发利用状况。

（1）水质分布功能模块。通过空间展示的方式展现湖北省全省水质分布情况，可从水质站、水功能区、行政区划等不同角度进行查看。

（2）红线考核模块。实现了“三条红线”4项考核指标信息的实时汇总、统计分析和考核功能，方便用户及时掌握红线考核达标情况。

（3）对象监测功能模块。系统以多媒体和专业图表等方式直观显示各类水资源信息，以过程线方式展示各类水资源监测要素的历史情况和发展趋势，以地图高亮闪烁和声音告警结合的方式对各类水资源对象的水资源要素超出预警值的情况进行告警。

（4）配置管理模块。实现取用水户、水源地、行政区界断面、入河排污口和水功能区等监测对象的预警阈值管理。

2.3水资源业务管理系统

水资源业务管理系统采用水利部国控水资源项目办统一下发的三级通用业务管理系统，实现与中央、流域贯通，并根据湖北省水资源业务需求，定制开发了一套满足湖北省水文水资源局管理全省水功能区监测站网、数据上报和水质评价需求的水质管理系统，同时满足市州和区县用户需求。系统主要功能包括水质数据管理、信息查询、施测项目管理、水质分析评价、水质分析评价结果审核。

2.4水资源应急管理系统

水资源应急管理服务系统主要应用于突发水污染事件、水华事件、洪水等突发灾害事件时的水资源管理工作，充分综合利用水资源信息采集与传输应急机制、数据存储备份机制和监控中心安全机制，针对不同类型突发事件，基于综合集成平台，快速搭建应急管理业务应用，提出相应应急响应方案和处置措施。系统主要包括应急信息服务、应急会商管理、应急调度、应急知识库和预警管理等功能模块。

2.5水资源调配决策支持系统

水资源调配决策支持系统为水资源优化配置和调度管理提供决策信息服务、分析计算、模拟仿真等全面决策支持，对区域现有水资源数量、质量及其时空分布规律，水资源可利用量以及水资源开发利用状况进行分析和评价，对需水量、可供水量、水量供需平衡等情况进行展示分析，以现有供水能力与外延式需水增长之间的比例反映未来不同水平年可能的最大缺水量，以此作为开源、节流、非常规水利用、外流域调水等配置调控措施统一权衡的基础，合理进行水资源配置管理。

2.6水资源管理移动应用

水资源管理移动应用是在水资源监控管理信息平台的基础上，建立与“三条红线”管理目标相适应的手持移动监控终端APP，实现对重要取水户和重要水功能区的重点监控、数据查询和服务推送等，主要包括水资源移动信息管理、水资源移动业务管理、水资源移动报表统计、水资源移动数据辅助决策支持、公众信息发布平台等功能，以移动数据安全、移动应用标准规范体系为保障，为水行政主管部门、政府相关职能部门、社会公众、取用水户提供移动应用服务。

3平台重点功能实现

3.1信息门户建设

水资源信息门户系统基于J2EE体系結构与Portal标准构建，通过栏目管理、内容聚合、个性化定制和集成组件等功能完成水资源各类信息个性化定制。信息门户将各系统以界面集成的方式组合在一个窗口中，进行统一日常业务管理，并将业务系统功能归类，提高用户办公效率，利用访问控制进行按角色、部门信息检索，实现真正的统一门户，通过系统集成，用户可进入各业务系统进行相应业务办理。在业务系统中对各级业务信息进行数据抽取、组织与集成汇总，以栏目或者专题页面的形式集成在门户中，为各级用户提供相应信息服务。

3.2平台集成

3.2.1内部集成

内部集成是信息平台在湖北省本级节点完成的集成，包括界面集成、应用集成、数据集成和环境集成。

（1）界面集成。主要完成信息服务门户、业务应用门户和移动门户的集成和整合，统一设计4个系统界面风格样式。

（2）应用集成。采用数据库表共享、功能界面调用、服务接口等方式实现平台内各专项业务应用系统之间的功能调用和数据交互。建立基于ESB的统一基础服务资源管理，对数据库表共享、功能界面调用、服务接口等重新封装接口，形成统一的接口服务，统一管理服务注册与服务调用，各系统间应用集成主要依赖此统一接口服务管理功能实现。

（3）数据集成。基于原有平台数据横向基础体系，通过多种不同方式实现水功能区、取用水户、水源地等监测数据的汇聚，同时通过ETL工具完成汇聚数据的抽取、转换与加载，实现新建站点监测数据与水资源监控管理信息平台的集成，同时校核监测数据，保证监测数据质量。

（4）环境集成。水资源监控管理信息平台的环境集成主要在集成部署方案的基础上安装软件系统、部署与集成联调，在满足安全要求的基础上为各应用系统稳定运行提供支撑。

3.2.2外部集成

信息平台外部集成包括与已有系统集成、与行政审批及电子政务系统对接和与其它系统集成。

（1）与已有系统集成。与湖北省已有的水资源费征收系统、取水许可台账系统、城市水资源实时监控与管理系统试点项目等相关水资源业务单位已集成整合部分业务及管理系统。

（2）与行政审批及电子政务系统对接。将信息平台业务管理系统、应急管理系统以及调配决策支持系统等专项应用模块与行政审批系统和电子政务系统集成，使水利行政审批系统进行业务申报受理时与本平台对接。

（3）与其它系统集成。通过ETL或服务接口等方式实现平台与防汛抗旱指挥系统、国家地下水监测工程项目系统、中小河流水文监测系统、水土保持监测与管理系统、山洪灾害防治监测预警系统以及与水雨情监测系统集成的相关系统数据共享与对接。同时，实现与环保、气象、农业、国土、统计局等相关行业数据交换与共享，实现数据资源跨行业共享应用。

3.2.3三级贯通集成

湖北省水资源监控信息平台建成后，将在水利部、流域、省三级节点之前形成基础数据、监测数据三级交换贯通以及业务流程跨级审批。

（1）基础数据三级交换。在维护本节点基础数据同时，把取用水户信息数据、水利工程基本数据、水功能区基本数据以及相关空间关系数据等基础数据通过三级交换体系交换到相应业务节点，实现基础数据共享与交换，保证水资源管理各项业务正常展开。

（2）监测数据三级交换。湖北省节点将水功能区、省界断面、取用水监测数据上传到水利部平台，然后水利部平台根据监测数据的实际归属关系将获取的监测数据发送给相关流域和省级节点，实现水利部、流域、省三级间监测数据交换与共享。

（3）业务流程跨级审批。对年度水量分配管理、水资源论证管理、取水许可管理、计划用水管理、重点用水户用水监督管理等水资源管理业务实现省、流域、水利部平台三级之间跨级流程处理。

4结语

湖北省“国控二期”水资源监控管理信息平台，利用已有水利信息化基础设施整合现有平台资源、共享信息，重点完成了门户系统优化设计和平台系统集成等工作，实现了对全省重点取用水户、重要江河湖泊水功能区、重要城市饮用水源地水质、水量在线监测和信息共享，为湖北省水利行政主管部门以及科研、规划部门提供一个水资源信息发布、全省水资源在线监控、水资源业务管理“一站式”工作平台，有效支撑湖北省水资源监控考核管理工作，实现了从湖北省到流域、中央三级的信息传输、业务管理的互联互通。

随着湖北省水利信息化建设工作的深入，下一步还应结合移动互联网+、大数据[7]、人工智能、云计算[8]等时代最新技术和思维，对信息平台进行优化设计，满足现代化水资源监控管理需求[11-20]。

参考文献：

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