农业科技园区系统设计与应用

曾志康，李 敏，韦 健，莫小香，苏秀刚，覃泽林

（广西壮族自治区农业科学院农业科技信息研究所，南宁530007）

0 引言

农业科技园区是重大农业技术突破和农业高新产业孵化的核心平台［1］，也是推动我国农业现代化发展的重要抓手［2］。截至2018 年底，国家已批准建设278 个国家级农业科技园区，园区科技成果转化率达到70%以上［3］，农业科技园区在推进农业供给侧结构性改革与提质增效、联结农产品生产与销售、解决三农问题、推进乡村振兴等方面发挥着至关重要的作用。

创新是农业科技园区发展的灵魂。自国家启动农业科技园区建设后，园区监测评价、创新能力评估等得到国内学者的广泛关注。褚保金［4］等从园区产品、科技环境、政策环境、园区科技、园区经营和农业经济等6 个方面，设计了22 项指标，反映园区发展的问题。谢玲红［5］等则从乡村振兴视角，围绕农业升级、农村发展和农民进步3 个方面构建了11 个二级和28 个三级指标的园区绩效评价体系。霍明［6］等从创新过程视角，提出创新投入、创新支撑、创新产出、集成示范和创新绩效5 个一级指标和20 个二级指标的园区创新能力评价体系。相关学者构建园区监测评价体系角度不同，本质上仍然是围绕园区农村创新创业、成果展示示范、成果转化推广和高素质农民培训四大功能展开［7］。科技部也提出应通过加强园区创新能力监测评价研究，突出对园区科技创新、产业发展、企业培育、辐射带动、脱贫攻坚等方面的考核和评价［8］，但目前尚未有一套完善、公认的评价指标体系［1］。

广西壮族自治区（下简称广西）高度重视农业科技园区建设，自2014 年以来，共获批建设自治区级农业科技园区63 家，另国家科技部批准建设有百色、北海、桂林等7 家国家级农业科技园区，初步建立起自主创新与消化引进相结合、产学研相配套、与主导产业相协调的开放型农业科技园区创新体系。对广西农业科技园区进行监测评价，是一项创新性、探索性的工作［9］，广西科技厅制定了广西农业科技园区监测评价指标体系，由园区产业情况、科技创新能力、创新创业服务能力、组织管理、定性评价5 个一级指标和20 个二级指标构成，并每年开展园区监测评价工作，以期掌握园区创新发展和建设动态。

信息化是农业科技园区建设的一项重要内容，但园区信息化系统尚未得到普遍应用［10］。当前园区信息化研究热点主要是信息技术在园区生产、经营、管理、销售、溯源等领域的应用，打造智慧园区平台［11-15］，园区监测评价信息管理系统等方面则少有研究。园区监测评价是一项常态化任务，采集数据量大、采集工作繁琐，且需要对采集的数据进行科学分析，形成专题研究报告，因此通过信息化手段解决园区动态监测评价与分析，十分必要。文章通过集成Spring、Struts、Hibernate 3 个框架进行农业科技园区监测评价信息管理系统开发，为农业科技园区动态监测评价和数据有效管理，提供了信息化解决方案，为园区信息化应用提供技术支撑。

1 系统总体架构设计

1.1 系统开发方法

系统主要使用JAVA 语言进行编写设计，使用Spring、Struts、Hibernate 3 个框架进行集成开发。该集成框架已经广泛应用于各类系统平台的开发，具有较好的稳定性与安全性、技术成熟。系统遵循面向对象的开发思想，使用MVC 的设计模式，逻辑性较强，可进一步对业务代码进行解耦，便于后期维护与管理。系统开发技术架构如图1 所示。

（1）采用Spring 框架，主要用于系统的分层管理，降低对象模型在业务层的复杂性。

（2）在系统的各个分层中，包含各类较为繁乱的技术。使用Struts 框架对这些技术进行统一管理，并且在框架使用时严格遵循MVC 的设计模式，利用Struts 分别构建控制器组件、模型组件、视图组件三大管理组件，使得各类开发组件化、统一化。

（3）在数据层中，使用Hibernate 这一数据持久化框架，框架对JDBC 访问进行高度封装，简化开发中各类繁琐的数据库访问代码，并且支持一对多、多对多等各种复杂的数据关系，框架使用灵活，性能表现优秀。

图1 系统开发技术架构Fig.1 System development technology architecture

在系统结构设计上，由于存在填写表单多、数据形式复杂、数据量较大的情况，使用了表单分割、控件动态加载、集中上传、分步存储的设计理念。在系统中对整体表单进行了大量的分割和分类展示，用户在填写时，表单具有更强的逻辑性与结构性，降低出现误填、漏填问题的频次。其中，对于需要填写较多的数据信息，采用了控件动态加载的技术，用户可根据填写的数量，动态添加填写框。最后，对每一个分割后的表单进行分步存储，用户填写每一步数据都将进行存储，避免出现填写的数据量过大，因客观原因造成无法保存的情况，为用户的数据完整性提供了保障。而对于附件的处理，则使用了严格分类、统一上传的设计原则，用户在统一的上传界面进行附件的上传，并且每次上传都需要进行分类选择，避免了在填报与审核环节中，由于附件分布过于零散而出现的误传、漏传、误审、漏审的情况。

1.2 系统框架设计

1.2.1 系统总体框架设计

系统总体框架围绕填报内容、填报角色与填报审核流程进行设计，在整个系统的业务流程中，基本遵循各层用户逐级上报的信息流转原则，用户角色主要划分有园区用户、市级用户、省级用户、专家用户4 个类型，独立划分一个负责运维的系统管理员角色，具体如图2 所示。其中，评分的基础数据主要来源于园区用户对园区情况的填报，系统自动评分模块将自动计算分数，作为后续评分的参考。填报的信息可逐级流转至省级和专家两类角色进行详细的考核评分，形成最终的评分结果。角色的具体权限与功能划分如下。

园区用户：拥有园区信息填报权限，负责信息的填报以及佐证材料的上传。该类用户一般是县区级科技部门或当地园区管委会。

图2 系统总体框架Fig.2 Overall framework of the system

市级用户：负责信息的准确性审核，可以将提交审核的信息进行退回。该类用户是市级科技部门。

省级用户：负责初次评分，评分后可将信息分发至专家用户进行最终评分，并在完成所有评分后，将结果分发至各个用户。该类用户是农业科技园区管理机构。

专家用户：负责提供专业评分，评分完毕后将结果回传至省级用户。

系统管理员：以系统运维人员为使用对象，负责用户管理、系统基础数据维护、通知公告发布、填报数据维护等。

1.2.2 设计原则

完备性原则：系统需遵守国家与行业的各类标准，系统各项功能体系与设计结构需要满足农业科技园区评价体系的应用要求，并且具备各类系统维护功能，确保系统正常运行。

实用性原则：系统在确保功能完整的情况下，还应具有连接稳定、数据完整、操作简单、界面友好等特性。

先进性原则：在系统设计过程中，需要兼容较为先进且全面的数据格式，具有一定的前瞻性，能保证较长时间内无需多次扩展。

安全性原则：系统应采用全面的安全保护措施，具有一定的防注入、防攻击措施，适当的支持对重要数据、关键模块进行备份、冗余，能具备较强的容错和恢复能力，确保系统长期稳定运行。

1.3 数据库设计

数据库主要是属性数据库，根据广西农业科技园区监测评价指标体系［9］来设计，数据库包括园区产业情况、科技创新能力、创新创业服务能力、组织管理、定性评价等5个部分，具体数据库内容如表1 所示。

表1 属性数据库Table 1 Attribute database

2 系统功能实现

2.1 系统功能模块实现

根据广西农业科技园区监测评价指标体系进行需求分析，系统功能模块包括业务处理模块、基础设置模块、办公系统模块、统计报表模块和系统管理模块，其中业务办理是实现园区监测评价的核心功能，系统采用B/S 架构，利用其对客户端性能要求低，主要运算依靠服务器完成的特点，结合Web 技术实现数据实时在线填报。业务请求响应方式通过HTTP 协议与后台进行链接传送，如图3 所示。

图3 系统功能模块Fig.3 System function module

2.1.1 业务处理模块

按照系统框架设计填报流程，具体园区信息填报审核步骤如下：（1）园区用户按照系统引导填写园区相关数据。（2）市级用户审核园区用户填写上报的园区信息，审核通过后报送省级用户。（3）省级用户对初审结果进行评定，给出审核意见并结合专家打分确定园区最终分数，反馈给各市级用户。

园区用户将园区信息填报系统后，省级用户和专家用户可以在系统上对园区各项指标进行打分，主要从园区产业情况、科技创新能力、创新创业服务能力、组织管理等方面进行考核，系统自动给出一个综合考核分数供参考。

2.1.2 办公系统模块

为实现园区高效管理，系统设计实现了通知起草、发布、查询、管理、具体接收等全流程的信息化办公功能模块。具体包括：（1）省级用户负责根据政府政策、园区管理需要起草具体通知内容。（2）通知发布权限由省级用户负责，系统完成提交申请、提交发布命令后，通知发布到各指定的具体接收用户。（3）系统可以查询、管理相应的通知，实现工作效率最大化。

2.1.3 统计报表模块

系统按年份对各园区评分进行汇总形成数据表，然后按年份对各园区评分形成统计数据图表，直观展示园区之间存在的差异以及变化的趋势。合理的可视化数据图表可以挖掘分析园区发展潜在的问题，为园区管理机构决策提供可靠、科学的依据。

2.2 系统实现关键技术

2.2.1 JavaWeb 前后台交互技术

因为系统使用的是经典的MVC 模式，采用的是责任分离思想。实现流程步骤如下：（1）创建模型，模型将业务逻辑以及数据方法封装起来。在发生数据请求时更新控制器。（2）创建视图，视图可以将模型的数据进行可视化，有目的显示。（3）创建控制器，控制器是MVC 模式中的“大脑”，控制着Model 和View，让数据能向模型传输，在数据发生请求变化时更新视图，达到视图与模型的分离。从MVC 实现流程可以知道模型层与视图层不存在之间交互的联系，而是通过第三方控制层实现关联，模型层的变化通过视图层来表现。（4）执行程序，输出结果。即从数据库中获取数据；然后创建视图，将获取数据输出到控制台；最后更新模型数据。MVC 数据交互的流程如图4 所示。

图4 MVC 模式交互流程Fig.4 Interactive process of MVC mode

2.2.2 数据动态存储

园区用户在填报园区评价数据时，根据用户输入对表单进行实时更改，保存用户的填写进度方便后面继续完成数据填报，并且可以在不同设备上完成，且在填写数据时预填充数据降低系统错误的风险。利用动态控件实现数据动态智能化填写，数据以表格形式存储，具体逻辑流程如图5 所示。

图5 数据动态存储逻辑流程Fig.5 Logical flow chart of dynamic data storage

3 系统应用

系统开发、部署和测试后，该文分别开展了2017 年和2018 年的园区监测评价数据填报，共有51 家广西农业科技园区参与监测评价。通过系统数据填报、审核、评分、分析，得出年度广西农业科技园区监测评价分析报告，简要分析结果如下。

通过系统监测数据分析，2018 年度在建园区监测评价综合评分平均值68.15 分，变异系数14.54%，与2017 年相比，其平均值相等，变异系数降低，园区发展水平整体优于2017 年，2017 年和2018 年在建园区监测评价整体建设情况如表2 所示。

从2018 年在建园区监测评价综合得分70 分以上的园区情况来看，良圻园区、港南园区和凌云园区表现较好，均在80 分以上（表3）。

表2 2017 年和2018 年在建园区监测评价整体建设Table 2 Monitoring and evaluating the overall construction of parks under construction in 2017 and 2018

表3 2018 年园区综合得分70 分及以上的园区数据Table 3 Parks with comprehensive score of 70 or above in 2018

科技创新能力和创新创业服务能力是在建园区综合发展提升的关键。从产业情况、创新能力、创新创业服务能力、组织管理和建设完成情况五大类指标出发，统计2018 年度85 分以上园区平均值、园区总体平均值、55 分以下园区平均值的数据。结果显示，85 分以上园区平均值在五大类评价指标的完成度均高于园区总体平均值，其中创新能力尤为突出，比平均值高出14.70 分；55 分以下园区低分的主要差距体现在创新能力和创新创业服务能力上，其平均值分别低于园区总体平均值15.22 分、14.52 分，其中创新创业服务能力分值仅是平均值分值的1/5。

4 结论

从广西农业科技园区年度综合监测评价实际需求出发，采用JAVA 语言，使用Spring、Struts、Hibernate 3 个框架开发了农业科技园区监测评价信息管理系统，系统功能包括园区监测数据填报模块、园区信息化办公模块和统计报表模块等。通过开展2017 年和2018 年园区监测评价数据填报，验证了系统的实用性。结果表明，该系统能够满足农业科技园区监测评价数据填报和评分需求，减轻了基层科技部门园区监测评价数据的上报工作量，减少了不必要的纸质材料报送，同时也对历年填报数据进行了存储，方便对农业科技园区产业情况、科技创新能力、创新创业服务能力、组织管理等方面进行长期跟踪和分析，有助于园区主管部门及时准确把握园区发展水平、加强园区建设管理。随着国家和各省区不断加大农业科技园区建设力度和加强园区创新能力监测评价研究，该系统的开发，为农业科技园区监测评价信息管理提供了借鉴案例。在后续研究中，将增加园区建设主体互动交流等方面的功能模块，实现主体间的信息交流和经验共享，并拓展园区信息管理、物联网、质量溯源、电子商务、专家技术服务等方面的应用，打造综合性的园区信息管理与服务平台。