河长制信息化系统设计原则与需求分析

2021-01-07刘文月

湖南水利水电 2021年5期

孟熊，刘文月，谢健

（1. 湖南省水利水电勘测设计规划研究总院有限公司湖南长沙 410007；2. 湖南大学，湖南长沙 410082）

1 河长制信息化背景与意义

河湖是生态系统的重要组成部分，近年来，随着工业的发展和人口数量的膨胀，对水资源的过度消耗以及超标准的污染物排放已经严重破坏了河湖的生态系统。从中央到地方各级政府意识到河湖治理和水生态环境保护刻不容缓，党中央在深入调研、充分总结地方经验的基础上，制定了在全国范围内全面推行河（湖）长制的指导意见，正式把河（湖）长制确定为一项长期的制度，构建责任明确、协调有序、监管严格、保护有力的河湖管理保护机制，意见中指出到2018 年年底全国范围内的河（湖）长制全面建成，并提出“建立河湖管理保护信息发布平台”，对河长制信息化建设提出了要求。2018 年1 月，水利部印发《河长制湖长制管理信息系统建设指导意见》和《河长制湖长制管理信息系统建设技术指南》，明确了河湖长制信息化建设顶层设计的指导思想和系统设计的基本原则。

河长制信息化系统的建设和开发有三方面的意义：第一，落实全面推行河长制的要求。河长制是贯彻绿色新发展理念的重大战略，是生态文明建设的重要抓手，是确保河湖生态系统健康永续的重要制度。河湖生态系统的综合治理，河湖网格化管理，水环境风险评估，预警预报与响应机制，河湖水质水位监测，河湖数据的互通共享等都能在当前成熟的信息化技术中找到优质的解决方案。可以说，在信息化建设的大潮下，河长制形成长效机制最终要通过河长制信息化系统来落实和保障。第二，提升监管能力和服务水平。河湖管理涉及民生问题，需要全社会的共同关注和努力。通过河长制信息化系统的建设，有希望解决当前河长制工作的一些环节难以监督的问题，同时还能通过在线的方式提供给居民参与河湖治理的渠道。第三，推进河湖管理信息化建设。河长制工作落实需要政府多个部门按照职责分工，协同推进任务落实。建设智慧河长信息管理平台要统筹水务、环保、气象、住建、农业、林业、公安等多个河湖管理相关部门，获取水质监测、气象信息、地理地质信息、社会经济信息等河湖管理相关信息支撑，消除各部门间存在的信息孤岛、一数多源的局面，通过统一的构架实现信息资源的整合、资源的共享应用，最终形成闭环，真正实现部门间信息的共享和业务的协同，推进河湖管理信息化建设上新台阶。

目前，湖南省河（湖）长制工作体系已经全面建成并运行多年，为了能够更好地协调各部门职能、实时共享数据和信息、提高工作效率和管理能力，在全国信息化建设高速发展的背景下，省内市州、县市区各级都开展了河长制信息化系统的建设与开发工作。作为河长制信息化系统设计的重要内容，拟定系统设计原则、合理分析客户需求十分重要，将为下一步的系统设计与实现提供重要的依据和方向。

2 总体设计原则

河长制信息化系统要充分体现网格化管理理念，实现对现有资源的高效整合，调动公众参与河湖治理的积极性。系统设计需遵循如下几个原则：

1）统筹全局，分工协作。系统开发前的设计要统筹全省河湖治理项目和策略，明确各涉河管理职能单位的职责和分工；系统开发过程中，要尊重当前信息化基础设施的客观实际情况，优化系统资源配置。

2）顶层融合，规范标准。系统要依托顶层设计框架进行建设，整合各单位的信息化资源，避免系统环境的重复建设；严格按照国家标准设计制定系统的数据表格，对于缺乏国家标准的内容尽量与当前的惯用格式保持一致；规范管理系统开发的各个环节；将最新的绿色发展理念融合到系统中。

3）新旧统筹，逐步整合。河长制信息化的建设不能采取一刀切的方式直接从传统的工作方式切换到信息化管理模式下，应采用逐步整合的方式实现新旧切换。在统一规划的前提下，河长制信息化需要充分利用当地公共信息基础设施和各部门已建的信息基础设施，按照资源共享和交换标准实现已建和新建设施的分层共享。在建设次序上，优先考虑非涉密信息系统、公共服务系统的建设，有序推进涉密信息系统、内部监管系统和部门间共享服务系统建设。

4）差异化考核。不同河（湖）的治理难度不一，所面临问题的复杂性也存在较大差异，系统的评估考核功能应体现差异化绩效评价考核。

5）高效互动、实用先进。系统设计考虑经济实用，认真研究河长制信息化管理基本需求和基本情况，选用成熟的信息化技术，制定经济合理、注重实用的信息化系统整合技术方案，实现多终端的信息发布，业务应用的高效流转和互动，在保证实现系统业务功能的前提下，技术上适度超前，使系统在一定时期内保持先进水平。

3 功能性需求分析

1）展示河道基本情况。以列表或者图片的形式展现河道的基本信息、水环境治理项目实施方案；以进度条或者仪表盘的方式显示项目进度（对重点项目采取突出显示的方式）；展示“一河一策”治河策略；展示位于该河道上的排污口分布情况和各排污点的简明信息；展示实时水情水质信息；显示电子公示牌信息和状态；统计河湖各类治理事件及处理情况。

2）河长日常办公和管理。将河长日常需要处理的工作，如审核审批、督查督办、巡河履职、考核评分等集中在一个功能模块内，对待办事项按照紧急程度和截止事件倒序排列，已完结事项的后续跟踪等。

3）治理任务达成监督和巡河履职监督。监督考核是保障河长制常态化的一项重要功能，这一监督功能体现在信息化系统里主要有两项，一是对河长履职情况的考核评分（按季度考核），二是对河湖治理任务的督察督办。河长制规定河长必须定期开展河道巡查工作，系统会统计每位河长的年度巡河次数、巡河里程数、上报事件数、处理事件数等（数据来源于河长的巡河日志），为避免数据造假，要求现场图片打卡。上级河长还可以通过系统进行网上监督，查看下级河长的巡河情况，加强对下级的指导。系统会将各级河长办年初制定的治理任务、方案和拟达成的目标以可视化的形式体现，同时以进度条的方式展示目标达成度。上级河长可以通过达成度打分，督促达成情况不理想的河段加快进度。河湖治理事关广大群众，因此，河长制信息化系统还应能提供给群众参与河湖治理，监督项目落实情况的渠道。在这一方面，开通微信公众号、门户网站的投诉举报板块。

4）河段和重点监控区域监控视频的传输、存储和回放。为了监控违法采砂、捕鱼、排污等问题，在河道两岸和重点区域布设了大量的摄像头，单个摄像头每小时产生的数据量可达数百兆帕，这些视频数据以小时为单位存放在数据服务器上，以便用户在需要时查看。因此，需要优化大体量的视频数据的传输、存储问题。

5）用户的注册、登录、身份验证，以及系统管理、升级和数据维护等功能。

4 非功能性需求分析

4.1 安全需求

河长制信息化系统最终需要部署在各级水利云平台上，根据项目环境所面临的安全风险，需要保障数据安全、软件安全、平台安全等。数据安全方面，基于数据全生命周期，从数据安全和隐私保护、密钥分配及管理、灾难备份与恢复等方面，采用数据隔离、数据防护、数据备份等技术，根据平台业务数据的重要性，进行分级加密保护和硬件透明加密，保护云平台业务数据的可用性、保密性和完整性。在软件安全方面，从身份和访问管理（支持双因子身份鉴别、单点登录）、应用安全、内容安全、客户端介入安全、配置安全、多租户隔离以及云应用监控等方面，保障云平台软件即服务（SaaS）的安全性。采用基于轻量级的进程隔离技术确保开发平台的安全性。

4.2 核心单位数据需求

为了有效地对各相关部门的数据资源进行整合，使之形成合力，共同建设河长制信息管理平台，一方面，要求与河湖建设的相关责任单位为河长制信息管理平台提供业务相关的数据；另一方面，河长制平台也需要将业务信息推送到相关部门。针对责任单位职能划分以及在河长制工作承担的任务，初步规划出各责任单位应与河长制平台进行数据交换或者业务协同的内容。

水利部门：需要提供河流河段基本信息（空间、属性），水利一张图，河流河段实时水量监测信息，重点水功能区和主要河流监测数据，水资源监控能力建设项目相关数据（如3 条红线统计分析数据），以及其他需要河长制信息平台共享的相关信息等。

环保部门：需要提供入河排污企业及排污口信息，河流水质监测信息，污水排放量大的企业名单，以及其他需要河长制信息平台共享的相关信息等，并参与水污染突发事件的处置。

国土部门：需要提供河湖水域岸线的规划方案，参与水域岸线执法管理，以及其他需要河长制信息平台共享的相关信息等。

农牧部门：需要提供畜禽养殖污染，水产养殖污染，农业面源污染统计信息，破坏渔业资源行为处置结果，以及其他需要河长制信息平台共享的相关信息。

林业部门：需要提供河道绿化考核标准，河湖阻水林砍伐依法办理信息，以及其他需要河长制信息平台共享的相关信息等。

交通部门：需要提供船舶港口污染物监测，以及其他需要河长制信息平台共享的相关信息等。

住建部门：需要提供与黑臭水体治理相关的综合统计信息，其他需要河长制信息平台共享的相关信息等。

其他相关部门，包括法制办、发改委、组织部、宣传部门、气象部门等，也需要提供与河长制信息平台相关的信息。

4.3 河长制平台数据需求

根据总结各级河长制信息管理平台的功能规划，平台所需的数据分成以下几大类，分别是：

1）河湖基础信息的录入与导入。河湖基础信息是GIS 地图展现的基础，主要包括河湖网格化信息、河长公示牌信息、河长信息、组织机构信息等。

2）水质监测数据的导入。水质监测数据包括:依靠传感器自动采集的监测数据和人工取样检测所得的数据。自动采集的数据来自行政断面、重点水域、江河源头、饮用水源地、排污口、生态保护区等。

3）实时水雨情数据的录入。实时水雨情数据种类丰富，本平台的具体数据需求包括降水量、引排水量、河道水情信息水库水情信息、地下水情信息等。

4）视频监控数据的导入与压缩。与人工监控相比，视频监控系统可以使监管部门及时、准确的直接调取动态数据，本平台所需的视频监控数据包括山洪监控数据、水资源监控数据、河道监控数据等。其中，山洪监控数据从防汛抗旱决策支持系统中获取。

5）地理空间数据的导入。系统平台所需的基础地理信息内容主要为水系、交通网、行政区等，其中水系应按照水利专业特殊要求，除江、河、湖泊、水库、水塘等，还应详细标识其相关的堤、坝、蓄滞洪区、水文站、水位站、水闸等。

6）水功能区数据的录入。系统平台所需的水功能区数据包括水功能区及限制纳污信息、污染源相关信息等。

7）水资源监管数据。平台要求的水资源监管数据包括专题地理数据、水文特征值、水资源管理数据等。其中专题地理数据主要有流域与水文地质单元自然信息和水文信息的各种专题图片，包括流域图、水系分布图、水文地质图、水功能分区图、地下水超采区分布图、水源地分布图、取水工程分布图、省界控制断面图等。水文特征值表示一定时段（日、月、年、多年）内的水文要素的特征，如最大、最小、平均值等。从防汛抗旱决策系统获取水文特征值，包括降水量、水位、径流量、径流季节变化、汛期、水库库容、含沙量、结冰期、凌汛等。

8）采砂监管数据导入。平台所需的采砂监管数据主要包括河湖采砂规划、禁采区、可采区、禁采时间段、采砂船基本情况、采砂船实时工作信息、采区实时状态信息、日常执法制度等。

9）水域岸线数据导入。平台所需的水域岸线数据主要包括水域岸线规划信息、水域岸线空间信息、岸线分区信息、水域岸线生态信息、水域岸线执法管理等。

10）河长信息录入。根据文件要求，各级重要河湖及城区内重要水域均实行河长制。因此，系统需录入省、市（州）、县（市、区）、镇（乡、街道）、村（社区）五级河长制下的各位河长的信息。