广州市河长管理信息系统功能扩展研究

2021-02-26

中国水利 2021年2期

（广东省广州市河涌监测中心，510650，广州）

伴随着经济快速发展，以水污染与城市内涝为代表的城市水问题日渐突出。为破解城市治水困局，广州市以信息化手段为核心抓手，推出河长管理信息系统，采用“五位一体”系统建设模式，通过计算机、手机APP、微信端（公众号+小程序）、电话及门户推动河长制在广州快速落地、发挥成效。2020年广州13个国省考断面全部达到考核要求，全面消除纳入国家监管平台的147条黑臭水体。在治水攻坚战新的阶段，如何建立水环境长效机制，巩固治水成效，为真正实现“长制久清”提供信息化支撑，是广州河长管理信息系统下一阶段深化扩展的主要目标。

一、河长管理信息系统的现状与不足

广州河长管理信息系统于2017年9月上线，系统依托“互联网+”技术，打通信息链条，实现管理范围、工作过程、业务信息全覆盖，建立全方位、周期性的履职评价体系，支撑各项河长令专项行动，串联公众投诉互动。在全面消除黑臭水体阶段，系统在全面支撑河长制各类业务开展，压实河长及部门责任担当方面取得了很好的效果。在治水新阶段，加强对重点河涌的动态监测，对重点问题的监督管理，推进河湖“长制久清”，全力打造“水清岸绿、鱼翔浅底”的美好水环境，系统对于河湖长效治理的支撑还存在以下不足：

一是在全面消除黑臭水体的背景下，“一刀切”的巡河要求已经不适应当前的需求，如何减少基层河长的负担，不再以“人海战术”取胜，对污染源施行“精准打击”，需要建立一个高效率的河湖巡查体系，为此需要系统的数据支撑。

二是河长管理信息系统在落实明确责任、发现问题、解决问题、监督考核、激励问责五大机制，助力河长巡查日常工作、污染源治理工作、拆违中取得显著成效，在完成源头治理后在加强对污染源源头管控的支撑上，还有很大的提升空间。

三是应对河长制六大任务，各职能部门都有各自的业务系统，但各部门数据相对独立，未能实现充分共享，以利用大数据为河长制提供辅助决策支撑与对各职能部门工作进展与实际成效考核评估。

四是现阶段系统部分功能模块有待补充优化，如缺乏对河长、河长办实时的履职提醒，问题出现错报或停滞在某一环节时无法特殊处理，缺乏不同类型用户功能区权限的控制等。因此，广州河长管理信息系统还需不断深化扩展功能，进一步提供河长制工作信息化支撑。

二、功能设计

1.基于数据驱动，建立多层次的河湖巡查管理体系

为适应现阶段治水工作要求，抓住关键少数高风险河湖与重大问题，切实做到从形式履职向成效履职迈进，减轻广大基层河长工作负担，推出差异化巡河。结合数据挖掘指导专项巡查人员暗访巡查，利用遥感影像、无人机、无人船、视频图像识别等信息技术手段扩充巡河的方式，通过升级优化微信公众号与小程序，激发群众治水护河热情，从而建立多层次的河湖巡查管理体系。

一是推出以水环境质量为主要导向的差异化河湖巡查。差异化河湖巡查以河长管理信息系统中河涌水质数据、问题上报数据、新闻舆论等为评判河湖预警级别的主要依据，预警级别越高，周期类要求的巡河次数越多。系统建立不同河涌水质评级指标，基于河长履职、河涌问题与水质数据建立水环境污染风险预警模型，结合舆情信息，自动生成周期内所有河涌的预警等级与对应河长的巡河任务，并在“我的履职”中以任务清单的形式向河长展示。差异化河湖巡查体现水质差的河涌需要多巡，责任河涌问题多、履职不到位的河长需要多巡，发生重大问题的河涌需要多巡，从而压实河长履职尽责出实效，调动各级河长积极性。

二是通过数据挖掘指导暗访巡查。依托大数据技术，整理分析系统汇集的水质数据、河湖基础数据、河长履职数据，利用大数据技术，通过不同指标水质数据的变化、河湖水系上下游水力联系、问题热点区域、河长巡河轨迹与责任河段的匹配数据等，筛选出一批可能存在较为严重问题的河涌开展暗访巡查，巡查的结果可以应用在差异化巡河中。无人机、无人船可以作为暗访巡查的补充。对于一些环境较为复杂，人工巡查效率不高的地方可以使用无人机、无人船巡查，提高巡查的效率。

三是依托视频平台，对重点河湖实行24小时监控。接入水务、城管、公安等部门的沿河视频数据，利用图像识别技术，每隔一段时间解析影像图片是否存在河湖问题，当图像识别判断出问题时则自动在河长系统中记录在案，判断出重大问题时，及时通知相关人员对问题进行处理与溯源。图像视频生成的数据同样也可以运用在水环境污染风险预警模型与巡查暗访的指导中。

四是升级优化微信公众号与小程序，进一步激励公众参与治水行动。优化公众号治水投诉模块，提供附近河段公示牌展示，使公众投诉时需要了解的河涌相关信息一目了然；为公众提供巡河功能，巡河后给予积分奖励，积分可以兑换礼品。系统可以参照小游戏的形式，针对特定河涌或河段发布悬赏令或制定一个区域内的巡河打卡任务，完成时获得大额积分奖励，使公众更有参与感。在河长制工作一些决策中，可以在公众号上发布调查问卷，鼓励公众对河长制工作提出意见与建议，把群众诉求作为决策的重要依据。

2.业务支撑扩展，强化对涉水项目的管控

为更好地利用河长制这一抓手，落实六大任务，在系统纵向贯穿市区镇村网格，横向覆盖规划、工信、城管、环保、住建、园林、交通等部门基础上，结合业务实际，推出联合检查、海绵城市检查功能实现等特色业务支撑，实现河长制对前期规划、污染源源头、涉水项目全流程的管控。

联合检查功能支撑市、区级河长办与环保、工信、城管、农业等业务部门对工厂企业、农贸市场、餐饮场所、鱼塘等污染源实行源头管控。通过将各类污染源信息录入系统，现场发现新的污染源信息可即时录入，并实现污染源在一张图上展示。实现提供污染源的检查记录，污染源问题的交办、督办、复查、整改办结全流程管理。联合检查形成以污染源为单位的案件卷宗目录，可快速查询该污染源的检查结果、问题的处理流程、督办复查的情况等信息，对污染源实行严格管控，并且震慑了相关职能部门。

海绵城市检查功能包括海绵城市建设项目前期设计、项目施工、项目验收以及后期养护阶段全过程。系统覆盖市、区两级海绵办以及各级住建、交通、园林、水务部门工作人员，匹配项目信息维护、检查上报、事务处理及统计分析等功能，项目信息维护提供海绵项目信息的录入、去重处理与审核；检查上报可供外业工作人员检查项目各个阶段是否符合海绵城市建设的要求，发现问题实时上报，并可同步将问题信息转阅给相关人员；通过事务处理可对问题进行转办、受理、退回、延期、办结、复核，同时可实现转阅、阅知的支线操作，问题处理全程记录在案，实现海绵城市项目建设全流程闭合管理。

3.对应河长制六大任务，加强与业务部门的数据对接与考核评估

对接规划部门，实现与涉河管控审批相关系统中水系岸线控制线的调整、审批、管理业务的数据同步。在系统中接入水系岸线控制线矢量图，通过在河长APP上工作台一张图展示，使河长直观地确立自己的河道管理范围，助力河长更好地履行水域岸线保护职责。整合水务、环保、城管等业务部门水文水资源、水质、视频监控数据，水务、工信、住建、农业、交通等业务部门供排水、供电、工程设施、农业设施数据，实行对全市河湖及污染源动态监控并通过一张图展示，利用大数据为河长制工作提供辅助决策。

在市河长办考核的基础上优化考核流程，推广到对职能部门的考核中，各级河长办可以制定考核模板对本级职能部门发起考核，根据河长制的任务分工，将评分权限按考核项分配给相应的责任部门，考核评分依据实时上传，线上留痕。依据系统中履职数据与对接各部门业务数据开展对比分析，自动对河长制各项工作情况进行评估，减少考核中的主观性偏差，压实了职能部门的履职。

4.对功能模块全面优化升级，改善用户的体验感

一是优化事务流转。根据基层实际情况优化功能，提供二次交办、问题回收、归属地与问题类型复核等事务处置灵活举措，一定程度上减少了河长误报错报情况，提高了问题办结率，同时减少流程耗时，为河长减负。

二是优化履职提醒。优化“我的履职”功能。“我的履职”中为各级河长、河长办提供个性化的服务和履职提醒，按照巡河指导意见的要求，根据河长级别、责任河段清单式实时推送展示当前周期履职任务及履职进度，提醒用户及时完成周期履职工作。在河长办“我的履职”页面中（见图1），实时为各级河长办提供管辖河长的履职信息汇总，包括管辖河长的巡河情况、管辖区域的事务处理情况等，为各级河长办指导、提醒下级河长履职提供建议。

图1 河长办“我的履职”页面

三是优化权限控制。根据系统设置的安全规则以及安全策略对平台用户的角色资源进行管理，以实现最少权限原则和职责分离原则，对不同用户角色展现不同的功能模块以及相应的操作权限。通过权限控制提高安全性与管理效率，简化用户使用界面，提升用户体验。

三、关键技术

1.巡河轨迹智能优化

河长巡河过程中的位置移动信息通过移动终端的GPS进行采集。河长持有移动终端巡河时，移动终端通过内置的GPS功能获取河长的位置，并对河长巡河的轨迹进行监测。移动终端每隔一段时间就获取一次河长的地理位置坐标，将该位置坐标记录为一个轨迹点，并记录当前时间。巡河轨迹点被采集以后，用中值滤波的轨迹纠偏方法，通过消除孤立的噪音点使数据序列更加平滑。此技术手段优化了河长巡河轨迹的展示效果和加载速度，节省了存储空间，对改善用户体验、提高系统性能起到重要作用。

2.图片识别技术

对工业相机拍摄图片经过预处理后，利用程序根据图片像素信息，通过卷积深度神经网络算法识别各种不同模式的目标和对象。卷积深度神经网络通过组合低层特征形成更加抽象的高层表示属性类别或特征，以发现数据的分布式特征表示，对河段上具有较显著的图像特征的问题，如垃圾物、漂浮物、蓝藻、排水口排水等，具有相当好的效果。

3.大数据分析技术

应用大数据技术，对用户上报的巡河、问题、水质、污染源、河湖基础数据等进行辨析、抽取、清洗、填补、平滑、合并、规格化等操作，然后作进一步的特征分类。经过回归分析、聚类分析、关联分析后通过数据拟合、快速排序法、深度优先搜索、广度优先搜索、聚类搜索等算法，在实践中不断优化分析，为挖掘河长履职潜力、改善工作效率、鼓励公众参与、提高管理决策水平提供重要的数据支撑。