塔里木河河湖长制管理信息系统方案浅析

刘鹏飞

（新疆塔里木河流域希尼尔水库管理局，新疆 库尔勒 841000）

塔里木河是我国第一大内陆河[1，2]，水利工程点多、线长、面广，为了有效支撑河湖长制各项工作任务的监管、跟踪、考核，确保塔里木河河湖长制相关工作高效开展，需开发建设塔里木河河湖长制管理信息系统。

1 塔里木河流域管理局信息化现状

1.1 应用系统现状

塔里木河流域管理局近年建设了10余个业务应用系统，主要有综合业务应用平台、遥感应用平台、干流生态监控系统、焉耆水源地监控系统、视频监控系统、工程建设管理、巡检养护管理信息系统等一批重点业务应用系统，在业务应用不断完善、不断深入的同时，加大信息整合力度，提高业务之间的协同共享，为业务流程标准以及数据标准的梳理奠定了基础。

1.2 信息资源现状

通过多年信息化项目建设，塔里木河流域管理局形成了公共基础数据库、水利工程数据库、空间地理数据库、水资源数据库等多类业务数据库。

1.3 基础设施现状

塔里木河流域管理局信息中心机房面积约50 m2，内设17 台设备机柜。机房采用钢质抗静电活动地板下敷线方式，以1台内嵌墙内的电源柜供电，以独立的双回路供电应急照明，拥有服务器12 台、虚拟机20余个。

1.4 相关部门信息化现状

林草、生态环境、自然资源、气象、水文等塔里木河河湖长制相关责任部门均已建成各自的信息化系统，各部门与河湖长制相关的数据包括：林草部门生态林、沙漠等相关数据；生态环境部门水质、污染源、排污口、水源地等相关数据；自然资源部门河流沿岸建设用地等相关数据；气象部门降水、雪线等相关数据；水文部门水位、水量、流速等相关数据。

2 需求分析

2.1 业务需求

通过前期调研和系统梳理，塔里木河河湖长制工作主要有：落实最严格水资源管理制度，深入开展生态调水的科学研究[3]，积极推进生态调水基础设施建设，加大沿河生态保护力度，加强河湖岸线管理保护，切实解决水污染问题，加快修复塔里木河流域水生态[2]，加快推进“智慧塔里木河”建设，构建新型流域管理体制机制。

2.2 功能需求

主要有河湖事项管理、数据信息监测、巡河管理、考核督导评估等，具体业务功能需求记述如下。

（1）河湖长制综合信息应用。围绕塔里木河河湖长制管理实际办公需要，整合、规范现行业务流程，系统应包括河湖概览、河湖长制实时一张图、河湖事务、考核评估、督导评估、资料文件、事项管理、河道监测、移动应用、系统管理等功能模块，实现塔里木河四级河长、巡河人员等用户资源共享、协同办公，全面提高工作效率。

（2）河湖长制公众服务应用。系统应支持公众利用移动App、微信公众号进行河湖现场状况的反映、举报、投诉，包括灵活简便的时间、信息填报，视频与图像、照片的实时上传，并要求后台系统能够提供合理工作流程，对公众反映、举报、投诉等情况进行过滤，并及时处理、回复，对现场举报、投诉进行有效处置与及时反馈，能展现河湖长制建设成果，提高公众服务能力。

（3）与相关信息化系统的数据信息共享。塔里木河河湖长制系统平台需要与塔里木河流域管理局的综合业务应用平台等相关系统进行数据信息共享交换；需要与新疆维吾尔自治区河湖长制综合管理平台实现基础数据与巡河数据同步；需要与其他委办单位实现数据信息共享和交换。

2.3 性能需求

系统要具有高效性、可靠性，要与水利部信息系统、新疆维吾尔自治区水利厅河湖长制平台互联互通，并根据水利部信息系统及新疆维吾尔自治区水利厅河湖长制平台的要求上报数据。系统要与水文水资源、水政执法、工程管理等信息系统共享河湖长制管理业务需要的信息，要对社会公众提供河湖长制信息发布，为接受社会监督创造条件。

3 项目系统难点分析

3.1 流域河湖长制组织架构的特殊性

塔里木河河湖长制的组织架构不同于其他地区的管理组织架构。其他地区河长办基本按照省-市-县-乡的四级组织体系设立。而塔里木河河湖长制管理组织架构为塔里木河流域-“四源一干”-县-乡四级组织体系，塔里木河河湖长制管理信息系统需适应塔里木河河湖长制的管理组织架构。

3.2 流域河湖治理的特殊性

生态调水及水生态修复是塔里木河河湖长制有别于其他地区的特色管理需求，需要河湖长制系统对生态调水计划制定、执行、分析评价、调水效果分析和预测以及相关功能区的观测等功能进行全面支撑。

3.3 多样化河湖治理工作

塔里木河河湖治理重点整治工作涵盖了“七大”任务，具体工作重点包括采砂治理、“清四乱”、退地减水等等。河湖长制系统要能支撑多样化的工作内容，并为工作的落实提供保障。

3.4 流域广阔需提升巡河效率

塔里木河流域面积约102 万km2，地广人稀，巡河线路长，且沿岸保护有持续性、复发性、随意性等特点。无论人工巡河还是航飞、车辆巡河，如果系统不够智能，将导致效率低、人力成本高，且对事件的判断受主观因素和管理因素制约，不能满足高效率科学管理的要求。系统应支持高效率巡河方式，提升巡河效率。

3.5 数据分析与挖掘要定制化

基于塔里木河河湖长制的特殊组织架构形成特殊管理维度，系统要对河湖长制业务数据提供多维度、多方式、可灵活配置的业务查询统计功能和信息展现功能。同时，要实现对多维度基础数据有针对性的挖掘，对分析成果图表进行定制化生成。

4 总体方案分析

本项目在塔里木河流域管理局的统一规划下开展建设，严格执行国家、行业标准或规范，尤其是在关系全局的基础设施和重点业务建设方面，确保所建的系统能和自治区系统等实现业务流程对接和信息共享，同时针对本地河湖长制管理特点开展。

4.1 总体思路

围绕塔里木河河湖长制业务发展方向和智慧水利技术发展方向开展顶层设计。以卫星遥感、无人机、高空远距重载云台等技术手段与流域全覆盖的地面监测手段相结合，感知重点区域图像信息与全流域量化指标，构建河湖长制全面信息感知体系。以数据交换接口和能力实现信息的开放共享，确保与自治区河湖长制系统实现数据同步，与塔里木河流域管理局综合业务应用平台在功能上互为补充。以先进技术实现“从采集到应用”至“从感知到智慧”的转变，以灵活架构和实用功能构建应用体系，为应用扩充提供便利性。

4.2 总体架构

总体框架采用云计算架构，各层通过资源的池化、功能模块化、服务接口化提供相应的服务[4]。从下至上依次是感知层、基础层、数据层、支撑层、应用层，各层依次为上一层模块或同级模块提供接口化的服务；同时，2 个保障体系贯穿所有层次化子系统的设计，保障整个系统的信息安全、通信稳定、运维简化、总体设计标准化和规范化。塔里木河河湖长制管理信息系统总体架构，如图1所示。

图1 塔里木河河湖长制管理信息系统总体架构

（1）感知层。本期主要通过无人机和高空远距重载云台2 种典型方式实现空、地数据的感知和采集，同时利用塔里木河流域现有数据采集设施采集有关数据，这是塔里木河河湖长制管理信息系统的重要数据来源。

（2）基础层。河湖长制平台使用塔里木河流域管理局云平台的计算、存储和网络资源，按需分配，可以实现根据业务、数据、访问用户量等动态扩容。无人机巡河信息系统平台设立在新疆乌鲁木齐的云平台。高空远距重载云台视频采集与分析系统设置于新疆联通巴音郭楞蒙古自治州分公司中心机房。

（3）数据层。河湖长制平台整合河湖档案、河湖监测监控数据等信息，建立塔里木河河湖、水库全覆盖的河湖长制基础数据资源服务中心，实现河湖信息的统一管理，为河湖长制管理提供基础数据支撑。无人机巡河信息系统数据包括无人机巡河视频、巡河历史数据、智能分析数据、告警数据等。高空远距重载云台视频采集与分析系统数据包括历史视频、摄像机控制数据、智能分析数据、告警数据等。

（4）应用支撑层。包括应用基础服务、统一服务管理、地理信息支撑和统一通用工具、智能视频分析等建设内容，形成统一的业务服务开发与运行管理支撑环境，满足统一的业务应用支撑需要[5]。

（5）应用层。应用层是直接面向各级服务对象的直接业务应用。塔里木河河湖长制管理信息系统平台应用包含综合信息、公众服务两大核心系统。无人机巡河信息系统应用包括巡河信息展示、智能分析、辅助决策预警3 个层次。高空远距重载云台视频采集与分析系统应用包括视频监控信息展示、智能分析、辅助决策预警3个层次。

（6）信息安全保障体系。信息安全保障体系是保障系统安全应用的基础，包括物理安全、网络安全、信息安全及安全管理等，应满足信息系统安全等级保护第二类安全等级的要求。信息安全保障体系由塔里木河流域管理局云平台提供。

（7）标准规范服务体系。标准规范服务体系包括需要遵循的标准规范、需要参考的标准规范、需要制定的标准规范等。

4.3 总体业务流程

4.3.1 专项任务联动流程

河湖长制平台支持各级总河长发起专项任务：各级河长通过联席会议部署工作，分派任务；联络员将信息报送给各级责任部门；然后，将任务分派给下级河长。其主要流程为由塔里木河流域河长办将专项任务下派到“四源一干”，“四源一干”再下派到县市，县市再下派到乡镇。

4.3.2 涉河事件处理与流转流程

涉河事件的发起有3 种方式，即巡河人员接收并执行巡河任务，在巡河过程中发现并发起涉河事件；无人机巡河过程中，系统通过智能分析发现问题，工作人员发起涉河事件；系统通过高空远距重载云台视频分析发现问题，工作人员发起涉河事件。

由发现涉河事件的人员将情况报告给同级的河长办，同级河长办分析接收的涉河事件并根据具体情况做如下处理：对于重大涉河事件，需上报给上一级的河长办；对于较大涉河事件，需将事件信息提交给事件相关河段的本级河长；对于一般涉河事件，影响较小，交给本级河长办相关部门处理。各级河长接收河长办流转的涉河事件，对于跨下一级多个河段事件，需召开本级及下一级河长会商承办；对于本级河流较大事件，需召集本级所有河长会商承办，并对涉河事件进行督办。

4.3.3 数据上报流程

系统预设了塔里木河流域全面推行河湖长制工作进展情况表，各级河长办全面推行河湖长制工作进展情况表、河长巡河情况统计表。系统支持逐级上报、逐级审核的业务流程，如图2所示。

4.3.4 业务流程灵活配置

除上述专项任务联动流程、涉河事件处理与流转流程、数据上报流程外，系统支持用户根据需求自行配置业务流程，采取图标拖动的方式，无需写代码开发。

4.4 信息流程

根据上述信息类型及来源分析，本系统主要信息流程记述如下。

（1）专项任务处理信息流程，如图3所示。

图3 专职任务处理信息流程

（2）涉河事件处理信息流程，如图4所示。

图4 涉河事件处理信息流程

（3）监测资料异常预警信息流程，如图5所示。

图5 监测资料异常预警信息流程

（4）信息服务信息流程，如图6所示。

图6 信息服务信息流程

5 结语

塔里木河的特殊性，使得塔里木河河湖长制管理系统面临诸多难题。经过分析探讨，提出充分利用云计算、大数据、“互联网+”、无人机、高空远距重载云台、智能视频识别等新技术，在充分利用塔里木河流域管理局及相关部门现有信息化资源的基础上，开发建设塔里木河河湖长制管理信息系统，为各级河湖长、各级河湖长办、巡河员及社会公众提供统一综合服务管理，促进各级河湖长和河湖长办管理工作高效，提高河湖管理水平。