智慧河湖长制信息化系统建设实践

倪建军 ，杜嘉宸 ，徐绪堪 ，房道伟

（1. 河海大学物联网工程学院，江苏 常州 213022；2. 江苏省“世界水谷”与水生态文明协同创新中心，江苏 南京 211100；3. 河海大学企业管理学院，江苏 常州 213022）

0 引言

智慧水利是继数字水利之后，随着全球信息化大潮涌现出来的现代信息技术与传统水利行业深度融合后产生的新概念。当前，智慧水利建设发展迅速，传感网、云计算、移动互联等物联网技术得到大量应用，智能感知、数据挖掘、智能决策等人工智能技术在水利行业崭露头角[3–6]。

河湖长制工作的推进，同样必须充分利用各种先进的信息化手段，开展信息平台建设，实现河湖管护的高效性、便捷性、长效性和实时性。河湖长制信息化建设和智慧水利是紧密联系的，打造智慧化河湖长制信息化系统对于推动河湖长制工作具有重要的理论和实践意义。

1 智慧水利与河湖长制的关系

智慧水利是水利信息化发展的新阶段，是智慧地球、城市理念在水利行业的延伸，可以用一个简单的理论公式表达，即智慧水利 = 物联网 + 人工智能 + 水利应用。发展智慧水利，要具备互联网思维，消除一切制约创新的环节，打破传统水利壁垒，转变水利行业中那些不适合智慧水利发展的落后理念，加快推进水环境、水上交通、水利工程建设等水利行业内部各部门之间的深度融合，协调水利行业与农业、气象、环保、能源、城市管理等其他各部门之间的跨界融合。

可以看出，智慧水利与河湖长制工作其实是一件事情的2个方面，目的都是为了更好地解决我国的“水”问题。河湖长制的本质是从顶层设计上为智慧水利建设提供制度保障。反过来，智慧水利的实施，有助于进一步解放思想，实现信息的共享和跨部门间的协作等，从而彻底改变目前水利管理的运作方式，真正意义上实现水资源综合利用和管理。通过云计算、大数据等高新技术应用，可以为政府、企业和个人提供高效便捷的业务应用，为河长、湖长制的工作推进提供动力。

智慧水利对推动河湖长制工作的重要意义具体体现在以下2个方面：1）提供全方位技术支撑。在充分利用现有水利信息化资源的基础上，以服务为导向，数据为驱动，业务为核心，构建河长、湖长制信息综合应用系统，支持省、市、县、乡、村五级管理需求，实现河湖管理集成化、精细化、智能化、移动化。2）提高公众对河长、湖长制认知度，扩大影响。一方面，通过各种技术手段，如基于移动智能终端的河道、湖泊环境上报系统等，充分调动公众参与的积极性；另一方面，充分利用各种媒体、网络等，对河湖长制所取得的成果进行多方位综合展示，扩大河湖长制的影响，进一步推动河湖长制工作[7–9]。

2 河湖长制信息化建设实践

2.1 河湖长制信息化建设原则

当前，河湖长制工作已经上升为国家意志，为更好地全面推行河湖长制，突出系统治理，必须注重依法监管、严格考核，加强信息平台建设。在建设内容上，河湖长制信息化系统与传统意义上的水利信息化系统相比，都需要进行水环境监测、水污染防治、岸线管护等，但河湖长制信息化系统是为河湖长制工作服务的，需要突出河湖管理功能、河湖长的职责等。因此，河湖长制信息化系统建设需要做到以下几点[10–11]：

1）要紧密围绕河湖长制的核心任务。在应用层设计中，应紧密围绕河湖长制的六大任务，打造以“一站式服务”为特征的河湖长制信息化平台。

2）要无缝对接现有各种信息化平台。要在已有的各种信息化系统建设基础上进行规模扩充与内容完善，按资源共享的原则建设和应用，保证现有各种监测和 IT 资源的充分整合、共享利用，发挥最大效能。

当下，越来越多的汽车制造商和零部件制造商希望将工业服务外包，以获得专业高效的服务，提升设备运行的可靠性，提高企业的生产能力和运营效率，从而将更多的精力集中到市场调研、产品研发、产品质量提升以及生产工艺研究等核心业务上。

3）要充分体现互联网思维。充分体现互联网思维的“共享性、开放性、网络化、便操作”等特征，建立流域与区域之间、地区之间、行业领域之间的业务处置支撑与议事协调机制，以及河道、湖泊信息公开机制等，打造“互联网 +”河湖长制信息化平台。

4）要积极利用人工智能相关成果。利用智能信息感知、大数据挖掘、智能决策等理论技术，实现水质自动评价，水污染趋势预测预警，岸线动态变化智能分析等，打造智慧化河湖长制信息平台。

2.2 河湖长制信息化建设理念

根据河湖长制信息化建设原则，提出一种“1 + 5 +n”河湖长制建设模式，具体讲就是1套河湖长管理体系（包括管理体制、规范等） + 5 个中心模块 +n个具体业务应用，架构如图1所示。

图1 河湖长制信息化建设架构

5 个中心模块详细介绍如下：

1）信息采集模块。信息采集模块主要实现相关数据的汇聚和整编，具体包括各种视频、气象、工情、水质、舆情、位置等数据，还包括各业务系统产生的业务数据等。

2）数据整合模块。数据整合模块主要采用问题和数据2种驱动模式，在数据资源目录体系下，负责对信息采集模块得到的入库数据进行数据清洗、规范及关联等工作，最终形成水利、环保、规划等专题信息。

3）业务处理模块。业务处理模块主要根据业务需求和流程，按照一定的处理逻辑对各类输入数据进行处理，并输出结果给各业务应用系统。

4）数据分析模块。数据分析模块是河湖长制信息化平台的神经中枢，负责对各类复杂数据进行分析、挖掘，构建各类数据模型，从而为复杂应用提供决策支持等智能化功能。

5）成果展示模块。成果展示模块是河湖长制信息化平台的门面，也是信息化系统对外的接口和窗口，主要采用面向数据和决策2种策略，实现各类数据的可视化展示和视频的实时播放等功能。

2.3 河湖长制信息化建设具体应用实例

以近期上线的某市河长制信息平台为例进行介绍。该河长制信息平台是在原有的水务综合管理信息平台的基础上，通过增加相关河长制工作的内容打造而成的，其中 5 个中心模块，目前除了数据分析模块，其他4个模块的主要工作已基本完成。业务应用系统已建成 9 个，分别是灌溉水量监测、水政执法、防汛调度等子系统。以具体的河道巡查为例进行介绍，河道巡查的流程如图2所示。

图2 河道巡查流程图

1）开始巡查。在系统中点击主页“河道巡查”（见图3a），进入河道巡查界面，巡查开始前手机需开启 GPS。开启后巡查界面上方地图中以红点形式显示巡查人员的当前位置，点击“开始巡查”（见图3b），选择所要巡查的河道（见图3c），确认后即可进入巡查模式。

2）发现问题。巡查人员在巡查过程中如果发现河道存在问题，可点击巡查页面“发现问题”（见图4 a），进入问题记录界面进行问题记录。在问题类别列表选择问题类别（见图4b），输入问题描述（可语音输入），现场拍照或从相册选取照片后上传照片，点击“提交”后，河道问题即可记录成功。在巡查界面点击“问题列表”（见图4c），即可查看正在巡查河道的问题记录列表，点击具体问题会显示“查看”“编辑”“删除”等选项，进行相关操作。

3）结束巡查。点击“结束巡查”，确认后，整个巡查过程结束。在巡查过程中不能中途退出巡查界面，若要退出，必须先结束巡查。

利用智能手机中的 GPS 定位、拍照等功能，可快速实现河道巡查导航、轨迹记录，发现问题可以利用语音输入、拍照上传等进行快速记录，具有投入少、使用方便等特点。

图3 开始巡查界面

3 结语

河湖长制是对现有管理制度的创新，智慧水利与河湖长制工作的根本目的都是为了解决“水”问题。针对河湖长制信息化平台建设问题，给出应遵循的主要原则，提出具体的河湖长制信息化建设架构。实践结果表明，智慧水利对构建智慧化河湖长制信息化平台具有重要的技术支撑作用。

当前的河湖长制信息化平台存在智能化程度不高，与现有各类信息系统融合度低，公众参与度不够等问题，因此，在河湖长制信息化建设中，需要借助智慧水利建设的成果，有效提升河湖长制信息平台的整体水平。

图4 问题记录及查询

[1] 陈雷. 落实绿色发展理念全面推行河长制河湖管理模式[J]. 水利发展研究，2016，16 (12): 1-3.

[2] 马卫光. 全面推行湖长制谱写治水新篇章[J]. 中国水利，2018 (4): 8-9.

[3] 倪建军，汤敏，詹万林，等. 水联网与水利信息化理论探讨及应用实践[J]. 水利信息化，2016 (4): 32-35.

[4] 朱识. “智慧水利”无线应用平台研究与实现[J]. 人民珠江，2014，35 (6): 149-151.

[5] 叶枫，张鹏，毛声录，等. 水利领域云计算的现状分析与思考[J]. 水利信息化，2014 (1): 6-11.

[6] 丁强，蒋新新，王美玲. 水利自动化系统智慧运维平台的研究和设计[J]. 水利信息化，2016 (2): 57-60.

[7] 刘小勇. 公众全面推行河长制工作主要内容与实践模式[J]. 中国水利，2018 (4): 11-13.

[8] 倪建军. 智慧水利:水利跨越式发展的重要路径[N]. 中国水利报，2018 (5): 3-8.

[9] 刘小勇. 全面推行河长制的基本构架与关键问题分析[J].水利发展研究，2017，17 (11): 25-27.

[10] 丰景春，鞠茂森，李锋，等. 河长制综合管理信息系统平台框架与建设要点[J]. 水利信息化，2017 (6): 1-7.

[11] 赵彤，邱春. 互联网思维及“互联网 + 水利”浅析[J].东北水利水电，2015，33 (10): 59-62.