基于“互联网+农村人饮”的信息化模式应用研究

张志科 孙维红

摘要：为有效解决当前已建农村饮水工程面临的实际问题，以宁夏彭阳县为研究区，提出了一种基于“互联网+农村人饮”的信息化新模式。该模式立足于农村饮水实际需求，融合新技术、新理念，设计了包括智能门户（“一人一页”）、饮水监控平台（“人饮一张图”）和移动终端的信息化新模式，提前高标准地完成“十三五”农村人饮“四率、一水平”目标，实现了节水、减员、降本、增效，推动了城乡供水的均等化服务，有效助力当地的脱贫攻坚工作，经济效益和社会效益十分显著。该模式对于解决中国类似农村地区的饮水安全问题具有重要的应用和推广价值。

关键词：饮水安全;互联网+农村人饮;信息化模式;应用研究;彭阳县

中图法分类号：S277.7文献标志码：ADOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2021.09.016

文章编号：1006 - 0081（2021）09 - 0091 - 06

0引 言

农村饮水安全工程建设是国家的重大民生工程，也是全面建成小康社会的重要任务。近年来，党中央和国务院高度重视农村饮水安全工作。习近平总书记明确指出要让农村人口喝上放心水，李克强总理在2019年《政府工作报告》中提出今明两年要提高6 000万农村人口的供水保障水平。目前，中国农村饮水工程仍存在运行管理手段落后、机制不完善，供水成本高、保障运营难度大，自动化监测程度低、管网维护困难等问题，严重制约着农村饮水安全的健康发展[1-4]。

2015年以来，信息化建设及网络安全被提升到了全新高度，国务院先后印发了《国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》和《国务院关于加快推进“互联网+政务服务”工作的指导意见》[5]。本文以宁夏彭阳县为研究区，立足农村人饮实际需求，通过创建“互联网+农村人饮”的信息化新模式，提前高标准地完成“十三五”农村人饮“四率、一水平”（即集中供水率、自来水普及率、水质达标率、供水保证率、提高管理水平）目标，实现了节水、减员、降本、增效，推动了城乡供水的均等化服务，有效助力当地的脱贫攻坚工作，经济效益和社会效益十分显著[6-9]。

1研究区存在的主要问题

宁夏彭阳县属集中连片特困区，下辖4镇、8乡、156个行政村，总人口25.19万人，总面积2 533.49 km2。水资源总量8 920万m3，人均水资源量335 m3，仅为全国人均水平的1/6，水质矿化度均大于0.6 g/L，资源性和工程性缺水是制约当地经济社会发展的主要瓶颈。加之地形破碎、沟壑纵横、群众居住分散，农村饮水难题一直十分突出。

为解决广大农村群众的生活用水困难及安全问题，在各方的大力支持下，彭阳县先后建设实施了一批农村饮水工程，有效促进了当地的社会稳定和农村经济的繁荣发展。但随着社会技术的不断进步，农村生活水平的提高，已建的农村饮水工程与当前农村发展、新农村建设、科学化管理不相适应的问题愈发凸显。其主要突出表现在以下3个方面。

（1）建设标准低，应急能力弱。农村饮水工程基本没有远程测控计量装置，只配备了少量的安全监控设备，缺乏水质监测措施，导致工程实际运行过程中一旦出现问题应急能力较弱。

（2）运行管理水平低，成本居高不下。已建的农村饮水工程普遍存在专业管理人员少、整体素质不高，运行资金不足、管理手段传统、管理措施不完善等问题，导致整体工程的运行管理水平低下、管理成本居高不下。

（3）服务质量低，水费收缴难。由于以上两个原因造成供水不稳定、保障率低，加之水价相对较高、不透明，缴费不方便，导致很多用户不愿意配合工程改造、不信任饮水工程、不愿意缴纳水费，甚至根本不愿引水入户。

2 农村饮水信息化新模式

2.1 需求分析

（1）供水管理需求。供水管理系统应以自动化测控体系为基础，接入供水工程自动化监控设备，采集并监测水厂、泵站、蓄水池、管网、闸阀井、入户水表和视频监控的有关信息，实现水厂、泵站、分水井、阀门等设备的自动化控制运行[10-11]。

（2）用户服务需求。通过实现农村水费计收和城市水费计收统一化管理，建立水费计收管理系统，提供信息公布的网络平台和短信推送服务，支持多种缴费方式。建成的水费计收管理系统应主要具备用户管理、水价管理、用水计量、水费计算、收费管理和统计分析等功能[12]。

（3）运行管理需求。通过建立工程管理系统，实现从项目设计、采购、施工、运行的全生命周期管理，建立“一工程一档案”，并在工程建成后的运行期，能够实现工程的运行维护、日常巡检等工作。建成的工程管理系统应主要具备工程规划管理、工程建设管理、工程运行和维护管理等主要功能[13-15]。

2.2 模式设计

本研究以需求为导向，基于“互联网+农村人饮”思维，依托宁夏“水慧通”一網、一库、一平台，融合新技术、新理念，设计了包括智能门户（“一人一页”）、大屏幕监控平台（“人饮一张图”）和移动终端的农村饮水信息化新模式，有效满足了彭阳县“人饮工程”的实际需求。

2.2.1 智能门户（“一人一页”）

智能门户按照业务需求和权限不同，聚合各类信息建设专题门户，各类使用人员无需跳转到子系统即可得到需要的信息，完成80%以上的业务工作。同时智能门户还具有大数据智能分析和多维度智能展示等功能。彭阳县智能门户按照功能划分为管理门户、工程门户、公众门户和业务门户，如图1所示。

（1）管理门户。管理门户主要包括待办事项、报警预警、公告信息、KPI数据追溯等，可依据岗位及职责以及工程实际需要，预先定制多部门、多级管理门户。

（2）工程门户。对于重点关注的工程，设置专门的专题门户，聚合工程相关各类信息，包括工程的基本情况、建设施工、实时运行、档案资料等。需设置专题门户的重点工程与“一工程一档案”保持一致。

（3）公众门户。对于各用水户、社会公众等外部用户，提供一张专门的公众门户，聚合与社会公众相关的各类信息，包括重要新闻事件、便民政策、水费缴纳、通知公告等相关信息。

（4）业务门户。按业务类型划分，业务门户涵盖供水工程自动化监控、人饮用水节水管理、工程管理、水费计收、物资管理等5个子业务系统专题门户。

2.2.2人饮监控平台（“人饮一张图”）

大屏幕监控平台是在二维或三维电子地图基础上，运用地理信息技术实现人饮信息的整合发布，支持水源地、水厂、泵站、蓄水池、闸阀井等人饮工程建筑和设备监测数据、供水管网、工程管理、预警报警、巡检维修等动态信息的展示和查询，并对供水形势、工程运行形势、水费收缴形势和用水反馈等业务信息进行综合性解析展示。彭阳县人饮监控平台功能结构如图2所示。

（1）数据生产。主要包括电子工作底图、水利通用专题图层、人饮专题图层等功能。

（2）地理信息服务。包括二维地理信息服务和三维可视化服务。

（3）一张图交互。主要实现整体形势展示、信息查询和智能推荐等功能。

（4）形势解析。可通过在电子地图上点击或利用图形框选，查询出相应范围内的信息，并汇总得到形势解析表。其中，工程供水形势解析的内容包括各个乡镇的工程供水水量、供水保障率、供水人口等信息;工程建设形势解析的内容包括工程施工、进度、设备、安全等信息;工程运行形势解析的内容包括水厂、泵站、分水井、管网、调蓄池、联户表井等的运行状态和形势;水费收缴形势解析可通过在电子地图上点击或利用图形框选，查询出相应范围内的水费收缴信息，并汇总得到水费收缴形势解析表，查询和解析的内容包括各个片区人饮工程的供水量、供水水价、应收水费、实收水费、水费收缴率等信息，实现对彭阳人饮工程水费收缴形势的整体把控。

（5）公众用水反馈解析。可通过在电子地图上点击或利用图形框选，查询出相应范围内用水户的用水反馈信息，并汇总得到公众用水反馈解析表，查询和解析的内容包括各个片区用水户的用水量、供水保障率、用水问题、用户满意度、用水反馈等信息，实现对彭阳人饮工程公众用水反馈形势的整体把控。

2.2.3 移动终端（APP）

移动终端主要是满足用户实时掌握供水用水、工程运行、水费收缴等需求，实现人饮业务信息化管理的全覆盖。人饮移动APP集成了供水自动化监控、移动一张图、移动智能门户、水费移动管理、用水节水移动管理、工程移动管理、物资移动管理等功能。

（1）供水自动化监控。在移动设备上实现供水工程的自动化数据监测、统计分析、远程控制、报警预警处理等业务功能。

（2）移动一张图。实现移动版的人饮一张图，在空间地理信息基础上展示重要指数和整体形势，主要功能包括人饮地形地貌底图展示、人饮专题图层叠加、人饮整体形势展示、人饮全对象全属性查询，可按相关度、用户位置进行智能推荐等。

（3）移动智能门户。实现移动端的“一人一页”，提供移动智能接入入口，主要功能包括移动主门户“一人一页”、管理机构移动专题门户、工程移动专题门户、业务移动专题门户等，其中工程专题门户可根据用户所在位置推荐距离最近的工程门户。

（4）水费管理。面向管理用户和社会公众用户，分别开发移动APP和微信公众号，实现政务公开、水费缴纳、停水通知、个人信息维护等功能。

（5）水资源管理。实现需水供水移动查询、分析，提供移动节水管理、宣传平台。

（6）工程管理。基于移动设备实现工程全生命周期管理，可为工程提供大量多媒体信息、位置信息，提供基于位置的查询推荐，并为工程建设运行期间的督察、巡检、维修养护、考核等提供便利，并实现“一工程一档案”。

（7）物资管理。在移动端呈现人饮工程的物资管理系统，实现物资采购、申请使用、上报审批、库存管理等功能。

2.3 功能实现

（1）总体架构。功能的实现从逻辑上划分为5个层，即基础设施层、数据层、平台层、业务应用层和展示层，如图3所示。具体如下：①基础设施层，集成已有监控测量及控制设施，统一部署在宁夏水利厅建设的水利云，实现网络末端覆盖;②数据层，融入宁夏水利数据中心，建设彭阳人饮数据资源中心;③平台层，利用宁夏水利厅已建的支撑平台，形成彭阳人饮工程应用支撑平台;④业务应用层，全面覆盖运行管理过程，通过五大业务子系统和智能化专业模型，支撑展示层;⑤展示层，通过智能门户（“一人一页”）、人饮监控平台（“人饮一张图”）和移动终端（APP），满足用户的各种需求。

（2）系统设计。业务应用各子系统之间是相互联系、相互作用的，供水自动化监控子系统是其他所有系统的基础，提供原始的监测数据和预警预报信息，数字工程管理子系统、人饮水资源管理子系统、物资管理子系统、水费计收管理子系统作为核心的业务系统，涵盖了彭阳人饮的主要业务和工作内容，如图4所示。智能门户是最上层的应用，实际上是将各应用系统的功能模块化，然后根据不同层级用户的业务特点和工作需求进行重新组合与拼装，形成“一人一頁”，即由不同用户所关注的KPI、常用功能、待办事项、预警信息等构成的门户网页，最终实现用户大部分的工作时间仅需关注其登录的门户，80%的工作可直接在门户上进行处理。人饮监控平台则是基于GIS地图，实现工程、设备的可视化查询和搜索，便于用户直观地获取所关注的信息。移动终端则是在应用系统基础之上开发的移动端应用，旨在方便用户随时、随地访问系统的数据信息，在线进行流程审批，便捷地开展移动业务处理等工作，提升工作效率和用户体验。

3 应用效果及分析

经过近3 a的运行，彭阳县基于“互联网+农村人饮”的信息化新模式取得了良好的效果，具体如下。

3.1 有效提升农村人饮“四率”

《关于做好“十三五”期间农村饮水安全巩固提升及规划编制工作的通知》提出了全国农村饮水2020年“四率”目标，在此基础上《宁夏农村饮水工程巩固提升工程“十三五”规划》明确了宁夏的“四率”目标，彭阳县通过实施“互联网+农村人饮”信息化新模式，提前高标准地达成了“四率”目标，具体情况对比如表1所示。

3.2 着重提高管理水平

彭阳县“互联网+农村人饮”信息化新模式实施后，有效提高了管理水平，主要体现在：①节水，管网漏失率由33%降低到11.8%，年均节约水量21.2%;②减员，管理模式从以前的人工管理转变为“无人值守、自动运行”，管理人员从90人减少到46人，由于人员结构的优化，人员年工资有所增长（由以当地农民为主向以技术人员为主转变），目前每年人员工资为195.30万元，人员工资每年节约65万元;③降本，通过自动化监控设施以及信息化管理手段，全县农村人饮工程故障排除效率提高了70%，年维修费用从354万元减少到192万元;④增效。由于四率提高、费用透明、缴纳便捷，水费收缴率由之前的65%提升到99%，截至目前，年水费由之前的191.26万元增长到598.00万元，对比情况如表2和图5所示。

3.3 切实维护群众利益

彭阳县农村饮水信息化新模式实施过程中，切实将广大农村群众的利益放在首位，其主要体现在：运用“互联网+农村人饮”思维，以信息化为主要手段，高标准完成“四率、一水平”，有效解决了“人饮工程最后100 m”问题，群众供水投诉率由80%下降到5%;大力推进城乡供水的均等化服务，实现了“同源、同网、同质、同价”，在有效提升农村饮水安全的同时，有效缓解水资源缺乏这一制约当地经济社会发展的瓶颈，助力了国家重点扶贫县提前1 a完成整体脱贫目标。这些措施有效缓解了已建农村饮水工程与当前农村发展、新农村建设、科学化管理不相适应的矛盾，社会效益逐步显现。

4 结 语

本文通过分析彭阳县已建农村饮水工程存在的主要问题，从用水户和管理者的角度进行需求分析，基于“互联网+农村人饮”思维，依托宁夏“水慧通”一网、一库、一平台，融合新技术、新理念，设计了包括“一人一页”（智能门户）、“人饮一张图”（大屏幕监控平台）和移动终端的农村饮水信息化新模式。经过近3 a的运行，该模式大幅提升了当地的农村人饮“四率”，高标准地提前完成国家和宁夏“十三五”农村人饮制定的目标;促进了管理水平的提高，实现了节水、减员、降本、增效，经济效益日益凸显;推动了城乡供水均等化服务，助力脱贫攻坚、惠及民生，社会效益逐步显现。2019年，彭阳“互联网+农村人饮”的信息化新模式得到水利部的高度认可，被国务院扶贫开发领导小组通报为“典型经验和亮点工作”。2020年9月11日，彭阳人饮以“‘云解塬上渴”登上了人民日报头版头条，9月18日，水利部对此报道做出批示：彭阳就是我们工作的方向。这进一步说明该模式对于解决中国类似农村地区的饮水安全问题具有重要的应用和推广价值。

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（编辑：李 晗）

Research on application of “Internet + rural drinking” informatization mode

ZHANG Zhike1， SUN Weihong2

（1. Pengyang County Water Authority， Guyuan 756500， China; 2. Tus PuHua Water Network （Beijing） Technology Co.， Ltd.，Beijing 100000， China）

Abstract： In order to effectively solve the actual problems existed in currently built rural drinking water projects， a new model based on information technology and named "Internet + rural drinking water" was proposed in Pengyang county of Ningxia city. Based on the actual needs of rural drinking water， integrating new technologies and concepts， a new model with the design of smart portal （"one man， one page"）， water monitoring platform （"all drinking situation in one picture"） and mobile terminals was developed. This model completed the goal of "four rate， one level" in 13th plan with high standard in advance and realized water-saving， labor-saving， economic， effective and the equalization of urban and rural water supply services. Furthermore， the model helped alleviating poverty and got higher economic and social benefits. The model could be recommended for solving drinking water safety problems in similar rural areas in China.

Key words： drinking water safety; internet + rural drinking; informatization model; application research; Pengyang County