德州市水行政执法信息化建设探析

边晓南，禚振江，张德龙

（德州市水利局，山东 德州 253000）

1 背景

随着5G 技术、物联网、大数据、区块链、云计算的全面推广和应用，数字化越来越深入人们的日常生活中，大力发展数字经济已经成为国家实施稳增长、调结构、促转型的重要手段。2019 年全国水利工作会议上将“水利工程补短板、水利行业强监管”作为今后一个时期水利改革发展的总基调，重点补好信息化工程等四大方面的短板，加强监管，加强上下联动、信息共享和资源整合，形成水利行业齐心协力、同频共振的监管格局。目前，德州市水行政执法的传统执法模式在面对越来越复杂的水事违法问题时，已经存在严重的执法管理瓶颈，尤其是不能依托现代信息技术手段，提升水行政执法的工作效能。本文将以德州市水行政执法现状为基础，分析执法短板和执法需求，并对水行政执法信息化建设的前景进行探讨，构建执法信息化技术框架，研究信息化对执法工作的推动作用，为德州市智慧水利建设提供执法层面的技术支持。

2 水行政执法信息化建设的必要性和可行性分析

2.1 水行政执法信息化建设滞后

（1）德州市水行政执法单位仅建有和使用行政处罚与行政强制权力网络运行系统、水利部水行政执法信息统计直报系统，只能满足职权内的数据汇总、信息上报等日常工作，没有解决远程监控、信息监管和动态数据分析等问题。

（2）信息化执法装备配备不足，以市水政监察支队为例，仅配备执法公务车1辆、无人机1台、执法记录仪等影像采集设备若干，既无法满足多地同时处理案件的需要，也无法实现执法远程协助、数据共享、远程监控等实时性操作。

（3）无法与水利部门各职能科室、其他如生态环境、自然资源等相关行政主管部门实现资源共享，无法及时发现和掌握非法取用水、河道违法施工、违法往河道排污等违法行为，收集和核实证据等执法行为存在严重滞后性。

2.2 水行政执法信息化建设的必要性

德州市在《德州市政务信息资源体系建设工作方案》中提出，要深入贯彻国家、省大数据发展战略，加快建设全市政务大数据平台，推进数据整合共享。通过统一的政务信息共享交换系统进行数据共享交换，避免形成信息孤岛，确保数据安全[1]。在水利改革发展总基调的要求下，德州市水利局强化信息化建设，全面提高业务工作信息化水平。如，依托德州市政务云平台建设了涵盖12 个县市区水利部门的水利远程视频会商系统，提升了全市水利工作联动能力；建设了基于分布式结构的水资源一体化监控平台，形成全市水量、水位、水质远程监控全覆盖；河长制办公室开发了智慧河（湖）长制综合信息管理平台，满足了各级河长的日常使用和市县乡村四级管理应用需求；河道管理中心、灌区管理中心等建立了基于本职能的信息系统，将信息化应用到灾害防控、水量调度、日常巡查工作中[2]。在智慧水利建设过程中，水行政执法必须要紧跟全局节奏，开发建立自己的执法系统和执法平台，利用信息化技术，强化数据整合，解决水行政执法中的执法短板，推动执法能力的有效提升。

2.3 水行政执法信息化建设的可行性

目前德州市水利主要职能部门已经建设了完备的信息管理系统，可以为水行政执法提供必备的基础信息数据支撑和参考；同时，大数据、分布式架构云平台和云计算等信息技术的成熟应用，可以解决单独建立信息系统的大量数据采集、设备采购安装、信息无法共享的问题，减少建设成本和建设周期。因此，打造德州市水行政执法的一体化信息平台，可以充分利用现有资源，将水行政监督管理工作贯穿于水利工作各个领域，实现执法队伍间信息共享和协作联动，提高水行政执法工作效率和质量。

3 水行政执法信息化建设主要内容和注意事项

3.1 信息化建设总体框架

国务院办公厅在《进一步深化“互联网+政务服务”推进政务服务“一网、一门、一次”改革实施方案》中指出，要进一步推进“互联网+政务服务”，加快构建全国一体化网上政务服务体系，推进跨层级、跨地域、跨系统、跨部门、跨业务的协同管理和服务。《促进大数据发展行动纲要》中明确指出，要加快政府数据开放共享，推动资源整合，提升治理能力，推动政府治理精准化[3]。在信息化高速发展的当今，水行政执法要改变传统观念，利用移动执法、信息化执法，突破时间、空间、设备的限制；要发挥信息技术优势，加强与生态环境、自然资源等各行政执法机关的横向联系，打破技术、行业、部门数据壁垒，提高数据共享利用效率[4]；要强化水利部门内部职能科室的合作分工，转变水行政执法的信息获取方式，有效利用各类信息管理系统资源，变被动执法为主动执法，改变单一职能操作模式，破解传统水行政执法中的难题。

按照水行政执法的职能和业务需求，本文从数据采集层、数据存储层、数据共享层、数据应用层4个层面，自下而上设计可行性技术方案，为水行政执法信息化建设提供技术支持。水行政执法信息化系统总体框架，如图1所示。

图1 水行政执法信息化系统总体框架

3.2 信息采集模块的设计

数据采集的核心要求是实现对海量数据的多类型采集，目前数据采集方式主要包括离线采集、实时采集和第三方采集方式。远程计量和远程监控等设备的数据通过网络直接发送至信息化平台服务器；若使用水利其他业务系统和自然资源、生态环境等部门的信息数据，如水资源、河湖管理、地热资源等，则需要从相关业务系统服务器调用存储数据；若使用网站和微信公众号接受报案和反馈结果等，则需要利用第三方平台。在这一过程中，涉及移动数据、服务器数据、互联网数据的采集，因此必须考虑到多种数据传输模式，设计全面的数据通信协议（Data Communication Protocols），满足数据接入需求。

3.3 数据存储模块的设计

系统收集的数据在进入数据存储之前，需要通过ETL（Extract-Transform-Load）进行数据的抽取（Extract）、数据的清洗转换（Transform）和数据的加载（Load），将分散零乱、标准不统一的数据进行有效整合，按照标准的ETL 架构存储到数据服务器中，并根据职能需要和设计，对存储的数据进行分析预处理，将水量、水位、GPS 定位轨迹、通信请求等不同数据存放到不同的功能服务器，如基础数据服务器、通信互联服务器、数据分析服务器、场景模拟服务器等，按照分布式架构完成存储系统的统一调度。

3.4 数据共享模块的设计

利用元数据（MetaData），在数据共享层面进行高速数据流读取和大规模数据分析。元数据是大数据技术特有的批处理技术，通过元数据处理，就可以轻易地设计实时查询、交相互动、行为轨迹、数据比对等功能，从而为水行政执法提供丰富的信息技术服务[5]。其主要设计内容包括对水事违法案件的在线处理，实现接受报案、案件处理、案件反馈、案件归档等功能；为“双随机、一公开”提供有关业务数据查询、业务数据统计和业务数据比对等信息支持；为执法巡查提供远程在线监控查看、无人机远程遥控和影像传输、执法远程协助和远程通信等。通过数据共享的设计，将存储中的数据有效整合在一起，满足水行政执法的不同业务需求。

3.5 数据应用模块的设计

在应用层，利用多种终端系统，实现水行政执法各项功能，具体应用如下。

（1）移动App。为执法人员手机安装App 软件，接收分配到的报案信息，将执法现场的影像资料和执法内容上传，发起远程协助和远程通信，提供执法巡查GPS轨迹信息和上报巡查记录表。

（2）面向社会监督的网站、微信公众号。为公众提供水事违法行为报案功能，查询执法案件处理进度和执法结果。

（3）执法内业人员的PC端管理系统。存储维护水行政执法基础信息，接受报案和分配人员进行执法，追踪执法进度和反馈执法结果，建立执法台账和档案管理等。

（4）水事行为展示系统。利用地理信息系统（GIS）生成水情、水事可视化展示图，在展示界面提供水量预警、案件处理进度查询、水情警示、河湖堤岸监控查询等功能。

3.6 信息化建设的注意事项

（1）在水行政管理部门内部方面，信息资源整合面临诸多挑战，各职能科室的业务信息系统架构、数据库类型以及系统可扩展性都存在差异，调动利用资源需要加强水利部门内部的协调配合。

（2）在市县两级执法的垂直层面，县级执法部门和执法队伍的职能和架构不尽相同，信息化建设也存在较大差距，应优先解决与县级执法部门的数据共享问题。

（3）要解决市直部门之间的数据共享，需要经过市委信息化部门的充分论证，确保建立全面的数据安全监管，建设统一数据共享技术规范，因此不能一蹴而就，需要逐步推进。

4 信息化建设应用的技术

4.1 大数据技术

大数据技术贯穿于整个水行政执法信息系统的各个模块，旨在解决数据采集和数据处理的效率问题。大数据是一种规模大到在获取、存储、管理、分析方面大大超出了传统数据库软件工具能力范围的数据集合。大数据有4 个特征，为Volume（大量）、Variety（多样）、Velocity（高速）、Value（价值），即具有海量的数据规模、多样的数据类型、快速的数据流转和价值密度低[6]。大数据技术的意义不在于掌握庞大的数据信息，而在于对含有特定意义的数据进行专业化处理，通过数据加工能力，实现数据的增值。通过大数据技术，水行政执法信息系统可以充分挖掘现有信息数据的资源潜力，将获取的价值充分利用到实际执法管理中。

4.2 分布式存储技术

分布式存储技术避免了水行政执法信息系统的庞大机房服务器建设问题。通过分布式存储技术，可以将数据分散存储在多个独立存储服务器中，减轻单个数据服务器的存储压力。如果使用集中式数据服务器，无论从成本上还是可扩展性上，都无法满足水行政执法需要的数据规模和增长程度。分布式存储技术可以通过对水行政执法业务需求的数据量和工作量，估算所需要的结点个数，并动态地将数据在结点间迁移，以实现负载均衡。利用水利、生态环境、自然资源各部门已建设的业务系统存储服务器和德州市政务云的云服务器，搭建分布式存储架构，将现有的信息资源进行整合，可以大幅度降低成本和能耗。

4.3 云存储技术

水行政执法信息系统可以充分利用德州市政务云存储服务，将核心机密数据之外的数据存储在云服务器中，加快系统建设和部署。云存储是一种网上在线存储，把数据存放在第三方托管的虚拟服务器中，依托并行处理和网络计算的技术，将数据服务器虚拟化，来达到存储和处理海量数据元的目的。云存储可以有效减轻数据需求单位的数据库建设成本，实现存储的智能化和自动化，提高存储利用率。目前德州市的政务云建设已经初具规模，可以为全市各职能部门提供云服务器、云硬盘、数据库等服务。据统计，使用政务云可以将电子政务运行成本降低30%、基础设施利用率提升85%、信息系统建设周期缩短1/2，财政资金使用效率提高2倍。

4.4 云计算技术

水行政执法信息系统的数据处理将充分利用云计算技术。云计算属于分布式计算的一种，通过网络将复杂庞大的数据处理分解成若干个小程序，通过多个服务器跨地域、跨平台进行处理和分析，并得到用户需要的结果。依托政务云存储，本系统可以统筹利用已有的政务网络、诸多数据存储服务器、统一制定的安全规范和信息资源，发挥云计算的高通用性、高可靠性、高可扩展性，打造技术支撑、信息资源合理分配和信息安全设置等综合信息平台。通过这项技术，可以在很短的时间内完成对数以万计的数据处理，从而达到强大的网络信息处理。

5 结语

通过水行政执法的信息化建设，可以补齐水行政管理部门的“信息化短板”，实现水行政管理的信息化全覆盖；可以拓宽水行政执法的数据来源渠道，通过新时代信息技术的应用，及时获得执法需要的调查数据、支撑证据。同时，可以以信息化手段，健全“双随机、一公开”监管制度，提升远程水行政执法能力，压减制止水事违法行为的时限，提高工作效率，加大执法检查力度，扎实监督管理的法治保障。