工程建设项目执法监察系统建设研究

廖跃潮

(城乡院(广州)有限公司, 广东 广州 511300)

0 引言

近年来,随着我国城市化的快速发展,各类工程建设项目呈现爆发式增长,给城市带来社会经济发展的同时,也给城市管理带来了巨大挑战[1]。为此,城市管理部门投入了大量人力和物力资源进行执法监察管理工作,但工程建设项目的违法违规事件屡禁不止、愈演愈烈,例如,突击建设、非法扩建以及未批先建等,主要原因包括如下两点,一是缺少先进的监测手段和技术,工程建设项目巡查执法效率低、人员匮乏且周期长,导致违法违规事件漏查漏报;二是缺少信息化执法监察系统,大量巡查执法数据未处理,巡查路径和区域规划不合理,导致展示、查询统计难,违法违规事件跟踪性不强[2-4]。因此,为改变当前工程建设项目执法监察的困境,利用科技创新手段,实现工程建设项目执法监察的信息化、精细化以及智能化管理,成为当前自然资源管理工作的迫切需要。本文利用地理信息系统(geographic information system,GIS)、物联网、微服务以及移动互联网等新一代先进技术,基于市级“多规合一”信息管理平台,结合工程建设项目执法监察业务需求,构建完善的工程建设项目违法违规事件立体化发现渠道和处置模式,搭建工程建设项目执法监察系统,实现工程建设项目违法违规事件“发现在初始、解决在萌芽”,提高工程建设项目执法监察工作的敏捷化和精确化能力。

1 总体设计

1.1 框架设计

根据新形势下的工程建设项目执法监察工作需求,工程建设项目执法监察系统采用微服务技术架构,基于浏览器/服务器模式(browser/server,B/S)端和移动端多层次结构,建设专业化功能,从而实现工程建设项目的实时监测、智能监察以及巡查执法等高效、便捷管理[5]。系统采用“五横两纵”框架结构进行设计,框架结构设计如图1所示。

图1 系统框架设计示意图

软硬件支撑层是利用“多规合一”信息管理平台的硬件、网络和软件资源作为系统的基础设施支撑,为系统提供高可用、动态扩展以及稳定的软硬件环境。硬件资源包括计算和存储资源以及安全防护,网络资源包括政务内网、专网和互联网和软件资源包括操作系统、关系型数据库以及GIS软件[6]。数据层是通过调用“多规合一”信息管理平台发布的地理信息数据和规划审批数据和整合工程建设项目数据、违法违规数据以及巡查执法数据等,构建工程建设项目执法监察数据库。服务层是利用微服务、云计算以及大数据等成熟技术,实现云服务治理框架服务、共性技术能力服务以及数据运营服务,主要包括云服务管理、负载均衡、统一认证、工作流引擎、资源服务和数据治理等,为系统提供立体化、微服务化以及智能化服务能力[7]。应用层是系统功能实现窗口,包括三大应用子系统,例如,监测子系统、智能监察子系统以及移动巡查子系统。表现层是系统展示和应用窗口,包括大屏端、电脑客户端(personal computer,PC)以及移动端,可适应不同场景应用的需求,例如,大屏端实现成果展示、指挥中心等应用,移动端实现日常网格化巡查执法、公众举报信息采集和核实等应用,PC端实现违法调查、人员管理等应用。

1.2 数据库设计

工程建设项目执法监察数据库包括五大核心库：地理信息数据库、规划审批数据库、工程建设项目数据库、违法违规数据库以及元数据库。其中地理信息数据库包括电子地图、卫星遥感和无人机航空影像数据、行政区划数据以及三维实景数据等;规划审批数据库包括工程建设项目用地预审数据、规划用地审批数据以及工程建设审批数据等;工程建设项目数据库包括项目库数据、项目图形数据以及项目文档资料数据等;违法违规数据包括图斑数据、查处数据以及多媒体数据等;元数据包括地理信息元数据、规划审批元数据以及工程建设项目原数据。通过数据库建设,提高工程建设项目各类数据多层次服务能力,以满足执法监察工作的需求[8]。工程建设项目执法监察数据库建设内容示意图如图2所示。

图2 数据库建设内容设计示意图

1.3 功能模块设计

工程建设项目执法监察系统功能模块包括实时监测、智能监察以及移动执法和综合监察,形成三大子系统,从而满足工程建设项目执法监察工作违法违规事件实时监测发现、现场巡查、核实、执法以及跟踪以及智能监察监管的需要。系统功能模块设计示意图如图3所示。

图3 系统功能设计示意图

2 关键技术

2.1 微服务技术架构

微服务技术架构是基于面向服务架构(service-oriented architecture,SOA)的基础上进行升级,具有功能上独立可配置、技术上灵活选型、部署上简单便捷以及结构上松耦合等特点[9],可以对工程建设项目执法监察的数据资源服务、各项功能服务进行高效整合和合理划分。系统根据业务功能需求,将常用功能分成违法违规动态监测发现服务、巡查服务和执法服务、指挥决策服务以及综合分析服务等微服务,并通过微服务治理框架进行服务发现、服务注册、网关服务、负载均衡以客户端接口服务等管理[10],从而极大地提高了工程建设项目执法监察系统服务响应效率和处理能力。微服务技术架构设计示意图如图4所示。

图4 微服务技术架构设计示意图

2.2 影像智能解译和变化地物自动检测技术

利用卫星遥感和无人机定期采集高分辨率影像数据,采用影像智能解译技术,智能分析和解译影像中地物的波谱特征,从而获取不同地理要素。针对工程建设项目,实现项目的智能识别,同时对项目进行分类[11]。在此基础上,采用变化地物自动检测技术,从不同时期影像上定量分析工程建设项目的变化过程和特征,一方面可以直观展示项目的进度情况,另一方面,结合项目规划、审批数据通过规则判断识别项目的违法违规图斑。影像智能解译和变化地物自动检测技术的应用,在保证识别精度的前提下,提高了影像识别和处理效率,极大提高了工程建设项目变化和违法违规图斑的自动发现能力。

2.3 智能视频监控和三维视频技术

系统接入了市内的“慧眼守土”视频、无人机视频等,一方面利用图形图像识别技术、深度学习技术以及视频监控技术,对工程建设项目的违法违规数据进行学习,构建视频监控智能识别模型,能够自动对违法违规图斑进行识别,并向指挥中心发出预警信息[12];另一方面系统利用三维视频融合技术,实现视频和三维地图的空间融合、展示和实时交互。利用智能视频监控和三维视频技术进行融合应用,实现执法监察过程中对工程建设项目变化情况的快速、主动和精准感知,还可以为指挥中心提供三维实景指挥调度,有效解决工程建设项目执法监察工作中位置不明确、情况不清晰以及发现和跟踪不及时等问题[13]。

3 系统实现

3.1 实时监测子系统

工程建设项目实时监测子系统通过构建“空-天-地-网”四级动态监测发现体系,一是实现卫星遥感监测管理、无人机监测管理和“慧眼守土”监测管理;二是实现网格化巡查管理、违法违规线索共享和公众举报管理,形成工程建设项目的全方位、全天候实时监测体系。卫星遥感监测管理是对比前后时相的影像,发现工程建设项目变化图斑,并对图斑进行自动识别,提取违法违规图斑,是工程建设项目动态监测发现的“天眼”。无人机监测管理一方面获取监测影像,并进行识别和提取违法违规图斑,是工程建设项目动态监测发现的“空眼”,另一方面构建三维实景模型,在系统上实现二三维一体化展示,并可以对违法违规图斑进行面积、长度等量算。“慧眼守土”监测管理是利用摄像头,获取工程建设项目视频数据,自动识别违法动工等违法违规事件,并在地图上进行标识,是工程建设项目动态监测发现的“地眼”[14]。网格化巡查管理服务于移动端,将全市管辖区域以社区为基础网格,巡查人员按计划对网格内的工程建设项目进行巡查,是工程建设项目动态监测发现的“网眼”。实时监测体系示意图如图5所示。

3.2 移动巡查子系统

移动巡查子系统是通过移动互联和网闸技术,使用智能终端设备进行开展日常巡查和执法监察工作,实现巡查任务管理、巡查导航定位、巡查工作留痕以及巡查登记提交等功能。巡查任务管理是将获取的违法违规线索数据形成巡查任务列表,并将任务指派给相应网格的巡查人员,自动接收PC端发送的各种任务提醒。巡查导航定位是以第三方地图软件为基础,对需巡查的违法违规图斑进行定位,并自动规划导航路线。巡查工作留痕是在巡查工作期间,接收巡查人员的巡查轨迹和巡查过程相关的现场照片和视频,作为后期考核的巡查证据。巡查登记提交是将巡查人员、巡查时间、巡查分析结果、采集信息以及现场取证信息等信息生成巡查登记表[15]。

图5 实时监测体系示意图

3.3 智能监察子系统

智能监察子系统接收两个子系统上传的数据信息和业务信息,并与两子系统联动,实现四化管理、违法调查和查处管理、指挥中心以及人员管理等。四化管理主要包括网格化巡查管理、网格化处置、清单化管理以及一体化考核。违法调查和查处管理一方面是根据移动巡查子系统上传的工程建设项目登记信息,叠加相应的项目规划、审批数据,进行违法违规图斑判断再确定;另一方面是根据违法违规案件查处流程,以工作流的方式,实现对违法违规案件从登记、审批、立案、处置、结案以及移交全流程管理。指挥中心是构建指挥大屏,实现数据成果大屏展示,业务统计成果汇总展示,同时对项目突发事件、重大违法案件进行现场指挥调度。人员管理是对不同部门和人员设置不同角色和权限,提高工程建设项目执法监察工作精细化水平和执法监察人员责任感。

4 结束语

在“放管服”改革和工程建设项目审批改革的大背景下,本文根据工程建设项目执法监察管理工作存在的问题,结合GIS、云计算、微服务以及移动互联等先进技术,搭建了工程建设项目执法监察系统,实现了工程建设项目的实时监测、智能监察以及移动巡查等功能,极大提高了工程建设项目执法监察工作的效率。但同时也存在一定的问题,如实时监测网络传输不稳定、移动巡查图斑资料填写不完善等,下一步,系统将进一步完善数据和功能,全面提升工程建设项目的管理水平,推动项目管理现代化、精细化和智能化。