乡村网格化管理系统的设计与实现

李春雷 李宏 党媛媛

摘  要：针对传统管理模式存在的问题，文章设计一套基于现代数字信息技术的乡村网格化管理系统。该系统采用前后端分离架构，结合SpringBoot和Vue技术，实现多项乡村治理相关功能。在系统设计中兼顾安全性和可维护性等因素，采用JWT进行用户认证，通过Spring Security进行权限控制，同时采用分层架构设计以确保系统的可维护性和可扩展性。在贵州省贵阳市花溪区曹家庄村的试用中，该系统展现出良好的性能，能够在一定程度上促进乡村治理的现代化进程，为乡村振兴战略的实施提供有力支撑。

关键词：数字乡村建设；乡村网格化治理；前后端分离

中图分类号：TP311  文献标识码：A  文章编号：2096-4706（2023）18-0006-06

Design and Implementation of Rural Grid Management System

LI Chunlei1， LI Hong1， DANG Yuanyuan2

（1.Mingde College of Guizhou University， Guiyang  550004， China; 2.Guizhou Branch of China Unicom， Guiyang  550081， China）

Abstract： In response to the problems existing in traditional management modes， this paper designs a set of rural grid management system based on modern digital information technology. The system adopts a front-end and back-end separation architecture， combined with SpringBoot and Vue technology， to achieve multiple rural governance related functions. In the system design， consideration is given to factors such as security and maintainability. JWT is used for user authentication， Spring Security is used for permission control， and a layered architecture design is adopted to ensure the maintainability and scalability of the system. In the trial run of Caojiazhuang Village， Huaxi District， Guiyang City， Guizhou Province， the system has demonstrated good performance and can promote the modernization process of rural governance to some extent， providing strong support for the implementation of rural revitalization strategy.

Keywords： digital rural construction; rural grid governance; front-end and back-end separation

0  引  言

近年來，乡村振兴成为我国经济社会发展的重要战略之一。为了加快乡村现代化建设，中共中央、国务院于2023年1月发布了《关于做好2023年全面推进乡村振兴重点工作的意见》。该意见旨在推进数字乡村建设、提高基层治理能力、促进农业农村现代化、加强生态环境保护等多方面工作。其中，强调要完善网格化管理、精细化服务、信息化支撑的基层治理平台。

目前，“一中心一张网十联户”的网格化管理模式在乡村治理工作中发挥着重要作用，提高了村级管理工作效率。然而，这种传统的管理模式在实践中仍然存在部分问题。例如，村级政务服务人员在收集整理网格信息、开展入户宣传等工作时，仍然使用“一个本子、一支笔、一张表”的“老三样”，导致反馈信息的真实性、实效性受到限制。此外，纸质资料堆积如山，破损、丢失现象时有发生且不利于生态环保，而在收集汇总分析信息时也耗时耗力，影响了乡村治理工作效率。

为了解决这些问题，本文设计并实现了一套基于现代数字信息技术的乡村网格化管理系统。系统采用了前后端分离的架构，使用Vue+ElementUI+SpringBoot+MyBatis+MySQL技术栈，实现了乡村管理、网格管理、居民管理、网格化巡查、家庭信息统计、事件上报和处理等系统功能。同时，系统考虑到了安全性和可维护性等问题，在前端使用JWT进行用户认证，在后端使用Spring Security进行权限控制，并采用了分层架构设计，保障了系统的可维护性和可扩展性。

本文对乡村网格化管理系统进行了详细介绍和实际应用研究，并通过在贵州省贵阳市花溪区曹家庄村进行的试用验证，展示了其在提高乡村治理效率方面的实际过程，并取得了良好的效果。为该系统乡村网格化管理模式的推广和应用提供了一定的参考价值。

1  系统需求

1.1  功能需求

具体功能如下：

1）乡村管理功能：可以对乡村进行新增、修改、删除、查询操作；支持对乡村的基本信息进行管理，如乡村名称、负责人、电话等；支持对乡村相关的人员、家庭、部门等信息进行关联管理。

2）网格管理功能：可以对网格进行新增、修改、删除、查询操作；支持对网格的基本信息进行管理，如网格名称、负责人、电话等；支持对网格相关的人员、家庭、部门等信息进行关联管理。

3）家庭管理功能：可以对家庭进行新增、修改、删除、查询操作；支持对家庭的基本信息进行管理，如户主姓名、家庭人口、联系电话等；支持对家庭成员的信息进行管理，如姓名、性别、身份证号码等；支持对家庭的房屋、土地等资产信息进行管理。

4）居民管理功能：可以对居民进行新增、修改、删除、查询操作；支持对居民的基本信息进行管理，如姓名、性别、身份证号码、联系电话等；支持对居民的家庭关系、健康状况、教育经历等信息进行管理。

5）家庭年度统计报表：支持按年度统计家庭数量，并生成统计报表。

6）居民年度统计报表：支持按年度统计居民数量，并生成统计报表。

7）部门管理功能：可以对部门进行新增、修改、删除、查询操作；支持对部门的基本信息进行管理，如部门名称、负责人、电话等；支持对部门下的人员进行关联管理。

8）角色用户功能：可以对角色进行新增、修改、删除、查询操作；支持对角色的权限进行管理，如菜单、按钮等；支持对用户进行新增、修改、删除、查询操作；支持对用户的角色进行关联管理。

9）菜单及按钮授权功能：支持对菜单及按钮的权限进行授权管理。

10）数据权限功能：支持对数据权限进行管理，如数据过滤、数据范围等。

11）系统参数功能：支持对系统参数进行管理，如字典、参数配置等。

12）日志管理功能：支持对系统操作日志进行记录和查询。

13）在线定时任务配置功能：支持对定时任务进行配置和管理。

14）集群支持功能：支持系统的分布式部署和运行。

15）多数据源支持功能：支持对多个数据源进行管理和使用。

16）分布式事务支持功能：支持分布式事务的管理和操作。

1.2  非功能需求

1.2.1  性能需求

响应时间：系统响应时间应该在500 ms以内，包括前端页面的响应和后端数据的返回。

并发能力：系统能够支持至少1 000个并发用户，同时保持较高的稳定性和响应速度。

稳定性：系统应该具有高可用性，能够保持至少99.99%的稳定性。

1.2.2  安全需求

访问控制：系统应该采用基于角色的访问控制模型，确保只有授权用户能够访问对应的功能。

数据安全：系统应该对用户的个人信息、数据传输进行加密处理，保证用户信息的安全性。

日志审计：系统应该记录用户的操作日志，包括用户的登录、登出、操作等信息，并保留至少3个月以上的日志记录。

1.2.3  可维护性

易维护性：系统应该具有良好的可维护性，能够快速定位和修复问题，降低维护成本。

易扩展性：系统应该能够快速扩展和升级，满足业务需求的变化。

1.2.4  其他需求

兼容性：系统应该能够兼容不同的浏览器和操作系统。

可用性：系統应该具有良好的可用性和易用性，确保用户能够方便、快速地完成操作。

界面友好：系统的用户界面应该设计美观、简洁、易用、符合用户的习惯和心理。

1.3  技术需求

系统采用SpringBoot+SpringSecurity+MyBatis+Jwt+Vue+ElementUI+uni-app等主流技术组合开发。系统还须支持在线定时任务配置功能，支持集群功能，支持多数据源，支持分布式事务。

2  系统设计

2.1  系统架构设计

在本系统的架构设计中，前后端分离的设计模式旨在提高系统的扩展性和可维护性。前端使用Vue框架进行开发，采用组件化的开发方式，实现了页面的快速开发和灵活性，同时也减少了代码的冗余。后端采用Spring Boot框架提供RESTful API服务，采用MVC设计模式，将系统的数据、逻辑和视图进行分离，增加了系统的可维护性。

为了保证系统的安全性，本系统采用Spring Security框架进行用户认证和权限管理。通过该框架，可以实现用户登录、注销、身份验证、授权等安全机制，保障系统的安全性和数据的保密性。为了提高系统的并发能力和可用性，本系统支持集群部署、多数据源和分布式事务。集群部署可以提高系统的可用性，确保系统在高并发情况下的稳定性和性能；多数据源可以实现不同数据库之间的数据交互，增加了系统的灵活性；分布式事务则可以确保不同服务之间的事务一致性，保证了数据的完整性和准确性。

综上所述，本系统的架构设计是一个前后端分离、基于Spring Boot和Vue框架、支持Spring Security、集群部署、多数据源和分布式事务的设计模式，旨在提高系统的可维护性、扩展性、可用性和安全性。SpringBoot+Vue架构图如图1所示。

2.2  数据库设计

本系统采用MySQL作为数据库，使用MyBatis进行数据访问操作。数据库设计采用关系型数据库设计范式，根据系统需求，以下列出部分数据表：

1）乡村信息表（tw_village）：存储乡村信息，包括乡村ID、乡村名称、所属区县、所属街道、乡村人口等字段。

2）网格信息表（tw_grid）：存储网格信息，包括网格ID、网格名称、所属乡村、网格工作人员等字段。

3）家庭信息表（tw_family）：存储家庭信息，包括家庭ID、户主姓名、所属网格、家庭成员等字段。

4）居民信息表（tw_people）：存储居民信息，包括居民ID、居民姓名、所属家庭、联系电话等字段。

5）用户表（sys_user）：存储系统用户信息，包括用户ID、用户名、密码、姓名、电话、邮箱等字段。

6）角色表（sys_role）：存储系统角色信息，包括角色ID、角色名称、角色编码等字段。

7）权限表（sys_permission）：存储系统权限信息，包括权限ID、权限名称、权限编码等字段。

8）菜单表（sys_menu）：存储系统菜单信息，包括菜单ID、菜单名称、菜单URL、菜单图标、路由及权限等字段。

9）部门表（sys_dept）：存储系统部门信息，包括部门ID、部门名称、部门编码、上级部门ID等字段。

10）日志表（sys_log）：存储系统操作日志信息，包括日志ID、操作人员ID、操作模块、操作类型、操作时间等字段。

11）系统参数表（sys_config）：存储系统的配置参数信息，包括参数ID、参数名称、参数键、参数值等字段。

以上数据表可以满足系统的基本功能需求，同时具备一定的扩展性和灵活性。数据库采用单库设计，如图2所示，不采用分库分表的设计方式，避免引入过多的复杂性和维护成本。同时，数据库需要进行定期备份和优化，保证数据的可靠性和系统的稳定性。

2.3  模块设计

模块设计主要内容如下：

1）乡村管理模块：乡村管理模块主要包括对乡村基本信息的增删改查功能，包括乡村名称、所属行政区划、地理位置、规模、产业结构等信息。此外，该模块还应支持导入导出乡村信息的功能，并提供数据统计功能，包括乡村数量、乡村规模、乡村产业结构等统计指标。

2）网格管理模块：网格管理模块主要包括对网格基本信息的增删改查功能，包括网格名称、所属乡村、负责人、联系方式等信息。此外，该模块还应支持网格人员的管理功能，包括网格人员的增删改查、角色权限的管理等。

3）家庭管理模块：家庭管理模块主要包括对家庭基本信息的增删改查功能，包括户主姓名、户籍所在地、家庭成员、联系方式等信息。此外，该模块还应支持家庭成员的管理功能，包括成员的增删改查、与网格员的关联等。

4）居民管理模块：居民管理模块主要包括对居民基本信息的增删改查功能，包括居民姓名、身份证号、联系方式等信息。此外，该模块还应支持居民与家庭、网格员的关联功能。

5）家庭年度统计模块：家庭年度统计模块主要实现对家庭的各项指标统计的功能。包括家庭净收入、耕地面积、住房面积、林地面积等。

6）居民年度统计模块：居民年度统计模块主要实现居民个人的信息统计。包括居民保险、公益性岗位、务工时间、医疗救助等信息。

7）事务报送管理：该模块主要实现居民日常事务报送及反馈的功能。

8）用户管理模块：该模块主要实现系统用户的增删改查功能，另外包括用户所属角色、部门及用户状态等。

9）角色管理模块：角色管理模块主要包括对系统角色的管理功能，包括角色的增删改查、角色授权等。

10）部门管理模块：部门管理模块主要包括对系统内部部门的增删改查功能，包括部门名称、上级部门、部门负责人等信息。此外，该模块还应支持部门人员的管理功能，包括人员的增删改查、角色权限的管理等。

11）菜单及按钮授权模块：菜单及按钮授权模块主要包括对系统菜单和按钮的管理功能，包括菜单和按钮的增删改查、权限授权等。

12）系统参数模块：系统参数模块用于管理系统中的各项参数配置，如系统名称、Logo、联系电话等。该模块包含参数的维护、查询、导出、导入等功能。

13）日志管理模块：该模块主要负责记录系统运行过程中产生的各种操作日志，如用户登录、菜单访问、数据修改等。具体包括日志的记录、查询、分析及导出。在实现上，使用Log4j开源日志框架进行记录和管理。同时，需要考虑日志记录的性能和存储空间的管理，可以采用日志滚动、压缩、归档等技术进行优化。模块功能设计图如图3所示。

3  系统实现

3.1  系统架构

系统架构采用前后端分离的方式，前端使用的技术栈为Vue+ElementUI，后端使用的技术栈为Spring Boot+MyBatis+MySQL。前端采用Vue框架进行开发，使用ElementUI组件库实现页面布局和交互功能。Vue通过axios库与后端进行数据交互。后端使用Spring Boot框架构建，MyBatis作为ORM框架与MySQL数据库进行交互。

前后端之间通过RESTful接口进行通信，实现了数据和业务逻辑的分离，提高了系统的灵活性和可扩展性。系统前端和后端部署在不同的服务器上，通过Nginx进行反向代理和负载均衡，提高了系统的可用性和稳定性。

同时，系统架构考虑到了安全性问题，前端通过JWT进行用户认证，后端使用Spring Security进行权限控制，保障了系统数据的安全性和可靠性。系统采用了分层架构设计，保障了系统的可维护性和可扩展性。

3.2  前端实现

本系统前端采用Vue.js框架进行开发，使用Element-UI作为UI框架，并集成了Vue-Router、Vuex等插件，以及Axios進行HTTP请求的发送和响应。系统前端采用组件化的设计思路，将系统拆分成多个独立的组件，方便管理和维护。

在前端实现中，主要包括登录、注册、个人信息、乡村管理、网格管理、家庭管理、居民管理等功能。如图4和图5所示，登录、注册使用Axios进行HTTP请求的发送和响应，完成用户身份验证。个人信息模块中，用户可以查看和修改自己的个人信息，包括用户名、密码、邮箱等。其他模块均包含新增、修改、删除、导出、导入等功能。

3.3  后端实现

本系统的后端采用了Spring Boot框架，使用MyBatis作为ORM框架，MySQL作为数据库。后端实现了RESTful API接口，对应前端的各个功能模块，实现了用户认证、权限控制等功能。

3.4  移动端实现

本系统的移动端采用uni-app进行开发。uni-app是基于Vue.js框架的开发平台，可以实现一份代码多端运行，包括iOS、Android和H5等多个平台。采用uni-app进行移动端开发，可以大大减少开发成本和工作量，同时提高开发效率和用户体验。在本系统的移动端实现中，uni-app主要用于实现用户登录、数据展示、事件上报、任务分派和消息通知等功能。通过uni-app的开发，可以让用户更加便捷地使用本系统，并且可以随时随地对乡村治理工作进行监管和管理。如图6所示。

4  结  论

本文介绍了乡村网格化管理系统的设计和实现。该系统旨在于通过信息化手段，提高农村治理水平，促进乡村振兴。本文首先进行了需求分析，明确了系统的功能和特点，然后进行了系统设计，包括前后端架构设计、数据库设计和系统流程设计等。最后进行了系统实现，包括前端和后端实现。本文所设计和实现的系统已在贵州省贵阳市花溪区曹家庄村试用，取得了良好的效果。

本文所设计的乡村网格化管理系统具有以下优点：一是实现了对村庄的信息化管理，提高了治理效率和服务水平。二是采用前后端分离的架构设计，提高了系统的灵活性和可扩展性。三是在系统设计过程中考虑到了安全性问题，保障了系统数据的安全性和可靠性。四是系统设计和实现经过试用和调试，具有较高的可用性和稳定性。

需要指出的是，本文所设计和实现的乡村网格化管理系统还存在一些不足之处，如界面设计和用户体验有待进一步改善，系统功能还可以继续优化等。希望在今后的工作中能够进一步完善和优化该系统，为乡村治理和乡村振兴做出更大的贡献。

参考文献：

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作者简介：李春雷（1983—），男，汉族，贵州贵阳人，中级工程师，硕士研究生，研究方向：信息化项目管理、软件工程、人机交互与用户体验设计；李宏（1987—），男，汉族，贵州贵阳人，高级工程师，硕士研究生，研究方向：软件工程、软件自动化；党媛媛（1989—），女，穿青人，贵州贵阳人，高级客户经理，本科，研究方向：系统行业市场分析、客户需求分析。