CN110136040A - 一种河长制信息化管理方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种河长制信息化管理方法及系统，通过整合现有各种基础数据、监测数据和监控视频，利用县、乡、村三级传输网络快速收敛至管理系统，面向各级领导、工作人员、社会公众提供不同层次、不同维度、不同载体的查询、上报和管理功能。通过系统的使用发挥加强水资源保护落实，加强河湖水域岸线管理保护，加强水污染防治，加强水环境治理，加强水生态修复，加强执法监管等作用。
Description
技术领域
本发明涉及水文和信息技术领域，尤其是涉及一种河长制信息化管理方法及系统。
背景技术
河长制要求现有政府的提高对河流的监控和执法等力度，进而需要建立一套相对完善的水环境监测、在线与线下管理、工作跟踪反馈体制。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，为河长制建设提供了一套信息化管理方法及系统，促进河长制的建设和发展。建立一个能满足各种业务应用，支持多协议的统一的计算机通讯平台，实现平滑、高效的网络互连，除满足业务需要外，还能满足信息系统将来的发展需求，顺应网络发展的趋势，保证可向未来网络模式平滑移植。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种河长制信息化管理系统，采用层次化的网络设计结构，包括采集层、硬件层、存储层、平台层、应用层、交互层，其中采集层、硬件层和存储层是管理系统的基础支撑，平台层、应用层和交互层是管理系统的功能部分；
所述采集层，负责数据的获取及录入，将所述硬件层自动监测设备获取的数据及人工采集的数据在所述硬件层相关网络设备支持下进行传输，并将数据录入所述存储层相关数据库；
所述硬件层，为系统提供数据传输、计算支持，设备包括服务器、网络设备、磁盘阵列以及物联网相关设备，为所述采集层提供数据自动采集及传输的基础硬件支撑，同时为所述存储层提供存储设备支撑；
所述存储层，提供系统数据管理的功能，包括数据库的维护和管理，在所述硬件层相关设备支持下，接收并存储所述采集层获取的数据，利用数据库软件将存储在系统内的不同类型不同格式的数据进行分类、存储维护和管理；
所述平台层，是进行数据处理和分析的核心，利用大数据分析和云计算方法直接调用所述存储层的数据，在经过特定处理分析后向所述应用层提供结果数据；
所述应用层，将所述平台层提供的信息转化为各种具体的数据和参数，为系统使用者提供直观而有效的信息分析结果，所述应用层直接面对使用者，跨系统跨平台实现结果呈现和信息发布功能；
所述交互层，是系统通过物联网技术实现不同层面对象交互的环节，系统用户通过查看所述应用层展示的信息，借助浏览器、手机App、微信公众号工具进行信息查看与反馈，交互的对象包括各种层面的用户。
所述采集层由各个监测台站、巡河工作人员和其他采集端口组成，为提高河长制信息化管理系统的通用性及可扩展性,采集层采用标准式接口设计, 并设置有若干通用并可扩展的数据接口,用以实现数据的采集。
所述存储层将数据进行分类管理，分为基础数据、空间数据、业务数据、多媒体数据、实时数据、元数据。
所述平台层包括大数据分析平台、共享交换平台、移动互联网平台和云计算平台。
所述应用层的信息分析功能包括河湖库渠管理、健康评价、考核监督、监测网络、基础管理、综合查询、统计分析、巡检管理、数据报表发布和信息交换。
所述各种层面的用户包括河长本人、河长办人员、巡查人员和公众。
上述河长制信息化管理方法，包括以下步骤：
(1)采集层通过监测设备或人工方式获取数据，借助硬件设备支持将数据传输录入存储层，生成自动监测数据库及人工监测数据库；
(2)硬件层为采集层与存储层提供基础设备支撑，通过设备接口及相关网络传输协议支持数据采集、传输及存储；
(3)存储层接收采集层传输到存储设备的数据，对数据进行分类管理；
(4)平台层运用不同的分析计算方法，对存储层相关数据进行分析计算；
(5)应用层接收平台层数据分析计算的结果，将结果通过不同展示终端向用户展示；
(6)系统用户通过交互层查看应用层推送发布的相关信息，并对信息进行接收和反馈。
在步骤(6)中对于用户反馈的信息，包括文字、图像、语音及视频形式，系统可实现回传保存；对于语音反馈信息，根据需要将其识别为文字进行保存。
一种实现上述河长制信息化管理方法的计算机程序。
一种实现上述河长制信息化管理方法的信息数据处理终端。
本发明的有益效果是：河长制信息化管理系统应运而生，该系统用于辅助推行河长制的日常与分析统计工作。利用信息化的技术在物联网的基础上检测和控制河长制各类信息的采集、上报、处理存储和调用。该系统可以帮助进一步完善我国水生态建设的法律与政策依据，为今后的经济建设与社会发展带上了一道必须的制度的枷锁，也可以促进对水资源规划、水功能区建设与保护、水资源论证等业务内容的规范。
附图说明
图1是本发明河长制信息化管理系统结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
如图1所示，本发明的河长制信息化管理系统，采用层次化的网络设计结构，包括采集层、硬件层、存储层、平台层、应用层、交互层，其中采集层、硬件层和存储层是管理系统的基础支撑，平台层、应用层和交互层是管理系统的功能部分；
所述采集层，负责数据的获取及录入，将所述硬件层自动监测设备获取的数据及人工采集的数据在所述硬件层相关网络设备支持下进行传输，并将数据录入所述存储层相关数据库；
所述硬件层，为系统提供数据传输、计算支持，设备包括服务器、网络设备、磁盘阵列以及物联网相关设备，为所述采集层提供数据自动采集及传输的基础硬件支撑，同时为所述存储层提供存储设备支撑；
所述存储层，提供系统数据管理的功能，包括数据库的维护和管理，在所述硬件层相关设备支持下，接收并存储所述采集层获取的数据，利用数据库软件将存储在系统内的不同类型不同格式的数据进行分类、存储维护和管理；
所述平台层，是进行数据处理和分析的核心，利用大数据分析和云计算方法直接调用所述存储层的数据，在经过特定处理分析后向所述应用层提供结果数据；
所述应用层，将所述平台层提供的信息转化为各种具体的数据和参数，为系统使用者提供直观而有效的信息分析结果，所述应用层直接面对使用者，跨系统跨平台实现结果呈现和信息发布功能；
所述交互层，是系统通过物联网技术实现不同层面对象交互的环节，系统用户通过查看所述应用层展示的信息，借助浏览器、手机App、微信公众号工具进行信息查看与反馈，交互的对象包括各种层面的用户。
所述采集层由各个监测台站、巡河工作人员和其他采集端口组成，为提高河长制信息化管理系统的通用性及可扩展性,采集层采用标准式接口设计, 并设置有若干通用并可扩展的数据接口,用以实现数据的采集。
所述存储层将数据进行分类管理，分为基础数据、空间数据、业务数据、多媒体数据、实时数据、元数据。
所述平台层包括大数据分析平台、共享交换平台、移动互联网平台和云计算平台。
所述应用层的信息分析功能包括河湖库渠管理、健康评价、考核监督、监测网络、基础管理、综合查询、统计分析、巡检管理、数据报表发布和信息交换。
所述各种层面的用户包括河长本人、河长办人员、巡查人员和公众。
上述河长制信息化管理方法，包括以下步骤：
(1)采集层通过监测设备或人工方式获取数据，借助硬件设备支持将数据传输录入存储层，生成自动监测数据库及人工监测数据库；
(2)硬件层为采集层与存储层提供基础设备支撑，通过设备接口及相关网络传输协议支持数据采集、传输及存储；
(3)存储层接收采集层传输到存储设备的数据，对数据进行分类管理；
(4)平台层运用不同的分析计算方法，对存储层相关数据进行分析计算；
(5)应用层接收平台层数据分析计算的结果，将结果通过不同展示终端向用户展示；
(6)系统用户通过交互层查看应用层推送发布的相关信息，并对信息进行接收和反馈。
在步骤(6)中对于用户反馈的信息，包括文字、图像、语音及视频形式，系统可实现回传保存；对于语音反馈信息，根据需要将其识别为文字进行保存。
一种实现上述河长制信息化管理方法的计算机程序。
一种实现上述河长制信息化管理方法的信息数据处理终端。
其中,采集层由各个监测台站、巡河工作人员、专职信息和其他采集端口组成。为提高河长制信息化管理系统的通用性及可扩展性,采集层采用标准式接口设计,并设置有若干通用并可扩展的数据接口,通过采集层交换机上的上述工业以太网接口,实现数据的录入。
硬件层是河长制信息化管理系统的硬件基础，也是系统能够平稳高效运行的保障，主要硬件层的基本构成如下：
a.数据库服务器：LINUX服务器，要求内存32G以上，硬盘2T以上，CPU 主频3.0G以上。
b.应用服务器：LINUX服务器(REDHAT 7.2+)，要求内存16G以上，硬盘1T以上，CPU主频2.4G以上。
c.地图服务器：WINDOWS系统，要求内存16G以上，硬盘1TG以上。
d.手机APP：安卓4.0及更高版本操作系统，IOS 5及更高版本IOS系统，要求运行内存1G以上，存储卡2G以上，CPU主频1G以上。
存储层可以依托数据服务器中的硬盘或配置磁盘阵列，当系统运行初期数据量不大时可以使用服务器硬盘存储，随着工作的推进当系统中的数据量较大时建议采用磁盘阵列，其配置如下
硬盘转数：7200rpm，高速缓存：8G，外接主机通道：1Gbps iSCSI，单机磁盘数量：24个。
此外存储层需要数据库软件管理和维护数据，推荐使用oracle软件，版本号不低于11g。
平台层完成整个系统的数据分析和计算，除了要调用数据库软件对输入输出进行管理外，还需要一些常规软件实现日常功能，例如
应用服务器：JDK1.7以上,应用中间件TOMCAT7.0以上；
浏览器：IE8及以上；
手机操作系统：安卓Android4.0以上或者IOS 5及更高版本。
除此之外，平台层还集成了专业的水文数据分析和处理软件，从而为决策提供有利的支持。
应用层和交互层借助各自的专业软件实现。
所有应用软件系统支持RISC架构的小型机、Intel架构的服务器等主流硬件平台；采用Linux、Windows Server或CentOS操作系统平台；支持TCP/IP、 IEEE 802.3、NetBEUI、IPX/SPX等主流网络协议；支持Oracle、My SQL、SQL Server数据库；B/S架构的各个应用均使用J2EE体系架构开发，各个应用使用统一的开发平台。
应用系统提供统一的用户、权限、菜单、问题、性能、日志等管理功能，这样方便管理员进行日常管理和监控，提供进一步使用HTTP协议与系统管理平台的统一管理接口。
B/S架构的应用系统使用构件式开发，统一选用基于SpringMVC+hibernate的架构开发应用系统。开发应用平台是通用的、产品化的；实现高效开发、简易维护，提高应用系统的质量。在现有成熟的通用基础构件、业务基础构件的基础上开发，以适应项目应用的不确定性、快速发展、后期拓展等要求，并实现构件级的可重用技术。所有B/S架构的应用均基于Model-View-Controller(MVC)模式，将应用软件的界面层、展现层、业务逻辑层以及数据访问层明确分离开来，以支持跨平台操作和分布式应用，具备良好的可扩充性，以利于扩展到支持XML数据交换、Web Service应用集成。
从河长制信息化管理平台的管理和技术角度来看，采用层次化的网络设计结构，这样既方便了管理，也有利于扩展和灵活布置。
采集层负责数据的获取、录入、存储和管理。数据获取的方式包括人工采集的数据录入，各站点自动检测获得和公众上传等途径。不同类型数据的存储和处理方式不同，采集层为不同类型的数据提供适合其特征的输入方式。采集层是整个系统的信息的来源，它能否提供全面准确的信息决定河长制信息化管理系统的成败。
硬件层为系统提供计算平台的支持，包括服务器的主机，磁盘阵列，互联网以及相关的物联网。硬件的性能和可靠性是保障信息化系统流畅而稳定运行的基础，系统设计时应充分考虑随着系统运行时间的增长采集的数据量会不断增大，应考虑系统的可扩展性和硬件系统结构的科学性。
存储层主要负责系统数据管理的功能，包括数据库的维护和管理。利用数据库软件将存储在系统内的不同类型不同格式的数据进行分类，存储维护和管理。数据层通过现有资源和应用程序对不断变化的系统需求提供支持，从而实现IT灵活性。其核心思想是将资源池化——处理器、网络、存储和可能的中间件——通过这样的方式，可以生成计算的子单位，并根据系统流程需求很容易地分配或取消。
平台层是整个管理系统的核心部分，该层利用大数据分析和云计算等方法对系统采集到，存储在硬件中，被数据中心管理和维护的数据进行分析，基于数据给出河长制相关的信息和建议为河长制的建设和发展提供支持。平台层是进行数据解译、处理和分析的核心环节，是系统提供有效信息的关键。该层包含了大部分的数据处理和分析的算法及工具，其数据加工效率直接决定系统的反应速度。该层直接调用存储层的数据，并向应用层提供结果数据。
应用层将平台层提供的信息转化为各种具体的数据和参数，为使用者提供直观而有效的信息分析结果。例如河湖库渠管理、健康评价、考核监督、监测网络、基础管理、综合查询、统计分析、巡检管理、数据报表发布和信息交换。应用层直接面对使用者，跨系统跨平台实现结果呈现和信息发布等功能。
交互层是管理系统通过物联网技术实现不同层面对象交互的环节，这种交互借助跨平台终端实现，包括web端，移动端和微信平台。交互的对象包括各种层面的用户，包括河长本人、河长办公室、巡查人员，相关管理部门和公众。交互功能不仅包括专家系统、决策支持、实时通讯等工作人员的交互，也让民众有了参与河长制的机会。
(1)系统中采用地理信息系统分析技术，构建自动化的在线分析功能，实现了自动化河长确权的业务应用，通过行政区界对问题河道进行自动勘边定界，明确每个河长职责范围，以利于河长制实施之后明确河长责任，确保问题追踪到人；
(2)系统采用图像、视频分析技术，基于全球导航定位技术，通过“一张图”集中显示河湖信息及河段、排污口、污染源、水质、涉水工程等信息，便于河长、河长办工作人员集中了解辖区内河道情况，并及时基于分析结果制定决策意见；
(3)采用移动终端语音自动识别、视频同步传输技术，解决村级河长及巡河员年龄偏大，文化水平不高，不能及时通过APP文字录入功能上报信息的问题，在河长制信息化平台APP端上报问题时可直接通过语音或视频取证问题并进行上报，平台端可自动识别语音形成文字版的巡河日志。
(4)采用云架构方案，方便系统扩展，既可作为省平台使用，又可作为地市、县级平台使用；采用B/S架构，方便运行管理和维护，安全性有保障，可支持SaaS服务模式；采用分布式系统结构设计，发布和部署简单。
河长制信息化管理系统全面建立省、市、县、乡、村各级河长信息管理体系，构建并实现了责任明确、协调有序、监管严格、保护有力的河湖管理保护机制和平台，为维护河湖健康生命、实现河湖功能永续利用提供制度保障。系统整体采取云部署方式，在硬件、网络、维护、安全确保方面提供高效、高并发、高扩展性的服务。系统基于国家相关标准以及先进技术进行架构设计，提供可确保的基础硬件、网络和业务扩展能力。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用全部或部分地以计算机程序产品的形式实现，所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输)。所述计算机可读取存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)或者半导体介质(例如固态硬盘SolidState Disk(SSD))等。
以上所述的实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够理解本发明的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本发明的专利范围，即凡本发明所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本发明的专利范围内。
Claims (10)
1.一种河长制信息化管理系统，其特征在于，采用层次化的网络设计结构，包括采集层、硬件层、存储层、平台层、应用层、交互层，其中采集层、硬件层和存储层是管理系统的基础支撑，平台层、应用层和交互层是管理系统的功能部分；
所述采集层，负责数据的获取及录入，将所述硬件层自动监测设备获取的数据及人工采集的数据在所述硬件层相关网络设备支持下进行传输，并将数据录入所述存储层相关数据库；
所述硬件层，为系统提供数据传输、计算支持，设备包括服务器、网络设备、磁盘阵列以及物联网相关设备，为所述采集层提供数据自动采集及传输的基础硬件支撑，同时为所述存储层提供存储设备支撑；
所述存储层，提供系统数据管理的功能，包括数据库的维护和管理，在所述硬件层相关设备支持下，接收并存储所述采集层获取的数据，利用数据库软件将存储在系统内的不同类型不同格式的数据进行分类、存储维护和管理；
所述平台层，是进行数据处理和分析的核心，利用大数据分析和云计算方法直接调用所述存储层的数据，在经过特定处理分析后向所述应用层提供结果数据；
所述应用层，将所述平台层提供的信息转化为各种具体的数据和参数，为系统使用者提供直观而有效的信息分析结果，所述应用层直接面对使用者，跨系统跨平台实现结果呈现和信息发布功能；
所述交互层，是系统通过物联网技术实现不同层面对象交互的环节，系统用户通过查看所述应用层展示的信息，借助浏览器、手机App、微信公众号工具进行信息查看与反馈，交互的对象包括各种层面的用户。
2.根据权利要求1所述河长制信息化管理系统，其特征在于，所述采集层由各个监测台站、巡河工作人员和其他采集端口组成，为提高河长制信息化管理系统的通用性及可扩展性,采集层采用标准式接口设计,并设置有若干通用并可扩展的数据接口,用以实现数据的采集。
3.根据权利要求1所述河长制信息化管理系统，其特征在于，所述存储层将数据进行分类管理，分为基础数据、空间数据、业务数据、多媒体数据、实时数据、元数据。
4.根据权利要求1所述河长制信息化管理系统，其特征在于，所述平台层包括大数据分析平台、共享交换平台、移动互联网平台和云计算平台。
5.根据权利要求1所述河长制信息化管理系统，其特征在于，所述应用层的信息分析功能包括河湖库渠管理、健康评价、考核监督、监测网络、基础管理、综合查询、统计分析、巡检管理、数据报表发布和信息交换。
6.根据权利要求1所述河长制信息化管理系统，其特征在于，所述各种层面的用户包括河长本人、河长办人员、巡查人员和公众。
7.如权利要求1-6任一项所述河长制信息化管理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)采集层通过监测设备或人工方式获取数据，借助硬件设备支持将数据传输录入存储层，生成自动监测数据库及人工监测数据库；
(2)硬件层为采集层与存储层提供基础设备支撑，通过设备接口及相关网络传输协议支持数据采集、传输及存储；
(3)存储层接收采集层传输到存储设备的数据，对数据进行分类管理；
(4)平台层运用不同的分析计算方法，对存储层相关数据进行分析计算；
(5)应用层接收平台层数据分析计算的结果，将结果通过不同展示终端向用户展示；
(6)系统用户通过交互层查看应用层推送发布的相关信息，并对信息进行接收和反馈。
8.根据权利要求7所述河长制信息化管理方法，其特征在于，在步骤(6)中对于用户反馈的信息，包括文字、图像、语音及视频形式，系统可实现回传保存；对于语音反馈信息，根据需要将其识别为文字进行保存。
9.一种实现权利要求7-8任意一项所述河长制信息化管理方法的计算机程序。
10.一种实现权利要求7-8任意一项所述河长制信息化管理方法的信息数据处理终端。
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