北京河長(zhǎng)智慧移動(dòng)終端應(yīng)用設(shè)計(jì)與開發(fā)

唐錨　尹曉楠　李霞

摘 要：為解決河長(zhǎng)制信息系統(tǒng)用戶數(shù)量大、應(yīng)用環(huán)境復(fù)雜、終端型號(hào)多導(dǎo)致的實(shí)際業(yè)務(wù)問題，運(yùn)用精準(zhǔn)定位優(yōu)化技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、人工智能技術(shù)及跨平臺(tái)系統(tǒng)集成技術(shù)，進(jìn)行北京河長(zhǎng)智慧移動(dòng)終端應(yīng)用的設(shè)計(jì)與開發(fā)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位、事件智能上報(bào)、多平臺(tái)交互等功能。實(shí)踐表明，北京河長(zhǎng)智慧移動(dòng)終端應(yīng)用為河長(zhǎng)制業(yè)務(wù)管理工作提供了一種便捷、高效、智能的辦公方式。

關(guān)鍵詞：河長(zhǎng)制;精準(zhǔn)定位;巡河;AI智能交互;數(shù)據(jù)管理

中圖分類號(hào)：TV213.4?? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

doi：10.3969/j.issn.1000-1379.2020.03.033

Application Design and Development of Smart Mobile Terminal of River Chief in Beijing

TANG Mao1， YIN Xiaonan1， LI Xia2

（1.Beijing Water Information Management Center， Beijing 100089， China;

2.Twenty-First Century Aerospace Technology Co.， Ltd， Beijing 100096， China）

Abstract：In order to solve the operational problems caused by the large number of users， complex application environment and various models terminal of river chief system， the optimized technique of accurate location， big data and artificial intelligence technology， cross-platform system integration were applied in the application design and development of Beijing river chief smart system. Implemented functions included precise positioning， intelligent event reporting and multi-platform interaction. The practice proves that with the help of this system， the river chief office mode has becomes more convenient， more efficient and more intelligent.

Key words： river chief system; precise positioning; river patrol; artificial intelligence interaction; data management

1 引 言

2016年，中共中央辦公廳、國(guó)務(wù)院辦公廳提出在全國(guó)范圍內(nèi)全面推行河長(zhǎng)制，建立省、市、縣、鄉(xiāng)四級(jí)河長(zhǎng)體系，分級(jí)分段進(jìn)行河湖管理，各級(jí)河長(zhǎng)以“保護(hù)水資源、防治水污染、改善水環(huán)境、修復(fù)水生態(tài)”為主要任務(wù)，構(gòu)建責(zé)任明確、協(xié)調(diào)有序、監(jiān)管嚴(yán)格、保護(hù)有力的河湖管理保護(hù)機(jī)制[1]。北京市為了進(jìn)一步推進(jìn)河長(zhǎng)制、湖長(zhǎng)制工作，建立市、區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)（街道）、村四級(jí)河（湖）長(zhǎng)管理體系，要求各級(jí)河長(zhǎng)積極履職，解決河湖管理保護(hù)重難點(diǎn)問題，建立定期巡查制度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并協(xié)調(diào)解決河湖管理保護(hù)存在的問題，實(shí)現(xiàn)主要河湖水清、岸綠、安全、宜人[2]。

隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和IT業(yè)的高速發(fā)展，移動(dòng)辦公已經(jīng)成為繼電腦無紙化辦公、互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程化辦公之后的新一代辦公模式，可以擺脫空間和時(shí)間的束縛，高效迅捷地開展工作。為了給各級(jí)河長(zhǎng)提供便捷、智能、直觀的業(yè)務(wù)支撐工具，引入移動(dòng)通信、人工智能、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)，以移動(dòng)終端為載體，開發(fā)北京河長(zhǎng)智慧移動(dòng)終端應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)河長(zhǎng)巡河在線記錄、巡河問題及時(shí)上報(bào)、成員單位聯(lián)合處置、河長(zhǎng)履職監(jiān)督考核以及河長(zhǎng)工作可視化展示等功能，便于各級(jí)河長(zhǎng)便捷、高效地開展綜合業(yè)務(wù)管理[3]。

2 設(shè)計(jì)要求

2.1 多對(duì)象、自適應(yīng)、跨平臺(tái)的要求

北京河長(zhǎng)智慧移動(dòng)終端應(yīng)用服務(wù)對(duì)象包括市、區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)（街道）、村四級(jí)河（湖）長(zhǎng)、河長(zhǎng)辦工作人員及河湖巡查人員，涉及人員數(shù)量大，所使用的終端型號(hào)多，需要開發(fā)自適應(yīng)的移動(dòng)應(yīng)用，方便用戶自行安裝與使用。同時(shí)，北京河長(zhǎng)智慧移動(dòng)終端應(yīng)用需要與北京市河長(zhǎng)制管理系統(tǒng)（PC端）、水利部河長(zhǎng)制平臺(tái)以及環(huán)保、農(nóng)業(yè)等各成員單位的應(yīng)用系統(tǒng)間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互、服務(wù)調(diào)用等[4]。

2.2 數(shù)據(jù)及時(shí)精準(zhǔn)、交互易用準(zhǔn)確的要求

為解決巡河過程中信息的漏報(bào)、重報(bào)、誤報(bào)等操作導(dǎo)致上報(bào)信息歸檔和存儲(chǔ)不全面、不及時(shí)等問題，利用移動(dòng)終端自動(dòng)定位、便捷拍照、問題及時(shí)上報(bào)等功能，在巡河過程中自動(dòng)匹配準(zhǔn)確的河湖，并精準(zhǔn)記錄巡河的軌跡。為解決基層河長(zhǎng)、巡查員在巡河現(xiàn)場(chǎng)編輯文字效率低的問題，引入智能語(yǔ)音交互技術(shù)實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音輸入，并轉(zhuǎn)換為文字存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)信息推送及反饋，結(jié)合知識(shí)圖譜提升語(yǔ)意識(shí)別準(zhǔn)確度，提供語(yǔ)音分析、深度語(yǔ)義理解、知識(shí)檢索和答案整合等功能，實(shí)現(xiàn)交互式問答，提升系統(tǒng)的易用性和智能性。

2.3 數(shù)據(jù)融合、可視化展示的要求

圍繞“巡查、受理、管理、監(jiān)督、考核”等河長(zhǎng)制核心業(yè)務(wù)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)具備大數(shù)據(jù)的特征，且時(shí)間與空間的關(guān)系多樣復(fù)雜，數(shù)據(jù)融合、分析和展示尤為重要。通過對(duì)河長(zhǎng)制數(shù)據(jù)融合、河長(zhǎng)巡河軌跡特征點(diǎn)抽稀、模型與模型融合以及可視化技術(shù)進(jìn)行研究，建立“人—軌跡—事件—時(shí)間”的關(guān)聯(lián)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)多維度互查。通過河長(zhǎng)巡河軌跡特征點(diǎn)抽稀，實(shí)現(xiàn)巡河軌跡快速存儲(chǔ)和展示，利用空間分析模型結(jié)合規(guī)則引擎的空間數(shù)據(jù)挖掘分析單元支撐巡河覆蓋率的高效計(jì)算，支撐河長(zhǎng)制數(shù)據(jù)的有效存儲(chǔ)、快速檢索以及河長(zhǎng)制日常業(yè)務(wù)管理。

2.4 云端部署、安全穩(wěn)定的要求

系統(tǒng)涉及多部門、多用戶、多業(yè)務(wù)、多數(shù)據(jù)的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，對(duì)硬件設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)帶寬、使用環(huán)境要求高。采用云端部署模式，加強(qiáng)用戶認(rèn)證、訪問控制、數(shù)據(jù)災(zāi)備、安全保密等領(lǐng)域建設(shè)，確保平臺(tái)安全穩(wěn)定運(yùn)行，降低后期運(yùn)行維護(hù)管理難度，并為拓展云計(jì)算、大數(shù)據(jù)分析等新一代信息技術(shù)做好對(duì)接[5]。

3 總體架構(gòu)

隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，智能手機(jī)已經(jīng)成為工作交流和溝通的必要工具，北京河長(zhǎng)智慧移動(dòng)終端系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用是“智慧治水、掌上治水”的有效工作方式。遵循國(guó)家政務(wù)信息化建設(shè)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，按照水利部、北京市河長(zhǎng)制的業(yè)務(wù)需求，設(shè)計(jì)了北京河長(zhǎng)智慧移動(dòng)終端應(yīng)用建設(shè)總體框架，如圖1所示。

3.1 基礎(chǔ)設(shè)施與運(yùn)行環(huán)境

北京河長(zhǎng)智慧移動(dòng)終端應(yīng)用是運(yùn)行在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境的應(yīng)用系統(tǒng)，系統(tǒng)部署在云端，依托于北京市市級(jí)政務(wù)云平臺(tái)所提供的基礎(chǔ)軟硬件、網(wǎng)絡(luò)通信和系統(tǒng)運(yùn)行安全等服務(wù)，涉及的基礎(chǔ)設(shè)施和運(yùn)行環(huán)境主要包括Weblogic應(yīng)用服務(wù)器、Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)、互聯(lián)網(wǎng)IP地址租用服務(wù)、WAF防護(hù)、遠(yuǎn)程接入服務(wù)、防病毒軟件服務(wù)、重要時(shí)期安全掃描服務(wù)以及操作系統(tǒng)加固服務(wù)等。

3.2 數(shù)據(jù)管理與應(yīng)用支撐

數(shù)據(jù)管理是對(duì)數(shù)據(jù)的定義、傳輸、交換、存儲(chǔ)的統(tǒng)一管理，構(gòu)建包含巡河數(shù)據(jù)、巡河軌跡數(shù)據(jù)、巡河問題數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)地圖數(shù)據(jù)、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、元數(shù)據(jù)等多種數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化更新、維護(hù)和管理服務(wù)。應(yīng)用支撐介于應(yīng)用層與數(shù)據(jù)層之間，包括工作流、權(quán)限認(rèn)證、日志操作、中間件、GIS服務(wù)等支撐組件。

3.3 應(yīng)用體系與后臺(tái)管理

基于不同用戶層級(jí)在業(yè)務(wù)應(yīng)用過程中的需求規(guī)格，結(jié)合軟件功能設(shè)計(jì)要求，形成北京河長(zhǎng)智慧移動(dòng)終端應(yīng)用的業(yè)務(wù)應(yīng)用體系，包括現(xiàn)在巡河、巡河統(tǒng)計(jì)、問題統(tǒng)計(jì)、河長(zhǎng)名錄、河湖名錄、重點(diǎn)任務(wù)、日常監(jiān)督、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等各類業(yè)務(wù)應(yīng)用。北京河長(zhǎng)智慧移動(dòng)終端應(yīng)用后臺(tái)管理是對(duì)移動(dòng)端應(yīng)用的用戶、權(quán)限、版本、數(shù)據(jù)等進(jìn)行管理以支撐前臺(tái)的業(yè)務(wù)應(yīng)用。

3.4 標(biāo)準(zhǔn)與保障體系

標(biāo)準(zhǔn)與保障體系是支撐該系統(tǒng)順利實(shí)施、穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)。主要包括數(shù)據(jù)更新機(jī)制、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系、安全保障體系、運(yùn)維體系等。北京河長(zhǎng)智慧移動(dòng)終端應(yīng)用部署在北京市市級(jí)政務(wù)云平臺(tái)上，該平臺(tái)已按照等級(jí)保護(hù)要求，從物理安全、網(wǎng)絡(luò)安全、主機(jī)安全、虛擬化安全、應(yīng)用安全、數(shù)據(jù)安全等6個(gè)方面進(jìn)行了安全技術(shù)體系規(guī)劃，且所有設(shè)備全部冗余，可避免一臺(tái)設(shè)備宕機(jī)造成的單點(diǎn)故障。

4 關(guān)鍵技術(shù)及功能實(shí)現(xiàn)

4.1 精準(zhǔn)定位及軌跡優(yōu)化

巡河定位的精度和巡河軌跡的準(zhǔn)確性直接關(guān)系到河長(zhǎng)制業(yè)務(wù)考核及工作記錄，需在實(shí)現(xiàn)河道巡查和軌跡記錄的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步優(yōu)化定位及軌跡記錄精度。本系統(tǒng)在抽稀-道格拉斯算法提升定位點(diǎn)精度的基礎(chǔ)上，采用蓄水池采樣算法和滑動(dòng)窗口相結(jié)合的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)縮減糾偏，隨后通過自定義View，動(dòng)態(tài)地繪制巡河軌跡。

4.1.1 定位點(diǎn)的抽稀-道格拉斯算法

北京河長(zhǎng)智慧移動(dòng)終端應(yīng)用中的軌跡記錄功能是對(duì)抽稀算法的實(shí)例化，在應(yīng)用中選擇了抽稀算法中的抽稀-道格拉斯算法（簡(jiǎn)稱D-P算法）。該算法的特點(diǎn)是：給定曲線及閾值后，其抽樣結(jié)果是一定的，且該算法具有旋轉(zhuǎn)和平移不變性。

該算法的基本思路是：選定一定集合的曲線對(duì)應(yīng)的點(diǎn)集后，選中曲線的起始點(diǎn)與終止點(diǎn)，并在兩點(diǎn)之間作一條直線，依次求取兩點(diǎn)間所有點(diǎn)到該直線的距離，找到所有點(diǎn)中距離該直線最遠(yuǎn)的點(diǎn)并求取其距離dmax，指定限差D，將限差D與dmax相比，若dmax≥D，則保留該點(diǎn)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)的值，且以該點(diǎn)為界限，將曲線分為兩部分，分別對(duì)這兩部分運(yùn)行上述算法，依此循環(huán)，直到起點(diǎn)與終點(diǎn)間再無坐標(biāo)點(diǎn);若dmax

其具體實(shí)現(xiàn)步驟如下：

（1）將起始點(diǎn)與終止點(diǎn)通過直線連接，并找出兩點(diǎn)間所有點(diǎn)到該直線的距離，通過比較找出其中距離該直線最遠(yuǎn)的點(diǎn)，通過該點(diǎn)到直線的距離dmax與指定閾值D的比較，將大于閾值D的點(diǎn)保留，記錄其坐標(biāo)點(diǎn)，并以該點(diǎn)為分界線，將曲線劃分為兩部分。

（2）將步驟（1）得到的兩部分曲線重復(fù)步驟（1）的操作，直到找到兩邊的最大閾值點(diǎn)。

（3）重復(fù)前面兩步操作，直到分出來的曲線內(nèi)部再也找不到對(duì)應(yīng)的dmax，此時(shí)按照順序，將這些點(diǎn)連接起來，得到抽稀以后的曲線，該曲線比圓更平滑更簡(jiǎn)化。

4.1.2 數(shù)據(jù)縮減糾偏算法

北京河長(zhǎng)智慧移動(dòng)終端應(yīng)用中的軌跡糾偏采用了蓄水池采樣算法與滑動(dòng)窗口算法相結(jié)合的方法，高效地判斷當(dāng)前點(diǎn)是否可以加入到擬合軌跡中，通過預(yù)測(cè)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)找出偏離軌跡較大的點(diǎn)，并盡可能多地將軌跡點(diǎn)擬合到軌跡中去[7]。

（1）蓄水池采樣算法該算法在非確定長(zhǎng)度的數(shù)的集合中隨機(jī)取樣，保證取樣的概率相同。算法說明如下：

當(dāng)m=1時(shí)，由于集合中只有一個(gè)，其取到概率為

P（A1）=1（1）

當(dāng)m=k時(shí)，集合中有k個(gè)值，其隨機(jī)抽取到Ax的概率為

P（Ax）=1/k（2）

當(dāng)m=k+1時(shí)，在k+1個(gè)數(shù)中取到Ak+1的概率為

P（Ak+1）=1/（k+1）（3）

所以取到Ax的概率為

P（Ax）=（1/k）k/（k+1）=1/（k+1）（4）

由于該算法只能用于隨機(jī)取樣，并未考慮到時(shí)間和空間等因素，因此需要與滑動(dòng)窗口算法相結(jié)合來達(dá)到糾偏的目的。

（2）滑動(dòng)窗口算法。算法說明如下：在一條軌跡曲線對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)的集合{P0，P1，P2，…，Pn，…，Ps}中，選定第一個(gè)點(diǎn)為起始點(diǎn)，記為P0，向右開始滑動(dòng)窗口，依次加入坐標(biāo)點(diǎn)，每加入一個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)Pn，就比較Pn-1和Pn間的距離和閾值，若距離小于閾值，則繼續(xù)向右滑動(dòng)，并將Pn-1對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)從軌跡中舍去;若距離大于閾值，則消除Pn-1后，以Pn為新起點(diǎn)開始向右滑動(dòng)窗口，重復(fù)前面步驟，直到滑動(dòng)到Ps，若滑動(dòng)過程中得到的大于閾值的軌跡點(diǎn)為Pi、Pm、Pn，則最終選取的近似軌跡點(diǎn)的集合為{P0，Pi，Pm，Pn，Ps}[7]。

4.1.3 自定義運(yùn)動(dòng)軌跡繪制

根據(jù)高德地圖提供繪制軌跡的API，在地圖上覆蓋一個(gè)自定義的View。由于地圖API提供經(jīng)緯度轉(zhuǎn)換成移動(dòng)終端的坐標(biāo)，因此可以用地圖上點(diǎn)對(duì)應(yīng)的屏幕位置，也就自然可以自定義一個(gè)View動(dòng)態(tài)的繪制軌跡，當(dāng)自定義View的動(dòng)畫結(jié)束之后，隱藏自定義View然后在地圖上繪制軌跡。

在實(shí)現(xiàn)定位精度及巡河軌跡繪制優(yōu)化后（巡河軌跡優(yōu)化前后對(duì)比見圖2），系統(tǒng)對(duì)河長(zhǎng)巡河軌跡的記錄已達(dá)到業(yè)務(wù)精度要求，能夠準(zhǔn)確記錄河長(zhǎng)的巡河行為，并以此作為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，對(duì)河長(zhǎng)的日常工作進(jìn)行考核，系統(tǒng)數(shù)據(jù)符合業(yè)務(wù)考核要求。

圖2 巡河軌跡優(yōu)化前后對(duì)比

4.2 AI智能交互技術(shù)

為解決基層河長(zhǎng)、巡查員在現(xiàn)場(chǎng)巡河過程中文字編輯效率低、人為問題分類標(biāo)準(zhǔn)不一致等問題，系統(tǒng)采用自然語(yǔ)言提取技術(shù)，將語(yǔ)音輸入的問題或舉報(bào)信息轉(zhuǎn)換為文字，并基于智能語(yǔ)料識(shí)別分析技術(shù)，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音交互和業(yè)務(wù)問題智能分類[8]。

4.2.1 語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)

北京河長(zhǎng)智慧移動(dòng)終端應(yīng)用采用的語(yǔ)音識(shí)別核心技術(shù)是統(tǒng)計(jì)模式識(shí)別。首先從輸入信號(hào)中提取特征，供聲學(xué)模型處理，在處理過程中，采用信號(hào)處理技術(shù)，盡可能降低環(huán)境噪聲、信道、說話人等因素對(duì)特征造成的影響。然后根據(jù)聲學(xué)模型尋找相關(guān)的語(yǔ)言模型及語(yǔ)料庫(kù)，語(yǔ)言模型尋找能夠以最大概率的詞串輸出。語(yǔ)音識(shí)別結(jié)果的準(zhǔn)確率與語(yǔ)言學(xué)模型及語(yǔ)料庫(kù)的完善有直接關(guān)系。

4.2.2 業(yè)務(wù)語(yǔ)料庫(kù)更新及完善

智能語(yǔ)音交互在河長(zhǎng)制中的應(yīng)用屬于水務(wù)行業(yè)的首例中文應(yīng)用，由于“河長(zhǎng)制”業(yè)務(wù)相關(guān)的詞匯大多數(shù)屬于新詞匯，從語(yǔ)言學(xué)到計(jì)算機(jī)應(yīng)用，在這方面的儲(chǔ)備都比較少，因此更新和完善基于北京市河流、湖泊等地理要素以及“河長(zhǎng)制”業(yè)務(wù)范疇的詞匯語(yǔ)料庫(kù)是模塊開發(fā)的基礎(chǔ)。

語(yǔ)料庫(kù)通過對(duì)政府網(wǎng)站、新聞媒體網(wǎng)站以及行業(yè)相關(guān)方案文檔等進(jìn)行信息抓取，選取20多萬(wàn)篇文章作為河長(zhǎng)制領(lǐng)域的基本語(yǔ)料庫(kù)，并在基本分詞詞典中加入北京地區(qū)河流、湖泊及水行業(yè)專屬詞匯1萬(wàn)多個(gè)，完成基礎(chǔ)語(yǔ)料庫(kù)的初始化建設(shè)。

4.2.3 基于n-gram和詞向量匹配的智能糾錯(cuò)算法

首先，基于n-gram檢測(cè)錯(cuò)誤詞語(yǔ)。n-gram的思路為：假設(shè)一個(gè)字或詞的出現(xiàn)僅與前n個(gè)詞相關(guān)（n為人為給定），句子整體的概率等于所有詞語(yǔ)搭配概率的乘積。常用的有2-gram（bi-gram）和3-gram（Tri-gram），詞語(yǔ)概率的計(jì)算方法用到概率論中的條件概率，此外用頻數(shù)計(jì)算頻率代替概率。北京河長(zhǎng)智慧移動(dòng)終端應(yīng)用的智能糾錯(cuò)是通過計(jì)算一個(gè)詞語(yǔ)的n-gram分?jǐn)?shù)來評(píng)估這個(gè)詞語(yǔ)是否合理，以此檢測(cè)錯(cuò)誤詞語(yǔ)[9]。

在檢測(cè)出錯(cuò)誤詞語(yǔ)之后，采用詞向量匹配的方法進(jìn)行糾正詞替換。詞向量匹配的思路為：已知兩個(gè)向量的余弦值在[-1，1]區(qū)間內(nèi)，兩個(gè)完全相同的向量余弦值為1，兩個(gè)相互垂直的向量之間余弦值為0，兩個(gè)方向完全相反的向量余弦值為-1，即相關(guān)性和余弦值大小成正比，我們可以計(jì)算兩個(gè)詞向量的余弦相似度，對(duì)前期語(yǔ)音識(shí)別輸出進(jìn)行詞向量運(yùn)算。例如：“坡岸有垃圾”，在專屬語(yǔ)料庫(kù)訓(xùn)練的詞向量結(jié)果里“坡岸”和“垃圾”詞匯是接近的，而“破案”和“垃圾”的距離較遠(yuǎn)，屬于邊緣詞匯，此時(shí)認(rèn)為“破案”在此處出現(xiàn)是不恰當(dāng)?shù)摹?/p>

將AI智能交互技術(shù)應(yīng)用于北京河長(zhǎng)智慧移動(dòng)終端應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)河長(zhǎng)巡河過程中的智能語(yǔ)音交互服務(wù)，方便河長(zhǎng)（巡河員）通過移動(dòng)終端以語(yǔ)音方式記錄巡河過程，并對(duì)巡河事件進(jìn)行智能分類處置，提高河長(zhǎng)戶外工作的便捷性和準(zhǔn)確性。

4.3 綜合數(shù)據(jù)管理與交換

4.3.1 河長(zhǎng)制多元數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、更新與備份

基于成熟的Oracle高可用性架構(gòu)技術(shù)（MAA，Maximum Availability Architecture），構(gòu)建內(nèi)網(wǎng)河長(zhǎng)制基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與互聯(lián)網(wǎng)河長(zhǎng)制業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的獨(dú)立存儲(chǔ)、更新與備份[10]。

基于Oracle GoldenGate實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步/異地備份，對(duì)水務(wù)綜合庫(kù)中的河長(zhǎng)制基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（空間數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)）進(jìn)行備份，并備份河長(zhǎng)制基礎(chǔ)數(shù)據(jù)至交換平臺(tái)，從交換平臺(tái)將河長(zhǎng)制基礎(chǔ)數(shù)據(jù)共享給互聯(lián)網(wǎng)，保證河長(zhǎng)制基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的安全及有效[11]。

采用Oracle MAA容災(zāi)模式，即部署備用系統(tǒng)+數(shù)據(jù)復(fù)制，將應(yīng)用（北京河長(zhǎng)智慧移動(dòng)終端應(yīng)用、微信公眾號(hào)）與數(shù)據(jù)庫(kù)依據(jù)自身特點(diǎn)分別進(jìn)行備份處置。

4.3.2 河長(zhǎng)制基礎(chǔ)數(shù)據(jù)共享

采用基于Web Service的Web共享服務(wù)方式提供可信消息服務(wù)的調(diào)用接口，通過建立規(guī)范的數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)和交換協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，以北京河長(zhǎng)智慧移動(dòng)終端應(yīng)用為數(shù)據(jù)采集源，實(shí)現(xiàn)巡河軌跡、事件信息、河長(zhǎng)更新信息等數(shù)據(jù)的采集，并在服務(wù)器端實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)匯聚，為大數(shù)據(jù)分析及業(yè)務(wù)展示系統(tǒng)提供下行數(shù)據(jù)支撐[12]。

北京河長(zhǎng)智慧移動(dòng)終端應(yīng)用設(shè)計(jì)過程中，通過建立標(biāo)準(zhǔn)化接口及數(shù)據(jù)通信規(guī)范，實(shí)現(xiàn)與河長(zhǎng)制大數(shù)據(jù)分析及展示平臺(tái)、數(shù)據(jù)采集平臺(tái)、水利部河長(zhǎng)制信息平臺(tái)、區(qū)級(jí)河長(zhǎng)制平臺(tái)等業(yè)務(wù)平臺(tái)的數(shù)據(jù)對(duì)接和交互，為河長(zhǎng)制業(yè)務(wù)的深入分析和業(yè)務(wù)挖掘提供核心數(shù)據(jù)保障。

5 系統(tǒng)應(yīng)用效果

經(jīng)過一年多的運(yùn)行，北京河長(zhǎng)智慧移動(dòng)終端應(yīng)用運(yùn)行情況穩(wěn)定，性能達(dá)到河長(zhǎng)制信息化管理規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)，并在全市包括市級(jí)河長(zhǎng)辦、16個(gè)區(qū)河長(zhǎng)辦進(jìn)行推廣應(yīng)用，應(yīng)用效果如下。

5.1 四級(jí)河長(zhǎng)全覆蓋，系統(tǒng)推廣率高

以移動(dòng)終端為載體的北京河長(zhǎng)智慧移動(dòng)終端應(yīng)用，包括移動(dòng)巡河、問題處置、河長(zhǎng)名錄、河湖名錄、日常監(jiān)督、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)及重點(diǎn)任務(wù)等功能，能夠滿足市、區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)（街道）、村四級(jí)河長(zhǎng)的移動(dòng)辦公需求。目前，北京河長(zhǎng)智慧移動(dòng)終端應(yīng)用用戶已達(dá)到1.2萬(wàn)人左右，用戶覆蓋市、區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)（街道）、村四級(jí)河長(zhǎng)和第三方巡查人員，每天在線人數(shù)約2 500人，最大并發(fā)用戶達(dá)到500人。通過多次深入?yún)^(qū)和鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）的使用培訓(xùn)，基層用戶已熟練掌握系統(tǒng)的使用方法，并在實(shí)際業(yè)務(wù)管理中投入使用，截至目前，基于北京河長(zhǎng)智慧移動(dòng)終端應(yīng)用開展的總巡河里程超過120萬(wàn)km，巡河人次超過35萬(wàn)，上報(bào)問題超過2 000件。

5.2 多元數(shù)據(jù)整合，助力實(shí)時(shí)監(jiān)管

在北京河長(zhǎng)智慧移動(dòng)終端應(yīng)用建設(shè)過程中，按照水利部、北京市水務(wù)局相關(guān)信息標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，制定河長(zhǎng)制數(shù)據(jù)加工規(guī)范、信息分類與編碼規(guī)范、數(shù)據(jù)庫(kù)表建設(shè)規(guī)范，建立動(dòng)態(tài)更新機(jī)制，暢通與環(huán)保局等成員單位的信息共享通道，集成水質(zhì)監(jiān)測(cè)信息、重點(diǎn)任務(wù)、河湖巡查等信息，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)管。

5.3 河道巡查常態(tài)化，支撐河長(zhǎng)高效履職

通過北京河長(zhǎng)智慧移動(dòng)終端應(yīng)用的建設(shè)，將河道巡查、事件處置、污染源的管理落實(shí)到責(zé)任人，河長(zhǎng)對(duì)所轄河道進(jìn)行常態(tài)化巡查，發(fā)現(xiàn)問題后通過文字、照片、視頻、語(yǔ)音等方式反饋，實(shí)現(xiàn)巡查時(shí)間記錄、巡查路徑自動(dòng)記錄、巡查事件上報(bào)、巡查統(tǒng)計(jì)、巡查情況分析等功能，支撐河道巡查工作日常管理，全面實(shí)現(xiàn)“工作留痕，有理有據(jù)”，把長(zhǎng)效治水的監(jiān)督管理工作落到實(shí)處，為落實(shí)河長(zhǎng)工作的目標(biāo)管理、任務(wù)督辦提供抓手。

5.4 強(qiáng)化考核問責(zé)，提升監(jiān)督力度

北京河長(zhǎng)智慧移動(dòng)終端應(yīng)用針對(duì)河長(zhǎng)履職情況、事件處置與反饋及時(shí)性、問題治理成效、巡查里程等量化指標(biāo)，按照行政區(qū)劃、河流河段等多種維度快速統(tǒng)計(jì)，實(shí)時(shí)公示各級(jí)河長(zhǎng)、各相關(guān)部門的考核情況，為考核管理提供支撐，實(shí)現(xiàn)事件類型、處置效率、外部評(píng)價(jià)等多維度動(dòng)態(tài)監(jiān)督考核。考核數(shù)據(jù)在北京河長(zhǎng)智慧移動(dòng)終端應(yīng)用中自動(dòng)、實(shí)時(shí)獲取，不受人工干預(yù)，能夠確?？己藬?shù)據(jù)的真實(shí)有效、客觀公正，減少“懶政”“怠政”現(xiàn)象，提升監(jiān)督力度，推動(dòng)河長(zhǎng)制工作實(shí)現(xiàn)機(jī)制化和規(guī)范化管理。

5.5 基層治水智能化，推進(jìn)治水常態(tài)長(zhǎng)效化

北京河長(zhǎng)智慧移動(dòng)終端應(yīng)用依托3S（GIS、GPS、RS）技術(shù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等多項(xiàng)信息化技術(shù)，將現(xiàn)有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和現(xiàn)場(chǎng)圖片有效整合，實(shí)現(xiàn)巡河電子化、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)化、管理無紙化、考核自動(dòng)化，有力地推動(dòng)基層治水從“被動(dòng)”轉(zhuǎn)向“主動(dòng)”，從“突擊”轉(zhuǎn)向“長(zhǎng)效”，為推進(jìn)城市治理體系和治理能力現(xiàn)代化提供了新借鑒。

6 結(jié) 語(yǔ)

以支撐河長(zhǎng)制業(yè)務(wù)管理為出發(fā)點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)精細(xì)化、智能化為技術(shù)切入點(diǎn)，采用精準(zhǔn)定位與軌跡優(yōu)化、AI智能交互、綜合數(shù)據(jù)管理與交互等關(guān)鍵技術(shù)，建設(shè)并推廣集移動(dòng)巡河、問題上報(bào)、考核管理于一體的北京河長(zhǎng)智慧移動(dòng)終端應(yīng)用，并基于大數(shù)據(jù)分析獲取巡河覆蓋率、事件處置率等考核指標(biāo)，有效保障河長(zhǎng)制考核評(píng)價(jià)工作的準(zhǔn)確性，為河湖長(zhǎng)制對(duì)河湖的日常管理提供科學(xué)便捷的管理手段，初步實(shí)現(xiàn)“明河長(zhǎng)、抓問題、量考核、推服務(wù)”的河長(zhǎng)制信息化工作目標(biāo)。

大數(shù)據(jù)時(shí)代的信息化建設(shè)以數(shù)據(jù)為核心，由黨政一把手負(fù)責(zé)的河長(zhǎng)制是進(jìn)行水利內(nèi)部數(shù)據(jù)整合及橫向部門相關(guān)數(shù)據(jù)獲取的一個(gè)重要契機(jī)。理論上，通過應(yīng)用系統(tǒng)全面收集內(nèi)外部數(shù)據(jù)資源，能夠進(jìn)行河長(zhǎng)制大數(shù)據(jù)的深度挖掘，但在實(shí)際應(yīng)用過程中，系統(tǒng)對(duì)于信息資源的利用依舊處于低效的狀態(tài)。現(xiàn)有系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)的目標(biāo)僅僅是河道日常數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、日常業(yè)務(wù)管理過程記錄、數(shù)據(jù)的報(bào)表匯總等功能，對(duì)于數(shù)據(jù)的深度挖掘依舊處于較弱的階段。

隨著河長(zhǎng)制工作的深入推進(jìn)，對(duì)配套技術(shù)的要求會(huì)越來越高，建議下一步繼續(xù)積累實(shí)際業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，開展大數(shù)據(jù)分析，提升有效信息獲取能力。同時(shí)結(jié)合新一代人工智能發(fā)展及持續(xù)累積的學(xué)習(xí)樣本數(shù)據(jù)，進(jìn)一步優(yōu)化擴(kuò)充智能語(yǔ)音語(yǔ)料庫(kù)，提升智能交互的準(zhǔn)確性，并將智能交互的服務(wù)模式推廣至河長(zhǎng)制公眾服務(wù)，全面實(shí)現(xiàn)北京市河長(zhǎng)制管理的智能化、便捷化、高效化，推動(dòng)水務(wù)信息化技術(shù)的更快進(jìn)步與長(zhǎng)足發(fā)展。

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【責(zé)任編輯 張 帥】

收稿日期：2019-07-02

作者簡(jiǎn)介：唐錨（1964—），男，河北秦皇島人，高級(jí)工程師，主要從事水務(wù)信息化相關(guān)工作

通信作者：李霞（1979—），女，山東青島人，高級(jí)工程師，主要從事水務(wù)遙感監(jiān)測(cè)及信息化等方面的研究與應(yīng)用工作

E-mail：lixia@21at.com.cn