基于饮用水源地安全风险信息监控平台软件设计研究

摘要：伴随现代城镇化程度的提高，社会经济生活对水的需求越来越大，水环境污染风险也会提高。通过饮用水源地安全风险信息监控平台，充分发掘信息化系统资源的各种性能，运用并提高饮用水源地监控和管理的整体水平，促进饮用水源地管理的现代化和智能化。

关键词：水源地安全风险；监控平台；信息化建设

伴随现代城镇化程度的提高，社会经济生活对水的需求越来越大，水环境污染风险也会提高。通过饮用水源地安全风险信息监控平台，充分发掘信息化系统资源的各种性能，运用并提高饮用水源地监控和管理的整体水平，促进饮用水源地管理的现代化和智能化。全面改善和提高饮用水源地的监测能力和报警预警手段,为水源地应急指挥调度决策提供科学、高效、稳定、安全、可靠的技术支持。使饮用水源地管理工作走上自动化集成、信息化处理、科学化决策、快速化反应的轨道。在平台建成后可依据平台内饮用水源地水质、安全风险信息开展调度决策支持工作。将来也可在本平台的基础上，扩展平台功能，对饮用水源地上游预警点进行实时监测，将进一步加大对水环境的有益影响。

一、水源地安全风险信息监控平台系统结构

江苏省集中式饮用水源地信息共享平台总体框架由信息采集层、运行环境层、数据资源层、应用支撑层、业务应用层等组成，平台总体架构图如下：

信息采集层：水源地范围为核准的县级以上地表水饮用水源地，其中93个饮用水源地已由环保、住建等单位建设水质在线监测点。本着不重复建设的原则，本平台将从环保、住建接入已有测点的监测数据；另外的8个饮用水源地新建水质在线监测点，监测数据通过采集、传输、汇集至本平台的水源地综合数据库。

运行环境层：运行环境层为各类应用提供基础的硬件支撑环境，主要由通信网络（政务外网、电信私网、互联网）、服务器、存储和数据备份等基础设施组成。政务外网核心区和应用区涉及的服务器、存储、操作系统、数据库软件等由云计算中心提供。

数据资源层：水源地综合数据库存储水源地信息共享平台所共享的数据，主要包括全省集中式饮用水源地的基础信息、监测信息、空间信息、管理信息和安全风险信息。数据共享交换平台以水源地综合数据库为基础，利用成熟的消息中间件技术，实现水源地综合数据库与饮用水源地监控体系、移动应用之间的数据交换，实现水源地综合数据库与数据中心、环保、住建、交通、省政府大数据平台等相关单位的信息共享。

应用支撑层：是业务应用系统的公用支撑模块，为各业务子系统模块提供统一的技术架构和运行环境，包括统一用户管理服务、GIS服务、以及统一系统支撑工具等。

业务应用层：由信息服务系统和移动应用系统组成。各部门用户通过统一入口登录，访问业务应用系统。

二、水源地安全风险信息监控平台软件设计

（一）监控体系

需要接入监测信息的饮用水源地中，环保、住建等单位已接入平台的监测点有57个（涉及43个饮用水源地），未接入的监测点有67个（涉及50个饮用水源地），未接入监测点也都接入到地方平台。针对上述情况，信息共享解决方案如下：

已建监测点的监测数据通过两种渠道进入信息共享平台。

第一种渠道，由本次建设的信息共享平台直接联通93个饮用水源地水质在线监测点获取监测数据，对于一个水源地有多个测点的情况，只选择其中一个监测点接入；

第二种渠道，已建水质在线监测点都已接入省厅或者地方环保、住建部门的数据平台，本次建设的信息共享平台可通过数据交换的方式获取监测数据。

（二）数据平台

数据平台介于运行环境层和应用支撑层之间，为各类业务应用提供数据支持的平台。数据平台的建设，提供数据整合，根据饮用水源地业务管理的需要，整合水源地基础信息、监测信息、空间信息、管理信息和安全风险信息等，为业务应用提供数据基础。

通过建设数据平台，实现多部门、异构数据的有机集中，提供全面的数据共享。数据平台是为业务应用系统提供数据的重要基础，其建设应以构建水源地综合数据库为基础，以数据集成为核心。数据集成基于成熟的数据交换中间件来实现。

数据平台的主要建设任务有三个方面：构建水源地综合数据库，建设数据共享交换平台和建设数据库维护系统。

1.构建水源地综合数据库

水源地综合数据库包含基础信息、监测信息、空间信息、管理信息和安全风险信息五个库。

2.建设数据采集和共享交换平台

数据的采集传输有两个渠道：一是利用电信私网将各个水源地水质自动测站的监测数据传输到数据交换平台；另一种是利用省政府大数据平台将环保、住建、交通、水利的监测和评价数据传输到数据交换平台。数据交换平台将上述不同来源的数据通过数据交换技术集成到水源地综合数据库中，然后一方面把经过处理的数据发送到平台系统供内部业务人员使用，另一方面把筛选过的不涉密的部分数据通过互联网推送到手机APP使用。

3.数据库维护系统

数据库维护系统涉及本次建设数据库的维护管理，需提供的功能主要包括库表结构管理、数据输入、查询输出、维护管理、数据库安全管理、数据备份恢复、外部接口维护等。

（三）业务应用

业务应用系统建设内容主要包括针对集中式饮用水源地的信息服务系统和移动应用系统。

1.信息服务

水源地信息服务系统接入数据中心、环保、住建、交通各单位提供的水源地基础信息、监测信息和安全风险信息，在江苏省地理信息系统二期的基础上建设基础空间数据和水源地空间数据，在一张地图上集中展现水源地关联信息。

信息服务系统主要功能包括基础信息服务、水源地核准信息服务、供水信息服务、所在水系水功能区信息服务、保护区划分信息服务、监测评价信息服务、达标建设信息服务和应急风险信息服务。

2.移动应用

水源地移动应用系统接入水利、环保、住建、交通各单位提供的水源地基础信息、监测信息和安全风险信息，在江苏省地理信息系统二期的基础上建设基础空间数据和水源地空间数据，在一张地图上集中展现水源地关联信息。

移动应用系统主要功能包括基础信息服务、水源地核准信息服务、供水信息服务、保护区划分信息服务、监测评价信息服务、达标建设信息服务和应急风险信息服务功能。

3.系统集成

集成内容包括：

1） 与饮用水源地监控体系的集成；

本平台需新建的饮用水源地水质在线监测点以及接入已建的水质在线监测点，监测点通过电信私网专线接入采集区，在采集区前置机部署一套数据采集软件和本地数据库，监测数据先落地到前置机本地库，再由位于应用区的数据交换软件抽取到位于核心区的水源地综合数据库。

2） 内外网系统集成；

本平台涉及政务外网和互联网的数据交换，交换的内容包括从政务外网推送到互联网用于移动应用的数据。基于以上需求，运行环境做如下配置：

在政务外网应用区部署1套消息中间件，能够联通核心区水源地综合数据库和位于互联网DMZ区的移动数据库。

三、平台效益分析

平台的建设将使饮用水源地水质、安全风险等信息处于实时掌握之中，辅以智能化的分析和决策支持，使水利管理决策更加科学，系统调度更加及时，水资源的开发利用更加优化，水环境的保护更加有效，水利工程的效益发挥更加充分。从而将提高城市、乡镇的水源地保护水平，减轻灾害损失，更好地为全省社会发展和国民经济建设服务。国内外的实践已经证明，建设好饮用水源地信息共享平台可创造出巨大的经济效益，对国民经济和社会的可持续发展具有重要而深远的意义。

平台通过实时监测到的饮用水源地水质、安全风险信息，为业务管理人员提供了可靠数据，可以及时做出科学、合理的调度决策，可以防护水资源的污染，达到水资源的合理调度。使有限的水资源能够做到最大限度的合理利用，体现了对社会生态环境的效益。

参考文献

[1]《全国重要饮用水水源地名录》（水资源函[2016]383号）

[2]《饮用水水源保护区划分技术规范》（HJ/T338—2007）
[3]《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）
[4]《水质数据库表结构与标识符规定》（SL325-2005）

[5]《水环境监测规范》（SL219）

[6]刘晓艳.水资源保护信息化建设研究[J].东北水利水电,2014，(2):61-62.

[7]吴昊.长江中下游沿江城市集中水源地水安全保障与应急研究[D].导师：王腊春.南京大学,2019.

[8]冯春红.保山中心城市供水水源地水质现状分析及保护措施[J].绿色科技,2013,(06):179-181.