采用租用方式运行的小型水库管理平台设计

廖承伟

（四创科技有限公司，福建 福州 350100）

“十四五”期间，我国水利信息化建设仍然坚持以“十六字”治水思路为指引，不断推进信息技术与水利业务融合，进一步加强水利信息监测和信息化基础设施建设，逐步完善水利网信标准体系，推动水利业务应用持续深化，综合提升水利工作效率和管理能力，为水利信息化的发展奠定良好的基础。

小型水库作为减灾兴利的重要工作单元，在抵御洪涝灾害和促进工农业持续稳定发展方面发挥了重大作用，同时也有着基数大、范围广、管理难、运行年限较长、基础设施薄弱等特征。基于“十四五”水利信息化建设目标，通过共享经济的思路，借助先进的信息技术，采用租用方式构建一套小型水库管理平台，辅助支持小型水库标准化管理工作，实现小型水库管理养护体系提档升级，减少水患灾害的发生，保障人民生命和财产安全。

我国约有小型水库 9.3 万座[1]，其中大部分始建于20世纪50至70年代，受当时综合条件限制，许多小型水库设计标准普遍偏低，整体质量不高，造成小型水库先天不足。而在后天运行管理过程中，由于小型水库分布广泛，且地理环境相对偏僻，传统的管理手段难以监管到位，导致存在非法养鱼、养鸡，溢洪道侵占、堵塞，金结、机电设备生锈及损坏等现象[2]。

近年来，国务院高度重视小型水库管护工作的提质增效，各地积极响应国家政策，加强对小型水库的管护。小型水库管护工作的核心目标是保障小型水库正常运行，排查隐患，避免安全事故发生。管护内容包括日常巡查、小型水库养护、基础设施设备维护、安全预警等。信息和物联网技术的高速发展，移动互联网的高覆盖率，智能手机的广泛普及，为小型水库管护工作步入现代化的管理模式提供了基本条件。小型水库现代化管理内容包括基础监测设备建设、标准化体系建立、管理平台建设等，其中，小型水库管理平台属于现代化管理手段的核心部分。

小型水库管理平台需要将实时的监测数据、日常的管护数据、历史的水工数据进行统一汇集管理，并将小型水库管护标准化体系嵌入到平台中，构建基于业务场景的系统流程和应用。通过租户模式实现不同组织或个人共同使用管理平台，满足小型水库现代化管理要求。

租户模式是指组织或个人通过申请租赁的方式实现共用同一套平台，且确保各用户之间数据的隔离，主要有单租户和多租户 2种模式。单租户模式是指每个租户创建之初就创建独立的平台程序和数据库；
多租户模式是指每个租户创建之初就共享平台程序，可独立或共享数据库。

小型水库的监管单位一般是县水利局，各县单独建设系统的成本较高，所以采用应用共享的思路，在多租户方式下，整合共性需求，搭建一套小型水库管理平台，县水利局作为租户主体对平台进行租用，这样就大幅度降低前期投入成本，使各县投资效益最大化。基于租用方式运行管理平台的逻辑结构图如图1所示。同时，为了满足各县存储的数据自由增长和数据的安全性，本平台的租户采用独立数据库模式。采用独立数据库的模式除了考虑到数据方面，也为用户对功能的扩展和定制预留了单独的空间，以整体提升管理平台对用户的服务能力。

图1 基于租户方式的运行管理平台逻辑结构图

小型水库管理平台框架设计从 3个层面进行考虑：1）技术层面。考虑了适配国产化要求，所以本次开发的前后端技术选用 VUE + Spring Boot 框架技术路线，实现基于 Spring Cloud（云应用）微服务架构，将平台部署在有三级等保的国产云环境上，同时软件通过二级等保测评要求，保障用户数据的安全。2）运营层面。租户的运营管理是平台应用共享的基础，所以平台侧重多通道采集用户需求、模块使用频率、统计分析。3）应用层面。注重友好性、实用性、灵活性，同时基于运营管理的用户需求，实现应用的快速迭代和定制化配套。

3.1 租户运营系统

租户运营系统是平台设计的核心，是实现多个组织共享一套应用系统的基础保障。系统负责从租户申请开始到租户到期终止使用的整个过程管理。租户使用过程管理如图2所示。

图2 租户管理流程图

租户运营系统包括租户、应用库、权限、运营等管理 ，系统模块功能如表1所示。

表1 租户运营系统模块设计表

租户运营系统给每个租户提供了虚拟化的独立应用空间，租户可以在应用库中选择已有的应用模块进行租用，也可以根据租户实际管理的需求增加定制化应用模块。例如目前在使用中的广西壮族自治区崇左市江州区，租用模块包括水库工情管理、巡查管理、一张图综合监测、维修养护管理等产品，且根据县里实际监管需求，在租户空间下增加定制了一套大屏会商系统，对日常管理数据进行统计分析、监测监管。

3.2 管理平台桌面端

桌面端侧重在会商展示、值班监视、巡查管理等集中式的应用场景上，业务应用设计包括水库工情管理、全流程巡查管理、一张图综合监测、维修养护项目管理、组织结构考核评价等系统设计。运行管理平台各系统详细功能如表2所示。

表2 运行管理平台各系统功能模块说明表

3.3 管理平台移动端

管理平台移动端侧重外出办公和现场巡查工作。除了满足桌面端各类系统的基本功能外，考虑到具体巡查责任人的信息化水平较低，对在线巡查功能需要设计得更简单、实用。例如设计水库定位时，巡查人员根据当前的定位信息自动展示距离当前位置最近的水库，对于巡查项目情况和路径采用一键上报的设计，降低巡查人员的操作。移动端巡查功能及使用流程如图3所示。

图3 移动端巡查功能流程设计图

当前租用方式下的管理平台已推广至福建、广西、广东、云南等多个省份的市或县（区）水利局使用。随着平台的逐步推广，通过平台问题反馈通道，可收集到各租户反馈的问题。

以广东省清远市阳山县应用情况为例，目前阳山县通过平台进行标准化管理的小型水库一共48座。采用租用方式购买服务，选用的租用内容包括水库工情管理、全流程巡查管理、一张图综合监测、维修养护管理等。阳山县租用管理平台期间的数据如图4所示。按阳山县水利局实际管理需求，管理平台还定制了小型水库管护月度汇报数据大屏自动生成功能。

图4 阳山县租用期间使用数据

以往阳山县小水库的管理普遍采用当地村民或村干部兼职管理，由于村务繁忙，加之人工填报，对水库的巡查和运行管理难以达到要求，巡查记录严重缺失，溢洪道存在设置障碍物、私设渔网等严重的安全隐患情况，且长达半年未收到报告，相关的标准化制度和报告落实不到位。

通过租用“运行管理平台 + 标准化管理”的模式可以进行及时监管和统计分析，实现水工资料档案实时查询，巡查情况查询和快速统计，隐患在线上报、及时处理，养护管理工作有对比、全留痕等，整体提升了阳山县小型水库的管理效率，降低了小型水库平台的资金投入和管理难度。基于租户方式的小水库管理平台的优势有：

1）云平台应用，免部署。水库管理平台采用云化部署方式，不需要县水利局再提供平台部署环境，从而减轻机房建设和专业化人员投入。

2）功能租赁应用，降低一次性投入。根据小水库管理需求，按照项目建设模式需投入约 100 万元。按照租用方式每座水库 1 500 元/a 的租用费，租用总费用 20 万元封顶。通过租户方式可大幅度降低系统平台的资金投入。

3）持续更新服务，免费升级。采用平台租赁服务的方式使用平台功能，由平台开发单位提供运维和软件升级服务，无须用户额外考虑运行维护和系统升级费用，进一步降低了县水利局在小水库平台上的投资，实现投资效益最大化。

当前，小型水库存在的管理短板较为明显，各种问题层出不穷。小型水库管护单位养护资金有限，采用一次性建设的方式存在较大的资金压力。实践案例证明，与一次性建设不同，采用租户方式构建小型水库运行管理平台，可以有效减少平台的开发投入，在一定程度上可降低信息化投资。在租用期间，平台实现不断更新升级，既能解决小型水库管护单位资金投入不足的问题，又能满足小型水库运行管理的要求。

采用租用方式的核心目的是保障平台具有实用性的基础上提高经济效益。随着小型水库现代化管理进程的不断推进，将有更多的县水利局有租用小型水库运行管理平台的需求，所以下一阶段需对各类小型水库管理进行差异化分析，挖掘业务共性，实现业务功能的扩展和完善，进一步降低租用费用。

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