田家賓，王朝陽(yáng)，焦麗娜

（1.天津市水利科學(xué)研究院，天津 300061；2.靜海區(qū)水利工程建設(shè)管理中心，天津 301600）

2016年12月24日，天津市政府發(fā)布《關(guān)于推進(jìn)天津市農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革的實(shí)施意見(jiàn)》（津政辦發(fā)〔2016〕113號(hào)），要求全市開展建立健全農(nóng)業(yè)水權(quán)制度、完善用水計(jì)量設(shè)施、加強(qiáng)農(nóng)業(yè)用水管理、創(chuàng)新管理農(nóng)業(yè)終端水價(jià)改革等基礎(chǔ)工作，建立完善的農(nóng)業(yè)水價(jià)形成機(jī)制、精準(zhǔn)補(bǔ)貼方案以及節(jié)水獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制。

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”、云服務(wù)、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)的快速發(fā)展，為落實(shí)天津市農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革工作，緊密結(jié)合政策要求，基于云平臺(tái)開發(fā)農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革服務(wù)平臺(tái)，利用信息化手段全面管理農(nóng)業(yè)灌溉用水過(guò)程，對(duì)用水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)分析，為灌溉用水決策提供技術(shù)支持。

云平臺(tái)是將計(jì)算任務(wù)分布在大量大型服務(wù)器集群構(gòu)成的資源池上，包括計(jì)算和存儲(chǔ)服務(wù)器及寬帶資源等，充分利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提供動(dòng)態(tài)、可伸縮、虛擬化的計(jì)算，以達(dá)到資源分享和整合的目的，提高軟件的整體開發(fā)效率及計(jì)算效率。因此，基于云平臺(tái)建設(shè)農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革服務(wù)平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)全市各行政區(qū)灌溉用水?dāng)?shù)據(jù)的高度共享，改變傳統(tǒng)信息系統(tǒng)獨(dú)立建設(shè)模式，實(shí)現(xiàn)市級(jí)農(nóng)業(yè)灌溉用水信息平臺(tái)的搭建。

1 平臺(tái)的總體設(shè)計(jì)

農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革服務(wù)平臺(tái)由節(jié)水寶App和水資源管理系統(tǒng)兩部分組成。節(jié)水寶App為農(nóng)戶提供手機(jī)遠(yuǎn)程灌溉的操作客戶端；水資源管理系統(tǒng)為管理部門提供農(nóng)業(yè)灌溉用水?dāng)?shù)據(jù)全面管理。平臺(tái)總體框架，如圖1所示。

基于云服務(wù)平臺(tái)開發(fā)農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革服務(wù)平臺(tái)，平臺(tái)建成后可實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)量設(shè)施、農(nóng)戶及管理者全面管理，提供可視化圖表對(duì)用水?dāng)?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，實(shí)時(shí)掌握機(jī)井工作狀態(tài)并及時(shí)處理故障。通過(guò)建立統(tǒng)一的資金賬戶，農(nóng)戶可通過(guò)手機(jī)App在線購(gòu)水、遠(yuǎn)程控制水泵灌溉；管理部門可以根據(jù)農(nóng)戶土地及其種植情況為區(qū)域、機(jī)井和農(nóng)戶分配水權(quán)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)灌溉用水總量控制和定額管理，超出規(guī)定使用量則不能開泵取水，分配給農(nóng)戶的水使用量為其水使用權(quán)，若用不完農(nóng)戶可以轉(zhuǎn)讓、出賣用水權(quán)，政府也可回購(gòu)，利用平臺(tái)實(shí)現(xiàn)水權(quán)自由交易。同時(shí)，制定階梯水價(jià)，對(duì)農(nóng)戶進(jìn)行精準(zhǔn)補(bǔ)貼和節(jié)水獎(jiǎng)勵(lì)，提高農(nóng)民的節(jié)水意識(shí)，以促進(jìn)種植結(jié)構(gòu)及時(shí)調(diào)整。

1.1 節(jié)水寶App

節(jié)水寶App是農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革服務(wù)平臺(tái)的手機(jī)端系統(tǒng)，包含機(jī)井遠(yuǎn)程控制、機(jī)井信息查看、農(nóng)戶水權(quán)交易、用水記錄、充值繳費(fèi)等主要功能。農(nóng)戶通過(guò)手機(jī)操作節(jié)水寶App可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程開啟、關(guān)閉機(jī)井設(shè)備進(jìn)行灌溉，用水完成后自動(dòng)扣除賬戶余額，支持通過(guò)支付寶、微信第三方支付方式在線充值購(gòu)水，具備農(nóng)戶用水的排隊(duì)預(yù)約功能。農(nóng)戶可通過(guò)App查看機(jī)井的用水信息、位置信息、水權(quán)分配等信息，在農(nóng)戶灌溉過(guò)程中，發(fā)生水權(quán)超出、水價(jià)變動(dòng)、設(shè)備故障時(shí)，節(jié)水寶App客戶端實(shí)時(shí)進(jìn)行預(yù)警提示。

1.2 水資源管理系統(tǒng)

圖1 平臺(tái)總體框架

水資源管理系統(tǒng)是農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革服務(wù)平臺(tái)的數(shù)據(jù)中心，全面管理農(nóng)業(yè)灌溉用水各類信息，為整個(gè)平臺(tái)的運(yùn)行提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)計(jì)算，對(duì)灌溉數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)灌溉機(jī)井設(shè)備用水情況和工作狀態(tài)的全面管控，對(duì)區(qū)域、機(jī)井和農(nóng)戶進(jìn)行水權(quán)分配，落實(shí)階梯水價(jià)政策，通過(guò)獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰措施提高農(nóng)戶節(jié)水意識(shí)，實(shí)現(xiàn)區(qū)域用水總量控制和定額管理目標(biāo)。系統(tǒng)開發(fā)GIS地圖服務(wù)功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)灌溉機(jī)井的可視化管理。管理員可靈活對(duì)平臺(tái)用戶進(jìn)行管理與權(quán)限配置，對(duì)農(nóng)戶、地塊、計(jì)量設(shè)施等基礎(chǔ)信息進(jìn)行維護(hù)更新。

2 云服務(wù)平臺(tái)建設(shè)

2.1 平臺(tái)建設(shè)模式

基于云平臺(tái)建設(shè)市級(jí)、區(qū)級(jí)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)三級(jí)農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)全市農(nóng)業(yè)用水?dāng)?shù)據(jù)的全面管理。

（1）鄉(xiāng)鎮(zhèn)管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)信息填報(bào)、用水記錄導(dǎo)入與錄入、用戶開卡充值、充值記錄查詢、用水記錄查詢等功能；基礎(chǔ)數(shù)據(jù)填報(bào)后直接共享到區(qū)水務(wù)局管理平臺(tái)，鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)管理平臺(tái)不能再修改基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

（2）區(qū)級(jí)管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)信息審核、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)接收、用水量查詢與分析、信息上報(bào)、機(jī)井控制、收費(fèi)管理等功能。

（3）市級(jí)管理平臺(tái)負(fù)責(zé)接收各區(qū)水務(wù)局上報(bào)數(shù)據(jù)，并能共享原始數(shù)據(jù)；開展用水量查詢統(tǒng)計(jì)與分析；制定并下達(dá)各區(qū)的水權(quán)分配指標(biāo)。

云服務(wù)平臺(tái)的應(yīng)用改變了傳統(tǒng)信息系統(tǒng)獨(dú)立建設(shè)模式，實(shí)現(xiàn)了全市農(nóng)業(yè)灌溉用水?dāng)?shù)據(jù)的高度統(tǒng)一管理，避免了各區(qū)重復(fù)建設(shè)系統(tǒng)，很大程度上降低了軟件和硬件采購(gòu)的費(fèi)用；同時(shí)，降低了系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)難度，提高了系統(tǒng)安全性和穩(wěn)定性，為搭建市級(jí)農(nóng)業(yè)用水信息平臺(tái)提供了建設(shè)方案。

2.2 平臺(tái)角色分配

平臺(tái)用戶中共分為3種角色，即系統(tǒng)超級(jí)管理員、水資源管理部門和農(nóng)戶。平臺(tái)角色權(quán)限分配，如圖2所示。

（1）系統(tǒng)超級(jí)管理員。系統(tǒng)設(shè)有最高權(quán)限的管理員，能夠?qū)巧敖巧珯?quán)限進(jìn)行相應(yīng)的管理操作，對(duì)基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行更新維護(hù)等操作。

（2）水資源管理部門。水資源管理部門主要完成管理行政區(qū)內(nèi)基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)錄入、水權(quán)分配、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、水價(jià)管理、機(jī)井管理、用水歷史、財(cái)務(wù)結(jié)算等功能。

圖2 平臺(tái)角色權(quán)限分配

（3）農(nóng)戶。農(nóng)戶可通過(guò)節(jié)水寶App完成購(gòu)水、機(jī)井遠(yuǎn)程灌溉、用水記錄查詢、設(shè)備預(yù)警等功能。

3 結(jié)語(yǔ)

農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革服務(wù)平臺(tái)通過(guò)基于云平臺(tái)構(gòu)建的省市、區(qū)縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)三級(jí)用戶端口，建立了區(qū)域數(shù)據(jù)信息平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)灌溉用水?dāng)?shù)據(jù)的高度統(tǒng)一管理和灌溉區(qū)域間數(shù)據(jù)的整合共享，有效實(shí)現(xiàn)了總量控制和定額管理的用水目標(biāo)。

云服務(wù)平臺(tái)技術(shù)的應(yīng)用改變了傳統(tǒng)水利行業(yè)軟件開發(fā)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和建設(shè)模式，有效提高了系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性和用水?dāng)?shù)據(jù)共享利用程度，為市級(jí)農(nóng)業(yè)用水信息平臺(tái)建設(shè)提供了方案，通過(guò)大數(shù)據(jù)分析和挖掘技術(shù)可為農(nóng)業(yè)灌溉用水提供決策支持。

目前，全國(guó)農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革工作正在穩(wěn)步推進(jìn)，已有30個(gè)省市印發(fā)了省級(jí)的農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革實(shí)施方案，各省市對(duì)農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革制定了總體安排?；谠品?wù)平臺(tái)開發(fā)的農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革服務(wù)平臺(tái)滿足當(dāng)前政策需求，適應(yīng)最新信息化發(fā)展趨勢(shì)，系統(tǒng)建設(shè)管理模式先進(jìn)，能為天津市及全國(guó)各省市農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革提供平臺(tái)技術(shù)，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。