面向防洪工程隱患調查的成果上報與質檢審核平臺設計與實現

林 斌，陳亮雄，楊靜學

(1.廣東省水利水電科學研究院，廣州 510635；2.廣東省水安全科技協同創新中心，廣州 510635；3.廣東省山洪災害防治工程技術研究中心，廣州 510635)

1 概述

廣東是水利大省，也是水患大省，開展水旱災害風險普查，有利于摸清全省水旱災害風險隱患底數，查明水旱災害抗災能力，客觀認識全省水旱災害風險水平，為廣東省開展水旱災害防御、保障經濟社會可持續發展，提供權威的風險信息和科學決策依據[1-3]。

防洪工程隱患調查是水旱災害風險普查項目中的一項重點任務，旨在對全省主要防洪工程現狀防洪能力、存在的隱患及嚴重程度等進行調查，摸清全省洪水災害(防洪工程)風險隱患底數，支撐防洪減災決策。廣東省開展的防洪工程隱患調查主要具備以下特點：

1)任務范圍廣

根據全國實施方案工作總體任務安排，結合全省實際，經反復梳理，廣東省在水利部洪水災害隱患調查任務的基礎上，增加重要山塘、重要小水電兩類工程的省級調查任務，并擴充“防汛度汛、工程隱患”等內容，調查指標多達391項。廣東省省級任務與國家任務對比見表1所示。

表1 廣東省省級任務與國家任務對比

2)參與人員眾多

參與防洪工程隱患調查的技術人員覆蓋全省22個地市，122個縣區，包含外業調查員、資料收集整編員、成果上報員、質檢審核員以及進度與質量督察員等，需要多方協同作業，溝通成本高。

3)成果質量控制難度大

成果指標豐富，指標之間存在強關聯關系，邏輯關系復雜，質檢審核員需要對所有工程每一項指標進行規范性、一致性、完整性以及合理性檢查。同時，在流程上經過省市縣三級聯合逐級上報與審核，需要能夠追溯數據的填報與審核過程，確保數據填報有據可依，有源可查。

基于以上3個特點，傳統的紙質填報和單機系統的上報與審核方式在時間上和成果質量控制上遠遠無法滿足項目需求，為了提高普查數據采集的效率，保障成果質量的可靠性，本文采用微服務技術，在對平臺整體框架設計、業務流程設計以及質檢審核流程設計的基礎上，研發“查、填、審、抽、督”一體化成果上報與質檢審核平臺和基于規則驅動的在線質檢審核服務，為廣東省普查工作的開展提供高效的信息化技術支撐。

2 平臺設計

2.1 總體框架設計

成果上報與質檢審核平臺總體架構上分有基礎設施層、數據層、系統管理層、業務服務層以及業務應用接入層[4](如圖1所示)。

圖1 平臺架構示意

1)基礎設施層。提供基礎服務器支撐和網絡環境支撐，例如應用服務器、地圖服務器、數據庫服務器、政務外網以及水利專網等。

2)數據層。項目成果數據包含了大量的結構化數據、空間數據(水利工程位置信息)、非結構化的現場調查照片、安全鑒定報告以及相關的佐證材料。因此，本平臺采用的數據存儲引擎主要有數據庫和文件系統，其中數據庫選擇postgres+spatialextension空間插件，文件系統主要采用nas存儲，能夠支撐大文件的存儲和快速讀取。在數據存儲支撐層的能力下，實現數據的專題分類，并提供相對應的服務，數據的分類及服務包括六類防洪工程調查庫、業務管理庫以及系統管理庫。其中，業務管理庫主要提供質檢審核業務狀態的流轉、歷史操作記錄、自動化解析報告以及相關的數據分類統計、進度排名等。系統配置管理庫主要提供頁面菜單、用戶角色、系統模塊管理以及操作文檔、視頻管理服務。

3)系統管理層。提供系統級別的管理服務，包括用戶管理、登陸管理、權限管理、系統使用與幫助、日志管理等內容。

4)業務服務層。該層是平臺最核心的架構層，根據成果上報與質檢審核平臺的需求進行劃分設計，采用微服務技術進行解耦開發，制定標準交互接口，確保各個模塊之間相對獨立、易于擴展與維護。根據功能需求劃分了調查名錄清查、數據采集上報、成果質檢審核、成果抽查以及進度督辦五大模塊。

5)業務應用接入層。根據業務場景的需要，提供了web應用端、移動app采集端、微信小程序瀏覽端，其中web瀏覽端功能覆蓋面最全，包含了全部業務能力的支撐。移動app采集端主要側重于外業現場的數據采集，提供數據的填報、拍照以及定位導航功能。微信小程序端主要提供數據查看、審核匯集進度統計與督辦服務，便于管理者對項目了解把控。通過統一的接入層，提供鑒權驗證能力，實現web采集端、移動app采集端、小程序瀏覽端的接入。

2.2 流程設計

2.2.1整體業務流程設計

成果上報與質檢審核平臺的主體業務流程主要包括調查名錄清查、省市縣聯合上報與審核以及成果抽查[5](如圖2所示)。

圖2 整體業務流程設計示意

1)調查名錄清查。根據水利普查項目成果初始化防洪工程隱患調查的清單名錄，并由縣、市、省3級聯合修改、刪除、新增以及審核等操作確認，形成最終清查成果數據清單。

2)省市縣聯合上報與審核。在調查名錄的基礎上，開展外業調查、內頁填報與審核工作。其中縣級水利部門對本級的防洪工程進行填報，并進行自審，審核通過后上報市級審核，市級水利部門對市管工程進行填報，并對本級填報成果與縣級上報成果進行審核，審核通過后上報省級審核，省級技術支撐單位對省管工程進行填報，并對全省隱患工程進行綜合審查，審核不通過的數據退回上報員修改[6]。

3)成果抽查。包含內業抽查與外業抽查兩部分工作。內頁抽查主要側重于檢查數據是否遺漏，填表是否規范，有無漏項，邏輯關系有無差錯，填報值與參考資料數據是否一致等；外業抽查主要通過實地調查，檢查普查數據是否準確客觀。

2.2.2審核流程設計

質檢審核是防洪工程隱患調查任務當中重要的一項工作，為了提高質檢審核的工作效率，保障成果的數據質量，需要采用軟件審核與人工審核相結合的方式進行，軟件審核包括前置規則引擎校驗和自動化質檢審核分析[7]，人工審核主要是指省市縣聯合逐級審核確認(如圖3所示)。

圖3 審核流程設計示意

1)前置規則引擎校驗。在上報員提交數據保存時，由前置規則引擎對上報的內容進行自動化校驗。其中前置規則引擎校驗的規則相對簡單，執行效率高，在用戶保存上報時能夠快速給與提示，對于不符合校驗規則項的數據不允許保存與上報，對于通過前置規則引擎校驗的數據將進行入庫存儲，同時記錄本次上報變更的內容以及上報員的信息，便于操作記錄的追溯。

2)自動化質檢審核分析。自動化質檢審核引擎主要是結合防洪工程隱患調查的質檢審核技術要求和專家經驗進行制定，規則相對復雜，涉及到復雜指標項校驗、指標關聯性驗證以及空間拓撲關系檢查等內容，自動化審核分析耗時較長，需要后臺服務異步執行，審核分析結果以審核報告形式輸出。根據審核問題的重要程度，自動化審核規則主要分有強制性審核規則與建議型審核規則，對于不滿足強制型審核規則的成果需要退回給上報員進行修改，不滿足建議性審核規則的成果需要上報員確認并提供相關佐證材料。

3)省市縣逐級人工審核確認。在前置規則引擎校驗與自動化審核分析的基礎上，開展縣市省逐級的審核確認工作，結合自動化質檢審核分析報告和配套的佐證材料，對填報的內容進行人工檢查，確認無誤則提交至上級單位審核，否則退回上報員進行修改，同時記錄審核意見與審核流程，便于追溯審核的歷史過程。

3 平臺功能實現

3.1 “查、填、審、抽、督”多功能一體化

根據防洪工程隱患調查實際開展工作的需求，平臺功能劃分為“查、填、審、抽、督”5個模塊，平臺示例如圖4、圖5所示。

圖4 平臺登錄示意

圖5 上報與審核示意

1)“查”：指調查名錄清查確認，目的在于查清普查區域內的各類普查對象的名稱、位置、規模等基本信息，確定普查對象總體規模；落實普查登記責任，確定普查表填報單位；規范各類普查表實施范圍，確定普查對象的調查方式，確保普查對象不重不漏；同時，對普查對象編碼，并編制水旱災害普查工程名錄，保證普查工作順利實施。以水利普查成果作為初始數據清單，進行數據入庫，并提供清查名錄變更、清查內容編輯、省市縣逐級聯合審核確認、清查數據統計督辦等功能服務。

2)“填”：指調查填報，支持多終端協同作業(網頁端、移動端、微信小程序端)，并提供參考圖層、數據查詢、數據編輯修正、空間數據的標繪、數據上報以及無紙化歷史記錄追溯等服務，確保填報內容“有據可依，有源可查”。

3)“審”：指質檢審核，提供質檢核查地圖可視化、質檢核查標注與意見提交工具、質檢歷史記錄查詢、質檢流程管理、審核匯集進度與督辦服務以及成果自動化審核分析服務。支撐省、市、縣多級審核員進行逐級的聯合審查，其中成果自動化審核分析服務實現了數據的在線自動化審核。

4)“抽”：指成果抽查，提供地圖框選、列表查詢選擇等多種方式，將調查庫的成果抽取到抽查庫中，進行抽查結論的填寫、佐證材料以及現場抽查照片的上傳，并按地市進行抽查率、完成率、通過率等統計。

5)“督”：指進度督辦，實現了多維度的普查成果數據統計分析，包括審核任務管理、成果數據統計、成果質量統計以及進度公告等，輔助全省水旱災害風險普查工作督辦和進度監控，同時提供web和移動小程序兩個終端工具，方便管理人員隨時隨地查看工作進展。

3.2 基于規則驅動的在線質檢審核服務

在線質檢審核服務采用規則驅動的模式[8]，首先采用組件式開發質檢審核算子，然后根據質檢審核的技術要求定義規則模板，通過規則模板將審核算子串聯起來，形成規則引擎，后臺服務定期啟動規則引擎，實現對全省全量數據的完整性、一致性、規范性以及合理性的自動化質檢審核。

3.2.1質檢審核算子

質檢審核算子主要包含了自動化審核過程中涉及到的算法，是自動化質檢審核的核心，核心算子主要包括數據集審核算子、屬性字段審核算子以及空間信息審核算子3大類。

1)數據集審核算子。以縣、市、省3級行政區劃為審核粒度，將上報的數據集與調查名錄進行對比，自動分析成果上報的完整性，并提供上報內容與調查名錄差異的清單。

2)屬性字段審核算子。分析各類工程屬性字段填報的完整性、規范性、一致性以及合理性，例如編碼規則、數值類型和保留精度、非空校驗、取值范圍、指標之間關聯關系一致等。

3)空間信息審核算子。包括空間數據類型、空間坐標系、懸掛節點、自相交、以及相鄰關系、相接關系、相交關系、包含關系等空間信息檢查[9]。以水閘為例，要求水閘標繪的空間數據類型為點對象，采用CGCS2000坐標系，坐標要在對應的行政區劃面內，同時利用相鄰拓撲關系關聯附近的堤防與河流，驗證水閘與堤防、河流關系的正確性等。

3.2.2質檢審核規則模板

質檢審核規則模板是采用XML數據格式對檢查內容和要求進行格式化描述，明確每一類防洪工程的審核內容、校驗級別以及對應的審核算子[10]。質檢規則是數據項與算子庫之間的橋梁，也是對算子庫的約束，通過規則參數的限定，來實現對數據的精準檢查。通過“審核數據項+質檢算子+規則參數+校驗級別=檢查規則”方式建立單個數據項的質檢規則，并通過多規則自由組合的形式，形成一個完整的質檢審核規則模板[11]?；诜篮楣こ屉[患調查指標以及工程特性[12]，建立不同防洪工程類型的質檢審核模板，驅動質檢審核算子，就可以實現全量的自動化質檢審核。其中，校驗類型主要分有強制和建議兩個級別，強制型校驗不通過的數據需要退回給上報員修改，建議型校驗不通過的數據寫入到報告當中，由質檢審核員進一步審核確認。

質檢審核部分規則示例見表2。

表2 質檢審核部分規則

4 結語

本文根據廣東省防洪工程隱患調查工作的特點，設計并研發了“查、填、審、抽、督”一體化成果上報與質檢審核平臺，同時基于質檢審核規則，實現了在線化的自動質檢審核服務，該平臺在實際的調查工作中得到了廣泛的應用，也取得了比較好的應用成效。

1)系統共有1 078用戶，高峰時間段有500多用戶同時在線作業，累計支撐數據填報修改65萬次，人工質檢審核98萬次，成果抽查20萬次，為數據清查、調查填報、質檢審核、成果抽查以及進度督辦等省市縣各級普查工作提供了高效的信息化技術支撐。

2)成果自動化解析與審核分析模塊實現了包含空間拓撲關系檢查、重復圖片ai識別、指標邏輯合理性校驗等822項復雜數據審核，對全省調查數據進行全量、實時、在線的自動化質檢核查。目前已累計進行了150萬次自動化質檢審核，解析出上百萬計的審核問題，為普查成果質量提供保障。

3)在成果上報與質檢審核平臺的服務支撐下，廣東省高效的完成了8 000多宗水庫、6 000多宗水閘、2 000多段(16 176.246 km)堤防、2 000多宗山塘、4 000多宗小水電、16處蓄滯洪區的數據采集與審核匯集。