基于工作流的太湖流域片水土保持监管服务平台建设

杜 婧，张 怡

（太湖流域管理局太湖流域水土保持监测中心站，上海 200434）

0 引言

部批生产建设项目水土保持监督管理是流域机构的重要职责。太湖流域片经济社会高速发展，人口密度大，生产活动频繁，生产建设项目众多且呈现点多、面广的特点。传统的生产建设项目水土保持监管主要采用“人、车、相机”现场检查，辅以人工整理管理资料，并通过邮件、即时通信软件传递信息的工作方式开展，存在无法有效管理和即时查阅项目资料、对监管人员依赖性大、监管过程可溯性差、工作繁杂且效能低下等问题。随着水土保持监管范围越来越大，监管内容越来越多，采用传统方式很难做到全覆盖、全过程、全方位及时有效监管，无法适应新时期、新形势下加强事中事后监管和“放管服”改革要求。

党的十九大明确提出要建设网络强国、数字中国、智慧社会。水利部高度重视水土保持信息化工作，先后制定和印发了一系列重要规划和文件，高位推动水土保持信息化工作快速发展。近年来，水利部组织开展的全国水土保持信息管理系统升级收效显著[1]，北京市[2]、河南省[3]等省级，成都市[4]、新昌县[5]等市县级地方水土保持信息化建设也取得积极成效。然而，因工作侧重点不同，组织方式各异，全国水土保持监督管理系统对流域水土保持监管工作支撑不足，且现有信息系统多为针对水土保持监督管理、遥感监管的信息管理系统，主要服务对象为监督管理部门，缺乏面向监管、监测及监管对象的综合性的全业务链信息系统。面对太湖流域水利高质量发展和实现流域水利现代化的新形势、新要求，为实现智慧太湖建设目标[6]，亟须引进先进理念和技术，建设太湖流域片水土保持监管服务平台，创新监管模式和方法，提升水土保持监管监测数字化、规范化、智慧化水平。

工作流概念起源于生产组织和办公自动化领域，能够改变管理理念和形式，大幅提高管理与运营效率、自动化水平，目前已经在国内外多个领域得到广泛应用[7-8]。为此，为提高流域水土保持监管、监测工作质效和管理服务水平，实现水土保持办公自动化、标准化、规范化，基于工作流理念，对流域生产建设项目水土保持监管监测各环节、不同对象的工作逻辑及业务需求进行全面梳理和分析，研究提出基于工作流的太湖流域片水土保持监管服务平台建设。

1 平台建设目标分析

根据水利部水土保持信息化总体要求及智慧太湖总体规划，以“需求牵引、应用主导、统筹规划、分步实施”为指导原则，立足流域机构部管生产建设项目水土保持监管监测工作现状及数据管理信息化需求，面向水利部太湖流域管理局（以下简称太湖局）水土保持处（即监管责任部门）、太湖流域水土保持监测中心站（即监管技术支撑单位，以下简称监管监测单位）、建设单位（即监管对象，相关技术服务单位受建设单位管理）3 类用户，建设太湖流域片生产建设项目水土保持监管服务平台，旨在实现以下3个功能目标：

1）覆盖支撑流域节点生产建设项目水土保持监管监测全流程、全业务工作。按照水土保持监管工作相关要求[9-12]，全面支撑流域节点生产建设项目水土保持监管、监测所有工作环节，全流程实现“痕迹化管理”。

2）快速采集数据，即时处理分析，智能辅助决策。监管和监测工作流程是一个不断产生和采集数据、应用和发布信息、产生和发挥控制的动态过程[13]，须及时、现势采集记录数据，快速、便捷调用相关数据，即时、高效处理分析信息，精准、智慧提供决策建议。

3）自动运转流程，数据同源唯一，信息互通共享。在多个参与者或不同阶段任务之间，按照业务规则与职能权限自动、快速、无损传递和交换信息，这些数据和信息均有唯一、稳定、安全的来源。

2 平台需求分析

2.1 功能需求分析

根据太湖局水土保持工作机构设置、职责划分，立足强化事中事后监管服务定位，紧密围绕流域生产建设项目水土保持监管、监测业务实际，坚持问题导向和“实用、安全”的原则，采用面向对象的分析方法，分析监管部门、监管监测单位、建设单位3类用户的信息化功能性需求。

监管部门需实现本级多项目协同监管、分级预警与分类管理、监管对象管理、全流程水土保持资料管理与查询、全流程无纸化办公过程记录与管理、问题举报受理过程管理等功能，同时向监管监测和建设单位发布通知公告与信息，宣传政策法规，审核报送的数据资料并及时反馈问题，进一步根据项目情况智能提供监管决策建议。

监管监测单位接收监管部门下达的任务，实现项目水土保持资料查询下载，通知公告、政策法规、标准规范查阅，全过程线上监管监测，扰动合规性智能初判，空间数据管理，以及监测方案、成果管理等功能。

建设单位需要对承担的单个或多个项目进行协同管理，实现对设计、监测、监理、施工等技术服务单位基本情况，全过程水土保持数据资料，重要敏感部位信息等的电子化管理，接收并查阅通知公告、政策法规、标准规范，按要求及时报送相关水土保持资料，跟进审核情况。

同时，3 类用户还需要实现数据增加、删除、查询、修改，数据导入、导出，数据在线、离线交换，数据挖掘萃取与自动化统计分析，地图管理、操作及短信服务等共性功能。

功能性需求详细分析如图1所示。

图1 不同对象功能需求分析图

2.2 工作流分析

工作流，指业务过程的部分或整体在计算机应用环境下的自动化，是对工作流程及其各操作步骤之间业务规则的抽象、概括描述[14]。工作流技术属于一种过程自动化技术，主要目的在于业务过程集成[15]，实质是将业务过程信息化和模型化，即在计算机中用模型将工作流程中的各个环节的先后顺序、工作逻辑、实施规则、执行人员等进行表示并计算[16]，在多个参与者之间自动传递文档、信息或任务，从而实现共同的业务目标。业务过程是若干任务的集合，为实现共同的目标，这些任务按照一定的规则相互协作[17]。工作流引擎是工作流管理系统的核心，负责处理流程定义数据，根据定义的流程流转规则推动一个业务过程的自动化[18]，将工作流作为整个应用程序系统的一部分进行引用，并为每个应用程序系统提供重要的解决方案[19]，实现不同用户、应用系统、业务流之间指令的上传下达，数据资料传递，业务管理流程追踪，任务协同执行等交互对话。

基于工作流理念，进一步深入梳理分析和挖掘不同对象在水土保持业务各环节中的工作流程、数据管理和信息化需求。从业务过程的角度，按照生产建设项目实施阶段分为项目前期、施工建设、完工验收3个管理阶段[20]；从执行人员的角度，按照不同用户对象分为监管部门、监管监测单位、建设单位3类用户；以不同用户水土保持业务需求为主导，以生产建设项目实施过程为主线，分3个阶段进一步分析不同用户在各阶段的水土保持工作任务、工作逻辑和流程、需要和产生的数据信息及流向。

1）项目前期阶段。生产建设项目水土保持方案经水利部审批后，依授权下发至流域节点，监管部门正式立项，启动监管流程。前期主要任务为与建设单位建立联系，了解项目进展，向建设单位传达相关政策法规及监管要求，同时，全面了解项目基本情况、数字化项目资料并建档立卡。

2）施工建设阶段。建设单位需按照相关政策文件及监管工作要求，及时报送水土保持相关资料，监管部门综合分析研判项目情况，确定跟踪监管方式，启动不同监管方式工作流程；同时，监管部门根据需要向监管监测单位下达监测任务，推送相关数据资料，监管监测单位接收任务后，相应启动不同方式监测工作流程，监测工作结束后报送监测成果与监管建议；监管部门经综合分析进行问题认定，按需启动查处和责任追究流程。

3）完工验收阶段。建设单位完成自主验收并报水利部备案后，需将相关验收资料及报备证明报送监管部门，监管部门在综合分析的基础上，视情况启动验收核查流程，项目合规后结项存档。

此外，还有一些监管业务涉及全流程阶段，如问题举报受理、应急监管、政策法规宣传等，应按事件或次序启动工作流程。各流程均会产生相应水土保持业务数据，这些数据信息随着工作流程一并流入下一环节，工作流程中的各用户均可按照当前任务需要和分配权限便捷查看相关数据资料，进而完成本级任务目标。

太湖流域片生产建设项目不同阶段水土保持监管监测与服务全业务工作流分析如图2所示。

图2 业务工作流分析图

3 平台总体设计

3.1 总体结构

水土保持监管服务平台总体按照“大数据手段 +共享平台搭建 + 精准智慧管理”的思路，运用工作流引擎、3S、大数据、云计算、物联网、移动互联网及无线传感等网络与信息技术，采用 B/S 运行模式和 J2EE 多层分布式应用体系架构思路搭建。多层结构分别为业务外观层、Web 表示层、业务规则层和数据存取层，其中：业务规则层是整个应用系统的底层支撑，工作流引擎为核心支撑，为业务应用提供逻辑和实现上的支持，整个平台本质上为在多层分布式环境下的工作流管理系统。

根据工作流的基本理念和设计思想，从面向不同用户对象、业务过程信息化需求出发，开展水土保持监管服务平台应用架构和模块设计，平台总体上由以下3个子系统构成：

1）生产建设项目水土保持信息管理子系统（管理端）。管理端面向监管部门和监管监测单位，承担水土保持监管服务平台所有数据汇集管理、监管监测全业务操作、信息处理与发布等任务，是其他2个子系统的基础支撑。

2）生产建设项目水土保持信息服务子系统（填报端）。填报端面向建设单位，服务水土保持业务数据管理与信息上报，直接对接管理端进行数据交换。

3）监管监测信息移动采集及数据交换子系统（采集端）。采集端面向太湖局系统和技术支撑单位技术人员，包括移动采集和数据交换2个系统：移动采集系统支撑现场在线办公，采集、分析与管理实地调查数据，通过数据交换系统对接管理端获取项目资料或回传现场数据；数据交换系统同时也是外业调查管理系统，管理、分析、审核外业调查数据。

水土保持监管服务平台通过3个子系统，覆盖太湖流域片生产建设项目水土保持全业务、全过程线上监管监测与服务工作，并进一步根据业务需要设置业务功能模块及其子模块，总体应用结构设计如图3所示。

3.2 流程建模

太湖流域片生产建设项目水土保持监管监测业务是纷繁复杂的多线程、多任务、多目标的集合，并非单一流向、目标的集合，只使用1个流程无法实现这些复杂的业务。因此，需要基于单个任务目标实现模型实例化和闭环工作流，将不同业务、目标的多个工作流组合嵌套，通过多个工作流实现多任务、多对象的协同运行，以及多个子系统之间的流程传递及任务执行。

基于生产建设项目水土保持监管、监测业务工作流程分析，以生产建设项目为基础对象，将各业务通过不同功能模块及其子模块（见图3）加以描述，利用工作流特定的建模工具，将不同业务、目标、流向的工作流程转化为计算机可以模拟处理的模型。再进一步按照具体业务流程，对模型实例化，水土保持监管服务平台子系统中的每个功能模块即为活动实例，每个功能模块的子模块即为组成活动实例的子块，工作流引擎根据模型信息推进业务流程的具体执行，工作流程模型如图4所示。

图3 平台总体应用结构框架图

图4 工作流程模型图

一个生产建设项目从开始立项监管到验收核查、结束归档是一个完整固定及全周期的主流程，在主流程实例运行到不同实施阶段节点时，都会判断此节点是否执行子流程，每个子流程执行完毕，主流程流向下一节点，直到全部子流程执行完毕，主流程结束。

子流程为具体的监管业务流程，不同的监管业务对应不同的业务流程。每个子流程启动后，按照流程顺序依次执行，如遇循环流程，则返回至设定的节点再次执行，直到单项业务结束，单次的子流程也随之结束。每个阶段会存在多个子流程，当该阶段所有子流程执行完毕后，流程返回至主流程。子流程中的部分节点还存在次子流程，执行方式同子流程执行方式。

4 平台子系统建设

水土保持监管服务平台以工作流管理为核心，通过工作流技术按照业务流程在不同用户对象及各子系统间进行自动化信息传递，实现生产建设项目水土保持监管、监测全流程业务的闭环式线上处理，在此基础上进行系统集成，并进一步提炼和萃取数据，实现数据多维度自动统计分析与成果综合展示。

4.1 生产建设项目水土保持信息管理子系统

生产建设项目水土保持信息管理子系统（管理端），以生产建设项目水土保持监督管理、监测评价业务为核心，按照全面、科学、合理的数据标准，数据流向及业务规则，通过工作流技术实现生产建设项目从立项至结项的全过程直线式管理，支撑水土保持监督管理、遥感监管、应急监管、信用监管、政策法规宣传、验收核查、问题举报受理等业务的线上流程执行，对各环节产生的过程数据、全周期项目资料进行档案化管理，对项目设计资料和监测成果进行空间矢量化、可视化管理，对生产建设项目建设状态、施工进度与水土保持工作落实情况进行动态化管理，对重点关注项目和部位进行重点化、精准化管理，对各业务开展情况和产生数据进行多维度自动化统计分析，并进一步对各项业务信息进行提炼和萃取，形成太湖流域片水土保持一张图集成和综合展示平台，为综合分析生产建设项目水土保持工作情况、发现违法违规行为、管理决策、政务公开提供平台。此外，通过标准化数据接口对接全国水土保持信息管理系统（生产建设项目监督管理子系统）和流域片各省级水土保持信息管理系统，实现数据同步对接与信息交换共享。

4.2 生产建设项目水土保持信息服务子系统

生产建设项目水土保持信息服务子系统（填报端）以服务建设单位水土保持工作为目标，对接管理端，通过工作流技术实现建设单位用户节点的项目过程管理及流程执行，实现水土保持基本情况、组织管理、监理监测、自主验收等全过程资料线上档案化管理，实现监测方案与报告、水土保持自查资料、重点部位关键信息、检查意见整改回复等资料信息的在线处理与报送，助力建设单位进行多个生产建设项目协同管理，及时接收和随时查看重要通知文件，动态了解相关政策法规与标准规范，在构建监管单位和建设单位之间信息交换“绿色通道”的同时，实现水土保持监管工作的标准化和规范化。

4.3 监管监测信息移动采集及数据交换子系统

监管监测信息移动采集及数据交换子系统（采集端）围绕生产建设项目监督检查、监督监测、遥感监管、应急监管等任务，通过工作流技术实现全流程线上外业调查与数据审核入库，实时化、可视化、协同化支撑外业调查工作。具体包括以下2个系统：

1）监管监测信息外业调查移动采集系统（App终端）。实现生产建设项目基本情况、方案与季报、历史监测成果等信息的快速查询阅览，支持不同任务目标的解译标志建立、调查任务规划、定位导航、信息采集、矢量图斑编辑、数据统计分析等现场无纸化办公，并融合生产建设项目监督检查基本原则和要求，实现检查处置意见推荐，智能化辅助决策。

2）App 数据交换系统。作为 App 终端和管理端的中间“桥梁”，实现管理端与 App 终端信息的及时交换、同步更新与协同共享，为外业调查工作动态化管理、质量控制提供平台，同时保障系统网络、信息和数据安全。

5 结语

本研究将工作流理念引入水土保持业务，深入研究和分析了工作流技术如何与流域水土保持监管监测与服务工作有效结合，进而提出了信息平台的总体设计。水土保持监管服务平台实现了流域片生产建设项目水土保持监管监测信息自动采集与处理、海量数据存储与管理、地理空间数据可视化表达、全流程闭环式线上监管监测、数据挖掘与智能决策支持，为流域水土保持高效监管提供了技术支撑。

通过工作流技术的应用，不仅实现了水土保持全流程和全业务过程的无纸化、自动化、精细化闭环管理，提升了工作质效和监管服务水平，也降低了平台开发的经济、时间成本，提高了适应度、灵活性。下一步将在水土保持信息化管理的实践中不断探索和分析，进一步优化流程和功能，推进水土保持监管服务平台向更高水平的智能化、智慧化方向发展。