基于GIS的防雷安全监管信息系统设计与实现

黎莫清 唐 陵

(河池市气象局 广西 河池 547000)

0 引 言

2016年国务院发布文件，优化建设工程领域防雷许可事项，要求简政放权，放管结合，优化服务和流程，提高效率，减轻企业负担。进一步明确和落实部门管理职责，加强事中事后监管，开展“双随机”抽查[1]，保障人民群众生命和财产安全。这对防雷安全监管工作提出了新的要求，亟须探索新的安全监管方式，规范执法检查行为，提升安全监管能力。

目前我国在防雷安全执法检查体系存在以下不足：一是采用人工作业方式来完成并通过纸质表单作为数据的媒介来沟通，费时耗力；二是基层气象部门安全监管力量薄弱，监管作业流程化及效率不高，违法案件查处不及时，处理不规范；三是监管范围都是危化品、易燃易爆企业，企业数量多且分散，安全隐患点量大面广，监管难度大，极易发生群死群伤事故。这与当前防雷安全监管工作要求仍存在较大的差距，仅依靠传统管理模式已无法适应当前防雷安全工作面临的新形势。在“智慧气象”战略推动下，“互联网+”的新安全生产监管体系建设被引入河池市的防雷减灾安全监管。目前国内针对防雷安全监管设计的信息管理系统数量较少，多数为防雷检测业务管理系统[4-6]，侧重于防雷检测业务，形式与功能单一，且适用范围比较小。文献[7-9]在分析传统土地执法存在的问题后，构建了基于GIS的土地执法检查管理系统，将执法数据高效整合和服务共享，提高土地执法效率。刘吉等[10]在精准扶贫领域开发了贵州省精准扶贫外业采集App系统建设与应用，提高了贫困户信息的采集工作效率。本文在过去研究的基础上，充分应用移动GIS及WebGIS技术特点及优势，并结合防雷安全监管的业务要求[2-3]，设计开发防雷安全监管信息系统，为丰富和发展安全监管信息系统的研发方式和应用实例提供参考。

1 研究依据与方法

1.1 防雷安全专项检查

为加强危化品企业防雷安全事中事后监管，履行好防雷安全管理职责，落实防雷安全主体责任，要求防雷主管部门把专项检查督查与日常工作有机结合，建立防雷安全监管工作机制，开展防雷安全及行业领域执法检查，把专项检查列入年内检查计划。根据上级部门有关文件要求并结合本地实际情况，制定相应的防雷安全专项检查方案，强化跟踪检查、执法监督，建立防雷安全检查档案，及时排查和消除各类事故隐患。防雷安全专项检查工作步骤如下：

(1) 组织制定防雷安全专项检查方案，成立防雷安全专项检查组，明确检查范围及检查内容，按照方案要求下发检查通知至各防雷安全重点单位。

(2) 自查自改阶段：各有关单位作为防雷安全责任主体，按照方案要求，对照各项检查内容和检查表开展自查，认真查找隐患，如实填写安全隐患清单，并制定隐患整改方案及时整改。

(3) 督查抽查阶段：针对防雷装置业主开展防雷安全隐患自查自改情况，对相关单位进行抽查检查。

(4) 形成防雷安全专项检查督查工作总结报告，上报上级部门及当地安委会。

1.2 双随机检查

根据国务院关于规范事中事后监管的相关规定和中国气象局随机抽查规范事中事后监管工作实施方案的要求，各级气象主管机构采用“双随机、一公开”方式实施防雷服务市场监管。“双随机、一公开”，是指气象主管机构对防雷服务市场主体提供防雷服务行为进行监管，一是随机抽取检查对象，二要随机选派执法检查人员，三是及时公布抽查检查结果和查处结果的检查机制。“双随机、一公开”工作应当遵循依法实施、综合检查、谁检查谁负责、公开透明的原则。双随机检查流程如图1所示。

图1 双随机检查流程

(1) 建立防雷服务市场监管对象分类名录库和执法检查人员名录库。依据法律、法规和规章规定及日常监督管理需要，制定并动态调整抽查事项清单，明确检查依据、检查主体、检查内容和方式等，向社会公布。

(2) 确定抽查方式。抽查方式分为不定向抽查和定向抽查，各级气象主管机构按照抽取比例(5%)，从检查对象名录库中随机抽取被检查对象。检查对象和检查人员确认后，气象主管机构下发检查通知，送达检查对象，同时向社会公开。

(3) 检查实施。随机抽查事项的检查综合采取书面检查、现场检查等多种方式实施。采取现场方式检查的，检查人员不得少于两人，应当出示执法证件。

(4) 检查结果公开。检查结果应当自检查结束之日起20个工作日内向社会公开。有违法行为的，由当地气象部门依法查处，涉嫌犯罪的移送司法机关，并将检查结果报送市场主管部门，通过企业信用系统公示。

1.3 行政执法

根据国家《行政处罚法》及气象部门相关规章[1]要求，防雷违法案件查处主要分为以下四个步骤：(1) 立案：对群众举报的违法线索，防雷主管部门应作详细记录，并应及时查验审核，符合立案条件的予以受理立案，并对举报人个人信息严格保密。(2) 调查和处理：防雷主管部门应当及时对已立案的案件开展调查取证，在调查过程中，执法检查人员应不少于2人，应向当事人出示执法证件，证件在有效期内。可采用询问、辨认、勘验、检查、鉴定等方式收集的相关证据，包括人证、物证、调查笔录、电子证据(图片视频)等证据材料。执法检查过程中要文明检查、执法有据、程序合规。(3) 执行：对各类证据材料进行审核，得出违法案件处理决定意见。行政处罚前应出具《行政处罚告知书》《听证告知书》，书面告知违法当事人。如需举行听证，则按程序举行听证会后，向当事人送达《行政处罚决定书》，无法直接送达的，可采用邮寄送达或公告送达。(4) 结案：案件执行完后，形成结案报告呈主管部门主要负责人批准结案，案件卷宗应立案归档。防雷违法案件查处流程如图2所示。

图2 案件查处流程

2 系统设计

2.1 系统架构

防雷安全监管系统主要分为客户端、应用服务层、数据层，分别由基于PC端安全管理系统和基于移动端App安全巡查系统两部分构成。PC端安全管理信息系统采用B/S(浏览器/服务器)架构，基于高德GIS服务，以.NET Framework 4.0为开发框架，采用Tomcat Apache或ⅡS服务器作为Web Server，实现空间数据的发布和应用，完成档案管理、任务管理、数据存储及分析等功能。移动端App巡查系统采用Android 4.0以上操作系统，移动端设备为智能手机或PDA，用户通过无线通信网络与服务端进行数据交互，在移动智能终端实现信息数据采集上报、定位查询与导航等功能。防雷安全监管信息系统架构图见图3。

图3 系统架构图

2.2 业务流程

通过梳理防雷主管部门安全管理相关规定与要求，防雷安全监管主要有双随机检查、专项检查、调查取证、日常巡查四种方式，并结合本部门日常管理运行模式，优化相关管理流程。管理人员通过登录基于PC端安全管理系统，根据防雷监管部门的相关规定和业务流程为执法检查人员建立检查任务，然后下发检查任务，包括检查人员、检查对象、检查时间要求、检查内容等，执法检查人员登录移动端App安全巡查系统，根据检查任务内容开展执法检查，利用手机进行现场信息采集和上报，系统对巡检人员检查路径进行GPS定位，数据同步处理，动态地追踪人员的行动轨迹。系统业务流程如图4所示。

图4 业务流程图

2.3 功能模块设计

防雷安全监管系统以实现安全监管为核心，建立实时的、随地的、集成的一体化监管信息系统。通过加强对安全检查人员及过程的管理和控制，实现集中化的安全监控和动态跟踪，从而提高安全监管能力。基于GIS平台的防雷安全监管信息系统主要由企业管理、人员管理、安全监督管理、行政执法、GIS服务管理、系统管理六大模块组成。企业管理模块是对社会企业、检测机构的信息化建设，对危化企业、粉尘涉爆企业、加油加气站三类防雷安全重点企业和检测机构分别建立名录信息库；人员管理模块主要是执法人员管理、管理人员管理功能，建立执法人员名录库和管理人员信息库；安全监督管理模块实现对监管对象的双随机检查、专项检查及日常巡查；行政执法模块主要针对违法案件查处，对违法案件进行信息化管理；GIS服务管理模块主要基于高德地图的企业信息展示、监督过程展示等；系统管理模块主要包括数据管理、用户权限管理及信息发布等。系统功能设计见图5。

图5 系统功能设计图

3 关键技术

3.1 数据库一体化管理

数据库是防雷安全监管信息管理系统开发应用的关键环节。防雷安全执法检查涉及地理信息、企业信息、人员信息、图片、视频及检查表单等数据信息，需存储和管理的数据种类繁多、关系复杂，需要科学、合理的进行数据库设计。

在数据库设计过程中，认真分析数据的结构类型及数量，以及后期维护等因素，按照防雷安全监管要求及工作流程，按照不同的应用功能部署相关的组件，做到层次分明、布局合理，保障数据的准确性、科学性及系统的稳定性，以便高效地实现系统数据的检索、存储及输出。系统为用户、企业、执法人员、任务管理、检查表单等对象进行唯一编码，并通过主键或索引约束技术将企业信息、人员信息、任务信息、空间信息进行关联，形成相互融合、冗余度小、关联度高的一体化数据库。关联信息示图如图6所示。

图6 检查任务管理关联信息示图

3.2 移动GIS技术

移动GIS采用GIS进行空间数据管理与分析，使用GPS进行定位和跟踪，利用智能手机、PDA完成数据采集，借助移动互联网完成图片、文字、视频等数据传输，是集GIS技术、GPS技术、MI技术及移动终端的一体化系统，具有地图显示及导航、在线服务、GPS定位、标绘图形、地理编码、查询地图图层和数据等功能。移动GIS主要由客户端、服务器及数据源构成，对应载体为表现层、中间层及数据层。表现层是客户端设备，如智能手机、PDA等终端设备，面向用户，与用户交互，是GIS服务的窗口；中间层主系统服务器及服务网络，如Internet(TCP/IP)、Web服务器、Map服务器等，负责处理和传输空间地理信息，执行移动GIS请求功能；数据层是移动GIS各种数据的存储集中库，保证GIS功能的实现和支撑，由空间数据库和属性数据库组成。移动GIS体系结构见图7。

图7 移动GIS体系结构图

移动GIS具有移动性、服务实时性、信息载体的多样性等特点。通过移动GIS技术，执法检查人员能够便捷利用智能手机、PDA执行检查任务，将数据信息电子化、数字化，信息实时交互、同步更新，在任何地点、任何时间都能查询到任何所需的最新数据，采集数据规范及时、存储安全，大大提升执法检查的便利性和准确度。

3.3 WebGIS技术

网络地理信息系统(WebGIS)指的是工作在Web网上的GIS，由客户端、服务器、数据库构成，客户端一般有如IE、Google Chrome等Web浏览器，服务器由Web Server 和Map Server 组成。可以实现空间数据的发布和应用，具有空间数据检索、查询、制图输出、编辑等功能。WebGIS基于B/S架构，由多台服务器、多源数据库与多台终端由因特网连接而成，用户通过在客户端操作，进行数据处理，服务器输出空间信息和应用结果。WebGIS工作原理见图8。

图8 WebGIS工作原理图

WebGIS采用了基于Internet的B/S体系结构，不同部门数据可以分别存储在不同地点的服务器上，每个GIS用户作为一个Client端通过Browser与Server交换信息，可以与网上其他非GIS信息进行无缝连接和集成。WebGIS可以实现对各种传统GIS数据的相互操作和共享，以便充分利用现有的数据资源。WebGIS还可以用于内部网(Intranet)以建立各部门内部的网络GIS，实现局部范围内的数据共享。WebGIS应用技术见表1。

表1 WebGIS应用技术

WebGIS通过Internet/www机制可有效实现分布式地理信息处理，分散数据存储，降低系统负载，加快访问速度，高效利用空间数据资源。WebGIS可以跨平台应用，能做到“一次编成，随处使用”，可以在Windows、Linux、Unix不同操作平台运行，支持多种浏览器操作，如IE、Fire fox、Opera等浏览器，支持如sdf、shp、Oracle、SqlServer、WFS、WMS等多种数据源。

WebGIS具有广泛的访问范围、平台独立性、低系统成本、发布速度快、系统操作简单、维护方便，系统安全性、协同性优良等优点。利用上述技术优势应用于防雷安全监管信息系统的开发，与安全监管业务相互融合，实现和完成系统设计目标与功能，增强系统的通用性和拓展能力，有效提高研发工作质量和效率。

4 应用与实现

基于GIS的防雷安全管理系统分为两个PC管理端和移动端App两个子系统，在移动端基于Android手机执行巡查任务，实现防雷安全监管执法检查的巡查上报、地图浏览、轨迹跟踪、数据采集等功能。在管理端，在B/S架构下实现对举报的违法线索进行受理、立案、审查、执行、结案，具备信息审核、批复等功能，并根据要求自动生成案卷电子档案；对专项检查、双随机、日常巡查、案件调查取证等任务进行管理，对检查过程信息全程记录、全程留迹。系统主要实现的功能如图9所示，移动端App管理界面如图10所示，PC管理端界面如图11所示。

图9 系统实现功能示图

图10 PC管理端界面

图11 移动端App界面

4.1 PC管理端功能实现

(1) 地图展示。该功能是基于高德地图的企业信息展示，用户根据查询需求选择信息选项，设定查询区域和范围，可以直观在地图显示监管对象的单位名称、地理位置、行业属性、检测时间、检测机构等信息。并通过绿色、黄色、红色(绿色表示正常，黄色表示即将逾期，红色表示逾期)三种不同视图标识，动态显示监管对象的防雷安全检测状态，便于监管部门及时跟踪提醒，实现监管对象信息可视化。只需要一幅高德地图，就可以实时监控企业防雷安全管理动态，跟踪重大安全隐患整改情况，实现监管的全覆盖。系统可根据检测时间、安全状况，自动通过短信形式发送至企业安全负责人，提前规划应对方案。

(2) 巡查轨迹。该功能是记录执法人员检查过程手持设备反馈的定位数据，可以查询检查人员的检查范围、检查地点、检查时间，通过在地图标注并直观展示，检查活动轨迹一目了然。巡查记录列表可以查看每位执法人员每次执法的过程信息，包含检查开始(结束)时间、GPS定位信息等。

(3) 检查档案。该功能主要是对检查档案的信息化管理，将每个检查任务从建立、实施(App巡查)、整改、复查到完成全过程数据资料都存入系统后台数据库，一个检查任务对应一个电子档案，可以随时查询和调用，实现检查全过程留痕及可回溯管理，促进安全检查规范化、标准化、智能化。

(4) 执法档案。该功能是实现对防雷违法案件的受理、立案、审查、告知、执行、结案全过程记录和管理，快速输出案件文书，查询案件进展，进行案情分析，根据执法流程进行案件审核审批，并结合移动端手机App开展调查取证、动态巡查工作，确保严格规范公正文明执法。

(5) 数据统计分析。系统可以实现对检查任务、检查结果、案件信息等各类数据进行分析、查询、统计的功能，支持多种方式(饼状图、折线图、柱状图、报表等)统计数据，帮助领导者更加直观地了解各类数据信息，提供决策依据，支持自定义查询功能，能够自主组合多条件及关键字进行查询。

4.2 移动端App功能实现

(1) 定位和导航。移动端App集成管辖区域的电子地图，可以查看不同比例地图，可以进行地址搜索、图层切换、GPS定位、放大、缩小、平移等功能，还可以在执行检查任务时开启导航功能，设定目标，规划出行路线，方便快速到达检查地点，还可以对企业名录库单位GPS经纬度进行实地校正。

(2) 双随机检查。先由PC端管理系统从名录库随机抽取检查单位和执法检查人员，自定义生成检查任务，下发至各执法检查人员移动端。执法人员登录手机App执行检查任务，根据检查任务提示，自主导航至被检查对象所在地点开展检查，根据检查表单内容逐项填写，可以在表中附件添加文本、图片、视频等信息，填写完成由执法人员等在移动端进行电子签名完成，数据上传至后台服务器。如果检查有不符合项的则在移动端出具整改电子表单，整改完成后复查，并拍照上传留档。

(3) 专项检查。针对重点领域、重点对象进行重点检查，在PC端管理系统自主选取受检企业及检查项目，生成专项检查任务并下发，以短信形式告知业主检查事项。移动端(App)自动接受任务并同步检查内容，执法检查人员通过手机App执行任务，完成检查表单填写，对现场拍照存档，若存在安全隐患，则出具整改表单。

(4) 调查取证。执法人员可以根据已受理的案件开展现场调查取证，系统将记录工作时间和调查轨迹，通过智能手机进行现场拍照和录制视频，上传文本、录音、图片、视频等证明文件至后台数据库，管理人员可以在PC管理端进行实时查看，作为案件违法证据和日后执法核查的依据，实现对执法人员和执法过程的监督，确保执法行为合法、合规、科学、高效。

(5) 日常巡查。该功能是检查人员在执行日常巡查任务时，开启日常巡查功能，系统将实时记录检查人员的轨迹信息，巡查轨迹将上传存档，后台可以回放查询，可以有效提高巡查效率，避免执法盲区。

(6) 案件举报。执法人员在巡查过程中发现防雷违法案件可以实时定点举报，系统将自动定位，填写违法举报信息表，上传图片等违法线索。

5 结 语

本文充分利用移动GIS、WebGIS技术、Web技术优势，基于高德GIS服务，设计和研发防雷安全监管信息系统，并结合防雷安全监管规定及业务流程，构建企业管理、安全监管、行政执法、GIS服务、数据分析一体化智能管理系统，实现防雷安全监管执法信息实时采集与上报、定位与导航、可视化查询与输出、轨迹记录、档案管理、统计分析等功能。系统在广西河池市防雷安全管理领域投入业务应用，实现安全检查的信息化、智能化、规范化、精准化，实现执法全过程记录留痕，具有高效快捷的数据查询与管理能力，操作简单，维护方便，节约成本，创新执法监管方式，大大提升防雷安全监管效率和便捷性。

另外，随着云计算、5G技术的迅速发展和应用，将云GIS技术及5G技术融入防雷安全监管系统，将为管理系统提供安全高效的数据管理模式，降低系统使用维护成本，提高系统的易用性、稳定性和实用性，使用户操作更简便流畅。防雷安全监管系统结合云GIS技术、5G技术、无人机技术做进一步研发和优化，完善系统数据的精确查询及高级分析功能，提升调查取证智慧化水平，实现与上级部门监管系统对接与信息共享，不断提升系统操作体验和运行性能。