關(guān)鍵詞：生態(tài)環(huán)境；數(shù)字化轉(zhuǎn)型；數(shù)字基座；頂層規(guī)劃

前言

在當(dāng)今社會，云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、區(qū)塊鏈等新興數(shù)字技術(shù)正加速創(chuàng)新，并逐漸滲透到經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的各個領(lǐng)域和全過程，推動人類社會經(jīng)歷深刻而長遠(yuǎn)的變革，對社會形態(tài)、產(chǎn)業(yè)形態(tài)以及政府治理形態(tài)均產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。在這一數(shù)字化與生態(tài)化融合發(fā)展的背景下，順應(yīng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的潮流，充分利用數(shù)字技術(shù)來創(chuàng)新生態(tài)環(huán)境治理模式與手段，提升生態(tài)環(huán)境信息化服務(wù)水平，以滿足生態(tài)環(huán)境管理的需求，已成為實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境現(xiàn)代化治理的戰(zhàn)略選擇。

在生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域，多年的信息化建設(shè)已使業(yè)務(wù)實現(xiàn)了基本的信息化，工作效率和服務(wù)水平均有所提升。然而，由于前期信息化建設(shè)缺乏系統(tǒng)性規(guī)劃，多采用煙囪式建設(shè)方式，隨著系統(tǒng)的不斷堆疊和數(shù)據(jù)的累積，業(yè)務(wù)孤島、數(shù)據(jù)壁壘以及維護(hù)壓力大等問題日益凸顯，信息化的服務(wù)動力已無法滿足新形勢下國家對環(huán)境治理能力和水平的高標(biāo)準(zhǔn)、高要求。針對這一問題，國內(nèi)部分學(xué)者已展開生態(tài)環(huán)境數(shù)字化轉(zhuǎn)型的相關(guān)理論研究，但現(xiàn)有研究內(nèi)容較為宏觀，轉(zhuǎn)型思路普適性較強(qiáng)而行業(yè)針對性不足，對生態(tài)環(huán)境數(shù)字化轉(zhuǎn)型的現(xiàn)實路徑與落地應(yīng)用的指導(dǎo)參考相對欠缺。因此，文章以上海市這一特大型城市為例，深入探索生態(tài)環(huán)境行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型方法與應(yīng)用實踐，旨在為類似城市的生態(tài)環(huán)境數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展提供有益的參考和借鑒。

1生態(tài)環(huán)境數(shù)字化現(xiàn)狀、問題及轉(zhuǎn)型思路

1.1生態(tài)環(huán)境行業(yè)數(shù)字化建設(shè)歷程回顧與現(xiàn)狀

生態(tài)環(huán)境行業(yè)的數(shù)字化的建設(shè)歷程，總體上可以分為應(yīng)用探索、規(guī)模建設(shè)、集約化建設(shè)三個階段。如圖1所示，上海市從2000年開始探索信息化建設(shè)，起初主要是服務(wù)政務(wù)辦公方面，信息系統(tǒng)規(guī)模小，數(shù)量也不多；從2010年開始，在信息技術(shù)的普及下，環(huán)境信息化的建設(shè)進(jìn)入高速發(fā)展階段，至2017年，不同業(yè)務(wù)條線的需求基本上都得到信息化的實現(xiàn)，期間建設(shè)的信息系統(tǒng)數(shù)量多達(dá)40多個；從2018年開始探索系統(tǒng)的集約化建設(shè)，按照“一中心、兩平臺、三應(yīng)用體系”總體架構(gòu)，先后建立了數(shù)據(jù)中心、環(huán)保綜合業(yè)務(wù)平臺和公眾服務(wù)平臺（上海環(huán)境網(wǎng)站），將原有系統(tǒng)開始進(jìn)行集成，信息化項目數(shù)量不多，但項目規(guī)模都較大。

1.2生態(tài)環(huán)境行業(yè)數(shù)字化存在的主要問題與轉(zhuǎn)型思路

“十四五”是生態(tài)環(huán)境文明建設(shè)的一個全新階段，一方面要鞏固“十三五”污染防治攻堅戰(zhàn)取得的成果；另一方面要立足新的階段，構(gòu)建新的發(fā)展格局，突出精準(zhǔn)治污、科學(xué)治污、依法治污，按照黨和國家深入打好污染防治攻堅戰(zhàn)的指示精神，以更高標(biāo)準(zhǔn)打好藍(lán)天、碧水、凈土保衛(wèi)戰(zhàn)。在生態(tài)環(huán)境管理要求不斷升級的情況下，環(huán)境治理的模式和手段也亟需創(chuàng)新，當(dāng)前信息化服務(wù)能力存在的不足也日益凸顯，見圖2。

（1）數(shù)據(jù)的質(zhì)量良莠不齊，難以支持精細(xì)化的環(huán)境治理。早期的信息化建設(shè)匯聚了大量的環(huán)境業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，但因為缺少統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、完整的數(shù)據(jù)服務(wù)鏈條，導(dǎo)致數(shù)據(jù)資源得不到充分的利用，無法適應(yīng)精準(zhǔn)治污的新要求。

（2）集中而不集約，難以開展信息和業(yè)務(wù)協(xié)同。雖然近幾年的信息化建設(shè)開始朝著集約化方向建設(shè)，但大多數(shù)是業(yè)務(wù)系統(tǒng)簡單的堆疊在一起形成整合，未從本質(zhì)上解決早期煙囪式建設(shè)遺留的問題，數(shù)據(jù)壁壘、業(yè)務(wù)壁壘依然嚴(yán)重，系統(tǒng)的擴(kuò)展性和兼容性不夠，協(xié)同監(jiān)管模式難以實現(xiàn)。

（3）系統(tǒng)智能化程度不夠，難以支撐科學(xué)決策。目前所有業(yè)務(wù)的信息化，以滿足流程的線上化、資料的電子化為主，環(huán)境監(jiān)管模式和監(jiān)管手段仍相對落后，新技術(shù)的應(yīng)用不足，需要加強(qiáng)核心技術(shù)的攻關(guān)和應(yīng)用場景的落地，應(yīng)用智能化手段來實現(xiàn)環(huán)境精細(xì)化、精準(zhǔn)化的監(jiān)管和治理。

根據(jù)前面的分析，目前生態(tài)環(huán)境信息化主要問題是孤島、壁壘的存在，阻礙了信息化能力的進(jìn)一步提升，歸根結(jié)底是缺少系統(tǒng)性、整體性的規(guī)劃，導(dǎo)致應(yīng)用系統(tǒng)小、散、多，數(shù)據(jù)數(shù)出多源、標(biāo)準(zhǔn)不一，業(yè)務(wù)功能重復(fù)建設(shè)。就上海市而言，已建的信息系統(tǒng)多達(dá)50多個，同一個污染源的信息有4種以上的版本，數(shù)據(jù)的編碼規(guī)則也有多個，導(dǎo)致很多圍繞污染源開展的業(yè)務(wù)存在大量反復(fù)的信息確認(rèn)工作。要想實現(xiàn)信息化整體能力的全面提升，推動環(huán)境治理數(shù)字化轉(zhuǎn)型，必須從頂層規(guī)劃切入，完成三個“重定義”，見圖3。

①重定義數(shù)據(jù)?；诃h(huán)境工作對象和業(yè)務(wù)，重新梳理數(shù)據(jù)，制定統(tǒng)一數(shù)據(jù)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、共享交換原則。

②重定義流程。重新梳理現(xiàn)有50多個業(yè)務(wù)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流，在實現(xiàn)原有業(yè)務(wù)功能的同時，去重去冗，實現(xiàn)流程優(yōu)化和再造，并充分考慮后續(xù)業(yè)務(wù)流程的拓展靈活性。

③重定義體系。以集約化、智能化建設(shè)為導(dǎo)向，規(guī)劃生態(tài)環(huán)境大系統(tǒng)頂層架構(gòu)，強(qiáng)化環(huán)保數(shù)字基座的建設(shè)和賦能，打造“縱向到底、橫向到邊”的系統(tǒng)架構(gòu)體系。

2上海市城市生態(tài)環(huán)境數(shù)字化轉(zhuǎn)型實踐

通過對上海市城市生態(tài)環(huán)境數(shù)字化現(xiàn)狀的分析，結(jié)合生態(tài)環(huán)境數(shù)字化轉(zhuǎn)型方法，上海市重新構(gòu)建了上海城市生態(tài)環(huán)境大系統(tǒng)頂層架構(gòu)，架構(gòu)“強(qiáng)中臺，輕應(yīng)用”，打造了環(huán)保數(shù)字基座，并沉淀通用核心能力，并將分散的業(yè)務(wù)系統(tǒng)融合成五大應(yīng)用，整體架構(gòu)見圖4。

2.1構(gòu)建環(huán)保數(shù)字基座

環(huán)保數(shù)字基座是生態(tài)環(huán)境大系統(tǒng)的核心部分，是打破孤島、壁壘的重要突破點，通過數(shù)字基座形成全局統(tǒng)一的信息化支撐PAAS能力，賦能上層應(yīng)用。在上海城市生態(tài)環(huán)境數(shù)字化轉(zhuǎn)型的實踐中，基于四個核心中臺構(gòu)建了環(huán)保數(shù)字基座。

2.1.1物聯(lián)中臺

環(huán)境監(jiān)測是環(huán)境管理的“眼”，生態(tài)環(huán)境行業(yè)存在著多種用于實時感知環(huán)境質(zhì)量的監(jiān)測設(shè)備，例如水質(zhì)在線監(jiān)測設(shè)備、揚塵噪聲在線監(jiān)測設(shè)備、空氣在線監(jiān)測設(shè)備等。沒有統(tǒng)一的平臺來實現(xiàn)這些接入設(shè)備的統(tǒng)一接人和管理，感知數(shù)據(jù)的共享和應(yīng)用大打折扣。上海市通過搭建物聯(lián)平臺，實現(xiàn)對物聯(lián)網(wǎng)感應(yīng)層的各類型終端設(shè)備的大規(guī)模接入，將離散的監(jiān)測設(shè)備統(tǒng)一進(jìn)行管控。

2.1.2視頻中臺

與物聯(lián)中臺不同，視頻中臺主要是實現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的接入和處理。環(huán)境執(zhí)法過程中常用到視頻數(shù)據(jù)。除此之外，在環(huán)境監(jiān)測站點（如揚塵）、土壤修復(fù)工地監(jiān)管、人河／人海排污口監(jiān)控等場景也有視頻數(shù)據(jù)的接人和應(yīng)用需求。因此，一方面為了滿足現(xiàn)階段視頻數(shù)據(jù)的接入需求，另一方面也是為了方便后續(xù)的視頻接入和管理，以及視頻智能應(yīng)用的需求，上海通過視頻中臺來為整個生態(tài)環(huán)境大系統(tǒng)提供統(tǒng)一的視頻服務(wù)能力。

2.1.3數(shù)據(jù)中臺

目前上海市生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)累計有數(shù)據(jù)10T多，雖然已建有環(huán)保大數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的統(tǒng)一存儲，但是未對不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)匯聚來的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的梳理和治理，尤其是污染源的數(shù)據(jù)，存在多個不同的版本、編碼和數(shù)據(jù)庫，導(dǎo)致部門之間信息不一致。上海拋棄傳統(tǒng)的大數(shù)據(jù)中心概念，建設(shè)行業(yè)數(shù)據(jù)中臺，部署數(shù)據(jù)采集、治理等各類工具組件，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、加工、治理、存儲、應(yīng)用、服務(wù)的全過程管理，讓數(shù)據(jù)徹底“活”起來。

2.1.4應(yīng)用中臺

通過應(yīng)用中臺，實現(xiàn)統(tǒng)一門戶、統(tǒng)一接人、統(tǒng)一用戶及權(quán)限管理，并采用微服務(wù)架構(gòu)，提供包括工作流組件、表單管理、日志管理等應(yīng)用支撐內(nèi)容，實現(xiàn)不同類型生態(tài)環(huán)境項目的流程和表單的自定義，為后續(xù)業(yè)務(wù)拓展提供良好的擴(kuò)展性和兼容性。

2.2沉淀通用核心能力

通過重新對現(xiàn)有業(yè)務(wù)系統(tǒng)的梳理，挖掘其中所需的共性支撐，通過能力的提取和建設(shè)，提供統(tǒng)一的服務(wù)，減少重復(fù)的建設(shè)。其中主要包括統(tǒng)一編碼能力、統(tǒng)一標(biāo)簽?zāi)芰?、統(tǒng)一任務(wù)管理能力、統(tǒng)一環(huán)境地圖等。

2.2.1統(tǒng)一編碼能力

基于污染源全生命周期管理的需求，制定統(tǒng)一的污染源編碼作為貫穿污染源建立、生產(chǎn)經(jīng)營、監(jiān)察執(zhí)法到注銷的唯一身份標(biāo)識，以此實現(xiàn)數(shù)據(jù)的聚合、業(yè)務(wù)的協(xié)同，獲取完整的污染源畫像，助力科學(xué)決策。

2.2.2統(tǒng)一標(biāo)簽?zāi)芰?/p>

通過建立統(tǒng)一的標(biāo)簽庫和標(biāo)簽管理機(jī)制，為污染源的精細(xì)化監(jiān)管提供有力手段。上海將標(biāo)簽整體分為公共標(biāo)簽和私有標(biāo)簽兩大類，公共標(biāo)簽由各處室統(tǒng)一管理和下發(fā)，私有標(biāo)簽由需求個人或部門內(nèi)部自定義管理。通過標(biāo)簽對污染源進(jìn)行多維度、多層次的標(biāo)記，實現(xiàn)對污染源狀態(tài)、特征的精細(xì)化管理，方便工作人員快速的進(jìn)行業(yè)務(wù)操作。

2.2.3統(tǒng)一任務(wù)管理

通過建立統(tǒng)一任務(wù)庫，實現(xiàn)所有環(huán)境監(jiān)測、監(jiān)察任務(wù)的歸集，并對任務(wù)庫中的任務(wù)進(jìn)行梳理，通過標(biāo)簽進(jìn)行任務(wù)要素關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)對具有相同要素的任務(wù)集中下發(fā)，通過統(tǒng)一調(diào)度實現(xiàn)對資源分配的優(yōu)化。

2.2.4統(tǒng)一環(huán)境地圖

基于空間地理信息技術(shù)和空間數(shù)據(jù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，集成具備地理屬性的污染源、環(huán)境質(zhì)量、環(huán)保專項等專題數(shù)據(jù)，形成統(tǒng)一的空間數(shù)據(jù)資源中心，為環(huán)境監(jiān)管要素時空關(guān)聯(lián)分析提供同一個空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境治理要素“一張圖”。

2.3五大業(yè)務(wù)融合協(xié)同

上海市通過對現(xiàn)有業(yè)務(wù)系統(tǒng)的整理和分析，結(jié)合生態(tài)環(huán)境職責(zé)定位，將現(xiàn)有50多個業(yè)務(wù)系統(tǒng)融合形成五大業(yè)務(wù)系統(tǒng)。分別是生態(tài)環(huán)境質(zhì)量管理系統(tǒng)、生態(tài)環(huán)境綜合監(jiān)管系統(tǒng)、生態(tài)環(huán)境一網(wǎng)通辦系統(tǒng)、生態(tài)環(huán)境保護(hù)督察與專項任務(wù)管理系統(tǒng)和生態(tài)環(huán)境協(xié)同辦公與應(yīng)用支撐系統(tǒng)5個大系統(tǒng)。

（1）生態(tài)環(huán)境質(zhì)量管理系統(tǒng)主要目標(biāo)是實現(xiàn)全市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測、評價與預(yù)測預(yù)警。通過整合大氣環(huán)境、水環(huán)境、噪聲環(huán)境等自動監(jiān)測以及手工監(jiān)測數(shù)據(jù)，對控制單元進(jìn)行質(zhì)量評價，并結(jié)合背景條件和模型運算做出預(yù)測和預(yù)警。

（2）生態(tài)環(huán)境綜合監(jiān)管系統(tǒng)主要涉及固定污染源及移動污染源監(jiān)管、執(zhí)法以及應(yīng)急處置等業(yè)務(wù)，包括企業(yè)排污許可證核發(fā)及證后監(jiān)管，擬新建移動源（車、船、非道路移動機(jī)械）等監(jiān)管工作。

（3）生態(tài)環(huán)境一網(wǎng)通辦系統(tǒng)對接市“一網(wǎng)通辦”大系統(tǒng)，將上海市生態(tài)環(huán)境局及各區(qū)生態(tài)環(huán)境局所涉及的行政許可審批、備案和公共服務(wù)事項全部納入，持續(xù)推進(jìn)電子證照推廣應(yīng)用、審批流程優(yōu)化等工作。

（4）生態(tài)環(huán)境保護(hù)督察與專項任務(wù)管理系統(tǒng)主要支撐環(huán)保督察常態(tài)化業(yè)務(wù)工作，建立各項污染攻堅任務(wù)的分類及分配、進(jìn)度上報、實施效果及考核等管理工作。

（5）生態(tài)環(huán)境協(xié)同辦公與應(yīng)用支撐系統(tǒng)主要包括統(tǒng)一應(yīng)用支撐平臺，支持各系統(tǒng)單點登陸、統(tǒng)一用戶和權(quán)限管理，以及日常辦公、辦文、檔案、信訪處置（12345工單等）、科研項目管理以及采購等內(nèi)控制度管理工作。

3生態(tài)環(huán)境數(shù)字化轉(zhuǎn)型應(yīng)用效果及未來展望

3.1上海市城市生態(tài)環(huán)境數(shù)字化轉(zhuǎn)型應(yīng)用效果

上海市城市生態(tài)環(huán)境的數(shù)字化轉(zhuǎn)型實踐，通過構(gòu)建生態(tài)環(huán)境數(shù)字基座，打破現(xiàn)有系統(tǒng)框架，重構(gòu)生態(tài)環(huán)境信息大系統(tǒng)，形成了環(huán)境感知一張網(wǎng)、協(xié)同一體系、監(jiān)管一張圖三大核心能力，推動環(huán)境治理和環(huán)境監(jiān)管模式的創(chuàng)新。具體體現(xiàn)在以下幾個方面：

3.1.1環(huán)境感知能力全面增強(qiáng)

通過環(huán)保數(shù)字基座的構(gòu)建，實現(xiàn)了物聯(lián)、視頻、無人機(jī)、衛(wèi)星遙感、手工監(jiān)測等多源環(huán)境感知數(shù)據(jù)的融合，形成了空天地一體化的環(huán)境感知網(wǎng)絡(luò)，讓環(huán)境監(jiān)管部門更加及時精準(zhǔn)的了解環(huán)境現(xiàn)狀，部署環(huán)境污染防治工作。

3.1.2環(huán)境數(shù)據(jù)價值充分釋放

對上海市城市生態(tài)環(huán)境現(xiàn)有數(shù)據(jù)資源進(jìn)行了徹底的梳理，并依托數(shù)據(jù)中臺完成數(shù)據(jù)的匯聚、治理、分析。累計匯總接人數(shù)據(jù)4億多條，數(shù)據(jù)治理3億多條，累計提供數(shù)據(jù)服務(wù)7萬余次，建立公共數(shù)據(jù)服務(wù)資源目錄100多條，為環(huán)境業(yè)務(wù)的開展提供了統(tǒng)一、可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)資源綜合利用率大幅度提升。

3.1.3環(huán)境污染治理更加精準(zhǔn)智能

通過數(shù)字基座及核心能力，實現(xiàn)了對環(huán)境污染源的分級分類動態(tài)管理，共建立了10余類標(biāo)簽主題，100多個具體標(biāo)簽。根據(jù)業(yè)務(wù)部門的不同監(jiān)管需求，能從時間、行業(yè)、污染物種類、監(jiān)管級別等不同維度快速建立污染源名單，制定差異化的監(jiān)管任務(wù)，從而實現(xiàn)精細(xì)化的監(jiān)管和污染治理。

同時，通過引入人工智能技術(shù)手段，替代人工進(jìn)行環(huán)境污染時間、破壞環(huán)境行為等場景進(jìn)行實時動態(tài)檢測，快速發(fā)現(xiàn)和處置問題，大大提高了環(huán)境監(jiān)管的智能化水平和監(jiān)管效率。

3.1.4推動環(huán)境“監(jiān)管、監(jiān)察、監(jiān)測”三監(jiān)聯(lián)動

通過重構(gòu)業(yè)務(wù)流程，以數(shù)字基座為驅(qū)動，打通了部門之間的業(yè)務(wù)壁壘和數(shù)據(jù)壁壘，建立了以排污許可證為核心的污染源數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和管理機(jī)制，形成了以數(shù)據(jù)推動的環(huán)境業(yè)務(wù)“三監(jiān)”聯(lián)動格局，實現(xiàn)了上海市城市生態(tài)環(huán)境業(yè)務(wù)創(chuàng)新、管理創(chuàng)新和模式創(chuàng)新。

3.2生態(tài)環(huán)境數(shù)字化轉(zhuǎn)型未來展望

從生態(tài)環(huán)境數(shù)字化轉(zhuǎn)型在上海市的探索與實踐來看，構(gòu)建行業(yè)數(shù)字基座以驅(qū)動和賦能轉(zhuǎn)型，無疑是一種成功的思路與方法。然而，行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型是長期且持續(xù)優(yōu)化的過程，仍面臨諸多挑戰(zhàn)與未知。數(shù)字技術(shù)的不斷演進(jìn)將持續(xù)推動這一轉(zhuǎn)型的升級與創(chuàng)新。

展望未來，生態(tài)環(huán)境行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型將呈現(xiàn)兩大趨勢：一是數(shù)字技術(shù)的深度融合與應(yīng)用，通過融合5G、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術(shù)，并持續(xù)挖掘與迭代應(yīng)用場景，將進(jìn)一步夯實行業(yè)數(shù)字基座，提升數(shù)字化能力；二是行業(yè)交叉融合帶動產(chǎn)業(yè)變革，隨著各行業(yè)數(shù)字化進(jìn)程的推進(jìn)，數(shù)字化轉(zhuǎn)型的標(biāo)準(zhǔn)體系將更加完善，成熟的數(shù)字技術(shù)應(yīng)用場景將實現(xiàn)跨行業(yè)復(fù)制，推動城市一體化數(shù)字基座建設(shè)與業(yè)務(wù)融合，進(jìn)而引領(lǐng)政府服務(wù)模式與產(chǎn)業(yè)模式的變革與創(chuàng)新。

4結(jié)論

上海市作為特大型城市，其在生態(tài)環(huán)境數(shù)字化轉(zhuǎn)型的探索實踐中表明，通過構(gòu)建環(huán)保數(shù)字基座，并“重定義數(shù)據(jù)、流程、體系”，能夠有效破解數(shù)據(jù)孤島與信息壁壘的難題。特大型城市可通過構(gòu)建行業(yè)數(shù)字基座以驅(qū)動和賦能生態(tài)環(huán)境數(shù)字化轉(zhuǎn)型。未來生態(tài)環(huán)境行業(yè)應(yīng)更聚焦數(shù)字技術(shù)的深度融合與應(yīng)用，同時促進(jìn)行業(yè)間的交叉融合，以此帶動產(chǎn)業(yè)變革，為生態(tài)環(huán)境數(shù)字化轉(zhuǎn)型注入新的動力，推動城市生態(tài)環(huán)境治理現(xiàn)代化邁上新的臺階。