南水北調(diào)配套工程巡檢管理系統(tǒng)研究與應用

【摘要】配套工程供水目標多、線路長，周圍環(huán)境復雜多變，管理難度大，巡視檢查能夠及時發(fā)現(xiàn)問題，有利于解決問題，縮短消缺周期，保障工程安全運行。目前配套工程巡視檢查工作方式主要是人工作業(yè)，通過手工紙介質(zhì)記錄巡檢項目情況及發(fā)現(xiàn)的問題，配套工程具有管線長、機電設備多、受外部事件影響大等特點，要保障城市持續(xù)平穩(wěn)供水，巡視檢查要求內(nèi)容多且標準較高，因此，研發(fā)南水北調(diào)配套工程智能巡檢管理系統(tǒng)，應用于配套工程巡視檢查工作中，實現(xiàn)對配套工程的數(shù)字化、智能化巡視檢查和規(guī)范化管理，對配套工程及附屬設施安全運行意義重大。

【關(guān)鍵詞】配套工程；巡視檢查；智能管理；南水北調(diào)中線

一、系統(tǒng)總體框架

感知層主要是通過巡檢人員和傳感器實現(xiàn)智能感知功能，包括信息的采集、捕獲、巡檢設備識別，NFC（近距離無線通信技術(shù)）模塊啟動后持續(xù)產(chǎn)生正弦波，通過磁場擾動，可在優(yōu)于10cm范圍內(nèi)識別無GPS（全球定位系統(tǒng)）信號閉塞環(huán)境下的定位模塊，具有較高安全性。

解析層是利用統(tǒng)一的中間件實現(xiàn)感知層到數(shù)據(jù)層無瓶頸、高信賴性、高安全性地進行解譯和傳輸，采取多元化應用模塊接口，能夠滿足數(shù)據(jù)分析需求，達到更加廣泛的互聯(lián)功能。

組件層對巡視檢查核心業(yè)務進行拆分，利用組件化思想封裝、優(yōu)化組合，降低了各業(yè)務模塊之間的關(guān)聯(lián)性，提高了巡檢業(yè)務模塊的可利用性，同時可根據(jù)需求實時調(diào)整組合方案，達到靈活使用的目的。

服務層按照巡檢工作實際流程，選擇需要的組件層組件進行綜合應用，達到全面滿足各類巡檢業(yè)務需求的目的。提供了巡檢項管理、人員管理、任務模板制定、巡檢任務派發(fā)、數(shù)據(jù)管理應用、后臺管理中心、系統(tǒng)管理等七大核心服務。展示層在服務層的基礎(chǔ)上，結(jié)合巡檢業(yè)務流程為南水北調(diào)配套工程巡視檢查提供滿足各類應用的接口。

用戶層包含了系統(tǒng)各級用戶，各用戶配合作業(yè)，保障了工程安全平穩(wěn)運行。各管理人員可通過系統(tǒng)實現(xiàn)對巡檢人員工作狀態(tài)、配套工程運行情況的在線實時查看；巡檢人員通過移動巡檢儀完成配套工程的巡視檢查工作。

二、系統(tǒng)創(chuàng)新

制定了南水北調(diào)配套工程數(shù)字化巡檢工作流程及標準，構(gòu)建了配套工程各類巡檢業(yè)務數(shù)據(jù)庫，規(guī)范和優(yōu)化了巡檢項；以工程運行管理為中心、巡視檢查業(yè)務為導向，為工程日常維護、應急處置提供專業(yè)數(shù)據(jù)支撐；后臺管理實現(xiàn)了“靈活發(fā)布，隨需應變”，系統(tǒng)通過自擴展的方式適應新的業(yè)務類型，業(yè)務處理變更不會影響系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，并能夠在最短的時間內(nèi)實現(xiàn)新的需求，從而延長系統(tǒng)的生命周期。

根據(jù)南水北調(diào)配套工程巡視檢查工作內(nèi)容涉及層次多、部件多、指標多的特點，制定數(shù)字化的巡檢工作流程及標準，降低了工作人員工作強度、提升了巡檢質(zhì)量、可快速科學地診斷工程安全形態(tài)。體系建設過程中結(jié)合有關(guān)管理規(guī)定、巡檢設備的結(jié)構(gòu)特征等信息，可同時查閱、統(tǒng)計類似工程事故因素，構(gòu)建各巡檢工程單元、分部工程、分項的巡檢指標項，在此基礎(chǔ)上，按照各指標工程實體的層次關(guān)系和巡檢實際流程進行合理組織，建立數(shù)字化巡檢指標庫；采用多維度層次數(shù)據(jù)及數(shù)理統(tǒng)計理論和方法研究各巡檢指標對工程整體性態(tài)衰減的驅(qū)動作用，定量地提出配套工程巡檢指標和整體工程形態(tài)的關(guān)系模型。

系統(tǒng)采用先進的技術(shù)，建立了嚴密、體系化的配套工程智能巡檢管理應用平臺，具有良好的分層設計，整體系統(tǒng)擴充性能好，能夠根據(jù)巡檢業(yè)務的發(fā)展或變更，在保持現(xiàn)有業(yè)務處理不受影響的前提下，持續(xù)擴充新功能，以適應需求變化。

三、系統(tǒng)部署及應用

1、系統(tǒng)部署

南水北調(diào)配套工程智能巡檢管理系統(tǒng)由巡檢現(xiàn)場、信息傳輸網(wǎng)絡、服務中心及應用端系統(tǒng)4部分組成。系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)見圖1。

巡檢人員手持移動巡檢儀，現(xiàn)場采集、上報配套工程運行信息，通過無線網(wǎng)絡在Internet上加密傳輸，為確保企業(yè)內(nèi)網(wǎng)安全，前端設置了防火墻，數(shù)據(jù)最終到達數(shù)據(jù)中心，經(jīng)處理后達到多端應用的目的。

2、系統(tǒng)應用

該項目結(jié)合巡檢管理工作的實際需求設計開發(fā)，巡檢人員使用該系統(tǒng)可以按照規(guī)定的巡視線路、項目進行巡視檢查，巡視檢查人員只需要根據(jù)現(xiàn)場檢查情況逐項勾選或填寫，并能夠隨時以照片、語音、文字形式報告巡視檢查事項及突發(fā)情況，有效減少巡檢工作量，提升工作效率。巡檢人員的實時位置可上傳至服務器展示在地圖上，管理人員不但能實時查看巡檢情況，而且能在其處于已知危險點（源）附近時自動報警，起到保護人身安全的作用。系統(tǒng)還為巡視檢查的管理工作提供了分析與統(tǒng)計功能，各級管理人員根據(jù)權(quán)限可以對信息進行檢索、排序、分析，準確了解管轄范圍內(nèi)巡視檢查記錄和線路缺陷情況，實現(xiàn)了對配套工程的全生命周期管理。該項目成果已經(jīng)在鄭州、濮陽、鶴壁等受水區(qū)進行了示范應用，應用表明系統(tǒng)運行穩(wěn)定，性能可靠，經(jīng)濟效益、社會效益顯著，推廣應用前景廣闊。

結(jié)束語

綜上所述，為了滿足南水北調(diào)工程，我們構(gòu)建了移動巡檢儀、后臺管理端、服務端架構(gòu)體系，研制了巡檢任務、地理信息、輸水線路及泵站巡檢、應急管理、數(shù)據(jù)管理分析等關(guān)鍵模塊，開發(fā)了供水工程日常巡檢智能管理系統(tǒng)，將南水北調(diào)配套工程日常巡檢工作流程和內(nèi)容形成信息流，用技術(shù)代替人工和經(jīng)驗，實現(xiàn)了“巡檢有計劃、過程有監(jiān)督、事后有分析、處理可追蹤”的數(shù)字化巡檢、智能化的管理，對保障配套工程安全運行具有非常重要的意義。

參考文獻：

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