“互聯(lián)網(wǎng) +”水務(wù)巡檢閉環(huán)化研究與實(shí)踐

王金龍 ，王 勇 ，周 華 ，唐彥君 ，王海華

（1. 寧波弘泰水利信息科技有限公司，浙江 寧波 315000；2. 北京碧圣聯(lián)合水務(wù)有限公司，北京 102400）

0 引言

農(nóng)村水務(wù)管理工作與人民日常用水等活動(dòng)休戚相關(guān)，保障供排水的穩(wěn)定與安全責(zé)任重大。供水和排水工藝流程環(huán)節(jié)繁瑣，關(guān)系緊密，生產(chǎn)設(shè)備眾多，任何環(huán)節(jié)或設(shè)備出現(xiàn)安全隱患都可能對(duì)供排水產(chǎn)生嚴(yán)重影響。巡檢是及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題隱患的有效手段，也是水務(wù)管理工作的重要組成部分，規(guī)范地解決巡檢發(fā)現(xiàn)的問題隱患并實(shí)現(xiàn)水務(wù)巡檢的有效監(jiān)管是水務(wù)安全和穩(wěn)定的重要保障[1-4]。其中，巡檢軌跡和隱患處理臺(tái)賬資料是記錄問題發(fā)現(xiàn)和處理的有效證據(jù)，保存巡檢工作各個(gè)環(huán)節(jié)臺(tái)賬記錄是很重要的工作內(nèi)容，關(guān)系到信息安全及事務(wù)處理的規(guī)范化、閉環(huán)化。為此，以碧圣水務(wù)公司運(yùn)營水廠巡檢事務(wù)管理系統(tǒng)建設(shè)為例，利用“互聯(lián)網(wǎng) +”信息化技術(shù)，借助智能巡檢和管理手段，按照標(biāo)準(zhǔn)化的工作規(guī)章例行巡檢，從發(fā)現(xiàn)問題隱患開始，至隱患處理完成的各個(gè)環(huán)節(jié)形成一個(gè)有始有終的完整閉環(huán)，完整記錄巡檢工作信息和臺(tái)賬，保障水務(wù)工作安全運(yùn)行，促進(jìn)管理模式轉(zhuǎn)變[5-9]。

碧圣水務(wù)公司運(yùn)營 3 個(gè)污水處理廠和 6 個(gè)供水廠，112 座農(nóng)村小型污水處理站，管理工程眾多，事務(wù)繁重，目前基本依靠傳統(tǒng)人工管理。一方面，各廠各站點(diǎn)分布面廣，分散，信息閉塞，人工管理需要耗費(fèi)大量的人力、物力和財(cái)力，且難以及時(shí)了解各站點(diǎn)的運(yùn)行情況，進(jìn)行統(tǒng)一管理調(diào)配。數(shù)據(jù)處理數(shù)量較大，涉及文檔材料種類繁多，數(shù)據(jù)共享難度大。另一方面，農(nóng)村供水工程設(shè)施落后，管理人員綜合素質(zhì)相對(duì)較低，導(dǎo)致臺(tái)帳資料保存不完善，日常巡檢事務(wù)管理缺乏有效監(jiān)管，管理水平跟不上發(fā)展需求等諸多問題。綜上，目前水務(wù)工作整體智能程度低，存在以下管理弊端：1）管理不規(guī)范。過程管理不完善，難以形成閉環(huán)，事件處理臺(tái)賬保存不完備，容易導(dǎo)致線索無跡可尋。2）資源共享效率低。數(shù)據(jù)分散，孤島現(xiàn)象普遍，資源集約共享程度低。3）巡檢軌跡偏移缺失。巡檢軌跡是巡檢監(jiān)管考核的重要指標(biāo)，也是后續(xù)問題排查和隱患處置的關(guān)鍵因素，然而廠區(qū)室內(nèi)等區(qū)域因 GPS 信號(hào)微弱導(dǎo)致無法定位或軌跡雜亂無序，給巡檢監(jiān)管帶來了很大的困擾，這也是目前 GPS 定位領(lǐng)域面臨的普遍技術(shù)問題。

1 水務(wù)巡檢工作現(xiàn)狀

2 水務(wù)巡檢系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

針對(duì)現(xiàn)狀存在的問題，提出以下 2 種解決辦法：1）構(gòu)建適合農(nóng)村水務(wù)巡檢工作的事務(wù)閉環(huán)管理流程，把巡檢工作從隱患發(fā)現(xiàn)到處置結(jié)束各環(huán)節(jié)串聯(lián)起來，環(huán)節(jié)與對(duì)應(yīng)崗位關(guān)聯(lián)，定崗定責(zé)，各司其職，保障巡檢管理規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、閉環(huán)。2）利用互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)手段，根據(jù)閉環(huán)流程研發(fā)基于移動(dòng)終端的巡檢 App 和基于 B/S 架構(gòu)的巡檢事務(wù)管理平臺(tái)，提供數(shù)據(jù)共享接口，在線隱患上報(bào)、審核，資料上傳等功能，打破信息壁壘，實(shí)現(xiàn)信息的統(tǒng)計(jì)分析和統(tǒng)一管理。

2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1.1 技術(shù)設(shè)計(jì)

巡檢系統(tǒng)架構(gòu)主要分為以下 3 層：1）底層。底層由網(wǎng)絡(luò)層和硬件及基礎(chǔ)設(shè)備構(gòu)成，提供架構(gòu)所需的網(wǎng)絡(luò)傳輸和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等設(shè)備條件。2）中間層。中間層為數(shù)據(jù)庫，包括水務(wù)巡檢、業(yè)務(wù)和地理信息等數(shù)據(jù)庫，主要存儲(chǔ)和提供巡檢事件記錄、軌跡，地圖空間和屬性，用戶信息及管理資料等數(shù)據(jù)。3）上層。上層為應(yīng)用層，由移動(dòng)巡檢 App 和 PC 事務(wù)管理平臺(tái)組成，分別由相應(yīng)的硬件設(shè)備、設(shè)計(jì)模式、開發(fā)應(yīng)用平臺(tái)和組件開發(fā)實(shí)現(xiàn)。巡檢系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖 1 所示。

圖 1 水務(wù)巡檢系統(tǒng)架構(gòu)

2.1.2 功能設(shè)計(jì)

1）移動(dòng)巡檢 App。基于Android 和 iOS 2 種操作系統(tǒng)，后臺(tái)統(tǒng)一信息數(shù)據(jù)接口，采用 React Mobile和 Hybrid App 等混合開發(fā)技術(shù)。對(duì)于廠區(qū)室內(nèi) GPS信號(hào)微弱的區(qū)域?qū)е碌难矙z軌跡偏移丟失問題，提出 GPS 定位與二維碼掃描相結(jié)合的簽到巡檢模式（以下簡(jiǎn)稱定位掃描簽到模式）。利用互聯(lián)網(wǎng)地圖（天地圖）在線獲取室內(nèi)巡檢部位的經(jīng)緯度坐標(biāo)，將坐標(biāo)和巡檢部位屬性等信息存儲(chǔ)至二維碼中，巡檢員在關(guān)閉 GPS 模式下掃描張貼在巡檢部位的二維碼進(jìn)行簽到，同時(shí)獲取巡檢部位坐標(biāo)信息實(shí)現(xiàn)位置定位。掃描二維碼進(jìn)行簽到時(shí)，App 自動(dòng)跳出該巡檢部位的巡檢項(xiàng)列表，巡檢員根據(jù)列表完成巡檢工作。定位掃描簽到模式可解決單一 GPS 定位導(dǎo)致的軌跡丟失或偏移的問題，實(shí)現(xiàn)巡檢軌跡的完整記錄。巡檢若發(fā)現(xiàn)隱患問題，利用 GPS 定位、文字描述、拍照、語音視頻記錄等手段記錄隱患并上報(bào)至PC 監(jiān)管平臺(tái)。分管領(lǐng)導(dǎo)登錄 PC 監(jiān)管平臺(tái)對(duì)上報(bào)問題進(jìn)行確認(rèn)后，將問題處理指令下發(fā)至消缺（消除缺陷）負(fù)責(zé)人，消缺人員接收到消缺指令后實(shí)施隱患處置，處理完成后將問題處理記錄臺(tái)賬上傳至監(jiān)管平臺(tái)，待分管領(lǐng)導(dǎo)審核后，問題處理完畢，歸檔資料。

2）PC 事務(wù)管理平臺(tái)。以 WebGIS 平臺(tái)為載體，后臺(tái)使用 Java 服務(wù)和 SQL Server 數(shù)據(jù)庫，采用 Tomcat 服務(wù)器構(gòu)建項(xiàng)目開發(fā)和運(yùn)行環(huán)境，前臺(tái)采用 HTML 5 + CSS 3 + 基于 jQuery 的前端框架，選用 Eclipse 集成開發(fā)平臺(tái)。考慮 PC 事務(wù)管理平臺(tái)面向?qū)ο筇匦?、安全特性、可管理性等，把?shù)據(jù)庫訪問、命名和目錄服務(wù)、XML、事務(wù)服務(wù)等有機(jī)地集成在一起，保證事務(wù)管理平臺(tái)具有很好地可擴(kuò)展性。主要實(shí)現(xiàn)在線展示巡檢軌跡，查看問題隱患文字記錄、照片視頻等信息，分析確認(rèn)巡檢上報(bào)問題，審核維修養(yǎng)護(hù)計(jì)劃，制定維修養(yǎng)護(hù)方案，下發(fā)維修養(yǎng)護(hù)指令通知，審核最終維修養(yǎng)護(hù)結(jié)果，歸檔成果資料等功能。

2.2 技術(shù)路線與方法

2.2.1 技術(shù)路線

巡檢系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)路線分為以下 4 個(gè)步驟：1）依據(jù)水利工程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)規(guī)范化、信息化、閉環(huán)化的指導(dǎo)意見和要求，在一般巡檢事務(wù)流程的基礎(chǔ)上進(jìn)行完善，構(gòu)建水務(wù)巡檢閉環(huán)化管理流程；2）結(jié)合水廠室內(nèi)和外管線 2 種巡檢環(huán)境，研究 GPS 定位與二維碼結(jié)合的定位掃描簽到模式；3）根據(jù)需求和閉環(huán)流程進(jìn)行系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)；4）完成移動(dòng)巡檢 App 和 PC 管理平臺(tái)的開發(fā)實(shí)現(xiàn)。具體技術(shù)路線如圖 2 所示。

2.2.2 閉環(huán)管理流程

圖 2 技術(shù)路線

水務(wù)巡檢管理主要指巡檢發(fā)現(xiàn)問題隱患并對(duì)問題及時(shí)記錄、跟蹤和分析，掌握水務(wù)生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行狀況，實(shí)現(xiàn)水務(wù)集約型管理和規(guī)范化。水務(wù)巡檢事務(wù)閉環(huán)管理流程分為以下幾個(gè)步驟：1）現(xiàn)場(chǎng)巡檢與記錄，發(fā)現(xiàn)問題并上報(bào)；2）負(fù)責(zé)人對(duì)問題進(jìn)行分析，確認(rèn)問題后啟動(dòng)維修養(yǎng)護(hù)程序；3）負(fù)責(zé)人發(fā)起維修養(yǎng)護(hù)申請(qǐng)并制定維修養(yǎng)護(hù)計(jì)劃； 4）在維修養(yǎng)護(hù)計(jì)劃通過分管領(lǐng)導(dǎo)審核后，制定維修養(yǎng)護(hù)方案；5）組織實(shí)施維修養(yǎng)護(hù)并記錄維修養(yǎng)護(hù)過程，提交維修養(yǎng)護(hù)最終結(jié)果；6）主管負(fù)責(zé)人對(duì)結(jié)果進(jìn)行審核，通過后歸檔成果，流程結(jié)束。具體流程如圖 3所示，該流程將事務(wù)處理各環(huán)節(jié)編制進(jìn)來，環(huán)環(huán)相扣，通過上報(bào)人與負(fù)責(zé)人的反復(fù)上報(bào)—審核—反饋機(jī)制形成完整閉環(huán)，各環(huán)節(jié)檔案留痕，事務(wù)處理有始有終，有跡可循，對(duì)流程涉及的任務(wù)、事件、項(xiàng)目進(jìn)行多維度跟蹤，實(shí)現(xiàn)事務(wù)處理全過程監(jiān)管，以及信息安全及事務(wù)處理的臺(tái)賬留痕化、規(guī)范化。

圖 3 巡檢事務(wù)閉環(huán)管理流程

3 水務(wù)巡檢系統(tǒng)應(yīng)用情況與效果

水務(wù)巡檢管理系統(tǒng)在碧圣水務(wù)公司得到了良好的推廣和使用，主要應(yīng)用效果如下：

1）巡檢軌跡更完整，巡檢簽到更規(guī)范。采用GPS 定位結(jié)合二維碼定位掃描簽到模式后，一方面巡檢員獲得了有效的考勤簽到手段，相比之前需要到辦公室進(jìn)行人工簽到，現(xiàn)在可以輕松實(shí)現(xiàn)二維碼掃描簽到，管理者只需登錄平臺(tái)查看統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)就可掌握不同水廠的出勤率數(shù)據(jù)。另一方面，巡檢軌跡的記錄較之前更完整、穩(wěn)定。采用定位掃描簽到模式前，巡檢人員進(jìn)入廠房后，軌跡出現(xiàn)嚴(yán)重丟失和偏移現(xiàn)象；采用定位掃描簽到模式后，廠房?jī)?nèi)巡檢軌跡正常，廠房外的軌跡記錄也比較正確完整。巡檢軌跡對(duì)比如圖 4 所示。

圖 4 巡檢軌跡對(duì)比

2）事件處理更規(guī)范，辦公效率提升。巡檢系統(tǒng)投入使用后，隱患上報(bào)或者處理過程中的各個(gè)有序環(huán)節(jié)都設(shè)有短信自動(dòng)提醒功能，接收到指令后相關(guān)人員可以第一時(shí)間按照流程順序進(jìn)行處理，直至隱患處理完成并審核歸檔，這樣既提供了及時(shí)有效的溝通手段，又規(guī)范了事件處理流程，提高了流轉(zhuǎn)效率，辦公效率和管理效果得到了極大提升。

以 2017 年 8 月 2 日為例，北京市房山區(qū)長(zhǎng)陽地區(qū)突發(fā)強(qiáng)降雨，降水量為 111.9 mm，長(zhǎng)陽第二供水廠廠區(qū)被大水淹沒，9 萬人飲水受到影響，碧圣公司領(lǐng)導(dǎo)通過巡檢事務(wù)管理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和參數(shù)比對(duì)，迅速確定應(yīng)急供水保障方案，并通過管理系統(tǒng)實(shí)行統(tǒng)一調(diào)度，僅僅 4 h 就恢復(fù)了居民的正常用水，保障了社會(huì)的穩(wěn)定。

此外，在設(shè)備維修費(fèi)用和反沖洗水量節(jié)約方面也產(chǎn)生了明顯的成效， 2017 年維修費(fèi)用和反沖洗用水量分別較 2016 年降低了 19.97% 和 63.09%，對(duì)比如表 1 所示。

表 1 維修費(fèi)用和反沖洗用水量對(duì)比

3）數(shù)據(jù)集約程度提高，臺(tái)賬資料更完整。巡檢系統(tǒng)投入使用后， 各水廠通過巡檢 App 記錄巡檢信息，將信息上報(bào)至 PC 管理平臺(tái)，同時(shí)各水廠負(fù)責(zé)人將日常運(yùn)行臺(tái)賬資料等數(shù)據(jù)上報(bào)至 PC 管理平臺(tái)，信息得以集中管理，管理者可以及時(shí)掌握下屬水廠的基本運(yùn)行和統(tǒng)計(jì)信息，從而建立一條有效的數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理和集約共享渠道。同時(shí)，每個(gè)環(huán)節(jié)處理后都會(huì)在系統(tǒng)留下操作痕跡和相關(guān)臺(tái)賬資料，保證隱患處理記錄和臺(tái)賬資料的完整性。隱患和臺(tái)賬資料界面示例如圖 5 所示。

4 結(jié)語

圖 5 隱患和電子臺(tái)賬記錄界面圖

響應(yīng)國家對(duì)水利信息化的要求，借助信息化手段提高水務(wù)管理水平，是確保水務(wù)安全運(yùn)行并長(zhǎng)久充分發(fā)揮效益的有效手段。以碧圣水務(wù)公司水廠水務(wù)巡檢事務(wù)管理為例，依據(jù)水利工程標(biāo)準(zhǔn)化、閉環(huán)化的要求和理念，結(jié)合農(nóng)村水務(wù)特點(diǎn)，構(gòu)建了規(guī)范化、閉環(huán)化的巡檢事務(wù)處理流程，提出 GPS 定位結(jié)合二維碼掃描的簽到巡檢模式，并研發(fā)了基于閉環(huán)處理流程的巡檢事務(wù)管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)可為水務(wù)巡檢管理提供有效的監(jiān)管手段，規(guī)范水務(wù)日常巡檢工作，保障巡檢工作的正常開展與監(jiān)管。隨著“互聯(lián)網(wǎng) +”的不斷發(fā)展，水務(wù)巡檢工作中的弊端和難題仍須積極尋求管理突破，借助信息化工具，提升水務(wù)巡檢管理的智能水平，促進(jìn)水利工程的安全、科學(xué)管理。