南水北調(diào)工程維護(hù)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與運(yùn)行

林 云，劉 寧

（1.南水北調(diào)東線(xiàn)山東干線(xiàn)有限責(zé)任公司，山東 濟(jì)南 250109；2.同方股份有限公司，山東 濟(jì)南 250013）

南水北調(diào)東線(xiàn)山東干線(xiàn)工程2013 年建成通水以來(lái)，充分發(fā)揮了南水北調(diào)工程的社會(huì)效益和生態(tài)效益。為保障工程安全運(yùn)行，工程維修養(yǎng)護(hù)管理工作處于至關(guān)重要的位置。南水北調(diào)工程運(yùn)行管理幾年時(shí)間，逐步建立健全了工程維修養(yǎng)護(hù)管理模式、制度及業(yè)務(wù)流程，但是仍存在維修養(yǎng)護(hù)業(yè)內(nèi)資料整理歸檔不規(guī)范，簽證計(jì)量不及時(shí)，質(zhì)量過(guò)程控制不到位，年度維修養(yǎng)護(hù)計(jì)劃編制質(zhì)量不高、各運(yùn)行管理機(jī)構(gòu)項(xiàng)目單價(jià)偏差大等問(wèn)題。目前水利行業(yè)在工程維修養(yǎng)護(hù)制度、標(biāo)準(zhǔn)、定額等方面，可執(zhí)行參考資料較少。

針對(duì)對(duì)水利行業(yè)及南水北調(diào)工程維修養(yǎng)護(hù)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，結(jié)合南水北調(diào)工程線(xiàn)路長(zhǎng)、覆蓋范圍廣，運(yùn)行管理具有管理機(jī)構(gòu)地域分布廣、層次多、管理內(nèi)容復(fù)雜的特點(diǎn)，為規(guī)范工程維修養(yǎng)護(hù)管理過(guò)程，提升工作效率，亟需開(kāi)發(fā)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)工程管理的信息化管理，將傳統(tǒng)紙質(zhì)版文件存儲(chǔ)、審批形式及工作方式轉(zhuǎn)變，方便管理者查詢(xún)，全面掌握工程狀態(tài)，為輔助決策提供良好的支持，根據(jù)用戶(hù)管理級(jí)別不同提供相應(yīng)的功能，做到分工明確、細(xì)化。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

1.1 總體架構(gòu)

南水北調(diào)東線(xiàn)山東段工程為三級(jí)管理模式，從需求整體來(lái)考慮，其信息數(shù)據(jù)是在數(shù)據(jù)展示上分開(kāi)的，但邏輯上是統(tǒng)一管理，工程維修養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)主要功能實(shí)現(xiàn)依賴(lài)相關(guān)的數(shù)據(jù)采集和獲取，數(shù)據(jù)采集在本系統(tǒng)中至關(guān)重要，項(xiàng)目的數(shù)據(jù)來(lái)源有多樣性和不確定性。多樣性體現(xiàn)在數(shù)據(jù)來(lái)源于異構(gòu)的數(shù)據(jù)庫(kù)、實(shí)時(shí)上傳的數(shù)據(jù)、移動(dòng)設(shè)備上報(bào)的數(shù)據(jù)、半自動(dòng)手動(dòng)批量導(dǎo)入數(shù)據(jù)、人工輸入數(shù)據(jù)以及外部氣息、凌情數(shù)據(jù)等。不確定性體現(xiàn)在數(shù)據(jù)類(lèi)型暫時(shí)不能全部明確、數(shù)據(jù)格式內(nèi)容還需要具體明確、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式不明確、數(shù)據(jù)完整性驗(yàn)證方式不明確、異常數(shù)據(jù)報(bào)警規(guī)則可能有多種方式等?；谝陨峡紤]，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)集中收集采集的子系統(tǒng)（數(shù)據(jù)采集收集子系統(tǒng)）非常關(guān)鍵，這個(gè)子系統(tǒng)要兼顧到數(shù)據(jù)的完整性，也要考慮到系統(tǒng)的擴(kuò)展性，在不修改主體程序的情況下能通過(guò)編寫(xiě)驅(qū)動(dòng)等方式實(shí)現(xiàn)有效數(shù)據(jù)的接入，支持各種方式的數(shù)據(jù)接入。數(shù)據(jù)采集收集子系統(tǒng)同時(shí)還要提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)接口、數(shù)據(jù)推送系統(tǒng)和報(bào)警系統(tǒng)。

在保證各種監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的有效性、準(zhǔn)確性和完整性的基礎(chǔ)上通過(guò)GIS、Web 和Android 等平臺(tái)來(lái)展示、分析處理，為工程維修養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)提供可靠的數(shù)據(jù)支持。

1.2 技術(shù)路線(xiàn)

1）聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展為系統(tǒng)提供了先進(jìn)的信息技術(shù)支撐和可靠的技術(shù)平臺(tái)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)通過(guò)物與物的聯(lián)通來(lái)實(shí)現(xiàn)的信息交互和融合，利用可接受發(fā)射的傳感器設(shè)備實(shí)現(xiàn)人與人、人與物、物與物的互聯(lián)和信息交互。結(jié)合Vlan、廣域網(wǎng)等上層通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息傳送與交互，采用計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)對(duì)收集信息進(jìn)行分析、處理、矯正等工作，從而提高對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的物理變化的感知能力，實(shí)現(xiàn)高智能化系統(tǒng)的決策和控制。物聯(lián)網(wǎng)在總體上由底層的感知層、中間傳輸網(wǎng)絡(luò)層和上層智能實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用層三層組成，其中感知層包括傳感器、二維碼、RFID（射頻識(shí)別）、多媒體設(shè)備等底層模擬數(shù)據(jù)采集和對(duì)模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字化感知系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)層包括無(wú)線(xiàn)和有線(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)連接；應(yīng)用層主要是將物聯(lián)網(wǎng)采集的數(shù)字量信息進(jìn)行各種的分析處理，轉(zhuǎn)化成人類(lèi)能夠接受的意識(shí)形狀。

2）J2EE 體系。J2EE 是 Java2 平臺(tái)企業(yè)版（Java 2 Platform,Enterprise Edition），它的核心是對(duì)技術(shù)提出規(guī)范設(shè)計(jì)，基于組件化的方式來(lái)設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、組裝和部署企業(yè)應(yīng)用服務(wù)。J2EE 使用多層分布式的應(yīng)用模型，其中包括客戶(hù)層、表示層、邏輯層以及信息存儲(chǔ)層?；趯哟沃g的邏輯關(guān)系可以實(shí)現(xiàn)靈活的插入、切換。從而可獲得較好的穩(wěn)定性、高可用性、和可擴(kuò)展性。基于J2EE 的分層結(jié)構(gòu)使用面向服務(wù)的SOA 架構(gòu)體系，構(gòu)建南水北調(diào)應(yīng)用系統(tǒng)平臺(tái)，可以使系統(tǒng)穩(wěn)定性、可靠性、可擴(kuò)充性更好，方便以后對(duì)組件開(kāi)發(fā)的移植和復(fù)用。

2 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

根據(jù)“統(tǒng)一組織，分級(jí)管理”的運(yùn)行維護(hù)管理體制，工程維修養(yǎng)護(hù)管理信息系統(tǒng)的管理體系由一、二、三級(jí)運(yùn)行機(jī)構(gòu)3 級(jí)組成。系統(tǒng)按照功能劃分為工程巡查管理子系統(tǒng)、維修養(yǎng)護(hù)項(xiàng)目管理子系統(tǒng)和基礎(chǔ)信息管理子系統(tǒng)信息3 個(gè)子系統(tǒng)。

2.1 工程巡查管理子系統(tǒng)

該子系統(tǒng)由巡查計(jì)劃制定、巡查記錄、維護(hù)情況、突發(fā)事件管理4 個(gè)模塊組成。

1）巡查計(jì)劃制定及管理。根據(jù)渠道、水庫(kù)、泵站運(yùn)行管理規(guī)程編制巡查工作計(jì)劃，按照工作計(jì)劃進(jìn)行巡查工作。巡查計(jì)劃制定分為日常巡查和專(zhuān)項(xiàng)巡查。模塊包含巡查計(jì)劃制定、查詢(xún)、計(jì)劃編輯、計(jì)劃刪除、巡查項(xiàng)目維護(hù)的功能。

2）巡查記錄管理。工程巡查結(jié)束后，巡查人員通過(guò)系統(tǒng)輸入計(jì)劃名稱(chēng)、巡查人員、巡查時(shí)間、渠道（或水閘、泵站）巡查情況，系統(tǒng)可根據(jù)巡查計(jì)劃的巡查時(shí)間規(guī)則提供提醒功能，輔助按時(shí)完成巡查情況的記錄情況，涉及到工程安全運(yùn)行的信息進(jìn)行信息發(fā)布，方便其他系統(tǒng)了解情況從而開(kāi)展下一步工作。模塊包含巡查情況記錄、查詢(xún)、維護(hù)的功能。

3）維護(hù)情況管理。對(duì)需要進(jìn)行工程維修養(yǎng)護(hù)的內(nèi)容進(jìn)行記錄維護(hù)情況，可以根據(jù)查詢(xún)條件，對(duì)其進(jìn)行查詢(xún)，并可以對(duì)維護(hù)情況進(jìn)行瀏覽、修改、刪除操作，三級(jí)機(jī)構(gòu)人員可以對(duì)維護(hù)情況信息進(jìn)行信息的維護(hù)，一、二級(jí)機(jī)構(gòu)管理人員可以對(duì)維護(hù)情況進(jìn)行查詢(xún)?yōu)g覽。

4）突發(fā)事件管理。巡查人員在巡查過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)突發(fā)事件，現(xiàn)場(chǎng)采集突發(fā)事件信息，系統(tǒng)支持實(shí)時(shí)異常信息上報(bào)，同時(shí)可以對(duì)異常進(jìn)行拍照和錄像一并上傳，通過(guò)其他途徑獲得的突發(fā)事件信息可以通過(guò)其他管理人員手動(dòng)填報(bào)，根據(jù)突發(fā)事件的應(yīng)急處理情況和工程運(yùn)行狀態(tài)的具體情況，來(lái)決定是否進(jìn)行突發(fā)事件響應(yīng)處理還是工程維修養(yǎng)護(hù)。模塊包含現(xiàn)場(chǎng)上報(bào)、手動(dòng)填報(bào)、綜合管理的功能。

2.2 工程維修養(yǎng)護(hù)項(xiàng)目管理子系統(tǒng)

該子系統(tǒng)由維護(hù)方案標(biāo)準(zhǔn)化管理、日常維護(hù)項(xiàng)目工程量清單管理、年度維修養(yǎng)護(hù)計(jì)劃編制、維修養(yǎng)護(hù)項(xiàng)目實(shí)施管理4 個(gè)模塊組成。

1）維護(hù)方案標(biāo)準(zhǔn)化模型管理。模型是依據(jù)工程維修養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)制定，明確維修養(yǎng)護(hù)的要求以及質(zhì)量保障，為制定高質(zhì)量維護(hù)方案提供必要的依據(jù)和參考。一、二、三級(jí)機(jī)構(gòu)管理人員根據(jù)職責(zé)權(quán)限，結(jié)合不同的工程類(lèi)別，參考?xì)v史維護(hù)方案來(lái)制定維護(hù)方案標(biāo)準(zhǔn)化模型，維護(hù)方案標(biāo)準(zhǔn)化模型需要不斷進(jìn)行優(yōu)化和完善。模塊包含維護(hù)方案標(biāo)準(zhǔn)化模型編制、標(biāo)準(zhǔn)化模型查詢(xún)功能。

2）日常維護(hù)項(xiàng)目工程量清單管理。依據(jù)工程維修養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)和項(xiàng)目分類(lèi)，由一級(jí)機(jī)構(gòu)人員進(jìn)行日常維護(hù)項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)化工程量清單編制、維護(hù)。針對(duì)每個(gè)日常維護(hù)項(xiàng)目，統(tǒng)一編制項(xiàng)目編碼、項(xiàng)目名稱(chēng)、工作內(nèi)容、項(xiàng)目特此描述、計(jì)量單位、單價(jià)。

3）年度維修養(yǎng)護(hù)計(jì)劃編制。三級(jí)機(jī)構(gòu)人員通過(guò)各系統(tǒng)查詢(xún)待維護(hù)工程的巡查維護(hù)信息、自動(dòng)安全監(jiān)測(cè)評(píng)估信息、調(diào)度信息提示，結(jié)合工程實(shí)際，確定年度工程維修養(yǎng)護(hù)項(xiàng)目。從日常維護(hù)項(xiàng)目工程量清單選擇需要維修養(yǎng)護(hù)的項(xiàng)目，單價(jià)根據(jù)項(xiàng)目自動(dòng)生成，工程量由編制單位輸入，編制完成后提交二級(jí)機(jī)構(gòu)初審。一、二級(jí)機(jī)構(gòu)按規(guī)定表格生成匯總表單。模塊包含維護(hù)方案標(biāo)準(zhǔn)化模型查詢(xún)、待維護(hù)工程的巡查維護(hù)信息查詢(xún)、自動(dòng)安全監(jiān)測(cè)評(píng)估信息查詢(xún)、調(diào)度信息查詢(xún)、計(jì)劃編制、計(jì)劃綜合管理。

4）維修養(yǎng)護(hù)項(xiàng)目實(shí)施管理。生成月度日常維修養(yǎng)護(hù)清單。依據(jù)其他平臺(tái)系統(tǒng)批復(fù)年度預(yù)算、招投標(biāo)信息查詢(xún)，勾選導(dǎo)入月度日常維修養(yǎng)護(hù)任務(wù)清單。月度日常維修養(yǎng)護(hù)任務(wù)清單的內(nèi)容一部分來(lái)自維護(hù)合同中的工程量清單項(xiàng)目；另一部分是來(lái)自合同外的任務(wù)，這部分項(xiàng)目單價(jià)需要經(jīng)合同管理系統(tǒng)進(jìn)行流程審批后，數(shù)據(jù)導(dǎo)入月度日常維修養(yǎng)護(hù)任務(wù)清單。

生成維修養(yǎng)護(hù)工程計(jì)量確認(rèn)單。針對(duì)已完成任務(wù)進(jìn)行計(jì)量確認(rèn)，系統(tǒng)要支持導(dǎo)出計(jì)量確認(rèn)單表格，支持打印和上傳附件，并支持二、三級(jí)管理人員多人簽字。

2.3 工程基礎(chǔ)信息管理子系統(tǒng)信息

該系統(tǒng)在地理信息系統(tǒng)支持下為用戶(hù)提供各種工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、安全實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、運(yùn)行維護(hù)信息查詢(xún)，基礎(chǔ)信息包含山東段干線(xiàn)工程的基本設(shè)計(jì)指標(biāo)、尺寸、圖紙，工程圖片及相關(guān)的設(shè)計(jì)文檔等。同時(shí)支持工程環(huán)境、工程附屬設(shè)施等信息進(jìn)行維護(hù)管理；支持對(duì)工程運(yùn)行維護(hù)管理所需的統(tǒng)計(jì)分析，輸出各類(lèi)報(bào)表。包含工程基礎(chǔ)信息綜合查詢(xún)模塊、工程安全實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)信息查詢(xún)模塊、工程運(yùn)行維護(hù)信息查詢(xún)模塊、工程維修養(yǎng)護(hù)管理報(bào)表模塊、文檔及資料歸檔模塊。

3 結(jié) 語(yǔ)

隨著當(dāng)前大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)，越來(lái)越多的信息技術(shù)應(yīng)用在各行各業(yè)中，為使信息管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)投入使用，真正為管理、執(zhí)行工作提供強(qiáng)大的支撐，需要密切結(jié)合工作實(shí)際需求，不斷優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、流程設(shè)計(jì)。為達(dá)到企業(yè)管理信息化平臺(tái)建設(shè)一體化，要考慮工程維修養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)要與其他管理系統(tǒng)的交互方式，進(jìn)行業(yè)務(wù)交互和數(shù)據(jù)共享。