水利工程建設(shè)管理云平臺的建設(shè)與應(yīng)用

李 慧

（駐馬店市水利勘測設(shè)計研究有限公司，河南 駐馬店 463000）

0 引言

水利工程是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的基礎(chǔ)工程，國家歷來高度關(guān)注水利工作，在資金及政策上給予了極大傾斜［1］。在水利工程建設(shè)頻繁啟動的背景下，如何高效率建設(shè)管理水利工程，值得水利工程參與人員分析探究。近年來，信息技術(shù)取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，依托信息技術(shù)，水利工程云平臺建設(shè)及應(yīng)用已具備基礎(chǔ)條件，水利工程的云平臺化也成為行業(yè)趨勢。

1 水利工程建設(shè)管理特點及云平臺構(gòu)建的可行性

水利工程項目利國利民，同時工程自身具有專業(yè)性、復(fù)雜性及系統(tǒng)性，其門類涉及廣泛，如水庫溢洪道設(shè)計及主體工程、堤防工程、調(diào)水工程、閘門工程等。水利工程通常具有較長的建設(shè)周期，從立項到建設(shè)完成，需要歷經(jīng)項目建議、項目可行性分析、項目初期設(shè)計、項目建設(shè)施工、項目試運行以及項目維保等眾多流程。參與水利工程的單位及人員眾多，如設(shè)計方、建設(shè)方、施工方、監(jiān)理方及管理方等［2］。制約影響水利工程效益表現(xiàn)的重要因素是施工質(zhì)量及施工安全。水利工程建設(shè)管理涵蓋質(zhì)量、安全、進(jìn)度、合同等多個關(guān)鍵點（見圖1），在管理內(nèi)容趨于復(fù)雜的狀況下，要全面管控施工質(zhì)量及施工安全，需要采用新型管理模式系統(tǒng)，云平臺應(yīng)運而生。

圖1 水利工程建設(shè)管理示意圖

在計算機(jī)技術(shù)及云計算技術(shù)支撐下，水利工程建設(shè)管理的信息化水平逐漸提高，特別是在水利工程施工環(huán)節(jié)，信息化技術(shù)的應(yīng)用給水利工程施工信息獲取、施工過程數(shù)字化監(jiān)控等提供了可能。建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技術(shù)及全壽命周期管理方法的引入，在眾多水利工程實踐中被證明能夠有效促進(jìn)水利工程建設(shè)管理效率提升。以某水利工程項目為例，該項目建設(shè)目標(biāo)為防洪，兼顧供水、灌溉及發(fā)電，項目整體灌溉面積約為3.3 萬公頃，年供水量可達(dá)8 000 萬立方米，除水利項目主體結(jié)構(gòu)外，還包括水電站廠房及相關(guān)引水建筑物。通過對水利工程項目特征及建造標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析，施工技術(shù)人員借助信息化技術(shù)手段，如云計算、物聯(lián)網(wǎng)等，構(gòu)建了覆蓋項目全過程的云平臺，在該平臺中錄入相關(guān)數(shù)據(jù)，形成系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，然后在局域網(wǎng)技術(shù)模式下，連接業(yè)主部門、設(shè)計部門及施工部門，最終形成了水利工程項目工程檔案［3］。一方面，為水利工程施工提供必要的數(shù)據(jù)參數(shù)；另一方面，在水利工程項目云平臺終端中收錄現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)，在工程的建設(shè)管理尤其是項目的檢測環(huán)節(jié)大大提高了效率。

2 水利工程建設(shè)管理云平臺搭建的基本理念

水利工程要想保持長周期運行狀態(tài)，在建設(shè)之初就需要考慮到工程的可擴(kuò)展性，因而在搭建水利工程建設(shè)管理云平臺時應(yīng)遵循前瞻性及先進(jìn)性原則，盡量提高云平臺的安全性及穩(wěn)定性，同時在維護(hù)管理系統(tǒng)板塊增強(qiáng)兼容性，以使水利工程建設(shè)管理云平臺能夠與工程擴(kuò)建相匹配。具體如下。

（1）轉(zhuǎn)變原有的以手工管理為主的水利工程建設(shè)管理云平臺理念，突出云平臺的信息化特點，以達(dá)到模式創(chuàng)新帶動平臺系統(tǒng)效率提高的目的。在此基礎(chǔ)上，考慮云平臺的集約化管理需求，以區(qū)域云中心管理模式代替分散管理模式。

（2）水利工程建設(shè)管理在模式上需借鑒信息化要素，對工程項目運行模式加以創(chuàng)新，使其更加透明。在此環(huán)節(jié)，應(yīng)明確責(zé)任主體，圍繞同一管理目標(biāo)，以信息管理系統(tǒng)為中心，以數(shù)據(jù)參數(shù)為依據(jù)，對水利工程整個環(huán)節(jié)流程進(jìn)行全壽命周期管控，賦予水利工程管理更明確、具體的目標(biāo)。

（3）水利工程建設(shè)管理云平臺應(yīng)圍繞技術(shù)創(chuàng)新對工程項目集成進(jìn)行歸納，從技術(shù)層面整合相關(guān)資源數(shù)據(jù)。

（4）堅持水利工程建設(shè)管理云平臺應(yīng)用的創(chuàng)新性。這一環(huán)節(jié)要把握如下幾個方面。一是創(chuàng)新模式。將水利工程建設(shè)信息化進(jìn)程加快，打通舊有機(jī)制與開放機(jī)制之間的通道。二是創(chuàng)新云平臺管理責(zé)任目標(biāo)機(jī)制。針對水利工程項目，綜合采取包括招投標(biāo)制度、法人負(fù)責(zé)制、項目監(jiān)理制等在內(nèi)的項目管理制度，在云平臺管理系統(tǒng)中予以列明并實施。三是創(chuàng)新技術(shù)及管理模式。在技術(shù)上，綜合采用當(dāng)前廣泛應(yīng)用的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System，GPS）技術(shù)、遙感（Remote Sensing，RS）技術(shù)、地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）技術(shù)，對水利工程的建設(shè)管理狀況進(jìn)行分析，然后在云計算技術(shù)的支持下，整合優(yōu)化軟硬件資源，借助物聯(lián)網(wǎng)及大數(shù)據(jù)技術(shù)，對水利工程施工數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行采集分析，最終在可視化終端加以呈現(xiàn)。四是在服務(wù)層面上進(jìn)行信息服務(wù)的創(chuàng)新。將信息系統(tǒng)收集到的信息進(jìn)行綜合，然后將數(shù)據(jù)推送服務(wù)交由水利工程用戶加以調(diào)取使用，進(jìn)而使水利工程建設(shè)管理能夠達(dá)到預(yù)期運維目的［4］。五是在水利工程建設(shè)管理云平臺模式的構(gòu)建上，應(yīng)圍繞數(shù)據(jù)進(jìn)行分析挖掘提取，連同相應(yīng)的數(shù)據(jù)檔案形成相應(yīng)的管理系統(tǒng)，增強(qiáng)數(shù)據(jù)等參數(shù)的有效性。

3 水利工程建設(shè)管理云平臺架構(gòu)模塊

水利工程建設(shè)管理云平臺是提供水利工程信息的交互及協(xié)調(diào)平臺，在架構(gòu)模塊上主要由以下幾部分構(gòu)成：一是硬件平臺層，主要涉及信息服務(wù)器、信息存儲設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)設(shè)備；二是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（Internet Technology，IT）管理層，該層具備動態(tài)擴(kuò)展功能，主要結(jié)合工程資源需求動態(tài)展開；三是中間件層，主要是對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行儲存及備份，同時記錄及調(diào)度數(shù)據(jù)應(yīng)用；四是以軟硬件相結(jié)合的系統(tǒng)應(yīng)用層，對數(shù)據(jù)信息等資源進(jìn)行充分利用；五是綜合水利工程建設(shè)管理各要素的多功能層，主要包含水利工程項目管理、質(zhì)量管理、成本管理、進(jìn)度管理、合同管理、設(shè)備管理、安全管理以及數(shù)據(jù)管理等主要板塊。以某水利工程建設(shè)管理云平臺構(gòu)建為例，其主要在如下幾方面進(jìn)行了嘗試和應(yīng)用。

3.1 水利工程項目管理云平臺的應(yīng)用

水利工程項目建設(shè)的主要目的在于發(fā)揮工程項目的水利功能，在水利工程項目建設(shè)管理云平臺的搭建上，也主要從水利工程項目的功能需求角度加以衡量。例如，工程的報批、招投標(biāo)、參建單位界定、項目竣工、項目驗收等多個環(huán)節(jié)都需要嚴(yán)格規(guī)范，僅憑人工管理無法達(dá)到這一目的，而通過構(gòu)建及應(yīng)用水利工程項目管理云平臺，可以圍繞項目管理這一主線進(jìn)行相應(yīng)功能模塊的規(guī)范管理，從而使水利工程項目在功能上達(dá)標(biāo)。

3.2 水利工程進(jìn)度管理云平臺的應(yīng)用

水利工程在各分項工程施工下，普遍具有較長的施工周期，如何界定并實施準(zhǔn)確的進(jìn)度計劃，關(guān)系到水利工程功能的發(fā)揮及效益的實現(xiàn)。在進(jìn)度管理上，可以將其細(xì)化到年月日等進(jìn)度計劃中，并以進(jìn)度圖的方式加以直觀呈現(xiàn)。在信息化技術(shù)的應(yīng)用下，水利工程施工建設(shè)的各個環(huán)節(jié)能夠得到實時監(jiān)督，為工程管理人員提供進(jìn)度參數(shù)，從而對水利工程的進(jìn)度做到實時管控。在應(yīng)用進(jìn)度管理云平臺時，一方面需要借助信息技術(shù)，特別是全程跟蹤監(jiān)督系統(tǒng)，對工程施工過程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，明確施工的工程量；另一方面需要對水利工程溝渠設(shè)計開發(fā)等分項工程進(jìn)行進(jìn)度計劃分析，將其實際計劃完成進(jìn)度在信息系統(tǒng)中及時展現(xiàn)，最終為編制優(yōu)化水利工程進(jìn)度總體規(guī)劃提供參考依據(jù)。

3.3 水利工程質(zhì)量管理云平臺的應(yīng)用

水利工程要提高使用年限壽命，需要在質(zhì)量層面加以持續(xù)提升。傳統(tǒng)模式下的水利工程質(zhì)量管理過于偏重對施工過程進(jìn)行監(jiān)督，工程項目的質(zhì)量問題往往多發(fā)于分項工程及隱蔽工程。為此，應(yīng)該對水利工程質(zhì)量管理云平臺進(jìn)行著重分析，以工程質(zhì)量管理為核心，構(gòu)建和應(yīng)用水利工程質(zhì)量管理云平臺。一是對水利工程中的隱蔽部位及重點部位，如工程混凝土澆筑、基礎(chǔ)施工等設(shè)置信息化數(shù)據(jù)提取功能模塊，及時獲取相應(yīng)部位的施工工藝方法數(shù)據(jù)；二是對水利工程常見的施工質(zhì)量問題進(jìn)行案例分析歸納，將各類較易導(dǎo)致施工質(zhì)量問題的參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行提煉，然后錄入信息系統(tǒng)；三是根據(jù)水利工程施工建設(shè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)評定各階段成果，對施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的部位加以提示標(biāo)注，對相應(yīng)的質(zhì)量問題進(jìn)行改進(jìn)。

3.4 水利工程安全管理及檢測試驗云平臺的應(yīng)用

水利工程安全管理及檢測試驗管理是水利工程項目順利施工及運行的重要保障。在這兩個環(huán)節(jié)，應(yīng)從以下幾點構(gòu)建相應(yīng)的云平臺。在安全管理上，需要將建設(shè)方、施工方、監(jiān)理方等共同納入安全管理機(jī)制，在云平臺中設(shè)置安全責(zé)任劃分及安全預(yù)警模塊；在水利工程基底及混凝土澆筑等施工環(huán)節(jié)中制訂安全檢查計劃，對相應(yīng)的安全問題隱患進(jìn)行羅列，便于施工人員開展相應(yīng)的安全教育培訓(xùn)［5］；在水利工程各工序完成施工作業(yè)任務(wù)后，將施工數(shù)據(jù)及參數(shù)錄入檢測試驗云平臺，通過對相關(guān)質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行分析，找出水利工程施工原材料及施工工序中存在的質(zhì)量問題，經(jīng)由系統(tǒng)反饋到質(zhì)量檢測端口，為工程質(zhì)量的糾正做好鋪墊。例如，在水利工程運行記錄及相關(guān)數(shù)據(jù)的記錄上，傳統(tǒng)以人工為主的方式容易出現(xiàn)誤差，云平臺的應(yīng)用能夠?qū)?shù)據(jù)參數(shù)精準(zhǔn)化，使工程項目檢驗結(jié)果趨于真實準(zhǔn)確。

4 結(jié)語

水利工程項目在保障我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及國民經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定高速發(fā)展的過程中起到了重要的保障作用。伴隨著信息化技術(shù)發(fā)展，水利工程建設(shè)管理不再囿于傳統(tǒng)模式，轉(zhuǎn)而實現(xiàn)了與信息技術(shù)的深度結(jié)合。應(yīng)用水利工程建設(shè)管理云平臺時，根據(jù)云計算技術(shù)特點，結(jié)合水利工程實際，在工程規(guī)劃設(shè)計、質(zhì)量、進(jìn)度等方面建構(gòu)相應(yīng)的云平臺系統(tǒng)，使水利工程項目能夠借助科技之力不斷提高項目的經(jīng)濟(jì)效益。