水利工程質(zhì)量監(jiān)督管理機(jī)制及指標(biāo)體系研究

肖 濤

（梅州市梅縣區(qū)水利水電工程質(zhì)量安全技術(shù)中心，廣東梅州514700）

水利工程的施工對(duì)我國(guó)社會(huì)的發(fā)展有積極作用，屬于戰(zhàn)略性較強(qiáng)的施工工程。近些年來(lái)，我國(guó)高度重視水利工程的施工建設(shè)從資金以及政策等方面為水利工程建設(shè)提供有利的環(huán)境[1]。在水利工程建設(shè)過(guò)程中，為保證水利工程質(zhì)量，采取相應(yīng)的監(jiān)督管理機(jī)制是必不可少的。我國(guó)以往針對(duì)水利工程質(zhì)量監(jiān)督管理過(guò)程中，由于需要層層遞交材料，導(dǎo)致監(jiān)管延遲時(shí)間較長(zhǎng)，在監(jiān)管時(shí)效性方面存在不足[2]。因此，針對(duì)水利工程質(zhì)量監(jiān)督管理機(jī)制展開優(yōu)化設(shè)計(jì)是十分必要的。本文以提高水利工程質(zhì)量監(jiān)督管理效率為目標(biāo)，從制定管理機(jī)制及指標(biāo)體系兩方面入手，降低水利工程監(jiān)督管理延遲時(shí)間。

1 水利工程質(zhì)量監(jiān)督管理指標(biāo)體系構(gòu)建

根據(jù)水利工程質(zhì)量監(jiān)管不同環(huán)節(jié)的不同要求，利用分布對(duì)象技術(shù)實(shí)施全程監(jiān)管，保證水利工程質(zhì)量監(jiān)管數(shù)據(jù)的集成性。

本文提出的水利工程質(zhì)量監(jiān)督管理機(jī)制及指標(biāo)體系構(gòu)建流程為：

第一步，通過(guò)處理監(jiān)管數(shù)據(jù)，使得水利工程質(zhì)量監(jiān)管的整個(gè)過(guò)程都能夠受到所有節(jié)點(diǎn)的共同監(jiān)督；

第二步，根據(jù)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)治理技術(shù)中的ASD.CNE編程語(yǔ)言提取監(jiān)管元數(shù)據(jù)特征；

第三步，結(jié)合多源異構(gòu)數(shù)據(jù)治理技術(shù)統(tǒng)一底層信任特征編碼，進(jìn)行監(jiān)管元數(shù)據(jù)特征加權(quán)融合，并依據(jù)該特征融合程度進(jìn)行排序輸出；

第四步，基于多源異構(gòu)數(shù)據(jù)治理技術(shù)元數(shù)據(jù)清洗，提高監(jiān)管數(shù)據(jù)的質(zhì)量；

第五步，通過(guò)散列函數(shù)計(jì)算得到監(jiān)管數(shù)據(jù)摘要，從而得到完整τ 的監(jiān)管數(shù)據(jù)。設(shè)監(jiān)管數(shù)據(jù)摘要的計(jì)算表達(dá)式為，則有公式（1）[3]。

在公式（1）中，L指的是電力運(yùn)營(yíng)過(guò)程監(jiān)管數(shù)據(jù)的誘導(dǎo)值；m指的是電力運(yùn)營(yíng)過(guò)程監(jiān)管數(shù)據(jù)的特征相似度。

通過(guò)公式（1），即可得出監(jiān)管數(shù)據(jù)摘要。根據(jù)監(jiān)管數(shù)據(jù)摘要，得出監(jiān)管完整信息數(shù)據(jù)。

2 水利工程質(zhì)量監(jiān)督管理機(jī)制

水利工程質(zhì)量監(jiān)督管理是目前水利工程提高監(jiān)管質(zhì)量的重要方式，在水利工程質(zhì)量監(jiān)督管理中，發(fā)送方需要用接收方特定的公鑰對(duì)監(jiān)管數(shù)據(jù)進(jìn)行加密處理，從而形成監(jiān)管數(shù)據(jù)密文，密鑰由發(fā)送方和接收方共同持有，且不向第三方透漏，保證信息在共享過(guò)程中的安全性。

2.1 水利工程質(zhì)量監(jiān)管數(shù)據(jù)處理

為解決傳統(tǒng)水利工程質(zhì)量監(jiān)督管理中數(shù)據(jù)無(wú)法順暢傳遞，導(dǎo)致在傳遞過(guò)程中出現(xiàn)監(jiān)管數(shù)據(jù)失真的問(wèn)題，本文采用扁平的分布式數(shù)據(jù)管理架構(gòu)對(duì)水利工程過(guò)程監(jiān)管數(shù)據(jù)進(jìn)行處理[4]。具體的水利工程質(zhì)量監(jiān)督管理數(shù)據(jù)處理流程為：

第一步：采集水利工程過(guò)程監(jiān)管數(shù)據(jù)，并將自身的公鑰作為標(biāo)識(shí)，向水利工程監(jiān)管數(shù)據(jù)記錄節(jié)點(diǎn)提交上傳請(qǐng)求；

第二步：當(dāng)值的水利工程監(jiān)管數(shù)據(jù)記錄節(jié)點(diǎn)對(duì)該節(jié)點(diǎn)中的公鑰進(jìn)行校驗(yàn)，并確定該節(jié)點(diǎn)上是否具有對(duì)水利工程監(jiān)管數(shù)據(jù)上傳的權(quán)限，并回復(fù)、接收上一節(jié)點(diǎn)的上傳請(qǐng)求；

第三步：區(qū)塊節(jié)點(diǎn)利用自身私鑰對(duì)水利工程監(jiān)管數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化簽名，并利用公鑰對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密處理；

第四步：通過(guò)節(jié)點(diǎn)私鑰對(duì)加密后的水利工程監(jiān)管數(shù)據(jù)進(jìn)行解密處理，并利用水利工程監(jiān)管數(shù)據(jù)上傳節(jié)點(diǎn)的公鑰對(duì)數(shù)據(jù)解鎖并進(jìn)行數(shù)字化簽名[5]。確認(rèn)水利工程監(jiān)管數(shù)據(jù)由該節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)上傳，將水利工程監(jiān)管數(shù)據(jù)部分存儲(chǔ)在區(qū)塊鏈中，加密數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在分布式數(shù)據(jù)庫(kù)中；

第五步：每隔十分鐘，通過(guò)水利工程監(jiān)管數(shù)據(jù)記錄節(jié)點(diǎn)對(duì)區(qū)塊中的水利工程監(jiān)管數(shù)據(jù)信息進(jìn)行非對(duì)稱加密計(jì)算，并將記錄節(jié)點(diǎn)中的公鑰標(biāo)注在區(qū)塊頭當(dāng)中，隨機(jī)選擇多個(gè)數(shù)據(jù)監(jiān)管節(jié)點(diǎn)對(duì)區(qū)塊頭中的數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)；

第六步：連接水利工程監(jiān)理數(shù)據(jù)記錄節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行下一組監(jiān)理數(shù)據(jù)管理。

通過(guò)以上步驟可知，每個(gè)水利工程監(jiān)管數(shù)據(jù)均包含三個(gè)基本元素，分別為公鑰、水利工程監(jiān)管數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)信息。將這些傳遞關(guān)系用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行模擬歸納，數(shù)據(jù)影響因素變量x的最小值、最可能的值、最大值分別為a、b、c，三個(gè)數(shù)就可以構(gòu)成一個(gè)三角分布，其數(shù)據(jù)影響因素的概率密度函數(shù)表示為：

該數(shù)據(jù)影響因素概率密度函數(shù)對(duì)應(yīng)的分布函數(shù)為：

由上述公式得出：公鑰主要用于對(duì)上傳的水利工程監(jiān)管數(shù)據(jù)身份及訪問(wèn)權(quán)限進(jìn)行識(shí)別；水利工程監(jiān)管數(shù)據(jù)主要用于對(duì)水利工程監(jiān)管數(shù)據(jù)進(jìn)行非對(duì)稱加密計(jì)算，用于驗(yàn)證水利工程監(jiān)管數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是否完整；元數(shù)據(jù)信息中存儲(chǔ)著水利工程監(jiān)管數(shù)據(jù)的描述性信息，例如：監(jiān)管數(shù)據(jù)的生成日期、生成種類等，方便在后續(xù)的管理中根據(jù)不同的類別對(duì)水利工程監(jiān)管數(shù)據(jù)查詢，提高對(duì)水利工程監(jiān)管數(shù)據(jù)的搜索速度。

2.2 提取水利工程質(zhì)量監(jiān)督管理元數(shù)據(jù)特征

在完成水利工程監(jiān)管數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)上，提取水利工程監(jiān)管元數(shù)據(jù)特征[6]。首先，將水利工程監(jiān)管元數(shù)據(jù)特征信息初始化，將其中的異常數(shù)據(jù)視為特征點(diǎn)，以特征點(diǎn)為單位進(jìn)行隨機(jī)采樣，通過(guò)計(jì)算特征點(diǎn)之間的距離，劃分水利工程監(jiān)管元數(shù)據(jù)特征區(qū)間，進(jìn)而分析水利工程監(jiān)管元數(shù)據(jù)之間的特征區(qū)別，去除特征點(diǎn)中的噪聲特征以及無(wú)關(guān)特征。將經(jīng)過(guò)處理的水利工程監(jiān)管元數(shù)據(jù)特征集合，形成多特征集?？紤]到水利工程監(jiān)管元數(shù)據(jù)規(guī)模很大，正常情況下可以達(dá)到TB 級(jí)別，但監(jiān)管元數(shù)據(jù)本身為GB 級(jí)別，可以通過(guò)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)治理技術(shù)對(duì)兩種級(jí)別的元數(shù)據(jù)進(jìn)行同時(shí)有效特征提取。

2.3 水利工程質(zhì)量監(jiān)督管理元數(shù)據(jù)特征加權(quán)融合

在完成水利工程監(jiān)管元數(shù)據(jù)特征提取的基礎(chǔ)上，輸出水利工程監(jiān)管多源異構(gòu)元數(shù)據(jù)特征。由于多源異構(gòu)元數(shù)據(jù)特征通過(guò)MATLAB 編譯器以DCAD的格式存在，要輸出多源異構(gòu)元數(shù)據(jù)特征，必須計(jì)算水利工程監(jiān)管元數(shù)據(jù)特征距離度量，對(duì)監(jiān)管元數(shù)據(jù)特征進(jìn)行歸一化處理。監(jiān)管元數(shù)據(jù)特征集中包含三種特征，分別為：多源異構(gòu)監(jiān)管元數(shù)據(jù)分布特征、多源異構(gòu)監(jiān)管元數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)特征以及多源異構(gòu)監(jiān)管元數(shù)據(jù)Serfacelves 特征。

根據(jù)相應(yīng)的水利工程特點(diǎn)計(jì)算監(jiān)管元數(shù)據(jù)特征距離度量，假定每個(gè)監(jiān)管元數(shù)據(jù)特征對(duì)應(yīng)的距離度量為d（x，y），運(yùn)用多源異構(gòu)數(shù)據(jù)治理技術(shù)中的多元數(shù)據(jù)驗(yàn)證，為每個(gè)監(jiān)管元數(shù)據(jù)特征賦予一個(gè)特征值為Ts，對(duì)每個(gè)監(jiān)管元數(shù)據(jù)特征對(duì)應(yīng)的距離度量進(jìn)行求解。在求解過(guò)程中，可以通過(guò)距離加權(quán)求和得到最終的水利工程監(jiān)管元數(shù)據(jù)多特征綜合相似距離。水利工程監(jiān)管元數(shù)據(jù)特征距離度量可通過(guò)距離加權(quán)函數(shù)進(jìn)行表示，則有公式（4）[7]。

式中：n指的是監(jiān)管元數(shù)據(jù)特征點(diǎn)位置；i指的是監(jiān)管元數(shù)據(jù)特征個(gè)數(shù)，為實(shí)數(shù)；l指的是多源異構(gòu)元數(shù)據(jù)多特征之間的相似度；m指的是監(jiān)管多特征之間的重要度。

由公式（4）求得監(jiān)管元數(shù)據(jù)特征距離度量，即為監(jiān)管元數(shù)據(jù)多特征中每個(gè)特征的貢獻(xiàn)度。根據(jù)每個(gè)監(jiān)管元數(shù)據(jù)特征的貢獻(xiàn)度，結(jié)合多源異構(gòu)數(shù)據(jù)治理技術(shù)統(tǒng)一底層信任特征編碼，進(jìn)行監(jiān)管元數(shù)據(jù)特征加權(quán)融合，并依據(jù)該特征融合程度進(jìn)行排序輸出。

除此之外，還可以增設(shè)供應(yīng)鏈質(zhì)量監(jiān)管反饋機(jī)制，建立水利工程質(zhì)量與監(jiān)管部門直接交流的平臺(tái)，定義反饋信息為水利工程質(zhì)量監(jiān)管信息流。以此，實(shí)現(xiàn)水利工程質(zhì)量監(jiān)督管理機(jī)制及指標(biāo)體系構(gòu)建。

3 實(shí)例分析

3.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

實(shí)驗(yàn)對(duì)象選取某水利工程，在保證不受到外部環(huán)境干擾的條件下，首先使用本文設(shè)計(jì)的機(jī)制進(jìn)行水利工程質(zhì)量監(jiān)督管理，通過(guò)MATLAB 軟件測(cè)得其監(jiān)管延遲時(shí)間，記為實(shí)驗(yàn)組；而后使用傳統(tǒng)機(jī)制進(jìn)行水利工程質(zhì)量監(jiān)督管理，同樣通過(guò)MATLAB 軟件測(cè)得其監(jiān)管延遲時(shí)間，記為對(duì)照組。設(shè)計(jì)在水利工程堤壩處設(shè)置10 個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)的選取為以往水利工程中堤壩易滲漏點(diǎn)位，通過(guò)對(duì)比兩種機(jī)制下的監(jiān)管延遲時(shí)間，監(jiān)管延遲時(shí)間越少證明該機(jī)制的監(jiān)管效率越高，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

具體實(shí)驗(yàn)結(jié)果，如表1所示。

表1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比表

根據(jù)表1 可以得出，當(dāng)監(jiān)管數(shù)據(jù)量增加時(shí)，實(shí)驗(yàn)組延遲時(shí)間在10～25 ms 范圍內(nèi)，對(duì)照組的延遲時(shí)間在80～110 ms 范圍內(nèi)，實(shí)驗(yàn)組延遲時(shí)間更短，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)水利工程質(zhì)量的高效監(jiān)管，具有更高的應(yīng)用價(jià)值。

4 結(jié)論

設(shè)計(jì)水利工程質(zhì)量監(jiān)督管理機(jī)制及指標(biāo)體系，并通過(guò)實(shí)例驗(yàn)證了適應(yīng)性。試驗(yàn)結(jié)果表明：本文設(shè)計(jì)的質(zhì)量監(jiān)督管理機(jī)制及指標(biāo)體系能夠解決傳統(tǒng)水利工程質(zhì)量監(jiān)督管理中存在的缺陷。

但本文同樣存在不足之處，主要表現(xiàn)為未對(duì)本次監(jiān)管延遲時(shí)間測(cè)定結(jié)果的精密度與準(zhǔn)確度進(jìn)行檢驗(yàn)，進(jìn)一步提高監(jiān)管延遲時(shí)間測(cè)定結(jié)果的可信度，在未來(lái)針對(duì)此方面的研究中可以加以補(bǔ)足。與此同時(shí)，還需要對(duì)水利工程的優(yōu)化設(shè)計(jì)提出深入研究，以此為提高水利工程的質(zhì)量提供建議。