信息技術(shù)在水利工程建設(shè)質(zhì)量監(jiān)督中的應(yīng)用

郭亮亮，李 云

(1.貴州省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司，貴陽 貴州 550002；(2.貴州省水利工程建設(shè)質(zhì)量與安全中心，貴陽 貴州 550002)

“興水利、除水害”，歷來是安邦利民的大事。自新中國成立以來，水利工程建設(shè)一直是關(guān)系數(shù)十億人民群眾的重點(diǎn)民生工程，關(guān)系到每個(gè)人的切身利益，是社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)過程中不可缺少的內(nèi)容[1]。在經(jīng)歷了“十二五、十三五”的快速發(fā)展時(shí)期，國家大力推進(jìn)水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，水利事業(yè)得到了飛躍的發(fā)展，截至目前，全國已建成各類水庫9.8萬多座、總庫容8983億m3。面向“十四五”水利發(fā)展，“172、150”等一大批全國重大水利工程以及中小型水利基礎(chǔ)設(shè)施有待建設(shè)，其投資規(guī)模量大、惠民面廣、帶動(dòng)力強(qiáng)的優(yōu)勢仍顯現(xiàn)充分。

伴隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展已由高速增長階段轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展階段，推動(dòng)新階段水利高質(zhì)量發(fā)展，對(duì)做好水利工程建設(shè)工作提出了新的更高要求。在工程建設(shè)過程中，工程建設(shè)質(zhì)量的重要性日益凸顯，質(zhì)量的好壞將直接影響到人們?nèi)罕娚钇焚|(zhì)和生命財(cái)產(chǎn)安全，全社會(huì)對(duì)工程建設(shè)質(zhì)量的關(guān)注也越來越多，重視程度越來越強(qiáng)，要求也越來越高，因此，質(zhì)量管理永遠(yuǎn)是工程建設(shè)管理的核心[2]。

要想做好水利工程建設(shè)質(zhì)量管理工作，需要工程參建各方相互配合、統(tǒng)一協(xié)作，從施工第一線開始，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，分別從項(xiàng)目法人負(fù)責(zé)和政府監(jiān)督管理等方面強(qiáng)化質(zhì)量終身責(zé)任，落實(shí)現(xiàn)場質(zhì)量監(jiān)督檢查。同時(shí)，在開展質(zhì)量監(jiān)督過程中，引入信息技術(shù)手段，充分應(yīng)用多種信息化智能終端產(chǎn)品以及云平臺(tái)系統(tǒng)等輔助完成工程質(zhì)量監(jiān)督工作，做好質(zhì)量檢查整改的相關(guān)資料管理，保障每次質(zhì)量監(jiān)督有活動(dòng)、有記錄、有成效、有資料，全過程監(jiān)督留痕。

1 水利工程建設(shè)質(zhì)量監(jiān)督現(xiàn)狀分析

提升水利工程建設(shè)質(zhì)量管理的關(guān)鍵在于要強(qiáng)化對(duì)建設(shè)過程進(jìn)行全方位系統(tǒng)性的質(zhì)量監(jiān)督檢查?，F(xiàn)有的水利工程建設(shè)質(zhì)量監(jiān)督主要分為傳統(tǒng)紙質(zhì)或拍照檢查和監(jiān)督檢查信息系統(tǒng)或平臺(tái)2種工作方式。其中，傳統(tǒng)或現(xiàn)階段有些水利工程建設(shè)質(zhì)量監(jiān)督工作大多仍停留在紙質(zhì)記錄、人工填寫等方式上，需要大量依賴人工來完成，首先外業(yè)實(shí)地檢查工程建設(shè)現(xiàn)場情況、聽取各參建單位匯報(bào)、與各參建單位座談、了解和抽查原始資料及質(zhì)量管理相關(guān)文件資料、確定和收集質(zhì)量檢測樣本等，然后內(nèi)業(yè)通過記錄或拍照的信息進(jìn)行匯總整理監(jiān)督檢查問題記錄，與問題清單及依據(jù)進(jìn)行核對(duì)，最終形成監(jiān)督檢查報(bào)告。

這種方式的質(zhì)量監(jiān)督存在工作繁瑣、耗人力、耗時(shí)長等問題，而且在問題抽查、記錄、匯總、檢查進(jìn)度、檢查成果利用率低等方面嚴(yán)重存在不足之處，尤其是在多個(gè)工程或部位進(jìn)行集中式監(jiān)督檢查以及“回頭看”時(shí)，弊端更為凸顯。而監(jiān)督檢查信息系統(tǒng)或平臺(tái)主要是利用便攜式筆記本電腦在現(xiàn)場進(jìn)行信息錄入，但該方式可能存在條件不具備、攜帶不便等問題。本文在監(jiān)督檢查信息系統(tǒng)或平臺(tái)的基礎(chǔ)上，面向移動(dòng)端(如手機(jī)、iPad等)開發(fā)質(zhì)量監(jiān)督APP，充分利用云服務(wù)、無線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、GIS等信息技術(shù)手段為監(jiān)督檢查用戶提供了“綜合信息化服務(wù)”的一種工作模式。綜合信息化服務(wù)模式將充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，以服務(wù)的模式為監(jiān)督人員進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)一采集錄入、信息自動(dòng)分析、智能判斷等，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量監(jiān)督數(shù)據(jù)來源可查、去向可追、檢查留痕和實(shí)時(shí)分析，使其監(jiān)督實(shí)施流程標(biāo)準(zhǔn)化、事項(xiàng)清單化、檢查記錄結(jié)構(gòu)化、問題跟蹤機(jī)制化和辦公流程無紙化等。

2 運(yùn)用于水利工程建設(shè)質(zhì)量監(jiān)督的關(guān)鍵信息技術(shù)

2.1 3S技術(shù)

地理信息系統(tǒng)(GIS)、全球定位系統(tǒng)(GNSS)和遙感(RS)三者綜合統(tǒng)稱為3S技術(shù)。GIS技術(shù)是專門管理地理空間信息的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)地理信息的分析、處理和動(dòng)態(tài)顯示等。質(zhì)量監(jiān)督人員可以利用信息系統(tǒng)或移動(dòng)GIS服務(wù)瀏覽查看整個(gè)工程建設(shè)區(qū)域乃至重點(diǎn)工程點(diǎn)的地理空間信息，基于用戶的活動(dòng)位置來交互信息。3S技術(shù)通過與計(jì)算機(jī)技術(shù)、移動(dòng)及網(wǎng)絡(luò)通訊等相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了在不同終端產(chǎn)品上現(xiàn)場采集、保存、處理與分析質(zhì)量監(jiān)督數(shù)據(jù)成果，多用戶可圍繞同一工程或同一活動(dòng)同時(shí)開展監(jiān)督檢查。

2.2 多源信息疊加融合技術(shù)

水利工程建設(shè)質(zhì)量監(jiān)督覆蓋參建單位廣、涉及各類工程專業(yè)雜、建設(shè)細(xì)節(jié)內(nèi)容多，從地理空間影像及位置定位到各類質(zhì)量監(jiān)督業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，其涉及到巨大的信息數(shù)據(jù)?；?S技術(shù)形成對(duì)各類空間和業(yè)務(wù)的分析支持，結(jié)合地理數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)參數(shù)、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、圖層數(shù)據(jù)等多源信息，采用圖層疊加、數(shù)據(jù)聚合、空間分析、關(guān)聯(lián)分析、迭代分析等技術(shù)進(jìn)行融合。從各參建單位及各類專業(yè)等多渠道來看，監(jiān)督信息融合，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)工程提供更高精度、更多種類、范圍更廣的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源，可將水利工程建設(shè)質(zhì)量監(jiān)督的覆蓋范圍、質(zhì)量及實(shí)用程度大大提高。

2.3 網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)

高效且穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)通信能夠保障信息化服務(wù)中信息得到有效傳遞，它已成為信息系統(tǒng)體系架構(gòu)中重要的組成部分之一。在日常的質(zhì)量監(jiān)督過程中，涉及內(nèi)容多而雜，現(xiàn)場長時(shí)間的抽查檢查將會(huì)積累大量的數(shù)據(jù)，如果在離開現(xiàn)場后再對(duì)發(fā)現(xiàn)的問題記錄整理，很容易出現(xiàn)遺忘或漏掉的情況，而基于現(xiàn)場移動(dòng)終端的數(shù)據(jù)采集功能，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)記錄問題的記錄、處理和分析，監(jiān)督數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)上傳、多人共享，并動(dòng)態(tài)生成模板格式，能夠大大地減輕了后續(xù)的整理工作量。但是，水利工程大多建設(shè)在一些偏遠(yuǎn)的山區(qū)地帶，質(zhì)量監(jiān)督工作必須深入現(xiàn)場一線，常常存在接收不到網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，從而影響現(xiàn)場服務(wù)的現(xiàn)象。針對(duì)這種情況，可以先保存在終端設(shè)備的本地?cái)?shù)據(jù)庫中，當(dāng)有網(wǎng)絡(luò)信號(hào)時(shí)，將本地?cái)?shù)據(jù)同步上傳至后臺(tái)服務(wù)器，從而解決網(wǎng)絡(luò)不可用的情況。

2.4 微服務(wù)架構(gòu)技術(shù)

信息化服務(wù)系統(tǒng)開發(fā)采用“微服務(wù)開發(fā)規(guī)范”，按照微服務(wù)架構(gòu)原則分解和開發(fā)小而獨(dú)立的應(yīng)用，每個(gè)應(yīng)用運(yùn)行在獨(dú)立的進(jìn)程中，采用輕量級(jí)標(biāo)準(zhǔn)化的通訊機(jī)制(REST API)互聯(lián)，且遵循松耦合和高內(nèi)聚的原則，服務(wù)直接低耦合，服務(wù)內(nèi)部高內(nèi)聚合，便于模塊化集成和擴(kuò)展。綜合分析水利工程建設(shè)質(zhì)量監(jiān)督涉及的各業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流，并考慮不同終端設(shè)備的應(yīng)用，本質(zhì)量監(jiān)督綜合信息化服務(wù)平臺(tái)采用微服務(wù)架構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。每個(gè)微服務(wù)相對(duì)而言更為簡單和靈活，能夠獨(dú)立的部署，將龐大的應(yīng)用分開部署到若干小的服務(wù)器上去，降低了硬件成本的同時(shí)還能方便運(yùn)維。

3 信息化監(jiān)督產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與技術(shù)研發(fā)路線

水利工程質(zhì)量監(jiān)督信息化平臺(tái)建設(shè)采用應(yīng)用和數(shù)據(jù)分離的方式設(shè)計(jì)，基礎(chǔ)設(shè)施及相關(guān)硬件支撐體系依托于云服務(wù)的IaaS(基礎(chǔ)架構(gòu)即服務(wù))模式來搭建部署，總體框架分為數(shù)據(jù)采集層、設(shè)施服務(wù)層、業(yè)務(wù)應(yīng)用層、安全體系和標(biāo)準(zhǔn)體系。數(shù)據(jù)采集層主要完成對(duì)質(zhì)量監(jiān)督各類數(shù)據(jù)的信息化采集，包括移動(dòng)端現(xiàn)場抽查發(fā)現(xiàn)并填報(bào)錄入記錄的問題描述、視頻、圖片、語音以及地理空間信息等；設(shè)施服務(wù)層主要應(yīng)用云服務(wù)商提供的IaaS服務(wù)模式來進(jìn)行部署應(yīng)用，包括有云機(jī)房硬件服務(wù)器、云數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)設(shè)施、應(yīng)用組件支撐等；業(yè)務(wù)應(yīng)用層主要涉及有網(wǎng)頁端管理平臺(tái)和移動(dòng)端APP兩款產(chǎn)品，產(chǎn)品的后端又由多個(gè)微服務(wù)來構(gòu)成。其平臺(tái)建設(shè)的設(shè)計(jì)架構(gòu)如圖1所示。

圖1 平臺(tái)建設(shè)架構(gòu)圖

3.1 功能設(shè)計(jì)及業(yè)務(wù)流程

質(zhì)量監(jiān)督信息化平臺(tái)的功能流程主要圍繞水利工程建設(shè)中的質(zhì)量監(jiān)督業(yè)務(wù)流程來開展建設(shè)，監(jiān)督檢查活動(dòng)的開展根據(jù)工程的實(shí)際情況，每次開展的監(jiān)督檢查人員及數(shù)量也不盡相同。根據(jù)監(jiān)督檢查的參與人員情況，可以將日常質(zhì)量監(jiān)督檢查的方式分為兩類：單人檢查和多人聯(lián)合檢查。從質(zhì)量監(jiān)督檢查的實(shí)施流程上來看，可以將其分為多個(gè)過程，主要包括有：創(chuàng)建活動(dòng)、確定監(jiān)督對(duì)象和被監(jiān)督對(duì)象、添加問題記錄、分類生成監(jiān)督檢查意見并推送責(zé)任單位、問題處理及反饋。具體的流程如圖2所示。

圖2 質(zhì)量監(jiān)督業(yè)務(wù)流程圖

3.2 技術(shù)研發(fā)路線

信息化監(jiān)督產(chǎn)品的研發(fā)遵循軟件工程實(shí)施的標(biāo)準(zhǔn)化流程，采用軟件工程生命周期法與快速原型法相結(jié)合，在調(diào)研分析、綜合比較、詳細(xì)設(shè)計(jì)、代碼編制、系統(tǒng)測試、運(yùn)行維護(hù)的基礎(chǔ)上，確定適合本水利工程建設(shè)質(zhì)量監(jiān)督管理工作業(yè)務(wù)的信息化平臺(tái)。同時(shí)，在實(shí)際開發(fā)、試用及應(yīng)用過程中，不斷的測試、修改、使用、反饋、維護(hù)，使平臺(tái)逐步完善和優(yōu)化。

4 信息化的開展水利工程建設(shè)質(zhì)量監(jiān)督

通過對(duì)水利工程建設(shè)質(zhì)量監(jiān)督信息化產(chǎn)品的研發(fā)，建立了一整套移動(dòng)端監(jiān)督APP和網(wǎng)頁端管理平臺(tái)，充分利用信息化技術(shù)來提高水利工程建設(shè)質(zhì)量方面監(jiān)督工作的效率，既可以提高項(xiàng)目法人及各參建單位的工程管理和質(zhì)量保障及提升水平，又可以為監(jiān)督管理人員提供了有效的管理方式，提高監(jiān)督管理工作效率與水平。圍繞質(zhì)量監(jiān)督各業(yè)務(wù)流程及多端應(yīng)用場景，下面分別介紹一些常用模塊的功能。

4.1 移動(dòng)端監(jiān)督APP

質(zhì)量監(jiān)督檢查工作是一個(gè)閉合的周期環(huán)路，在外業(yè)監(jiān)督檢查過程中，應(yīng)充分利用外業(yè)移動(dòng)端APP開展監(jiān)督檢查數(shù)據(jù)采集的優(yōu)勢，快速搜集掌握一手?jǐn)?shù)據(jù)信息，并自動(dòng)化的上傳存儲(chǔ)在云數(shù)據(jù)庫中。當(dāng)打開移動(dòng)端軟件后，進(jìn)入質(zhì)量監(jiān)督主頁面，包括有質(zhì)量監(jiān)督、待辦事項(xiàng)和我的3個(gè)主功能板塊。

在質(zhì)量監(jiān)督時(shí)，選擇監(jiān)督實(shí)施檢查功能界面，可查看各工程對(duì)應(yīng)的檢查列表信息，當(dāng)開始檢查活動(dòng)時(shí)，首先選擇創(chuàng)建活動(dòng)按鈕，進(jìn)入創(chuàng)建活動(dòng)頁面，然后分別選擇或填寫所對(duì)應(yīng)的活動(dòng)名稱、工程、開始時(shí)間、檢查人員、檢查內(nèi)容，最后完成活動(dòng)的創(chuàng)建；活動(dòng)初創(chuàng)建時(shí)問題列表為空，選擇問題列表即可添加問題記錄，在新增問題記錄時(shí)分別選擇或填寫所對(duì)應(yīng)的責(zé)任單位、問題類型、問題類別、問題等級(jí)、問題標(biāo)題和附加照片，最后點(diǎn)擊確認(rèn)完成問題的單條新增；當(dāng)完成所有問題添加時(shí)，點(diǎn)擊結(jié)束活動(dòng)，完成本次監(jiān)督活動(dòng)的現(xiàn)場檢查(如圖3所示)。

圖3 創(chuàng)建活動(dòng)與新增問題管理

4.2 網(wǎng)頁端管理平臺(tái)

網(wǎng)頁端管理平臺(tái)的數(shù)據(jù)核心來源于APP使用中產(chǎn)生的監(jiān)督檢查過程的精細(xì)化數(shù)據(jù)，兩者可以數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)同步共享，滿足多種場景下的業(yè)務(wù)操作。平臺(tái)分別從工程、人員、責(zé)任主體單位、監(jiān)督活動(dòng)、檢查情況、問題記錄等多個(gè)維度分別進(jìn)行分析，深度挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值，形成專題大屏，用數(shù)據(jù)說話，指導(dǎo)和輔助監(jiān)督管理機(jī)構(gòu)對(duì)水利工程建設(shè)質(zhì)量監(jiān)督工作進(jìn)行高質(zhì)量把控，以提高監(jiān)督工作的質(zhì)量和效率。選擇網(wǎng)頁端管理平臺(tái)的質(zhì)量監(jiān)督管理模塊，可查看各活動(dòng)列表并推送給各責(zé)任單位，同時(shí)也可以查看各問題清單與對(duì)應(yīng)的反饋及處理情況(如圖4—5所示)。

圖4 質(zhì)量監(jiān)督活動(dòng)列表

圖5 各質(zhì)量監(jiān)督活動(dòng)對(duì)應(yīng)問題記錄

5 結(jié)語

圍繞水利工程建設(shè)質(zhì)量監(jiān)督的全過程分析研究，本文在現(xiàn)有監(jiān)督管理的模式基礎(chǔ)上引入信息技術(shù)手段，為監(jiān)督管理工作提供了新的創(chuàng)新模式，形成了一整套信息化標(biāo)準(zhǔn)化流程模式的解決方案，是推動(dòng)水利高質(zhì)量發(fā)展的重要舉措，也是踐行“推進(jìn)智慧水利建設(shè)”這一條實(shí)施路徑的責(zé)任擔(dān)當(dāng)。伴隨著水利發(fā)展的高質(zhì)量、高標(biāo)準(zhǔn)要求，誠然，當(dāng)前的信息化監(jiān)督產(chǎn)品仍存在一定缺陷和不足，在通過信息技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)水利工程建設(shè)監(jiān)督工作進(jìn)一步朝數(shù)字化、智能化等方面上發(fā)展仍有待進(jìn)一步深入研究，同時(shí)在工程應(yīng)用的拓展和延伸中還有待加強(qiáng)。