秦淑芳,嚴(yán)士常,徐海,劉劍浩,王崗,陶愛峰
(1.河海大學(xué)海岸災(zāi)害及防護(hù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇 南京 210098;2.河海大學(xué)港口海岸與近海工程學(xué)院,江蘇 南京 210098;3.青島瑞源工程集團(tuán)有限公司,山東 青島 266555)
隨著國(guó)家在雙一流建設(shè)上的投入逐漸增加,服務(wù)國(guó)家重大科技需求的要求逐漸提升,投資千萬元以上的大型實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)設(shè)施逐漸增多。為進(jìn)一步提升大型儀器使用效率,河海大學(xué)實(shí)驗(yàn)中心出臺(tái)了系列引導(dǎo)性政策,鼓勵(lì)各學(xué)院創(chuàng)新管理模式、應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù),致力于構(gòu)建布局科學(xué)、設(shè)備共享、高效集約的實(shí)驗(yàn)室新面貌[1]。一些大型實(shí)驗(yàn)設(shè)施,擁有數(shù)百臺(tái)大型儀器,其建設(shè)質(zhì)量直接關(guān)系著未來的實(shí)驗(yàn)效果和儀器壽命,其管理水平在一定程度上決定著學(xué)科發(fā)展速度、科學(xué)研究水平和人才培養(yǎng)質(zhì)量,所以對(duì)新建實(shí)驗(yàn)設(shè)施進(jìn)行全過程高質(zhì)量管理非常重要。此外,大型儀器倡導(dǎo)開放共享和高效集約[2],如何充分利用大型實(shí)驗(yàn)設(shè)施,提高科技創(chuàng)新能力,一直是大型實(shí)驗(yàn)設(shè)施建設(shè)團(tuán)隊(duì)迫切需要解決的問題。微信小程序作為一種常見的現(xiàn)代信息技術(shù)[3],可為大數(shù)據(jù)展示提供共享平臺(tái),得到廣泛使用。在新建大型實(shí)驗(yàn)設(shè)施過程中引入微信小程序,可實(shí)現(xiàn)信息全過程動(dòng)態(tài)共享,有助于保障實(shí)驗(yàn)設(shè)施建設(shè)質(zhì)量,也有助于提升服務(wù)能力?,F(xiàn)以河海大學(xué)大型港池建設(shè)為例,從建設(shè)前小程序功能設(shè)計(jì)與搭建、建設(shè)過程中的全程跟蹤與資料匯編、建成后的儀器預(yù)約共享等3 個(gè)方面,探討微信小程序在大型實(shí)驗(yàn)設(shè)施建設(shè)中的應(yīng)用實(shí)踐。
L 形風(fēng)浪流港池系統(tǒng)是河海大學(xué)水利工程一流學(xué)科建設(shè)的重要科研平臺(tái)之一,分二期建設(shè),總投資約6 900 萬元。系統(tǒng)包括港池建筑物、造波系統(tǒng)、造流系統(tǒng)、造風(fēng)系統(tǒng)等,一期投資3 400 萬元,包含2 100 萬元的土建和40 m 造波機(jī);二期投資3 500 萬元,包括80 m 造波機(jī)、造風(fēng)系統(tǒng)和造流系統(tǒng)。L 形風(fēng)浪流港池長(zhǎng)84 m×寬70 m×深1.5 m,中部布置長(zhǎng)5 m×寬5 m×深2 m 的局部深井。L 形造波系統(tǒng)由300 臺(tái)造波機(jī)組成,呈L 形布置,總長(zhǎng)120 m,可模擬規(guī)則波、常用頻譜以及自定義頻譜的不規(guī)則波、斜向波、孤立波及聚焦波等,且具有主動(dòng)式二次反射吸收功能,吸收率大于80%;工作水深1 m 情況下,規(guī)則波最大波高可達(dá)0.5 m,不規(guī)則最大有效波高為0.25 m,周期范圍為0.5~5 s。造流系統(tǒng)采用20 臺(tái)池底循環(huán)雙向造流泵,造流面寬40 m,在0.5 m 水深工況下,可形成的最大流速為0.2 m/s。造風(fēng)系統(tǒng)采用44 臺(tái)風(fēng)機(jī)的風(fēng)陣結(jié)構(gòu),可生成試驗(yàn)區(qū)域3 m 以內(nèi)10.0 m/s 的風(fēng)場(chǎng),能準(zhǔn)確模擬自然定常與非定常(瞬態(tài))風(fēng)譜,以及人造風(fēng)譜。
L 形風(fēng)浪流港池系統(tǒng)第一期建設(shè)于2022 年11月竣工,港池正式投入運(yùn)行以來,已服務(wù)6 個(gè)科研項(xiàng)目實(shí)驗(yàn),合同總經(jīng)費(fèi)約1 500 萬元。該系統(tǒng)主要立足于水利工程一流學(xué)科,重點(diǎn)服務(wù)于國(guó)內(nèi)外離岸深水港口、跨海通道、海岸災(zāi)害與防護(hù)等領(lǐng)域的科研需求,兼顧近海裝備研發(fā)、能源與動(dòng)力工程等水下試驗(yàn)需求,是國(guó)內(nèi)頂尖、國(guó)際領(lǐng)先的水利工程物理模型綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
由于L 形風(fēng)浪流港池系統(tǒng)施工復(fù)雜、綜合功能強(qiáng)、服務(wù)領(lǐng)域廣、大型儀器多等特點(diǎn),建設(shè)伊始便受到了港口、海岸、海洋及海島工程領(lǐng)域科研及工程人員的廣泛關(guān)注。港池建設(shè)開始后,學(xué)校(建設(shè)方)高層管理人員對(duì)港池進(jìn)展情況和建設(shè)質(zhì)量密切關(guān)注,期望能夠跟蹤港池建設(shè)進(jìn)程,及時(shí)解決建設(shè)過程中出現(xiàn)的難題或施工需求,保證施工質(zhì)量達(dá)到高水平實(shí)驗(yàn)要求,還要求建成后充分發(fā)揮其效能,實(shí)現(xiàn)共建共享和高效利用。鑒于此,港池施工建設(shè)前期,綜合分析了比較流行且方便使用的信息共享技術(shù)[4-6],設(shè)計(jì)并開發(fā)了L 形風(fēng)浪流港池系統(tǒng)微信小程序。建設(shè)中,小程序用于控制施工進(jìn)度,監(jiān)管施工質(zhì)量,規(guī)范資料整編;建成后,小程序充分發(fā)揮了設(shè)備共享和在線預(yù)約功能[7]。小程序在建設(shè)工程的全過程中均發(fā)揮了重要作用。
港池建設(shè)前,多次向領(lǐng)域?qū)<液蛷V大師生調(diào)查對(duì)港池的關(guān)注點(diǎn)和功能需求,并基于此設(shè)計(jì)大型實(shí)驗(yàn)港池微信小程序功能框架,構(gòu)建大型實(shí)驗(yàn)港池系統(tǒng)共享平臺(tái)[8]。小程序的功能有港池動(dòng)態(tài)、港池系統(tǒng)、參觀預(yù)約、經(jīng)典案例、技術(shù)團(tuán)隊(duì)、使用預(yù)約等6 個(gè)主要板塊(如圖1 所示)。港池動(dòng)態(tài),用于展示港池主要進(jìn)展,跟蹤施工進(jìn)度,根據(jù)圖片和視頻查看施工質(zhì)量;港池系統(tǒng),主要介紹港池4 大系統(tǒng)(造波系統(tǒng)、造流系統(tǒng)、造風(fēng)系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng))的組成、技術(shù)參數(shù)、應(yīng)用領(lǐng)域等;參觀預(yù)約,用于校內(nèi)外專業(yè)人員的調(diào)研和參觀預(yù)約,便于管理人員合理安排時(shí)間,為港池建成后的共享共用打下基礎(chǔ);經(jīng)典案例,包括施工期典型分部工程主要技術(shù)難點(diǎn)和亮點(diǎn),如抗浮錨桿鉆孔工藝、造流管道安裝工藝、大面積整體地坪平整施工工藝等;技術(shù)團(tuán)隊(duì),主要展示技術(shù)人員和管理人員的分工、聯(lián)系方式等,實(shí)驗(yàn)中遇到問題可以快速咨詢。使用預(yù)約,用于提交港池實(shí)驗(yàn)預(yù)約申請(qǐng)。同時(shí),線下建立了港池建設(shè)資料庫,用于歸檔港池建設(shè)過程中的施工圖紙、參建方周報(bào)、監(jiān)測(cè)報(bào)表、視頻圖片和相關(guān)案例等。
圖1 L 形風(fēng)浪流港池微信小程序主要功能Fig.1 The main functions of WeChat applet of L-shaped stormy basin
小程序引入后,建設(shè)方管理者可實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)督港池建設(shè)質(zhì)量,掌握港池建設(shè)動(dòng)態(tài),宣傳港池功能,響應(yīng)客戶需求;校內(nèi)外科研團(tuán)體可提前關(guān)注港池功能,熟悉L 形港池風(fēng)浪流系統(tǒng)可解決的基礎(chǔ)研究問題和工程問題,提前預(yù)約參觀,預(yù)約使用,為將來港池的高效運(yùn)行打下基礎(chǔ)。
港池建設(shè)過程中,有關(guān)港池建設(shè)質(zhì)量、建設(shè)進(jìn)程和港池動(dòng)態(tài)的大量建設(shè)資料是建設(shè)方管理人員時(shí)刻關(guān)注的要點(diǎn)。通過港池微信小程序的建設(shè)和應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了港池動(dòng)態(tài)透明化和資料整編規(guī)范化,突顯了共享管理創(chuàng)新效果。港池建設(shè)的各主要節(jié)點(diǎn),均有專人無人機(jī)拍攝錄像,再由項(xiàng)目組人員對(duì)錄像進(jìn)行處理,提煉出圖文并茂的動(dòng)態(tài)資訊。根據(jù)時(shí)間順序,將主要施工節(jié)點(diǎn)的視頻和圖文在微信小程序中進(jìn)行發(fā)布,即“建設(shè)節(jié)點(diǎn)”(如圖2 所示)。
除了本校港池建設(shè)動(dòng)態(tài)信息外,公開發(fā)布的校外實(shí)驗(yàn)港池新聞、相關(guān)知識(shí)和使用技巧也是搜集宣傳的內(nèi)容。通過行業(yè)網(wǎng)站搜索引擎,對(duì)正規(guī)渠道發(fā)布的最新新聞咨訊,經(jīng)著作權(quán)人同意的情況下,在小程序“行業(yè)新聞”板塊進(jìn)行共享學(xué)習(xí),便于了解國(guó)內(nèi)實(shí)驗(yàn)港池行業(yè)的最新動(dòng)態(tài)。根據(jù)動(dòng)態(tài)指向,了解實(shí)驗(yàn)過程中港池配套設(shè)施的最新需求,積極學(xué)習(xí)校外實(shí)驗(yàn)港池維護(hù)、共享管理和使用的優(yōu)點(diǎn),汲取可行的創(chuàng)新管理模式,為將來的實(shí)驗(yàn)港池運(yùn)行管理打好基礎(chǔ)。
建設(shè)過程中增加了“知識(shí)與技巧”板塊,針對(duì)大型綜合實(shí)驗(yàn)港池建設(shè)中遇到的施工常識(shí)和經(jīng)驗(yàn),以及后期港池的使用和操作,在此提供解決依據(jù)和經(jīng)驗(yàn)。例如,建設(shè)過程中用到的主要規(guī)范、基礎(chǔ)排水方式、抗浮錨桿施工技巧、造流道施工技巧等,為將來新的港池建設(shè)提供經(jīng)驗(yàn)借鑒。港池投入使用后,會(huì)將實(shí)驗(yàn)中常見問題和解決方法逐步添加到港池資料庫中,方便用戶查閱。
實(shí)驗(yàn)港池微信小程序見證了港池建設(shè)全過程,從2021 年11 月開工到2022 年11 月竣工驗(yàn)收,跟蹤制作建設(shè)節(jié)點(diǎn)并發(fā)布港池動(dòng)態(tài)68 條,制作典型案例46 件,拍攝視頻近90 件,積累施工知識(shí)和施工技巧上百項(xiàng),并將搜集和整理的資料構(gòu)建港池資料庫,為港池建設(shè)期資料查詢、信息驗(yàn)證、后期維護(hù)打下了良好基礎(chǔ)。在一定程度上加強(qiáng)了學(xué)校與行業(yè)的聯(lián)系和交流,強(qiáng)化了施工質(zhì)量監(jiān)督意識(shí),提升了大型實(shí)驗(yàn)港池創(chuàng)新管理水平。
國(guó)內(nèi)規(guī)模大、功能全的實(shí)驗(yàn)港池不多,并且港池運(yùn)行狀態(tài)不夠透明,需要不斷與管理人員聯(lián)系方可確認(rèn)可使用時(shí)間,導(dǎo)致部分科研項(xiàng)目難以按計(jì)劃推進(jìn)。為了保障實(shí)驗(yàn)根據(jù)預(yù)約時(shí)段順利完成,港池投入運(yùn)行后,重點(diǎn)放在港池預(yù)約功能智慧化和大儀共享便捷化上[9],充分利用小程序的“參觀預(yù)約”(如圖3 所示)、“使用預(yù)約”和“技術(shù)支持”等功能,給使用者提供便利,同時(shí)也提升大型實(shí)驗(yàn)設(shè)施使用效率。
圖3 港池參觀預(yù)約Fig.3 Visit appointment of wave basin
“參觀預(yù)約”功能,參觀人員只需在小程序中提交姓名、電話、單位、人數(shù)、參觀目的等相關(guān)信息,后臺(tái)由管理人員核實(shí)并確定參觀時(shí)間后,“我的預(yù)約”中會(huì)顯示預(yù)約確認(rèn)信息和注意事項(xiàng)。參觀預(yù)約目的是讓用戶提前安排時(shí)間了解港池,熟悉港池,根據(jù)功能布置地形,提前做好實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備,保障港池預(yù)約有序進(jìn)行。
“使用預(yù)約”功能,由于港池系統(tǒng)功能較多,擁有造波系統(tǒng)、造風(fēng)系統(tǒng)、造流系統(tǒng)等,使用者可能只需要使用部分功能,所以在使用預(yù)約前,需要瀏覽系統(tǒng)列表和功能,在列表中選中所需要的信息,提交預(yù)約申請(qǐng)。使用預(yù)約申請(qǐng)?zhí)顖?bào)時(shí),需要提交姓名、電話、單位、負(fù)責(zé)人姓名,實(shí)驗(yàn)人數(shù)、實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⑹欠裥枰夹g(shù)支持等相關(guān)信息,經(jīng)管理人員審批通過后,小程序“我的預(yù)約”中會(huì)顯示預(yù)約確認(rèn)、培訓(xùn)通知、港池系統(tǒng)操作指導(dǎo)書、注意事項(xiàng)等信息。讓港池使用人員提前熟悉港池系統(tǒng)的操作流程,確保正確操作,高效實(shí)驗(yàn)。
“技術(shù)團(tuán)隊(duì)”功能[10-11],技術(shù)人員一般擁有5 a以上實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備管理經(jīng)驗(yàn)。在港池投入使用前,參與集中培訓(xùn)和反復(fù)演示操作訓(xùn)練。實(shí)驗(yàn)過程中遇到儀器設(shè)備等方面的問題,可以通過小程序中的“問題咨詢—技術(shù)人員”進(jìn)行反映,問題發(fā)布后,信息會(huì)推送給相關(guān)技術(shù)人員并進(jìn)行答復(fù),或者電話聯(lián)系。技術(shù)服務(wù)團(tuán)隊(duì)支撐港池建設(shè),助力港池健康高效管理。
港池投入運(yùn)行6 個(gè)月以來,接待調(diào)研參觀團(tuán)隊(duì)近30 個(gè),港池使用預(yù)約一直處于排隊(duì)狀態(tài),最多排隊(duì)6 個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。微信小程序的投入使用,為港池共享共建和高效運(yùn)行提供了信息技術(shù)支撐。
河海大學(xué)大型實(shí)驗(yàn)港池是支持雙一流建設(shè)的校之重器。為了保障港池建設(shè)質(zhì)量,建設(shè)及運(yùn)行過程中,通過微信小程序的引入,建設(shè)方可實(shí)時(shí)關(guān)注港池建設(shè)動(dòng)態(tài),跟蹤施工進(jìn)度,客戶需求;校內(nèi)外科研團(tuán)體可提前關(guān)注港池功能,熟悉港池系統(tǒng)可解決的基礎(chǔ)研究問題和工程問題,提前預(yù)約參觀,預(yù)約使用。搭建微信小程序的同時(shí),不斷整合港池建設(shè)過程中的各種素材,從港池基礎(chǔ)開挖、地基處理、設(shè)施安裝、蓄水試驗(yàn)等工序的建設(shè)過程中,累積大量的圖片、視頻、施工技巧和優(yōu)秀案例,為我國(guó)同類大型實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提供了重要參考。在港池運(yùn)行階段,對(duì)微信小程序進(jìn)行不定期的信息擴(kuò)充,包括港池配套設(shè)備的在線預(yù)約、信息查詢等,再結(jié)合港池系統(tǒng)自帶的智能控制功能,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控,逐步構(gòu)建港池系統(tǒng)手機(jī)版實(shí)驗(yàn)平臺(tái),豐富實(shí)驗(yàn)資料內(nèi)容,為今后港池的應(yīng)用、維修、保養(yǎng)等提供便利和依據(jù)??梢?,借助微信小程序的使用,將高質(zhì)量且管理高效的大型風(fēng)浪流實(shí)驗(yàn)港池呈現(xiàn)在相關(guān)領(lǐng)域,為近海新能源、島礁建設(shè)等系列國(guó)家重大工程提供重要的研究設(shè)施。