水利工程巡查管理系統建設探討

陳 瑩

（西安迪飛科技有限責任公司，陜西 西安710018）

0 前言

陜西省政府“水潤三秦、水美三秦、水富三秦”的治水興水指導思想下，我省的水利工程建設進入了新的高潮，建設完成的水利工程也日益增多。人民群眾與水相處的水環境、水利建筑物、水工建筑物的接觸范圍和頻率也大大增加。由于水利工程長期處于水中工作，受到水壓力、滲透、沖刷、氣蝕、凍融和磨損等物理作用以及侵蝕、腐蝕等化學作用的影響，會縮短工程壽命，威脅人民群眾生命安全。因此，需要對水利工程加強管理、開展工程巡查等工作，防止自然和人為破壞，確保水利工程的安全正常運行。

移動應用正劃時代地改變著我們工作和生活的方式，已成為行業信息化發展的必然趨勢，為了更好的推進水利工程運行管理的規范化、標準化、制度化，利用移動互聯網以及通信技術，建立起一個基于移動APP的水利工程管理巡查系統，改變傳統水利工程安全檢查的管理方法，全面提升水利工程管理水平，提高巡查業務監督執行力和異常事件應對的處理能力。

1 水利工程巡查現狀

水利工程分布散落，巡查線路長，以往管理人員進行水利工程現場檢查時，通常以紙介質方式記錄巡視情況，再人工錄入計算機。人工錄入數據量大，錄入過程中容易出錯。同時，傳統的人工巡查受地形環境、人員素質、天氣狀況等不確定因素的影響，效率低，復巡周期長，巡檢數據準確率不高。其次，對于管理人員是否巡視到位無法進行有效監督，巡視質量得不到保障，水利工程安全亦得不到保證。目前的巡查方式主要有以下幾點不足：

（1）巡查管理區域大、地形和路況復雜，對巡查人員的到位情況難以確認；

（2）巡查記錄的數據不能及時保存記錄、無法把握其真實性；

（3）大量巡查信息保存不便、易丟失、耗工時；

（4）信息查詢不便，無法對巡查發現問題進行有效利用輔助決策。

2 巡查系統設計

2.1 需求分析

水利工程管理巡查管理系統應在對水利工程基本信息管理的基礎上，實現對巡查事務的管理，并能對巡查情況進行錄入、查詢和分析，對登錄系統用戶的訪問權限進行控制，確保系統的安全性。

（1）信息數據庫建設。建立水利工程管理基本信息數據庫，并將水利工程基本屬性錄入數據庫。

（2）巡查事務管理。對水利工程巡查事務，進行科學合理化安排下達、并能掌握巡查人員巡查到位情況。

（3）巡查情況管理。通過系統真實可靠地記錄并保存水利工程巡查狀況、安全狀況，并能進行詳細分析和查詢。

2.2 設計思路

結合目前水利信息化發展趨勢，進行整體架構搭建和具體業務的設計開發。采用全球衛星定位技術、地圖信息系統技術、通信技術，結合巡查線路和巡查人員的工作特點，通過設備端、通訊端（WIFI或GPRS網絡技術）、互聯網和服務器，建設面向“移動巡查APP”的在線式巡查管理系統，實現巡查人員的巡查軌跡按計劃進行，巡查過程中發現的隱患可現場進行信息采集、上報，巡查工作全程實時記錄。

2.3 總體框架

系統劃分為六個層次：基礎設施層、數據層、應用支撐層、業務應用層、用戶層和相關標準規范體系、安全保障體系、運行維護保障體系等相關的規范體系。如圖1所示。

圖1 系統總體框架圖

2.4 技術實現

水利工程管理巡查系統主要由：定位標簽，手持設備和巡查管理系統組成。巡查人員在巡查過程中必須手持設備，開啟定位和網絡，啟動定位巡查管理系統，按規定線路巡查，手持設備將實時接收衛星發出的經度、緯度、時間等信息，同時將巡查的軌跡信息通過網絡實時上傳至后臺管理軟件。到達指定巡查地點后，操作巡查地點的定位標簽，通過文字、圖像、視頻等信息描述巡查結果，上傳至巡查管理系統。

通過網絡登陸巡查管理系統可隨時查看各巡查人員的巡查到位情況，結合電子地圖可查看水利工程、巡查路線、異常情況等，從而實現了對水利工程管理巡查工作的信息化、數字化、網絡化、圖形化的管理，為巡查制度的落實及資源管理提供了技術上的保障及手段。

圖2 巡查系統工作原理示意圖

3 系統詳細設計

3.1 數據庫設計

數據庫主要包括空間數據庫建設和屬性數據庫建設。空間數據主要用于描述各水利工程的具體位置和分布特征，一般用坐標數據表示。屬性數據主要用于描述水利工程的各項信息，并建立與空間數據的對應關系，以便于實現屬性信息的快速查詢和瀏覽。

3.2 電子地圖設計

電子地圖基于互聯網地圖和自行搭建的底圖地圖服務進行制作，其中互聯網地圖用于顯示基本地物，自建的底圖地圖服務用于顯示水利要素和工程要素。

3.3 功能設計

水利工程管理巡查系統分為地圖操作、信息管理、巡查管理、任務管理、系統管理、APP功能六大模塊。系統功能結構圖見圖3。

圖3 軟件系統功能結構圖

3.3.1 地圖操作

基于GIS系統，將電子地圖嵌入系統中，采用菜單和工具按鈕的雙重控制方式，直觀的展現各類水利項目的具體地理位置，實現對電子地圖的基本操作。

3.3.2 信息管理

信息管理模塊主要實現信息編輯操作功能，包括水利工程基本信息管理及地圖管理兩大部分。用戶可以對水利工程基本信息進行增、刪、查、改等編輯操作。同時為了確保地圖信息的實時有效，可對地圖上的實體或要素進行編輯。

3.3.3 巡查管理

巡查管理包括巡查區域設置、巡查點設置、線路管理、計劃管理、異常情況。巡查區域設置按行政區域劃分巡查范圍，明確范圍內所需巡查的水利工程。巡查點設置是通過地圖上的坐標進行巡查對象的定位，巡查人員手持移動端經過該點位附近時，會自動讀卡并將數據上報軟件系統，自動記錄巡查時間。線路管理可依據巡查業務需要對巡查人員的巡查線路進行合理設置，最大限度上提高巡查工作的完成效率，降低巡查人員的工作強度。系統可以設定巡查的計劃和要求。異常情況是巡查工作人員在工作過程中，如果發現隱患點、違法侵占等異常情況，可以對現場進行記錄取證。

3.3.4 任務管理

通過系統對巡查當天的任務進行管理，在下達任務時，通知巡查人員確認巡查任務。同時對已下達的任務進行管理，查看任務的完成情況。

3.3.5 系統管理

系統管理包括系統設置和用戶管理兩部分，其中用戶管理主要是對系統用戶登錄名、密碼等信息進行管理。系統設置可對系統中一些特定或常用的參數進行設定，便于資料信息維護。

3.3.6 APP功能

通過APP，巡查人員可查看未進行的巡查任務,在巡查人員收到新的巡查任務后，APP會發出消息提示。同時巡查人員可查詢巡查任務中涉及的巡查點，支持巡查點導航。在巡查任務執行時可對巡查結果進行記錄，支持語音或視頻實時交流。

4 結語

本文以全球衛星定位技術、地圖信息系統技術、通信技術為基礎，詳細闡述了基于移動APP的水利工程管理巡查系統的基本構思、系統設計、技術實現，該系統不僅為巡查人員提供科學有效的管理手段,更為重要的是對水利工程的安全運行起到了防患于未然的作用。