抽水蓄能電站基建管理信息系統的設計與實施

何 平

（黑龍江牡丹江抽水蓄能有限公司，黑龍江省牡丹江市 157005）

0 引言

為落實國家構建全球能源互聯網發展戰略，《水電發展“十三五”規劃》明確提出到2020年全國將新開工抽水蓄能電站6000萬kW，抽水蓄能電站建設迎來了增速提檔關鍵期[1-5]。

國網新源控股有限公司（以下簡稱新源公司）主要負責對開發建設和經營管理抽水蓄能電站和常規水電站業務，是全球最大的調峰調頻專業運營公司。截至2016年末，公司所屬在建抽水蓄能項目12個，計劃2017年將新開工建設5座抽水蓄能電站，基建管理任務十分艱巨。為充分發揮集約化和專業化的管理優勢，新源公司于2007年啟動基建管理信息系統開發工作，2008～2009年在安徽響水澗、遼寧蒲石河、福建仙游等抽水蓄能電站上線應用，取得良好效果[6]。2012年啟動了該系統全面升級改造工作，2014～2016年升級后的系統在黑龍江荒溝、吉林敦化等6座抽水蓄能電站中推廣應用，目前，該系統功能成熟、應用效果顯著。

在此背景下，本文詳細論述了基建管理系統在抽水蓄能電站中需求分析、系統設計和系統實施過程，分析了實施要點和實施效果，在今后抽水蓄能基建管理中具有較高的工程實用價值和推廣價值。

1 需求分析

1.1 實現業務全面集中管理

基建管理系統要能實現從項目的立項直至達標投產的全過程管理，包括項目前期、基礎設計、工程基建、施工安裝、檢查、調試、試運行、移交生產、達標投產等各個階段。實現對項目各參與方包括項目公司、設計方、施工方、監理方、施工承包商等全面管理。實現對項目的安全、質量、進度、投資、文檔管理等全面控制。形成以項目數據歸集和合同控制為核心，以安全、質量、進度和投資控制為目標，以竣工決算、達標投產為手段的全面項目管理信息系統。結合各項目公司實際情況，對管理性工作如計劃、文件等的報送、審批、執行等環節實現閉環管理[6，7]。

1.2 與各應用系統高度集成

基建管理系統要能集成現有門戶系統、經法系統、ERP系統、財務管控系統、生產管理系統，保證從項目立項、項目計劃、項目實施直到項目關閉的整個項目周期中的數據流轉，實現企業級系統的縱向貫通、橫向集成。要區分與現有其他業務系統的管理范圍，明確哪些業務通過基建系統實現，哪些業務通過現有系統實現，建立相應制度，保證基建業務系統能夠真正成為項目公司管理的應用工具。

1.3 實現本部和項目公司兩級系統開發

建立新源公司本部一級管理的基本目的是為公司本部方便地了解各項目公司信息，強調的是對結構化與非結構化數據的收集、訪問、管理和集成，提供數據查詢、分析、報告等基本功能。

項目公司二級管理的建設，是一個貫穿信息化建設全局的長期過程，涵蓋一個抽水蓄能電站基建工程全過程的各項管理內容，形成對工程安全、質量、進度、合同、資料檔案、設備等高度統一、規范協調的管理控制體系。

2 系統設計

2.1 系統總體結構

基建管理系統完全基于B/S操作模式，在客戶端，只需要有IE瀏覽器，就可進行工作。用戶可以使用桌面計算機及各種手持終端（包括有線及無線終端）來進行工作，如圖1所示。邏輯上將系統訪問結構分為三層：表現層、應用服務層（業務邏輯）、數據層。表現層是為客戶提供應用服務的圖形界面，有助于用戶理解和高效的定位應用服務。應用層位于顯示層和數據層之間，專門為實現企業的業務邏輯提供了一個明確的層次，在這個層次封裝了與系統關聯的應用模型，并把用戶表示層和數據庫代碼分開。這個層次提供客戶應用程序和數據服務之間的聯系，主要功能是執行應用策略和封裝應用模式，并將封裝的模式呈現給客戶應用程序。數據層是三層模式中最底層，用來定義、維護、訪問和更新數據并管理和滿足應用服務對數據的請求[6]。

圖1 軟件系統結構圖Fig．1 Software System Architecture

2.2 系統功能架構

根據需求分析結果，分別從新源公司本部、項目公司兩個層面對系統功能模塊進行了劃分[7]，見圖2和圖3。

2.2.1 項目前期管理

新源公司項目前期工作主要由發展部負責，項目前期策劃工作包括項目的構思、情況調查、問題定義、提出目標因素、建立目標系統、目標系統優化、項目定義、項目建議書、可行性研究、項目決策等。項目的前期策劃是項目的孕育階段，對項目的整個生命期，甚至對整個上層系統有決定性的影響。同時，項目前期將項目從建設醞釀到開工建設以前各項工作中形成的各類文檔如項目預可研報告、項目可研報告、前期設計選點規劃方案、項目文件與資料等批復文件進行歸檔和備案。

圖2 本部功能結構圖Fig．2 Headquarters Function Structure Chart

圖3 項目公司功能結構圖Fig．3 Project Company Function Structure Chart

項目前期管理主要以登記收集整理資料文件為主，包括預可研、可研、選點規劃、項目文件與資料等最終文件。同時，為滿足新源公司多項目管理，系統實現按項目管理項目前期文檔，完整記錄項目前期各項工作情況及工作結果，以形成前期資料檔案庫為目的，為提供項目執行期間查閱功能。

2.2.2 概算管理

概算管理根據批準概算、管理預算創建概算結構樹，維護各級概算的費用信息，項目施工階段的投資控制是動態跟蹤控制的過程，定期對項目形成全過程所耗費的各種費用的使用情況進行管理。可以在概算結構樹中創建年度投資計劃和月度投資計劃，并通過與合同付款管理結合，實時進行概算投資完成和進度情況的記錄與統計分析，并可以在各檢查點察看有關進度和投資的各種統計圖，用戶可以據此進行分析項目費用偏差的原因，并采取相應的糾正措施。通過合同與概算的對應關系，匯總合同變更情況，對比項目概算，形成項目變更情況統計。

項目層實現項目設計概算引入或登記維護，實現項目年投資計劃編制、審核。協助項目人員完成月投資完成情況匯總。提供計劃與實際投資對比，形成項目級投資控制圖表展現。為項目提供預警機制，幫助項目人員實現投資控制工作。根據現場施工進度情況，對預算進行預測分析。本部層實現多項目投資匯總，提供圖表結合的展現方式，滿足本部各種維度分析匯總的需要；實現投資計劃的審核控制；提供預警分析模式幫助管理人員快速分析數據。

2.2.3 合同管理

合同管理是建設項目管理的核心，從項目執行角度看合同是建設項目管理的基本單元。在項目管控中，項目管理工作實際上具體體現為對各個施工合同的管理。項目的大部分信息都與合同有著直接或間接關系。合同管理主要涵蓋合同基本信息維護以及合同簽訂、合同執行過程中的變更、工程過程中或竣工后的合同結算至支付的全過程管理。

合同管理在基建系統功能劃分上主要實現合同信息登記、合同變更管理（合同過程）、合同支付管理、分部分項、合同備案管理等功能。項目層合同信息導入和錄入維護，形成合同基本信息和合同工程量清單；同時合同也和經法系統做了接口，可以通過經法系統獲得合同的相關信息。實現合同變更管理，登記記錄變更信息，變更明細，以分部分項為基層將完成工程量與合同對應，根據工程量清單的報量審批，檢驗合格后按合同進行支付。

2.2.4 進度管理

進度管理是項目管理中的一個關鍵職能，對項目進展的控制至關重要。在范圍管理的基礎上，通過確定、調整合理的工作排序和工作周期，進度管理可以在滿足項目時間要求的情況下，使資源配置和費用支出達到最佳狀態。而且項目的進度計劃是基于項目的工作分解結構而制定的[8]。

實現項目籌建期工作計劃、里程碑計劃、一級到五級進度級計劃編制，項目年度里程碑投資計劃，年度建設總進度計劃，年度監理總進度計劃，年度設計總進度計劃，年度供圖計劃，年度施工進度計劃以及月進度計劃。建立計劃編制填寫、計劃執行情況填寫、各計劃間關聯。實現計劃與實際完成的對比展現，通過與合同概算模塊關系，匯總展示年投資計劃與實際投資差異，項目層顯示統計施工單位計劃完成情況，對比合同計劃與實際施工情況。本部層主要顯示各項目里程碑計劃、年度施工計劃、年度施工計劃完成情況。

2.2.5 質量管理

工程質量管理用于管理工程建設中質量基礎信息、質量計劃、質量過程監督、質量檢驗、質量驗收、質量評定等內容。分別用于實現工程驗收及評定；收集監理和施工單位在施工的過程中形成的質量驗收簽證單；按分項工程、分部工程、單位工程、建設項目評定，并按施工單位、階段等多種評定和匯總方式，從不同的角度了解工程項目的質量。

質量管理模塊主要涵蓋管理建設期質量相關各類事務，項目分部分項信息，合同單元工程分解，單元工程驗收評定登記、質量管理檢查、質量文件管理、達標創優，強制性條文等功能。對工程全過程的質量管理管控。

2.2.6 安全管理

安全管理支持實現以安全體系為基礎、安全目標為中心，安全計劃為龍頭的工程建設安全閉環管理。系統提供了一套以預防為主，減少和消除工程項目實施過程中安全危害、環境污染的管理辦法。收集、高效匯總各項目公司的安全信息，收集各項目公司工作報告和工作建議，評價和督促各項目公司的日常管理；提高日常文件、公告的及時性和保密性，統一文件信息上下流動渠道，及時收集項目公司的建議及存在問題，針對各單位的安全現狀和執行效果采取措施。同時，建立安全培訓，促進項目公司積極宣傳安全管理制度[9]。

各項目公司按規范使用系統；更新重大危險因素、安全檢查、安全會議、事故報表等各類數據；定期開展安全檢查，及時發布預警消息；正確使用統計功能，實時總結項目公司的安全情況；定期填報計劃與目標、安全檢查、事故報表、工作總結等各類數據。安全管理模塊主要涵蓋年度安全策劃、安全文明施工設施達標、重點工作處理、危險源控制、違章、安全培訓、安全檢查，應急管理、分包管理、安全專項活動等。

2.2.7 技術管理

技術管理模塊主要涵蓋建設管理總體計劃、施工組織設計、技術交底、設計變更、監理規劃實施細則、竣工資料和竣工圖紙管理、招標文件審查、科研項目管理等內容。招標文件審查由項目公司相關專工登記招標技術方案，通過法律顧問、分管領導的審批，最后上報給本部基建部以及技經部高級主管。對于建設管理總體計劃、施工組織設計、技術交底、科研項目管理等內容均需要通過文檔的方式進行登記、備案，上傳附件[10]。

技術管理模塊主要涵蓋建設管理總體計劃、施工組織設計、技術交底、開工及驗收管理、設計變更、監理規劃實施細則、竣工資料和竣工圖紙管理、招標文件審查、招設及專題報告、科研項目管理等內容。

2.2.8 綜合管理

綜合管理模塊主要涵蓋報表的信息報送、大事記、對承包商的考核、綜合評價、建設管理等內容。本部設置規定報表格式，各項目公司將各種數據報表按照固定周期按照規定格式填報公司本部要求實時上報；對參建單位所有公文資料填報、審核、查詢；各項目公司通過基建項目管理系統填報設代、監理、施工承包商的評價，將所有數據匯總到公司本部，公司本部匯總各基建單位對設代、監理、施工承包商在合同執行方面的評價情況，供各基建單位查詢。

項目層實現管理包括簡報類別維護、公文管理，向本部報送基建安全分析點評、工程年報、工程月報、安全質量周報等信息。承建方管理、綜合評價管理，記錄工程大事記，瀏覽大事記以及建設管理。本部層系統提供對各報表上報截止時間的設定和管理功能，如果基建單位沒有按期上報，系統將自動生成考核通知單并發送給項目公司，然后將各種通知單匯總成基建項目報表報送考核表。記錄項目進度、質量、安全方面大事記。根據匯總的項目公司承包商考核結果信息，對各個承包商進行綜合評分。

公文管理錄入各參建單位組織機構、技術文件、會議紀要、工作聯系單、工作簡報，實現對工程情況、安全、質量事故調查和處理情況的查詢。

2.2.9 多項目投資分析

多項目投資分析模塊主要涵蓋概算投資完成情況、概算投資月度完成情況、概算投資年度完成情況內容。多項目投資分析主要是通過圖表以及數據表格的形式將各個下級項目點的投資情況按照年、月等不同情況直觀地展現出來，供新源公司本部綜合統籌，全局對比。概算投資完成情況的查詢，可以查詢出各個項目點的概算金額明細，截止到當前月份的累計投資完成額以及當前年度的投資完成額。同時，點擊詳情還可以撰取歷年的投資完成情況。概算投資月度完成情況和概算投資年度完成情況是分別按照頻度為年和月對各個項目點的投資情況進行統計。

2.2.10 備案管理

備案管理模塊主要涵蓋合同備案管理和概算備案管理兩大內容。公司本部可以根據變更編號，合同相關信息查詢各個項目點的備案信息。通過流程節點審批各個項目點上報的備案信息。

2.2.11 概算合同信息查詢

概算合同信息查詢模塊主要包括概算基本信息的查詢，合同基本信息的查詢，支付情況的查詢以及合同專項的查詢。通過對這些信息的快速查詢，本部層可以迅速全面的了解各個項目點的概算、合同等方面的信息，實現本部層對項目層的集中管控。

2.2.12 多項目安全統計

多項目安全統計模塊主要包括年度安全信息以及年度風險源執行兩部分。本部層可以根據安全統計來快速了解各個項目點安全信息以及對風險源的處理情況。

2.2.13 多項目質量統計

多項目質量統計模塊主要包括年度重點工作執行、月度質量驗評和流動紅旗競賽活動通知三部分。本部層可以通過此模塊了解到各個項目點年度重點工作的執行情況，還可以通過質量驗評實時了解各個項目點分項工程的質量評比情況。本部也可以通過流動紅旗競賽活動通知向下級單位發布相關活動通知，同時也可以查看項目公司對活動的處理情況。

2.2.14 多項目進度對比

多項目進度對比模塊主要包括里程碑進度計劃，一級進度計劃以及年度里程碑進度計劃。通過對進度信息的查詢，本部層可以迅速全面的掌握各個項目公司的工程進度。同時，也可以根據進度信息的橫道圖展示，直觀的了解項目進度的完成情況。

2.2.15 可視化系統

基建管理系統需要實現與視頻監控系統的集成工作。本部層可以根據可視系統來查看各個項目公司的視頻接入點的實時信息。

3 實施過程

項目實施主要包括準備、啟動、培訓、試運行、正式運行、系統驗收六個階段。

項目準備階段主要是對項目點組織結構情況和業務現狀進行初步的了解，根據合同要求的工作內容、工期要求，明確項目實施的目標與范圍，制定初步項目實施計劃。

項目啟動階段主要是通過現場的調研工作，了解項目應用單位的實際業務及業務工作流程；結合系統實施內容編制詳細的實施工作任務清單，細化實施工作計劃；完成系統培訓前的系統應用準備工作；建立雙方的項目組織，建立項目組織高效的決策和解決問題的機制，并在項目組織內部對于項目的目標達成共識；召開項目啟動會，使公司高層以至全體員工，對因項目實施帶來的過程和方法的變革有清楚的認識，同心協力，推進項目實施。

項目培訓階段主要是通過培訓對實施范圍內的業務進行深入全面的分析，解決應用操作中遇到的問題，以便于熟練應用系統功能，處理日常業務工作；結合培訓工作情況，修訂培訓資料，測試系統應用功能。

項目試運行階段主要是通過培訓后項目使用人員的試用，進一步梳理項目業務，調整系統功能或完善應用方式，保證項目工作業務的正確應用；對項目人員應用權限進行整理，使系統更符合用戶崗位職能；建立必要的系統運行保證機制，確保系統實施應用工作的推進；建立良好的系統運行維護機制。

系統正式運行階段主要是通過發布系統正式運行通知或組織相關會議，促使系統應用工作步入正式、規范化操作階段；逐步建立系統運行規范制度。

系統驗收及運維階段主要是在系統正式運行后組織召開系統實施工作驗收會；在系統正式運行及實施驗收后的應用維護支持工作，提供現場的技術支持工作，保證系統平穩正常運行。

實施階段的要點總結如下：

（1）取得公司領導的支持。基建管理系統是一項復雜的系統工程，涉及本部、項目公司、各參建單位，涉及公司各部門、各崗位，需要公司領導主持推動，從管理層面組織實施、上下貫通、有效協調。

（2）選擇經驗豐富的軟件開發商。開發商要有系統開發及數據集成方面的豐富經驗，要有研發能力突出、溝通協調能力強、敬業負責的開發團隊，要有服務優秀的運維團隊。

（3）做好人員培訓。要根據不同類型的用戶，制訂針對性的培訓計劃，培訓以可視化的實操為主，尤其是對各參建單位用戶要重點做好培訓工作。

（4）做好網絡安全防護工作。首先要做好物理隔離，所有客戶端和服務器要安裝防病毒軟件[11]。其次要做好信息安全培訓工作，參建單位人員在公司內網上操作前要認真簽訂外來人員信息安全承諾書，并提前告知內網安全常識，做好人員進出登記工作，防范安全風險。

（5）做好基礎數據錄入工作。基礎業務數據一次采集多次使用，因此在基礎數據錄入時，能從其他業務系統導入的盡量從系統導入，需要人工錄入的一定要做好監督把關工作，確保數據真實、準確、有效。

4 實施效果

4.1 實現項目全過程管理

基建管理系統覆蓋從項目立項、合同管理、施工管理、付款管理到竣工驗收等各環節、滿足多項目并行、扁平化管控、各個業務部門緊密協同等需求的項目全過程管理平臺。同時，采用靈活、開放的技術架構及與項目管理的緊密集成，構建以項目管理為核心、同時與設備資產管理、物資管理以及財務管理等模塊充分協作的信息系統，使得相應業務人員和管理層可對項目質量、安全、財務、進度和施工現場等各方面信息進行全面查詢，并通過各業務的集成共享加強項目全過程的投資管控。

4.2 快速獲取項目信息

各項目上有很多的施工數據報表、文檔、圖紙、方案、法規等，都要有專人來填報和管理，如果由人工派送各種報表，可能會由于各種原因造成報表不及時或者填報不完整。通過系統的電子化管理之后，不僅避免了紙張的浪費，更重要的是，可以跨越時間和距離的障礙，及時監督各種數據來源是否及時準確，快速查詢所需項目信息。

4.3 簡化數據填報和審核

由于軟件具有自動統計累加功能，各種報表中很多數據不再需要人工計算填寫。例如，在工程量月報中，只要合同分組工程量數據錄入正確，單價不再需要審核，累計數據和投資數據也不需要計算和審核，只需要填寫和審核當月完成工程量即可。

4.4 完整規范的數據管理

系統中各個模塊的功能對于每一個有使用權限的用戶來說操作都是一樣的，格式統一，層次相同，由于權限的控制利用多層次、多角色進行對模塊級、記錄級及字段級進行分別控制，這樣既避免了每人一個版本，每人一種制式的雜亂表現，也保證了每個級別用戶各個層次的人在相同的界面中所操作及統計瀏覽的數據范圍不同，即只能管理自己所管理的所有項目范圍，更保證了數據的一致性和規范化，有效防范各業務環節的管理風險，實現公司從職能管理向流程管理轉變的戰略目標。

4.5 促進工作協調，提高工作效率

系統實施運行以后，讓新源公司本部、各項目公司、監理、施工、設計單位之間的工作更加透明化和規范化，更便于新源公司統一管理和協調。在系統中，某一個數據不對，某一個環節出了問題，很快就可以反映出來，并能將問題追溯到相應的項目的具體位置中。

4.6 完善項目知識管理，建設項目經驗庫

該系統實現公司上下、項目公司到參建單位的信息渠道暢通和數據共享。搭建項目知識庫管理，通過文件分類管理和系統權限劃分實現成功經驗共享，前一個項目成功經驗和模板，移植到后續項目中。

5 結束語

本文通過對抽水蓄能電站基建管理系統從需求分析、系統設計到應用實施的全過程介紹，研究分析了如何建設一個涵蓋項目承建單位各部門、設計方、監理方、施工方、設備廠商等單位的抽水蓄能電站基建管理系統，實現對工程安全、質量、進度、投資、歸檔資料等全過程、全方位的管理和控制。結果表明：基建管理系統有助于實現項目全過程管理，快速獲取項目信息，簡化數據填報和審核，完整規范的數據管理，促進工作協調、提高工作效率，完善項目知識管理、建設項目經驗庫。

在基建管理系統應用過程中，幾方面要點應引起足夠重視：取得公司領導的支持、選擇經驗豐富的軟件開發商、做好人員培訓、做好網絡安全防護工作、做好基礎數據錄入工作。

[1] 李璟延，潘福營． 加快抽水蓄能電站基建期信息化建設研究 [J]．水電與抽水蓄能，2017，（1）．LI Jingyan，Pan Fuying． Research on speeding up informatization construction of pumped storage power station during capital construction period[J]．Hydropower and Pumped Storage，2017，（1）．

[2] 李璟延． 能源互聯下抽水蓄能電站工程建設管理分析[C]．//中國水力發電工程學會電網調峰與抽水蓄能專業委員會． 抽水蓄能電站工程建設文集2016．杭州．LI Jingyan． Analysis on construction management of pumped storage power station under energy interconnection[C]．//China Hydropower Engineering Society peak load regulation and pumped storage Specialized Committee．Project construction of Pumped Storage Power Station Collected Works 2016．Hang Zhou．

[3] Hao Zhang，Diyi Chen，Beibei Xu，Edoardo Patelli，Silvia Tolo． Dynamic analysis of a pumped-storage hydropower plant with random power load[J]． Mechanical Systems and Signal Processing，2018，100．

[4] Andrea Immendoerfer，Ingela Tietze，Heidi Hottenroth，Tobias Viere[J]．International Journal of Energy and Environmental Engineering，2017，Vol．8 （3）：231-245．

[5] Estanislao Pujades，Philippe Orban，Sarah Bodeux，Pierre Archambeau，Sébastien Erpicum，Alain Dassargues． Underground pumped storage hydropower plants using open pit mines： How do groundwater exchanges influence the efficiency[J]． Applied Energy，2017，190．

[6] 徐宏偉． 蒲石河抽水蓄能電站基建管理信息系統研究[D]．石家莊：華北電力大學，2011．XU Hongwei．Research on infrastructure management information system of pu shihe pumped storage power station[D]．Shi Jiazhuang：North China Electric Power University，2011．

[7] 曹鋒． 抽蓄電站工程一體化管理信息系統設計[J]． 廣東科技，2014（24）．CAO Feng．Design of integrated management information system for pumped storage power station project[J]． Guangdong Science and Technology，2014（24）．

[8] 何平．探討P3軟件在抽水蓄能電站項目管理中的作用[J]．水電自動化與大壩監測，2014，3（38）．HE Ping． Discussion on the role of P3 software in project management of pumped storage power station[J]．Hydropower and Pumped Storage，2014，3（38）．

[9] 溫家華，王凱，張程． 抽水蓄能電站建設單位安全管理研究 [J]．項目管理技術，2015（6）．WEN Jiahua，WANG Kai，ZHANG Cheng．Research on safety management of construction unit of pumped storage power station[J]．Project Management Technology，2015（6）．

[10] 黃悅照，抽水蓄能電站項目建設技術管理概述[J]．水力發電，2015（8）．HUANG Yuezhao．Summary of technical management for project construction of pumped storage power station[J]．Hydroelectric Power Generation，2015（8）．

[11] 楚玉梅． 闡述電網基建項目管理系統設計與實施的關鍵技術[J]．技術與市場，2016（10）．CHU Yumei．The key technology of design and implementation of power grid infrastructure project management system is expounded[J]． Technology & Market，2016（10）．