南水北調工程維護管理系統設計與運行

林 云，劉 寧

（1.南水北調東線山東干線有限責任公司，山東 濟南 250109；2.同方股份有限公司，山東 濟南 250013）

南水北調東線山東干線工程2013 年建成通水以來，充分發揮了南水北調工程的社會效益和生態效益。為保障工程安全運行，工程維修養護管理工作處于至關重要的位置。南水北調工程運行管理幾年時間，逐步建立健全了工程維修養護管理模式、制度及業務流程，但是仍存在維修養護業內資料整理歸檔不規范，簽證計量不及時，質量過程控制不到位，年度維修養護計劃編制質量不高、各運行管理機構項目單價偏差大等問題。目前水利行業在工程維修養護制度、標準、定額等方面，可執行參考資料較少。

針對對水利行業及南水北調工程維修養護現實問題，結合南水北調工程線路長、覆蓋范圍廣，運行管理具有管理機構地域分布廣、層次多、管理內容復雜的特點，為規范工程維修養護管理過程，提升工作效率，亟需開發系統實現工程管理的信息化管理，將傳統紙質版文件存儲、審批形式及工作方式轉變，方便管理者查詢，全面掌握工程狀態，為輔助決策提供良好的支持，根據用戶管理級別不同提供相應的功能，做到分工明確、細化。

1 系統總體設計

1.1 總體架構

南水北調東線山東段工程為三級管理模式，從需求整體來考慮，其信息數據是在數據展示上分開的，但邏輯上是統一管理，工程維修養護系統主要功能實現依賴相關的數據采集和獲取，數據采集在本系統中至關重要，項目的數據來源有多樣性和不確定性。多樣性體現在數據來源于異構的數據庫、實時上傳的數據、移動設備上報的數據、半自動手動批量導入數據、人工輸入數據以及外部氣息、凌情數據等。不確定性體現在數據類型暫時不能全部明確、數據格式內容還需要具體明確、數據存儲方式不明確、數據完整性驗證方式不明確、異常數據報警規則可能有多種方式等。基于以上考慮，設計數據集中收集采集的子系統（數據采集收集子系統）非常關鍵，這個子系統要兼顧到數據的完整性，也要考慮到系統的擴展性，在不修改主體程序的情況下能通過編寫驅動等方式實現有效數據的接入，支持各種方式的數據接入。數據采集收集子系統同時還要提供統一的數據訪問接口、數據推送系統和報警系統。

在保證各種監測數據的有效性、準確性和完整性的基礎上通過GIS、Web 和Android 等平臺來展示、分析處理，為工程維修養護系統提供可靠的數據支持。

1.2 技術路線

1）聯網技術。物聯網技術的發展為系統提供了先進的信息技術支撐和可靠的技術平臺。物聯網技術通過物與物的聯通來實現的信息交互和融合，利用可接受發射的傳感器設備實現人與人、人與物、物與物的互聯和信息交互。結合Vlan、廣域網等上層通訊網絡進行信息傳送與交互，采用計算機軟件技術對收集信息進行分析、處理、矯正等工作，從而提高對現實世界的物理變化的感知能力，實現高智能化系統的決策和控制。物聯網在總體上由底層的感知層、中間傳輸網絡層和上層智能實現的應用層三層組成，其中感知層包括傳感器、二維碼、RFID（射頻識別）、多媒體設備等底層模擬數據采集和對模擬數據的數字化感知系統；網絡層包括無線和有線的網絡連接；應用層主要是將物聯網采集的數字量信息進行各種的分析處理，轉化成人類能夠接受的意識形狀。

2）J2EE 體系。J2EE 是 Java2 平臺企業版（Java 2 Platform,Enterprise Edition），它的核心是對技術提出規范設計，基于組件化的方式來設計、開發、組裝和部署企業應用服務。J2EE 使用多層分布式的應用模型，其中包括客戶層、表示層、邏輯層以及信息存儲層。基于層次之間的邏輯關系可以實現靈活的插入、切換。從而可獲得較好的穩定性、高可用性、和可擴展性。基于J2EE 的分層結構使用面向服務的SOA 架構體系，構建南水北調應用系統平臺，可以使系統穩定性、可靠性、可擴充性更好，方便以后對組件開發的移植和復用。

2 系統功能設計

根據“統一組織，分級管理”的運行維護管理體制，工程維修養護管理信息系統的管理體系由一、二、三級運行機構3 級組成。系統按照功能劃分為工程巡查管理子系統、維修養護項目管理子系統和基礎信息管理子系統信息3 個子系統。

2.1 工程巡查管理子系統

該子系統由巡查計劃制定、巡查記錄、維護情況、突發事件管理4 個模塊組成。

1）巡查計劃制定及管理。根據渠道、水庫、泵站運行管理規程編制巡查工作計劃，按照工作計劃進行巡查工作。巡查計劃制定分為日常巡查和專項巡查。模塊包含巡查計劃制定、查詢、計劃編輯、計劃刪除、巡查項目維護的功能。

2）巡查記錄管理。工程巡查結束后，巡查人員通過系統輸入計劃名稱、巡查人員、巡查時間、渠道（或水閘、泵站）巡查情況，系統可根據巡查計劃的巡查時間規則提供提醒功能，輔助按時完成巡查情況的記錄情況，涉及到工程安全運行的信息進行信息發布，方便其他系統了解情況從而開展下一步工作。模塊包含巡查情況記錄、查詢、維護的功能。

3）維護情況管理。對需要進行工程維修養護的內容進行記錄維護情況，可以根據查詢條件，對其進行查詢，并可以對維護情況進行瀏覽、修改、刪除操作，三級機構人員可以對維護情況信息進行信息的維護，一、二級機構管理人員可以對維護情況進行查詢瀏覽。

4）突發事件管理。巡查人員在巡查過程中，發現突發事件，現場采集突發事件信息，系統支持實時異常信息上報，同時可以對異常進行拍照和錄像一并上傳，通過其他途徑獲得的突發事件信息可以通過其他管理人員手動填報，根據突發事件的應急處理情況和工程運行狀態的具體情況，來決定是否進行突發事件響應處理還是工程維修養護。模塊包含現場上報、手動填報、綜合管理的功能。

2.2 工程維修養護項目管理子系統

該子系統由維護方案標準化管理、日常維護項目工程量清單管理、年度維修養護計劃編制、維修養護項目實施管理4 個模塊組成。

1）維護方案標準化模型管理。模型是依據工程維修養護標準制定，明確維修養護的要求以及質量保障，為制定高質量維護方案提供必要的依據和參考。一、二、三級機構管理人員根據職責權限，結合不同的工程類別，參考歷史維護方案來制定維護方案標準化模型，維護方案標準化模型需要不斷進行優化和完善。模塊包含維護方案標準化模型編制、標準化模型查詢功能。

2）日常維護項目工程量清單管理。依據工程維修養護標準和項目分類，由一級機構人員進行日常維護項目標準化工程量清單編制、維護。針對每個日常維護項目，統一編制項目編碼、項目名稱、工作內容、項目特此描述、計量單位、單價。

3）年度維修養護計劃編制。三級機構人員通過各系統查詢待維護工程的巡查維護信息、自動安全監測評估信息、調度信息提示，結合工程實際，確定年度工程維修養護項目。從日常維護項目工程量清單選擇需要維修養護的項目，單價根據項目自動生成，工程量由編制單位輸入，編制完成后提交二級機構初審。一、二級機構按規定表格生成匯總表單。模塊包含維護方案標準化模型查詢、待維護工程的巡查維護信息查詢、自動安全監測評估信息查詢、調度信息查詢、計劃編制、計劃綜合管理。

4）維修養護項目實施管理。生成月度日常維修養護清單。依據其他平臺系統批復年度預算、招投標信息查詢，勾選導入月度日常維修養護任務清單。月度日常維修養護任務清單的內容一部分來自維護合同中的工程量清單項目；另一部分是來自合同外的任務，這部分項目單價需要經合同管理系統進行流程審批后，數據導入月度日常維修養護任務清單。

生成維修養護工程計量確認單。針對已完成任務進行計量確認，系統要支持導出計量確認單表格，支持打印和上傳附件，并支持二、三級管理人員多人簽字。

2.3 工程基礎信息管理子系統信息

該系統在地理信息系統支持下為用戶提供各種工程基礎數據、安全實時監測、運行維護信息查詢，基礎信息包含山東段干線工程的基本設計指標、尺寸、圖紙，工程圖片及相關的設計文檔等。同時支持工程環境、工程附屬設施等信息進行維護管理；支持對工程運行維護管理所需的統計分析，輸出各類報表。包含工程基礎信息綜合查詢模塊、工程安全實時監測信息查詢模塊、工程運行維護信息查詢模塊、工程維修養護管理報表模塊、文檔及資料歸檔模塊。

3 結 語

隨著當前大數據時代的到來，越來越多的信息技術應用在各行各業中，為使信息管理系統開發投入使用，真正為管理、執行工作提供強大的支撐，需要密切結合工作實際需求，不斷優化系統結構、流程設計。為達到企業管理信息化平臺建設一體化，要考慮工程維修養護系統要與其他管理系統的交互方式，進行業務交互和數據共享。