基于“互聯網+智慧水利”的水利工程質量檢測監管系統設計

楊建喜，李兆恒，王立華，萬家瑞，林楚明

(1. 廣東粵海珠三角供水有限公司，廣州 511458;2.廣東省水利水電科學研究院，廣州 510635；3.廣東省水利新材料與結構工程技術研究中心，廣州 510635;4. 廣州粵建三和軟件股份有限公司，廣州 510640)

1 概述

在《國家信息化發展戰略綱要》《國務院關于積極推進“互聯網+”行動的指導意見》和《促進大數據發展行動綱要》等政策背景下，我國正處于“互聯網+”技術飛速發展的新階段。以“互聯網+”為抓手的創新發展理論和監管新模式，以智慧水利信息化驅動，由傳統水利向現代化水利轉型，是水利行業強監管的迫切需求。采用“互聯網+智慧水利”技術是提升水利管理工作的效率與實施效果、實現智慧水利建設的重要舉措[1-4]。

眾所周知，水利工程質量與安全事關人民群眾切身利益、國民經濟投資效益和水利行業可持續發展。水利工程質量檢測是水利工程質量安全保證體系的一個重要環節，水利工程質量檢測數據是工程結構安全得到保證和工程質量達到合格標準的主要判斷依據，保證檢測工作中的獨立性以及檢測數據的真實性非常重要[5-8]。隨著社會和經濟的發展及管理體制的約束，水利工程質量檢測工作存在較嚴重的問題，主要體現在[9-12]：① 水利工程質量檢測單位持證檢測人員缺乏，無證上崗問題頻發；② 水利工程質量檢測單位的檢測資質和能力參差不齊，部分檢測單位超資質承攬業務；③ 部分水利工程質量檢測單位市場行為不規范，存在出具虛假報告、修改檢測數據等嚴重問題；④ 部分水利工程質量檢測單位出具報告及時性較差，檢測結果滯后、檢測信息不對稱等問題普遍。

近年來，隨著信息化手段的應用，在質量檢測信息化系統方面開展了一些嘗試和應用[1-4]。但大部分研究仍停留在質量檢測信息化系統研究方面的工作，信息化建設仍停留在檢測單位自身的業務系統[5-8]，并未形成上層信息化管理系統的集成建設。浙江省水電工程質量與安全監督管理中心探索了水利工程質量檢測信息化平臺的建設工作[12]，系統平臺具有可擴展性，可以提高檢測業務處理和流轉效率和行業監管的效率。

本文探討了水利工程質量檢測信息化監管系統的構建，從總體架構、網絡架構、業務流程、用戶體系以及軟硬件需求等方面介紹了系統規劃，并明確了監管系統的功能，包括機構管理、見證管理、檢測管理、數據統計、行為監控、系統管理等。通過該監管系統，建設單位可以實現對水利工程質量檢測單位統一管理，對水利工程質量檢測過程進行全面監管，包括工程檢測的整體情況、檢測取樣過程、檢測單位的室內及現場檢測工作開展情況、檢測的時效性等。此外，也為各級水行政主管部門開展行之有效的工程質量飛檢、督查、稽查工作提供便利，使水利工程質量檢測真正成為建設單位控制工程質量的有力抓手，為評選優質工程等提供參考依據。

2 系統規劃

2.1 總體架構

水利工程質量檢測監管系統可以實現數據的上傳下達，從檢測業務系統抓取數據，對檢測數據進行分析統計，便于建設單位的管理。

水利工程質量檢測監管系統架構設計從試驗室需要具備的基本要求著手，實現對人員配備、儀器設備、檢測行為監控、檢測數據、樣品流轉等方面的管理；消除試驗室對工程質量監管不力的現象，實現對工程質量檢測全過程、全流程的管理(如圖1所示)。

圖1 水利工程質量檢測監管系統總體架構示意

2.2 網絡架構

網絡架構是基于Internet平臺，搭建以工程質量檢測數據為核心的網絡架構(可擴展成云化架構)，在此架構下，信息的存儲、處理和交換以及檢測業務處理和計算都在系統內進行。采用云服務器，可以實現數據的異地備份，設置防火墻，消除系統安全漏洞(見圖2)。

圖2 水利工程質量檢測監管系統網絡架構示意

2.3 功能結構

水利工程質量檢測監管系統功能涵蓋首頁展示、機構管理、見證管理、檢測管理、數據統計、行為監控、系統管理七大方面(如圖3所示)。

圖3 水利工程質量檢測監管系統功能結構示意

機構管理涵蓋機構信息、人員信息、設備信息、資質信息等方面；見證管理可以實現樣品信息的登記和查詢功能；檢測管理可以對不合格臺賬及檢測報告進行查詢，同時對檢測工作進行流程管理；數據統計實現了數據的綜合分析，依據不同的條件進行篩選分析；行為監控可以實現對試驗室的環境和檢測工作的遠程監控；系統管理主要用于對系統權限和后臺數據進行統一管理。

2.4 用戶體系

根據水利工程的特點和參建單位情況，水利工程質量檢測監管系統配置了建設單位、檢測單位、監理單位、施工單位4種用戶角色，并對每種類型用戶的功能、權限進行配備(見表1)。

表1 水利工程質量檢測監管系統用戶體系

2.5 業務流程

水利工程質量檢測監管系統的業務流程如圖4所示，檢測類別不同，檢測業務流程有所區別。建設單位委托開展對比檢測工作，監理單位委托開展平行檢測工作，施工單位委托開展施工自檢工作。

圖4 水利工程質量檢測監管系統總體流程示意

2.6 軟硬件要求

水利工程質量檢測監管系統的構建需配備符合條件的軟硬件設備(見表2～表3)。

表2 水利工程質量檢測監管系統軟件環境要求

表3 水利工程質量檢測監管系統硬件環境要求

3 功能設計

3.1 機構管理

機構管理可實現機構基本信息(包括檢測資質)、試驗室、人員信息和檢測設備信息的備案登記(將線下備案完成的信息在系統中進行信息管理)與查詢管理。根據工程參建單位進行系統配置，賦予檢測機構、施工單位、監理單位管理員賬號權限，通過管理員賬號完善機構信息，創建試驗室信息(生成試驗室負責人賬號)。試驗室負責人負責完善試驗室信息、人員信息、設備信息及資質信息。

3.2 見證管理

見證管理可以實現取樣過程人員、見證及檢測的關聯性及一致性。對取樣人員、見證人員進行數據庫管理(包含姓名、身份證、手機號碼、人臉、照片等信息)，對樣品進行唯一性標識(芯片、二維碼等載體)，對見證過程進行人員、時間、地點三要素信息采集(如圖5所示)。

圖5 水利工程質量檢測監管系統見證管理流程示意

3.3 檢測管理

水利工程質量檢測監管系統檢測管理流程如圖6所示。檢測工作受理之后開展檢測，在檢測業務系統生成檢測報告進行審批、打印、發放、歸檔。檢測管理可以實現檢測數據及試驗過程的查詢，力學項目的檢測數據由檢測試驗人員完成試驗后，通過自動采集接口將力學部分的檢測數據上傳至本監管系統，既保證了試驗數據的公正、真實性，又規范了試驗室的檢測行為。檢測管理還可以實現試驗數據勘誤記錄的查詢，檢測數據修改處理，實現嚴格流程化與標準化的控制管理，所有更改都將留下痕跡，記錄修改類型、修改人、修改日期、修改內容、改前改后值，為事后溯源提供依據。

圖6 水利工程質量檢測監管系統檢測管理流程示意

3.4 數據統計

水利工程質量檢測監管系統可以對檢測數據進行多維度的統計分析?？梢园垂こ添椖俊硕芜M行檢測報告的匯總統計，統計總樣品數、不合格數及不合格率，客觀的反映各檢測項目/參數的質量情況。可以按工程項目、標段、檢測類別統計檢測樣品組數，統計施工自檢樣品組數及總檢測量占比、不合格數及不合格率；統計對比檢測樣品組數及總檢測量占比、不合格數及不合格率；統計平行檢測樣品組總數及總檢測量占比、不合格數及不合格率?？梢园丛囼炇医y計，統計各試驗室檢測數據匯總情況。

3.5 行為監控

3.5.1視頻監控

試驗室視頻監控是對試驗室檢測過程的視頻錄像，結合數據上傳、驗證相關人員身份進行監督和控制管理。利用互聯網技術，可通過網絡實時視頻監督檢測過程或事后查看視頻錄像，加強對試驗室和檢測人員監管，確保工程檢測信息的真實性。檢測環節應監控整個檢測過程，包括檢測環境調控及記錄、檢測人員數量、使用的儀器設備、采集過程及操作步驟等。監控范圍可包括試驗室(或檢測機構)的水泥試驗室、骨料試驗室、力學試驗室、化學試驗室、耐久性試驗室等。

3.5.2溫濕度監控

檢測場所的溫濕度監測控制是保障檢測客觀準確的基礎條件。通過溫濕度監控，管理部門可清晰的獲知試驗室對試件養護環境及設備對溫濕度的控制準確與否。通過加強試驗室及養護室的溫濕度控制，避免環境條件直接影響試驗的檢測結果。

3.6 系統管理

系統管理可以實現系統參數設置、檢測范圍設置、工程項目劃分、機構信息管理、用戶角色管理、用戶權限管理等方面的統一管理。

4 結語

本文提出了基于“互聯網+智慧水利”技術的水利工程質量檢測監管系統設計，從總體架構、網絡架構、功能結構、用戶體系、業務流程以及軟硬件要求等方面詳細介紹了監管系統的總體規劃。該水利工程質量檢測監管系統可以通過網絡架構實現數據的上傳下達，對工程質量檢測進行全過程、全流程的管理。本文還明確了該監管系統在機構管理、見證管理、檢測管理、數據統計、行為監控以及系統管理方面的功能要求。機構管理可實現基本信息的備案登記與查詢管理，見證管理可以保證取樣過程人員、見證及檢測的關聯性及一致性，檢測管理可實現檢測數據、試驗過程及勘誤記錄的查詢，數據統計可以對檢測數據進行多維度統計分析，客觀地反映各檢測項目/參數的質量。

基于“互聯網+智慧水利”的水利工程質量檢測監管系統作為質量管理的手段，實現質量檢測和質量管理的良好的融合，使工程質量的評定更科學、更準確。不僅可以提高工程檢測管理及統計分析的技術水平，實現建設單位、檢測單位、監理單位、施工單位在質量檢測過程中的全流程管理，規范檢測單位檢測行為，還可以對相關數據進行全面地掌握，顯著提升項目質量管理水平和工作效率，對于解決當前水利工程質量管理中存在的問題具有重大的現實意義。