微信小程序在大型實驗港池建設與運行中的全過程應用

秦淑芳，嚴士常，徐海，劉劍浩，王崗，陶愛峰

（1.河海大學海岸災害及防護教育部重點實驗室，江蘇 南京 210098；2.河海大學港口海岸與近海工程學院，江蘇 南京 210098；3.青島瑞源工程集團有限公司，山東 青島 266555）

0 引言

隨著國家在雙一流建設上的投入逐漸增加，服務國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驗儀器和實驗設施逐漸增多。為進一步提升大型儀器使用效率，河海大學實驗中心出臺了系列引導性政策，鼓勵各學院創新管理模式、應用現代信息技術，致力于構建布局科學、設備共享、高效集約的實驗室新面貌[1]。一些大型實驗設施，擁有數百臺大型儀器，其建設質量直接關系著未來的實驗效果和儀器壽命，其管理水平在一定程度上決定著學科發展速度、科學研究水平和人才培養質量，所以對新建實驗設施進行全過程高質量管理非常重要。此外，大型儀器倡導開放共享和高效集約[2]，如何充分利用大型實驗設施，提高科技創新能力，一直是大型實驗設施建設團隊迫切需要解決的問題。微信小程序作為一種常見的現代信息技術[3]，可為大數據展示提供共享平臺，得到廣泛使用。在新建大型實驗設施過程中引入微信小程序，可實現信息全過程動態共享，有助于保障實驗設施建設質量，也有助于提升服務能力。現以河海大學大型港池建設為例，從建設前小程序功能設計與搭建、建設過程中的全程跟蹤與資料匯編、建成后的儀器預約共享等3 個方面，探討微信小程序在大型實驗設施建設中的應用實踐。

1 河海大學大型實驗港池概況

L 形風浪流港池系統是河海大學水利工程一流學科建設的重要科研平臺之一，分二期建設，總投資約6 900 萬元。系統包括港池建筑物、造波系統、造流系統、造風系統等，一期投資3 400 萬元，包含2 100 萬元的土建和40 m 造波機；二期投資3 500 萬元，包括80 m 造波機、造風系統和造流系統。L 形風浪流港池長84 m×寬70 m×深1.5 m，中部布置長5 m×寬5 m×深2 m 的局部深井。L 形造波系統由300 臺造波機組成，呈L 形布置，總長120 m，可模擬規則波、常用頻譜以及自定義頻譜的不規則波、斜向波、孤立波及聚焦波等，且具有主動式二次反射吸收功能，吸收率大于80%；工作水深1 m 情況下，規則波最大波高可達0.5 m，不規則最大有效波高為0.25 m，周期范圍為0.5～5 s。造流系統采用20 臺池底循環雙向造流泵，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。造風系統采用44 臺風機的風陣結構，可生成試驗區域3 m 以內10.0 m/s 的風場，能準確模擬自然定常與非定常（瞬態）風譜，以及人造風譜。

L 形風浪流港池系統第一期建設于2022 年11月竣工，港池正式投入運行以來，已服務6 個科研項目實驗，合同總經費約1 500 萬元。該系統主要立足于水利工程一流學科，重點服務于國內外離岸深水港口、跨海通道、海岸災害與防護等領域的科研需求，兼顧近海裝備研發、能源與動力工程等水下試驗需求，是國內頂尖、國際領先的水利工程物理模型綜合實驗平臺。

2 微信小程序的全過程應用

由于L 形風浪流港池系統施工復雜、綜合功能強、服務領域廣、大型儀器多等特點，建設伊始便受到了港口、海岸、海洋及海島工程領域科研及工程人員的廣泛關注。港池建設開始后，學校（建設方）高層管理人員對港池進展情況和建設質量密切關注，期望能夠跟蹤港池建設進程，及時解決建設過程中出現的難題或施工需求，保證施工質量達到高水平實驗要求，還要求建成后充分發揮其效能，實現共建共享和高效利用。鑒于此，港池施工建設前期，綜合分析了比較流行且方便使用的信息共享技術[4-6]，設計并開發了L 形風浪流港池系統微信小程序。建設中，小程序用于控制施工進度，監管施工質量，規范資料整編；建成后，小程序充分發揮了設備共享和在線預約功能[7]。小程序在建設工程的全過程中均發揮了重要作用。

2.1 港池建設前小程序功能設計與平臺搭建

港池建設前，多次向領域專家和廣大師生調查對港池的關注點和功能需求，并基于此設計大型實驗港池微信小程序功能框架，構建大型實驗港池系統共享平臺[8]。小程序的功能有港池動態、港池系統、參觀預約、經典案例、技術團隊、使用預約等6 個主要板塊（如圖1 所示）。港池動態，用于展示港池主要進展，跟蹤施工進度，根據圖片和視頻查看施工質量；港池系統，主要介紹港池4 大系統（造波系統、造流系統、造風系統和測量系統）的組成、技術參數、應用領域等；參觀預約，用于校內外專業人員的調研和參觀預約，便于管理人員合理安排時間，為港池建成后的共享共用打下基礎；經典案例，包括施工期典型分部工程主要技術難點和亮點，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；技術團隊，主要展示技術人員和管理人員的分工、聯系方式等，實驗中遇到問題可以快速咨詢。使用預約，用于提交港池實驗預約申請。同時，線下建立了港池建設資料庫，用于歸檔港池建設過程中的施工圖紙、參建方周報、監測報表、視頻圖片和相關案例等。

圖1 L 形風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，建設方管理者可實時跟蹤監督港池建設質量，掌握港池建設動態，宣傳港池功能，響應客戶需求；校內外科研團體可提前關注港池功能，熟悉L 形港池風浪流系統可解決的基礎研究問題和工程問題，提前預約參觀，預約使用，為將來港池的高效運行打下基礎。

2.2 港池建設中港池動態透明化和資料整編規范化

港池建設過程中，有關港池建設質量、建設進程和港池動態的大量建設資料是建設方管理人員時刻關注的要點。通過港池微信小程序的建設和應用，實現了港池動態透明化和資料整編規范化，突顯了共享管理創新效果。港池建設的各主要節點，均有專人無人機拍攝錄像，再由項目組人員對錄像進行處理，提煉出圖文并茂的動態資訊。根據時間順序，將主要施工節點的視頻和圖文在微信小程序中進行發布，即“建設節點”（如圖2 所示）。

除了本校港池建設動態信息外，公開發布的校外實驗港池新聞、相關知識和使用技巧也是搜集宣傳的內容。通過行業網站搜索引擎，對正規渠道發布的最新新聞咨訊，經著作權人同意的情況下，在小程序“行業新聞”板塊進行共享學習，便于了解國內實驗港池行業的最新動態。根據動態指向，了解實驗過程中港池配套設施的最新需求，積極學習校外實驗港池維護、共享管理和使用的優點，汲取可行的創新管理模式，為將來的實驗港池運行管理打好基礎。

建設過程中增加了“知識與技巧”板塊，針對大型綜合實驗港池建設中遇到的施工常識和經驗，以及后期港池的使用和操作，在此提供解決依據和經驗。例如，建設過程中用到的主要規范、基礎排水方式、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提供經驗借鑒。港池投入使用后，會將實驗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。

實驗港池微信小程序見證了港池建設全過程，從2021 年11 月開工到2022 年11 月竣工驗收，跟蹤制作建設節點并發布港池動態68 條，制作典型案例46 件，拍攝視頻近90 件，積累施工知識和施工技巧上百項，并將搜集和整理的資料構建港池資料庫，為港池建設期資料查詢、信息驗證、后期維護打下了良好基礎。在一定程度上加強了學校與行業的聯系和交流，強化了施工質量監督意識，提升了大型實驗港池創新管理水平。

2.3 投入運行后預約功能智慧化和大儀共享便捷化

國內規模大、功能全的實驗港池不多，并且港池運行狀態不夠透明，需要不斷與管理人員聯系方可確認可使用時間，導致部分科研項目難以按計劃推進。為了保障實驗根據預約時段順利完成，港池投入運行后，重點放在港池預約功能智慧化和大儀共享便捷化上[9]，充分利用小程序的“參觀預約”（如圖3 所示）、“使用預約”和“技術支持”等功能，給使用者提供便利，同時也提升大型實驗設施使用效率。

圖3 港池參觀預約Fig.3 Visit appointment of wave basin

“參觀預約”功能，參觀人員只需在小程序中提交姓名、電話、單位、人數、參觀目的等相關信息，后臺由管理人員核實并確定參觀時間后，“我的預約”中會顯示預約確認信息和注意事項。參觀預約目的是讓用戶提前安排時間了解港池，熟悉港池，根據功能布置地形，提前做好實驗準備，保障港池預約有序進行。

“使用預約”功能，由于港池系統功能較多，擁有造波系統、造風系統、造流系統等，使用者可能只需要使用部分功能，所以在使用預約前，需要瀏覽系統列表和功能，在列表中選中所需要的信息，提交預約申請。使用預約申請填報時，需要提交姓名、電話、單位、負責人姓名，實驗人數、實驗目的、是否需要技術支持等相關信息，經管理人員審批通過后，小程序“我的預約”中會顯示預約確認、培訓通知、港池系統操作指導書、注意事項等信息。讓港池使用人員提前熟悉港池系統的操作流程，確保正確操作，高效實驗。

“技術團隊”功能[10-11]，技術人員一般擁有5 a以上實驗儀器設備管理經驗。在港池投入使用前，參與集中培訓和反復演示操作訓練。實驗過程中遇到儀器設備等方面的問題，可以通過小程序中的“問題咨詢—技術人員”進行反映，問題發布后，信息會推送給相關技術人員并進行答復，或者電話聯系。技術服務團隊支撐港池建設，助力港池健康高效管理。

港池投入運行6 個月以來，接待調研參觀團隊近30 個，港池使用預約一直處于排隊狀態，最多排隊6 個實驗項目。微信小程序的投入使用，為港池共享共建和高效運行提供了信息技術支撐。

3 結語

河海大學大型實驗港池是支持雙一流建設的校之重器。為了保障港池建設質量，建設及運行過程中，通過微信小程序的引入，建設方可實時關注港池建設動態，跟蹤施工進度，客戶需求；校內外科研團體可提前關注港池功能，熟悉港池系統可解決的基礎研究問題和工程問題，提前預約參觀，預約使用。搭建微信小程序的同時，不斷整合港池建設過程中的各種素材，從港池基礎開挖、地基處理、設施安裝、蓄水試驗等工序的建設過程中，累積大量的圖片、視頻、施工技巧和優秀案例，為我國同類大型實驗基礎設施建設提供了重要參考。在港池運行階段，對微信小程序進行不定期的信息擴充，包括港池配套設備的在線預約、信息查詢等，再結合港池系統自帶的智能控制功能，實現遠程操控，逐步構建港池系統手機版實驗平臺，豐富實驗資料內容，為今后港池的應用、維修、保養等提供便利和依據。可見，借助微信小程序的使用，將高質量且管理高效的大型風浪流實驗港池呈現在相關領域，為近海新能源、島礁建設等系列國家重大工程提供重要的研究設施。