甘肃省农村饮水安全水质检测管理系统开发研究

2018-08-01董江善马国印卢书超

中国水利 2018年13期

董江善，马国印，卢书超

（甘肃省农村饮水安全管理办公室，730000，兰州）

按照国务院和水利部政策要求，目前甘肃省已经建成县级区域水质检测中心88个，覆盖全省所有县区。但由于甘肃省地域狭长，村镇居民点分布分散，村镇供水工程面广量大，水质检测管理工作面临很大困难。

甘肃省农村饮水安全水质检测管理系统研究的目的是通过建立一套覆盖全省、省市县工程多级一体的水质在线管理平台，实现对全省所有集中和分散式供水工程、区域检测中心的统一管理。研究系统如何根据数学模型自动生成、智能分配检测任务，科学统一安排水质检测任务；如何实现检测数据在线上报、检测过程责任到人；如何实现重点工程在线监测设备实时监测，异常分级报警；如何自动生成统计报表。

一、系统结构设计

基于云计算技术的水质在线管理平台，融合在线水质监测、区域检测中心检测、水厂日均九项指标自检三大系统，全方位把控全省农村供水工程水质信息。项目拟利用云计算技术作为计算和存储资源基础，建立农村饮水安全工程水质管理平台，实现水质检测对象管理、检测任务管理、检测数据管理、统计分析等系列核心模块功能。系统架构如图1所示。

二、系统主要功能开发研究

1.省市县多级一体水质在线管理平台开发研究

基于云计算技术，研究如何建立覆盖全省、省市县工程多级一体的水质在线管理平台，将全省集中和分散式供水工程、区域检测中心纳入统一管理。全省范围内的集中式和分散式供水工程以及区域检测中心的基本信息包括工程类型、水源位置、水源类型、供水规模、供水人口、人口分布、水质检测点、检测中心分布、检测中心检测能力、检测中心责任区域、检测中心工作进度、检测数据表单等，通过信息化管理，实现角色管理、权限管理、设备配置、在线检测数据分析管理、检测中心数据上传及管理、自动统计报表、饮水安全工程信息管理、水厂日均数据监测、数据分析、统计报表等核心模块功能。

图1 甘肃省农村饮水安全水质检测管理系统架构

图2 省市县多级联动报告管理机制流程

2.省市县多级联动报告管理机制研究

研究拟建立一套省市县多级联动报告管理机制，建立完善清晰的水质管理流程，关键环节包括检测任务分配、检测审核、数据上报、统计、分析、报表生成。通过信息化手段实现整个流程在线管控，规范水质监管各个环节，保证时效性和数据准确性。

拟基于工作流模型技术进行水质检测的流程管理。工作流（Workflow）模型，指业务过程的部分或整体在计算机应用环境下的自动化，是对工作流程及其各操作步骤之间业务规则的抽象、概括描述。工作流模型的实施需要三个基本步骤：映射、建模和管理。映射，是确定并且文档化组织内全部现有的手工和自动化的业务流程；建模，则是开发一个有助于建成流线型业务过程的模型；管理，是依靠软件实施以及跨越各工作部门、业务单元甚至是整个行业的无缝系统集成。

基于对农村供水工程检测管理任务的深入分析，系统拟为不同角色（省级管理用户、区域检测中心用户等）承担的各项主要工作设计管理流程，如图2所示。通过软件工作流模型使各项工作有规划、知进度、可复核，实现规范高效水质管理。

3.智能检测模型开发建立研究

依据国家相关标准和各工程实际情况，建立智能统计抽样模型，自动分配检测任务，形成任务日程表并追踪任务完成进度，各工程和区域检测中心用户能够在任务日历上看到本单位需要完成的各项检测任务，点击“任务”可在线上报检测数据。系统针对不同水样类型（水源水、出厂水、末梢水）自动选取确定检测点，根据不同检测任务及水样自动匹配适用标准和指标限值。

4.跨平台系统辅助工具开发研究

为使系统能够适应多种应用模式，例如通过PC端查看数据，手机APP上传数据，多类型新增用户及在线设备的数据接入等，项目拟深入研究实现水质管理系统的跨平台操作和可扩展性，实现对于多种数据源的扩展，包括新增类型的检测用户结果上报，新增类型的在线设备接入等；实现对于多种应用平台的兼容和可扩展，包括对于WEB平台、移动平台、PC软件平台、虚拟现实应用平台的数据支持；通过扩展系统的数据类型和应用领域，服务水质管理工作的未来扩展需求。

5.基于物联网的在线监测系统开发研究

物联网(Internet of Things，IOT)是指将各种信息传感设备与互联网结合起来而形成的一个巨大网络，在技术上又称为“传感网”，被认为是继计算机和互联网之后的 “第三次IT浪潮”。物联网本身是一项信息技术，可为农村供水工程水质管理提供先进感知手段，通过安装在水质检测点的各类传感装置，构建实时感知和在线数据上传体系，实现对饮用水水质的全天候实时监控，变被动“监督”为主动“监控”，一旦发现水质异常即时发送报警信息给工程维护人员，对逾期未能解决的问题及时逐级上报；同时，也为水质安全管理引入新理念，真正体现“安全第一、预防为主、实时监测”的方针。通过政府统筹规划，协调各区域检测中心和供水工程，围绕保障饮用水质量和居民健康安全这个核心，以物联网技术为手段，将科技力量与水质管理制度紧密结合，真正将政策措施落到实处。

三、系统的创新性

一是融合在线水质监测、县级检测中心检测、千吨万人水厂常规日检测三大系统，建立基于云计算技术的水质检测管理平台；二是基于工作流模型，建立省市县多级联动水质检测流程管理；三是基于概率抽样模型的智能水质检测任务分配技术，实现全省各县区水质检测中心检测任务的日志式管理功能；四是基于Web Service的跨平台、可扩展水质管理应用框架，实现多指标多维度可视化水质分析功能；五是基于大数据农村供水工程水质分析、统计报表与可视化技术，实现省市县水质分析报告自动生成功能；六是基于物联网的在线水质数据感知技术，实现水质自动在线监测功能。