基于政务云的水利工程建设全过程管理平台研究

骆小龙 ，邱 雁 ，顾 霞 ，余金铭

（1. 浙江省水利信息管理中心，浙江 杭州 310009；2. 浙江大禹信息技术有限公司，浙江 杭州 310002）

0 引言

近年来，我国进入大规模水利工程建设的重要时期，水利投资强度大，民生水利项目点多、线长、面广、量大、任务重[1]。如“十三五”期间，国家规划的 172 项重大水利工程，总投资约 1.72 万亿元，全国水利工程投资预期将达 4.00 万亿元[2]。以浙江省为例，年度水利投资已连续 4 年突破 500.00 亿元，2018 年全年完成投资 563.60 亿元[3]，这对水利工程监管的方式方法提出了更高的要求。但与大规模投资不相协调的是，水利工程建设管理模式比较粗放，管理手段相对落后，信息化水平较低，缺乏高效的监管方式，工程监管过程中依然存在诸多漏洞。因此，如何利用信息技术，加强水利工程建设全过程的数字化监管，探索水利工程监管的科学管理方法，保证工程建设质量，提高工程建设管理水平，不断提升水利工程建设监管能力，成为目前急需解决的问题，也是水利工程建设信息化的重要发展趋势。

在浙江省 2018 年度重大水利科技项目“水利工程数字化监管平台研究与应用”中，在调研浙江省水利工程建设管理现状基础上，突破水利工程建设的传统管理手段和机制，依托云计算、移动互联网、大数据等先进技术，研究开发了贯穿水利工程建设各个环节的水利工程建设全过程管理平台（以下简称管理平台），并在姚江上游西排工程等浙江省百项千亿防洪排涝工程具体项目中进行应用，取得良好效果。

1 管理平台设计

1.1 管理平台定位

管理平台围绕水利工程建设“谁来管、管什么、怎么管”3 个方面的业务问题，对浙江省内重点重大水利工程建设过程全面在线管控，促进水利工程建设项目管理方式的转变，强化项目关键环节风险管控，实现工程建设管理“阳光化”、管理过程“透明化”和运作行为“规范化”，提升水行政主管部门对水利工程建设项目的动态监管能力，使工程建设在社会满意、资金安全、进度正常、经济合理、质量达标状态下有序可控地推进。

1）谁来管。即管理平台的服务对象，管理平台以具体水利工程建设项目为主线，把项目法人、监理、施工、设计、质监，以及省、市、县三级水行政主管部门等各方人员统一纳入到管理平台中，各司其职，共同参与协作。

2）管什么。即管理平台的管理内容，管理平台聚焦水利工程建设项目的进度、资金、质量、安全等四大核心要素，以合同标段为管理单元，将项目设计、施工、监理、质监等各环节信息及工作记录全部痕迹化管理。

3）怎么管。即管理平台的管理环节，管理平台按水利工程建设项目的生命周期，将项目划分成项目前期、施工准备期、施工期、验收期等 4 个阶段，并根据不同阶段的工作重点，明确管理的重点内容。

1.2 管理平台架构

管理平台基于浙江省政务云架构， 采用 B/S 模式，以 .NET 作为开发框架，以云数据库 RDS 作为数据建库载体。管理平台总体框架分为 5 个层次，总体架构如图 1 所示。

图 1 总体架构图

5 个层次具体分析如下：

1）基础层。充分依托浙江省政务云基础资源，构建统一、稳定、高效的平台计算服务（ECS），数据库服务（RDS），存储服务（OSS）等，避免重复建设。同时，在水利工程施工现场布设网络摄像头、钉钉考勤机等设备，并通过政务网接入平台，作为管理平台实时感知工程施工现场的采集终端。

2）数据层。构建管理平台数据的统一管理和存储环境，按照数据类别，划分形成基础类、业务类、多媒体类及空间位置类等数据库实例。在数据资源规划设计上，管理平台秉承“打破孤岛、共建共享”理念，充分利用浙江省“最多跑一次”建设成果，通过浙江省政府共享交换中心，将水利工程相关的项目审批、企业注册、信用、资质等信息，分别从浙江省发展和改革委员会、市场监督管理局、住房和城乡建设厅等业务厅局中共享。

3）支撑层。通过统一身份认证、GIS 应用服务、工作流引擎、业务流程管理、报表定制等基础信息和工具的服务，为平台模块提供统一的技术架构和运行环境，有效支撑业务应用层的构建。

4）业务层。是平台的核心层，通过综合应用各类信息化技术，围绕水利工程建设管理的业务需求，建立水利工程建设全过程业务逻辑及管理流程，实现水利工程建设全生命周期的闭环监管。

5）应用层。提供岗位化、场景化的人机交互界面，为各类用户提供服务。

1.3 管理平台安全机制

管理平台涉及的用户范围广，关键信息多，数据量大，因此管理平台的安全问题也非常突出。经过深入研究，管理平台重点做好账户和运行环境2 个方面的安全。

1）账户安全。要确保账户体系可管可控可查可溯，为此，采用以下 3 种机制：a. 实名授权制。所有账户由管理员或分级可信管理员注册，并进行实名认证。账户权限按岗设置，同岗同权，异岗分割。b. 动态短信验证机制。管理员注册账户时，口令随机动态发布到岗位人员手机上。首次登录时，账户密码必须进行修改并再次短信验证，确保账户为岗位人员本人使用。c. 登录信息留痕机制。所有账户登录信息（姓名、IP、时间、时长等）在管理平台后台条目式留痕，对同一 IP 地址多次异常登录的账户进行预警。

2）运行环境安全。管理平台部署于浙江省政务云网络环境中，发布端放置在政务云的公有云环境中，数据库端部署在政务云的私有云环境中，并通过政务云公有云和私有云特殊通道进行数据交互，避免数据库在互联网上直接暴露。同时，管理平台选用云盾和云监控服务，强化运行环境安全。云盾为管理平台提供一站式安全增值服务，包括安全体检功能（网页漏洞、挂马等检测）和安全管家功能（防 DDOS 服务、端口安全检测、网站后门检测、主机密码暴力破解防御等），防止管理平台被攻击。云监控自动为系统提供包括网站，Ping，TCP，UDP，DNS，POP3，SMTP，FTP 等端口的监控服务，可以及时发现故障并通过多种方式告警[4]。

2 管理平台功能

管理平台以项目法人及从业单位为主体，注重源头收集工程建设过程信息，强化建设业务协同和数字化管理，可实现不同建设模式、管理单位、业务模块的按需流程化配置。管理平台业务功能主要包括项目管理等 9 个功能模块，具体结构如图 2所示。

图 2 平台功能结构图

主要功能模块介绍如下：

1）项目管理。在充分共享浙江省“最多跑一次”建设成果基础上，对在建水利工程的项目基本情况、参建单位和关键人员的信息进行备案管理，从整体上掌握项目建设的基本情况及单位人员配置等信息，明确项目参建各方的管理责任。

2）防控管理。通过钉钉人脸识别考勤机和摄像头等设备，实现对水利工程可视化防控管理。即通过现场钉钉考勤，监管项目参建各方关键人员（包括项目经理、总监等）的到岗情况，及时督促关键人员进岗履职；通过视频图像，动态记录掌握施工现场最新进展，强化工地安防监控，做到历史追溯。

3）合同管理。以每份合同为单元，对合同信息、支付、变更、结算等内容进行管理。通过合同类型设定不同的支付流程，建立合同控制流程，明确参建各方管理责任，保障项目合同按计划执行。

4）资金管理。通过资金监督，掌握项目资金完成情况；通过对比资金计划、到位和支付，实时跟踪项目执行进展，为项目进度管理提供依据。

5）进度管理。通过进度跟踪，比对计划安排与实际进展，及时准确掌握工程进度；通过工作日志，了解项目参建各方每日的工作内容、人员投入和工程变化情况；通过招标管理、开工备案、变更管理，把控项目进度的重要里程碑节点执行情况。

6）质量管理。通过项目划分，明确工程的重要隐蔽/关键部位、单元和分部工程，细化质量逐级管理内容，把控项目质量主要环节；通过质量检测、评定、监督等手段，可及时发现、跟踪和处理施工过程中出现的问题，强化对项目整体施工质量的控制。

7）安全管理。根据不同的项目类型（如水库、水闸、堤防等），个性化设定项目安全管理的范围和内容。通过安全管理加强对施工过程中重大危险源和施工隐患的排查，加强项目建设各方的安全意识，督促建立健全的安全管理体系。

8）监督管理。通过大数据分析技术，将水利工程建设过程中的各类数据统计、分析、钻取后，动态汇聚到可视化监管视窗中，方便各级水行政主管部门直观了解项目情况，及时掌握项目动态，预警处置项目风险，监督考核项目任务。

9）验收管理。中间验收可划分为分部工程、单位工程、合同完工、专项、阶段等验收阶段。通过采集和监管验收环节中的验收材料、现场影像、参会人员签到情况等信息，加强对验收环节的管控，规范验收流程，避免弄虚作假。

3 管理平台关键技术

3.1 多源外部异构数据融合技术

在项目具体管理过程中，管理平台需调用与本项目相关的大量外部异构数据来支撑和服务管理人员。数据格式上既有文本、图片、视频数据，也有结构化数据；数据来源上分布于水利建设市场信息、工程质量检测、工程视频监控等系统应用中。管理平台在融合外部异构数据时，按照一数一源原则，通过统一社会信用代码、身份证号、工程项目编码等关键字段匹配方式，以 Web Service 服务接口从相关系统调取数据。管理平台对所有调取的外部数据只做分析计算和前端融合展示，不做原始数据修改或副本式复制存放，避免一数多存、一数多源。外部数据具体有以下 4 种信息：

1）企业信息。涉及基本信息（企业类型，注册所在地、资本金、类型，法定代表人，技术负责人等）、工程业绩（项目名称、地址、标段名称、中标金额、项目业主、开工和完工时间、项目经理等），从水利建设市场信息系统中通过比对统一社会信用代码获取。

2）从业人员信息。涉及人员基本信息（姓名、性别、身份证号、学历、学位、联系方式）、证书信息（证书类型、注册时间、有效日期）、履历信息（毕业院校、工作单位），从水利建设市场信息系统中通过比对身份证号获取。

3）材料检测信息。涉及项目相关的样品材料名称，以及检测单位、时间、报告、结果等，从水利工程质量检测系统中获取。检测信息通过检测机构专门检测仪器产生，并以固定表样形成文本式检测报告，支持二维码在线比对，数据不可篡改。

4）工地现场实况信息。涉及视频监控、现场照片等，视频流直接从水利工程视频监控系统通过点位编码匹配后获取，现场照片可从工程照片库中按“点位编码 + 时间戳”方式获取。照片由系统的前置摄像头以 1 幅/ h 的频次自动抓拍、编码后产生。

3.2 关键人员亮灯监管技术

管理平台对关键人员既要监管出勤情况，又要监管是否有重复任职情况，对不符合要求的关键人员以亮灯方式提醒和预警，亮灯监管流程如图 3所示。

图 3 亮灯监管流程图

具体包括以下 2 种监管：

1）出勤监管。按照《水利工程施工及监理合同示范文本》中关于关键人员到位天数的规定，对关键人员每月缺勤情况进行亮灯监管，如对主体工程标段施工单位项目经理和监理单位项目总监，设置每个自然月缺勤 8～15 d 亮黄灯，缺勤 15 d 及以上亮红灯的预警信息。管理平台研发时，在施工现场部署钉钉网络版考勤机，通过人脸、指纹识别，以及手机定位打卡等方式采集人员到岗信息，并自动传输存储到钉钉管理后台。管理平台通过钉钉第三方接口方式与钉钉管理后台实时数据同步，一方面把需要参与考勤的人员信息传送到钉钉后台，另一方面从钉钉管理后台实时提取考勤记录，结合考勤规则对每位关键人员进行亮灯提醒预警，并直接联动企业短信机以短信形式通知项目法人相关人员，达到监管目的。

2）重复任职监管。根据施工和监理合同中关键人员的姓名、身份证号，以及项目的合同工期，每天自动比对筛查水利建设市场信息系统中所有登记的工程建设项目，若发现本项目关键人员在重叠时段同时承担其他建设项目关键人员任职的情况，管理平台自动亮红灯并显示重复任职项目的相关信息，直至项目法人根据有关规定完成整改并上传书面整改文件后，再恢复为绿灯。

4 管理平台应用

姚江上游西排工程位于绍兴市上虞区，是以防洪排涝、引水为主，同时兼顾改善水环境等综合利用的大型水利枢纽和跨流域水资源配置工程，属于姚江流域防洪排涝治理和浙东引水工程的重要组成部分，也是解决姚江流域洪涝灾害，以及宁波、舟山地区水资源短缺的关键性工程。工程建筑主体为排引水泵站、引水闸及相关配套工程等，总投资约 12.30 亿元，工期为 36 个月。该工程借助管理平台进行日常作业管理，通过网络将工程建设过程中业主、设计、施工、监理等各方产生的 610 个相关数据自动或人工维护进来，并通过整理、分析、汇总，形成工程管理中所需的 44 张报表，有效提升项目管理的效率和水平。与以往手工管理方式相比，主要有以下 3 个特点：

1）创新工程过程数据采集方法。通过在线报表记录施工和监理日志、周报、月报等信息，通过人脸、指纹识别实时采集关键人员到岗履职情况，通过视频图像在线记录工程建设实况，通过数码图片留存单元、隐蔽工程的施工情况，切实保障工程过程数据的完整性、时效性、可靠性和实用性，实现工程建设过程全部数字化留痕[5]。

2）建立规范化工程档案。按照档案管理要求，管理平台自动整理工程建设过程中的档案数据，并进行项目分类归档，做到工程建设、档案建设两同步，促进项目建设档案的规范化管理。

3）动态监管工程建设关键环节。根据工程建设“抓住关键少数、强化关键环节”的原则，对关键人员重复任职、人员到位、重要隐蔽工程和关键部位验收、工程质量与安全、质量检测、投资计划等若干能直接反映水利工程建设进展的重要节点，实行智能化预警，强化对工程进度、质量、安全的监管。

5 结语

采用科技手段，尤其是采用高新技术手段，加强水利工程建设进度和质量管理，是现代水利工程监管的发展方向之一。本研究通过水利工程建设全过程动态管理平台的建设实践[6]，详细阐述管理平台的定位、整体架构、安全机制和核心业务功能，从技术上规范水利工程建设管理流程，实现水利工程建设过程信息的数字化管理和资源共享。管理平台初见成效，已在浙江省 27 个重大水利工程建设项目中应用，在线监管项目资金近 300.00 亿元，在规范和落实质量行为、安全与进度控制、资金管理、流程监管等方面取得明显效果，有效提升了水利工程建设管理的信息化水平，成为水利工程建设质量和进度保障的最重要手段。管理平台具有通用性，可适用于水利行业以外的其他工程建设领域管理工作，但需要指出的是，管理平台还不能完全满足 PPP 项目（政府和社会资本合作项目）的管理要求，在参建各方的管理职责、工作边界和业务流程上还需进一步优化和完善。