南水北调工程维护管理系统设计与运行

林 云，刘 宁

（1.南水北调东线山东干线有限责任公司，山东 济南 250109；2.同方股份有限公司，山东 济南 250013）

南水北调东线山东干线工程2013 年建成通水以来，充分发挥了南水北调工程的社会效益和生态效益。为保障工程安全运行，工程维修养护管理工作处于至关重要的位置。南水北调工程运行管理几年时间，逐步建立健全了工程维修养护管理模式、制度及业务流程，但是仍存在维修养护业内资料整理归档不规范，签证计量不及时，质量过程控制不到位，年度维修养护计划编制质量不高、各运行管理机构项目单价偏差大等问题。目前水利行业在工程维修养护制度、标准、定额等方面，可执行参考资料较少。

针对对水利行业及南水北调工程维修养护现实问题，结合南水北调工程线路长、覆盖范围广，运行管理具有管理机构地域分布广、层次多、管理内容复杂的特点，为规范工程维修养护管理过程，提升工作效率，亟需开发系统实现工程管理的信息化管理，将传统纸质版文件存储、审批形式及工作方式转变，方便管理者查询，全面掌握工程状态，为辅助决策提供良好的支持，根据用户管理级别不同提供相应的功能，做到分工明确、细化。

1 系统总体设计

1.1 总体架构

南水北调东线山东段工程为三级管理模式，从需求整体来考虑，其信息数据是在数据展示上分开的，但逻辑上是统一管理，工程维修养护系统主要功能实现依赖相关的数据采集和获取，数据采集在本系统中至关重要，项目的数据来源有多样性和不确定性。多样性体现在数据来源于异构的数据库、实时上传的数据、移动设备上报的数据、半自动手动批量导入数据、人工输入数据以及外部气息、凌情数据等。不确定性体现在数据类型暂时不能全部明确、数据格式内容还需要具体明确、数据存储方式不明确、数据完整性验证方式不明确、异常数据报警规则可能有多种方式等。基于以上考虑，设计数据集中收集采集的子系统（数据采集收集子系统）非常关键，这个子系统要兼顾到数据的完整性，也要考虑到系统的扩展性，在不修改主体程序的情况下能通过编写驱动等方式实现有效数据的接入，支持各种方式的数据接入。数据采集收集子系统同时还要提供统一的数据访问接口、数据推送系统和报警系统。

在保证各种监测数据的有效性、准确性和完整性的基础上通过GIS、Web 和Android 等平台来展示、分析处理，为工程维修养护系统提供可靠的数据支持。

1.2 技术路线

1）联网技术。物联网技术的发展为系统提供了先进的信息技术支撑和可靠的技术平台。物联网技术通过物与物的联通来实现的信息交互和融合，利用可接受发射的传感器设备实现人与人、人与物、物与物的互联和信息交互。结合Vlan、广域网等上层通讯网络进行信息传送与交互，采用计算机软件技术对收集信息进行分析、处理、矫正等工作，从而提高对现实世界的物理变化的感知能力，实现高智能化系统的决策和控制。物联网在总体上由底层的感知层、中间传输网络层和上层智能实现的应用层三层组成，其中感知层包括传感器、二维码、RFID（射频识别）、多媒体设备等底层模拟数据采集和对模拟数据的数字化感知系统；网络层包括无线和有线的网络连接；应用层主要是将物联网采集的数字量信息进行各种的分析处理，转化成人类能够接受的意识形状。

2）J2EE 体系。J2EE 是 Java2 平台企业版（Java 2 Platform,Enterprise Edition），它的核心是对技术提出规范设计，基于组件化的方式来设计、开发、组装和部署企业应用服务。J2EE 使用多层分布式的应用模型，其中包括客户层、表示层、逻辑层以及信息存储层。基于层次之间的逻辑关系可以实现灵活的插入、切换。从而可获得较好的稳定性、高可用性、和可扩展性。基于J2EE 的分层结构使用面向服务的SOA 架构体系，构建南水北调应用系统平台，可以使系统稳定性、可靠性、可扩充性更好，方便以后对组件开发的移植和复用。

2 系统功能设计

根据“统一组织，分级管理”的运行维护管理体制，工程维修养护管理信息系统的管理体系由一、二、三级运行机构3 级组成。系统按照功能划分为工程巡查管理子系统、维修养护项目管理子系统和基础信息管理子系统信息3 个子系统。

2.1 工程巡查管理子系统

该子系统由巡查计划制定、巡查记录、维护情况、突发事件管理4 个模块组成。

1）巡查计划制定及管理。根据渠道、水库、泵站运行管理规程编制巡查工作计划，按照工作计划进行巡查工作。巡查计划制定分为日常巡查和专项巡查。模块包含巡查计划制定、查询、计划编辑、计划删除、巡查项目维护的功能。

2）巡查记录管理。工程巡查结束后，巡查人员通过系统输入计划名称、巡查人员、巡查时间、渠道（或水闸、泵站）巡查情况，系统可根据巡查计划的巡查时间规则提供提醒功能，辅助按时完成巡查情况的记录情况，涉及到工程安全运行的信息进行信息发布，方便其他系统了解情况从而开展下一步工作。模块包含巡查情况记录、查询、维护的功能。

3）维护情况管理。对需要进行工程维修养护的内容进行记录维护情况，可以根据查询条件，对其进行查询，并可以对维护情况进行浏览、修改、删除操作，三级机构人员可以对维护情况信息进行信息的维护，一、二级机构管理人员可以对维护情况进行查询浏览。

4）突发事件管理。巡查人员在巡查过程中，发现突发事件，现场采集突发事件信息，系统支持实时异常信息上报，同时可以对异常进行拍照和录像一并上传，通过其他途径获得的突发事件信息可以通过其他管理人员手动填报，根据突发事件的应急处理情况和工程运行状态的具体情况，来决定是否进行突发事件响应处理还是工程维修养护。模块包含现场上报、手动填报、综合管理的功能。

2.2 工程维修养护项目管理子系统

该子系统由维护方案标准化管理、日常维护项目工程量清单管理、年度维修养护计划编制、维修养护项目实施管理4 个模块组成。

1）维护方案标准化模型管理。模型是依据工程维修养护标准制定，明确维修养护的要求以及质量保障，为制定高质量维护方案提供必要的依据和参考。一、二、三级机构管理人员根据职责权限，结合不同的工程类别，参考历史维护方案来制定维护方案标准化模型，维护方案标准化模型需要不断进行优化和完善。模块包含维护方案标准化模型编制、标准化模型查询功能。

2）日常维护项目工程量清单管理。依据工程维修养护标准和项目分类，由一级机构人员进行日常维护项目标准化工程量清单编制、维护。针对每个日常维护项目，统一编制项目编码、项目名称、工作内容、项目特此描述、计量单位、单价。

3）年度维修养护计划编制。三级机构人员通过各系统查询待维护工程的巡查维护信息、自动安全监测评估信息、调度信息提示，结合工程实际，确定年度工程维修养护项目。从日常维护项目工程量清单选择需要维修养护的项目，单价根据项目自动生成，工程量由编制单位输入，编制完成后提交二级机构初审。一、二级机构按规定表格生成汇总表单。模块包含维护方案标准化模型查询、待维护工程的巡查维护信息查询、自动安全监测评估信息查询、调度信息查询、计划编制、计划综合管理。

4）维修养护项目实施管理。生成月度日常维修养护清单。依据其他平台系统批复年度预算、招投标信息查询，勾选导入月度日常维修养护任务清单。月度日常维修养护任务清单的内容一部分来自维护合同中的工程量清单项目；另一部分是来自合同外的任务，这部分项目单价需要经合同管理系统进行流程审批后，数据导入月度日常维修养护任务清单。

生成维修养护工程计量确认单。针对已完成任务进行计量确认，系统要支持导出计量确认单表格，支持打印和上传附件，并支持二、三级管理人员多人签字。

2.3 工程基础信息管理子系统信息

该系统在地理信息系统支持下为用户提供各种工程基础数据、安全实时监测、运行维护信息查询，基础信息包含山东段干线工程的基本设计指标、尺寸、图纸，工程图片及相关的设计文档等。同时支持工程环境、工程附属设施等信息进行维护管理；支持对工程运行维护管理所需的统计分析，输出各类报表。包含工程基础信息综合查询模块、工程安全实时监测信息查询模块、工程运行维护信息查询模块、工程维修养护管理报表模块、文档及资料归档模块。

3 结 语

随着当前大数据时代的到来，越来越多的信息技术应用在各行各业中，为使信息管理系统开发投入使用，真正为管理、执行工作提供强大的支撑，需要密切结合工作实际需求，不断优化系统结构、流程设计。为达到企业管理信息化平台建设一体化，要考虑工程维修养护系统要与其他管理系统的交互方式，进行业务交互和数据共享。