微信小程序在大型实验港池建设与运行中的全过程应用

秦淑芳，严士常，徐海，刘剑浩，王岗，陶爱峰

（1.河海大学海岸灾害及防护教育部重点实验室，江苏 南京 210098；2.河海大学港口海岸与近海工程学院，江苏 南京 210098；3.青岛瑞源工程集团有限公司，山东 青岛 266555）

0 引言

随着国家在双一流建设上的投入逐渐增加，服务国家重大科技需求的要求逐渐提升，投资千万元以上的大型实验仪器和实验设施逐渐增多。为进一步提升大型仪器使用效率，河海大学实验中心出台了系列引导性政策，鼓励各学院创新管理模式、应用现代信息技术，致力于构建布局科学、设备共享、高效集约的实验室新面貌[1]。一些大型实验设施，拥有数百台大型仪器，其建设质量直接关系着未来的实验效果和仪器寿命，其管理水平在一定程度上决定着学科发展速度、科学研究水平和人才培养质量，所以对新建实验设施进行全过程高质量管理非常重要。此外，大型仪器倡导开放共享和高效集约[2]，如何充分利用大型实验设施，提高科技创新能力，一直是大型实验设施建设团队迫切需要解决的问题。微信小程序作为一种常见的现代信息技术[3]，可为大数据展示提供共享平台，得到广泛使用。在新建大型实验设施过程中引入微信小程序，可实现信息全过程动态共享，有助于保障实验设施建设质量，也有助于提升服务能力。现以河海大学大型港池建设为例，从建设前小程序功能设计与搭建、建设过程中的全程跟踪与资料汇编、建成后的仪器预约共享等3 个方面，探讨微信小程序在大型实验设施建设中的应用实践。

1 河海大学大型实验港池概况

L 形风浪流港池系统是河海大学水利工程一流学科建设的重要科研平台之一，分二期建设，总投资约6 900 万元。系统包括港池建筑物、造波系统、造流系统、造风系统等，一期投资3 400 万元，包含2 100 万元的土建和40 m 造波机；二期投资3 500 万元，包括80 m 造波机、造风系统和造流系统。L 形风浪流港池长84 m×宽70 m×深1.5 m，中部布置长5 m×宽5 m×深2 m 的局部深井。L 形造波系统由300 台造波机组成，呈L 形布置，总长120 m，可模拟规则波、常用频谱以及自定义频谱的不规则波、斜向波、孤立波及聚焦波等，且具有主动式二次反射吸收功能，吸收率大于80%；工作水深1 m 情况下，规则波最大波高可达0.5 m，不规则最大有效波高为0.25 m，周期范围为0.5～5 s。造流系统采用20 台池底循环双向造流泵，造流面宽40 m，在0.5 m 水深工况下，可形成的最大流速为0.2 m/s。造风系统采用44 台风机的风阵结构，可生成试验区域3 m 以内10.0 m/s 的风场，能准确模拟自然定常与非定常（瞬态）风谱，以及人造风谱。

L 形风浪流港池系统第一期建设于2022 年11月竣工，港池正式投入运行以来，已服务6 个科研项目实验，合同总经费约1 500 万元。该系统主要立足于水利工程一流学科，重点服务于国内外离岸深水港口、跨海通道、海岸灾害与防护等领域的科研需求，兼顾近海装备研发、能源与动力工程等水下试验需求，是国内顶尖、国际领先的水利工程物理模型综合实验平台。

2 微信小程序的全过程应用

由于L 形风浪流港池系统施工复杂、综合功能强、服务领域广、大型仪器多等特点，建设伊始便受到了港口、海岸、海洋及海岛工程领域科研及工程人员的广泛关注。港池建设开始后，学校（建设方）高层管理人员对港池进展情况和建设质量密切关注，期望能够跟踪港池建设进程，及时解决建设过程中出现的难题或施工需求，保证施工质量达到高水平实验要求，还要求建成后充分发挥其效能，实现共建共享和高效利用。鉴于此，港池施工建设前期，综合分析了比较流行且方便使用的信息共享技术[4-6]，设计并开发了L 形风浪流港池系统微信小程序。建设中，小程序用于控制施工进度，监管施工质量，规范资料整编；建成后，小程序充分发挥了设备共享和在线预约功能[7]。小程序在建设工程的全过程中均发挥了重要作用。

2.1 港池建设前小程序功能设计与平台搭建

港池建设前，多次向领域专家和广大师生调查对港池的关注点和功能需求，并基于此设计大型实验港池微信小程序功能框架，构建大型实验港池系统共享平台[8]。小程序的功能有港池动态、港池系统、参观预约、经典案例、技术团队、使用预约等6 个主要板块（如图1 所示）。港池动态，用于展示港池主要进展，跟踪施工进度，根据图片和视频查看施工质量；港池系统，主要介绍港池4 大系统（造波系统、造流系统、造风系统和测量系统）的组成、技术参数、应用领域等；参观预约，用于校内外专业人员的调研和参观预约，便于管理人员合理安排时间，为港池建成后的共享共用打下基础；经典案例，包括施工期典型分部工程主要技术难点和亮点，如抗浮锚杆钻孔工艺、造流管道安装工艺、大面积整体地坪平整施工工艺等；技术团队，主要展示技术人员和管理人员的分工、联系方式等，实验中遇到问题可以快速咨询。使用预约，用于提交港池实验预约申请。同时，线下建立了港池建设资料库，用于归档港池建设过程中的施工图纸、参建方周报、监测报表、视频图片和相关案例等。

图1 L 形风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，建设方管理者可实时跟踪监督港池建设质量，掌握港池建设动态，宣传港池功能，响应客户需求；校内外科研团体可提前关注港池功能，熟悉L 形港池风浪流系统可解决的基础研究问题和工程问题，提前预约参观，预约使用，为将来港池的高效运行打下基础。

2.2 港池建设中港池动态透明化和资料整编规范化

港池建设过程中，有关港池建设质量、建设进程和港池动态的大量建设资料是建设方管理人员时刻关注的要点。通过港池微信小程序的建设和应用，实现了港池动态透明化和资料整编规范化，突显了共享管理创新效果。港池建设的各主要节点，均有专人无人机拍摄录像，再由项目组人员对录像进行处理，提炼出图文并茂的动态资讯。根据时间顺序，将主要施工节点的视频和图文在微信小程序中进行发布，即“建设节点”（如图2 所示）。

除了本校港池建设动态信息外，公开发布的校外实验港池新闻、相关知识和使用技巧也是搜集宣传的内容。通过行业网站搜索引擎，对正规渠道发布的最新新闻咨讯，经著作权人同意的情况下，在小程序“行业新闻”板块进行共享学习，便于了解国内实验港池行业的最新动态。根据动态指向，了解实验过程中港池配套设施的最新需求，积极学习校外实验港池维护、共享管理和使用的优点，汲取可行的创新管理模式，为将来的实验港池运行管理打好基础。

建设过程中增加了“知识与技巧”板块，针对大型综合实验港池建设中遇到的施工常识和经验，以及后期港池的使用和操作，在此提供解决依据和经验。例如，建设过程中用到的主要规范、基础排水方式、抗浮锚杆施工技巧、造流道施工技巧等，为将来新的港池建设提供经验借鉴。港池投入使用后，会将实验中常见问题和解决方法逐步添加到港池资料库中，方便用户查阅。

实验港池微信小程序见证了港池建设全过程，从2021 年11 月开工到2022 年11 月竣工验收，跟踪制作建设节点并发布港池动态68 条，制作典型案例46 件，拍摄视频近90 件，积累施工知识和施工技巧上百项，并将搜集和整理的资料构建港池资料库，为港池建设期资料查询、信息验证、后期维护打下了良好基础。在一定程度上加强了学校与行业的联系和交流，强化了施工质量监督意识，提升了大型实验港池创新管理水平。

2.3 投入运行后预约功能智慧化和大仪共享便捷化

国内规模大、功能全的实验港池不多，并且港池运行状态不够透明，需要不断与管理人员联系方可确认可使用时间，导致部分科研项目难以按计划推进。为了保障实验根据预约时段顺利完成，港池投入运行后，重点放在港池预约功能智慧化和大仪共享便捷化上[9]，充分利用小程序的“参观预约”（如图3 所示）、“使用预约”和“技术支持”等功能，给使用者提供便利，同时也提升大型实验设施使用效率。

图3 港池参观预约Fig.3 Visit appointment of wave basin

“参观预约”功能，参观人员只需在小程序中提交姓名、电话、单位、人数、参观目的等相关信息，后台由管理人员核实并确定参观时间后，“我的预约”中会显示预约确认信息和注意事项。参观预约目的是让用户提前安排时间了解港池，熟悉港池，根据功能布置地形，提前做好实验准备，保障港池预约有序进行。

“使用预约”功能，由于港池系统功能较多，拥有造波系统、造风系统、造流系统等，使用者可能只需要使用部分功能，所以在使用预约前，需要浏览系统列表和功能，在列表中选中所需要的信息，提交预约申请。使用预约申请填报时，需要提交姓名、电话、单位、负责人姓名，实验人数、实验目的、是否需要技术支持等相关信息，经管理人员审批通过后，小程序“我的预约”中会显示预约确认、培训通知、港池系统操作指导书、注意事项等信息。让港池使用人员提前熟悉港池系统的操作流程，确保正确操作，高效实验。

“技术团队”功能[10-11]，技术人员一般拥有5 a以上实验仪器设备管理经验。在港池投入使用前，参与集中培训和反复演示操作训练。实验过程中遇到仪器设备等方面的问题，可以通过小程序中的“问题咨询—技术人员”进行反映，问题发布后，信息会推送给相关技术人员并进行答复，或者电话联系。技术服务团队支撑港池建设，助力港池健康高效管理。

港池投入运行6 个月以来，接待调研参观团队近30 个，港池使用预约一直处于排队状态，最多排队6 个实验项目。微信小程序的投入使用，为港池共享共建和高效运行提供了信息技术支撑。

3 结语

河海大学大型实验港池是支持双一流建设的校之重器。为了保障港池建设质量，建设及运行过程中，通过微信小程序的引入，建设方可实时关注港池建设动态，跟踪施工进度，客户需求；校内外科研团体可提前关注港池功能，熟悉港池系统可解决的基础研究问题和工程问题，提前预约参观，预约使用。搭建微信小程序的同时，不断整合港池建设过程中的各种素材，从港池基础开挖、地基处理、设施安装、蓄水试验等工序的建设过程中，累积大量的图片、视频、施工技巧和优秀案例，为我国同类大型实验基础设施建设提供了重要参考。在港池运行阶段，对微信小程序进行不定期的信息扩充，包括港池配套设备的在线预约、信息查询等，再结合港池系统自带的智能控制功能，实现远程操控，逐步构建港池系统手机版实验平台，丰富实验资料内容，为今后港池的应用、维修、保养等提供便利和依据。可见，借助微信小程序的使用，将高质量且管理高效的大型风浪流实验港池呈现在相关领域，为近海新能源、岛礁建设等系列国家重大工程提供重要的研究设施。