鄂北地区水资源配置工程建管信息系统研发

沈松勇，李 喆，季庆辉，陈希炽

(1.长江科学院 空间信息技术应用研究所，武汉 430010；2.鄂北地区水资源配置工程建设与管理局(筹)，武汉 430071)



鄂北地区水资源配置工程建管信息系统研发

沈松勇1，李 喆1，季庆辉2，陈希炽1

(1.长江科学院 空间信息技术应用研究所，武汉 430010；2.鄂北地区水资源配置工程建设与管理局(筹)，武汉 430071)

针对鄂北地区水资源配置工程项目投资大、工期紧、输水线路长、工程建设环节复杂、参建单位多，人员素质参差不齐，容易产生规范化施工水平不足的问题，根据水利部颁发的水利工程建设管理相关技术规范及《鄂北地区水资源配置工程基建统计管理办法》等内部管理文件，采用Microsoft C#+Microsoft SQL Server 2012数据库方式，研发了鄂北地区水资源配置工程建管信息系统。该系统已经在丹襄建管部、枣随建管部、广悟建管部进行了3个月的试运行。结果表明，系统增加了多类型用户复杂权限管理能力，规范了信息填报审核工作流程，提高了基建统计工作效率，更形象地展示了工程建设过程场景，实现了水利工程建设过程管理的规范化、透明化、痕迹化、流程化，大大提升了鄂北地区水资源配置工程信息化水平。

水资源配置；建管信息系统；鄂北地区；基建统计填报；三维可视化

1 研究背景

2016年4月，水利部召开网络安全与信息化领导小组第一次全体会议，审议通过了《全国水利信息化“十三五”规划》、《水利部信息化建设与管理办法》，要求将创新作为重要驱动力，深化信息技术与各项水利工作的融合，积极研究大数据、云计算、物联网、移动互联等技术应用，强化信息化对水利各业务领域的服务与支撑，推进各类信息化资源整合共享，最大程度发挥水利信息化资源的应用效率。当前，国务院常委会审议通过的172项重大水利工程，正好赶上了水利信息化建设的大好时机。

水利工程建设管理信息化是水利信息化建设的重要内容之一，全国各级水利建设管理部门对此进行了初步探索。李靖等[1]研发了灌区用水管理信息系统，通过各种控制和链接数据库，初步实现了信息自动处理，提高了工作效率；周斌等[2]设计了长江水利工程建设与管理系统，实现了水利工程建设管理信息网络数据的共享；陈刚等[3]研制了水资源管理信息系统，建立了基于GIS的空间数据库，实现了空间数据与非空间数据的交换。这些系统在办公自动化方面，基本能满足要求，但在水利工程建设的规范化、透明化、痕迹化、流程化管理方面存在一些不足。李喆等[4-5]研发了水利工程建设项目管理系统，并在湖北省漳河灌区续建配套与节水改造工程、荆江大堤综合整治工程中投入试运行，取得了初步的成果，但在多类型用户复杂权限管理、工程建设信息的逐级填报与汇总、工程建设过程三维可视化展示方面略显不足。

2 鄂北地区水资源配置工程

鄂北地区水资源配置工程是以丹江口水库为水源，利用已建的湖北省引丹灌区清泉沟隧洞进水闸为取水口，向鄂北地区供水，解决该地区干旱缺水问题的大型水资源配置工程。鄂北地区水资源配置工程全线自流引水，利用受水区36座水库进行联合调度，设24处分水口。输水线路总长269.34 km，设计供水人口482万人，灌溉面积363.5万亩。工程总投资180亿元，总工期45个月。工程是在不影响南水北调中线一期工程调水规模和过程的前提下，通过调剂汉江中下游河道外用水量，适当增加向鄂北地区供水量，以有效缓解鄂北地区长期的缺水矛盾，改善生态环境。

2.1 管理层级

根据调研，鄂北地区水资源配置工程采用4级管理层级。

(1) 第1层：局领导(局长，副局长，总工程师)；

(2) 第2层：局综合部、局规划与财务部、局工程部、局现场管理部；

(3) 第3层：丹襄工程建设管理部、枣随工程建设管理部、广悟工程建设管理部；

(4) 第4层：代建单位，即长江水利委员会工程建设管理局。

管理层级详情如图1所示。

图1 鄂北水资源配置工程管理层级关系

2.2 参建单位与人员

根据调研，鄂北地区水资源配置工程主要参建单位如下所述。

(1) 设计单位：主要负责工程设计，即湖北省水利水电勘测设计院。

(2) 施工单位：主要负责明渠、暗涵、隧洞、水库等的施工，主要包括中国葛洲坝集团股份有限公司、中电建筑集团有限公司等。

(3) 质量检测单位：包括平行检测单位和第三方抽检单位，主要负责施工过程质量的评定检测，有长江水利委员会长江科学院、武汉楚衡建设工程检测有限公司、武汉正平水利水电工程质量检测有限公司。

(4) 监理单位：主要负责工程建设的质量、造价、进度、验收等的控制审核，主要包括湖北华傲水利水电工程咨询中心、河南华北水电工程监理有限公司等。

(5) 征地移民单位：包括征地移民监督评估单位和征地移民指挥部，主要负责移民征地工作。其中征地移民监督评估单位有湖北腾升工程管理有限责任公司、湖北瑞洪工程管理有限公司和武汉市江河工程监理咨询有限公司，征地移民指挥部主要是沿线各区县人民政府。

(6) 其他单位：主要包括设备采购单位(山东龙泉管道公司、北京韩建河山管业股份有限公司等)、安全监测单位(长江空间信息技术工程有限公司)和水保环保单位(长江水利委员会长江科学院、长江水资源保护科学研究所)。

其对应关系如图2所示。

图2 鄂北水资源配置工程参建单位对应关系Fig.2 Relation of construction units involved in the North Hubei Water Transfer Project

以2015年开工的标段为例，设计单位1家，施工单位18家，质量检测单位4家，监理单位6家，征地移民指挥部7家，征地移民监督评估单位3家，其他单位6家，共计45家，以平均每家单位有40个参建人员计算，共计1 800人左右。

综上所述，鄂北地区水资源配置工程项目投资大、工期紧、输水线路长、工程建设环节复杂、参建单位多，人员素质参差不齐，容易产生规范化施工水平不足的问题。因此，采用信息化的手段，构建鄂北地区水资源配置工程建管信息系统，实现水利工程建设管理的规范化、透明化、痕迹化、流程化，是解决上述问题的必由之路。

3 系统设计

3.1 建设目标

本系统的建设目标是从鄂北地区水资源配置工程建设管理的实际需求出发，以鄂北工程建设管理相关技术规范为基础，利用卫星遥感、地理信息系统无线通讯、计算机网络等技术，搭建鄂北水资源配置工程建设管理标准化业务处理平台，达到参建单位全员参与、数据共享，提高协调沟通工作效率的目标。该系统变规范为程序，实现痕迹运行，提高工程建设管理透明度，可达到事前控制、事中监督、事后跟踪的效果；同时业务信息能快速查询与分析，及时追溯，能大大提高鄂北地区水资源配置工程建设管理工作效率。

3.2 系统层次框架

系统采用底层数据支持，如文档、图片、空间信息数据的数据库存储；数据分析，即进度分析、数据汇总、工程数据图像化等手段。项目管理，即施工管理、监理管理、设计变更管理等具体项目管理的三维层次框架，如图3所示。

图3 系统层次架构

3.3 系统功能结构

本系统以参建各方为主体，以《水利工程建设项目施工监理规范》(SL288—2015)、《水利水电单元工程质量验收评定标准》(2012版)、《鄂北地区水资源配置工程基建统计管理办法》等规范文件为依托，形成了一套完整的工程施工、基建统计、质量评定、验工计价的流程，并能自动形成数据分析汇总，其主要的功能结构如图4所示。

图4 系统功能结构

图5 系统网络拓扑结构Fig.5 Network topology structure of the system

3.4 系统网络拓扑结构

本系统参建各方之间通过网络服务器建立了相应的网络链接关系，使得参建各方能在统一的平台下有序地进行项目管理，其网络拓扑机构如图5所示。

4 系统的初步实现

本系统采用Windows 操作系统支持的Microsoft C#进行软件代码编写，以SQL Server 2012数据库为核心的Client/server 模式进行开发，同时，也支持Browser/server 模式下的浏览与查阅，并用Skyline技术进行了三维形象展示。目前，已经完成了系统设计的初步功能。系统采用工作流(Workflow)来实现业务数据和处理流程一体化控制，以实现业务信息的共享、交换、传递与监控[6]。工作流管理联盟(WfMC)提出工作流管理系统体系结构的参考模型，给出过程定义工具、过程定义、活动、数据流、控制流、工作流等概念，并规范了功能组成部件和接口[7-8]。系统登录界面如图6所示。

图6 系统登录界面Fig.6 Login interfaces of the system

4.1 用户权限设置

本系统在运行过程中，对每个登录账号根据其相应的职务，对其权限进行了划分；在填报数据的过程中，又通过系统编码的形式，对填报人员进行了严格的层次分级，具体的权限划分、层次分级见图7。

图7 系统用户权限划分Fig.7 Division of user authorization of the system

4.2 基建统计的上报与汇总

通过合理的权限划分，施工单位在表单的填写过程中可以只用填写自己所需填写的部分，然后交给监理单位进行审核；而建管部则可以通过“分级汇总”来对属于自己辖区的施工单位数据按年月进行统计汇总。图8(a)是施工单位填写的基建统计表格。

每一级单位在填写完自己的部分后发送流程到下一部门，同时可以通过查看流程来查询表单的流转情况，具体如图8(b)所示。当下一部门没有及时审阅流传的情况下，还可以点击“督办催办”按钮来对流程进行催促。同时，通过“日志信息”来对用户的操作进行保存，在流程中也可以清晰地看到每一位操作者的操作时间等信息，真正做到了痕迹化操作。日志信息情况如图8(c)所示。

4.3 工程建设场景三维可视化展示

鄂北水资源配置工程建管信息系统在网页上用Skyline实现了鄂北地区水资源配置工程沿线30 km地图的三维展示，其整体页面如图9(a)所示，通过滚动鼠标我们可以对局部地形进行放大、缩小，图9(b)是放大了的第一标段周边地图，在地图上可以通过点击“第一标段”的按钮，来展示第一标段的工程进度，如图10所示。

(a) 系统工程统计月报表

(b ) 系统基建统计表单流程

(a) 系统信息展示页面

(b) 系统局部放大图图9 系统三维可视化展示Fig.9 Three-dimensional visualization display ofthe system

图10 系统工程进度图(2016年6月)Fig.10 Engineeringprogresschartofthesystem(June2016)

5 结 语

鄂北地区水资源配置工程计划投资180余亿元，线路总长269.34 km，已参建单位45家，陆续还有40余家单位要进场，投资大，参建单位复杂，采用信息化手段构建建管信息系统，进行规范的信息化管理是必要的。

根据水利部颁发的水利工程建设管理相关技术规范及《鄂北地区水资源配置工程基建统计管理办法》等文件，结合鄂北地区水资源配置工程建设管理实际情况，采用Visual Basic 6.0+Microsoft SQL Server 2012数据库方式，研发了鄂北地区水资源配置工程建管信息系统。

目前，鄂北地区水资源配置工程建管信息系统已经在丹襄建管部、枣随建管部、广悟建管部进行了3个月试运行。结果表明，系统增加了多类型用户复杂权限管理能力，规范了信息填报审核工作流程，提高了基建统计工作效率，更形象地展示了工程建设过程场景，基本达到了预计目标。下一步的工作重点为基于水利部最新颁布的水利工程单元质量评定标准进行系统版本更新，鄂北地区水资源配置工程建管信息系统与现场视频监控系统的集成应用，以及鄂北地区水资源配置工程建管信息系统移动版研发等。

[1] 李 靖, 段青松. 基于VB的灌区用水管理系统的研制[J]. 人民珠江, 2000,(4):39-40.

[2] 周 斌, 杨晓红, 苏 勇. 长江水利工程建设与管理信息系统规划简介[J]. 人民长江，2002, 33(4):21-23.

[3] 陈 刚, 陈植华, 李门楼, 等. 基于GIS的水资源管理信息系统[J]. 水文地质工程地质, 1998, (6):4-6.

[4] 李 喆, 谭德宝, 张 穗, 等. 水利工程建设管理系统的设计与开发[J]. 长江科学院院报, 2014,31(1)：66-71.

[5] 李 喆, 谭德宝, 张 穗, 等. 湖北省漳河灌区工程建设管理信息库设计[J]. 人民长江，2014, 45(4):94-98.

[6] 朱 雯, 张 华, 陈世福. 基于工作流的软件项目管理系统的设计与实现[J]. 计算机科学，2005, 32(12):125-127.

[7] 许 甸, 李建华, 刘星沙, 等. 支持多实例模式的动态工作流研究[J]. 计算机应用,2006，26(12):3033-3036.

[8] 王凌云. 基于Shark的动态工作流管理系统的研究与实现[D]. 北京：北京邮电大学, 2010.

(编辑：黄 玲)

Design and Implementation of Construction Management InformationSystem for North Hubei Water Transfer Project

SHEN Song-yong1, LI Zhe1, JI Qing-hui2，CHEN Xi-chi1

(1.Spatial Information Technology Application Department, Yangtze River Scientific Research Institute, Wuhan 430010, China；2.Construction and Management Bureau of Water Resources Allocation Project in Northern Hubei Province (Planning), Wuhan 430071, China)

The North Hubei Water Transfer Project is the biggest water resource project in Hubei Province. It has problems inclusive of big investment,limited construction period,long water conveyance line,complex engineering process,many construction units involved,and uneven personnel quality.In view of this,according to technical specifications for hydro-project construction management issued by the Ministry of water resources and several internal management documents issued by the Administration of the North Hubei Water Transfer Project such asInfrastructureconstructionmanagementmeasuresfortheNorthHubeiWaterTransferProject, we designed and implemented theinformation system for the construction management of North Hubei Water Transfer Project with the combination of Microsoft C# and Microsoft SQL Server 2012 program languages. The system has already been used for trial in Danjiangkou-Xiangyang construction management branch, Zaoyang-Suizhou branch, and Guangshui-Dawu branch for three months. Results show that with the aid of the system, the complex hierarchical management of multi-type users is improved, the information reporting process is standardized, the efficiency of infrastructure statistics construction is enhanced, and the engineering construction process scenario is better displayed. The work flow is standardized, transparent, and can be traced, which suggests that the information level of the North Hubei Water Transfer Project is improved remarkably.

water resources allocation; construction management information system; North Hubei Province; statistical reporting and summary of infrastructure construction; 3D visualization

2016-07-20；

2016-08-15

湖北省水利厅信息化重点项目(CKSF2016023/KJ)；中央级公益性科研院所基本科研业务费项目(CKSF2015019/KJ)

沈松勇(1984-)，男，湖北武汉人，工程师，硕士，主要从事水利测绘、水利信息化等工作，(电话)027-82926469(电子信箱)milton840626@126.com。

10.11988/ckyyb.20160894

2016,33(11):68-72，77

TP391

A

1001-5485(2016)11-0068-05