水利工程巡查管理系统建设探讨

陈 莹

（西安迪飞科技有限责任公司，陕西 西安710018）

0 前言

陕西省政府“水润三秦、水美三秦、水富三秦”的治水兴水指导思想下，我省的水利工程建设进入了新的高潮，建设完成的水利工程也日益增多。人民群众与水相处的水环境、水利建筑物、水工建筑物的接触范围和频率也大大增加。由于水利工程长期处于水中工作，受到水压力、渗透、冲刷、气蚀、冻融和磨损等物理作用以及侵蚀、腐蚀等化学作用的影响，会缩短工程寿命，威胁人民群众生命安全。因此，需要对水利工程加强管理、开展工程巡查等工作，防止自然和人为破坏，确保水利工程的安全正常运行。

移动应用正划时代地改变着我们工作和生活的方式，已成为行业信息化发展的必然趋势，为了更好的推进水利工程运行管理的规范化、标准化、制度化，利用移动互联网以及通信技术，建立起一个基于移动APP的水利工程管理巡查系统，改变传统水利工程安全检查的管理方法，全面提升水利工程管理水平，提高巡查业务监督执行力和异常事件应对的处理能力。

1 水利工程巡查现状

水利工程分布散落，巡查线路长，以往管理人员进行水利工程现场检查时，通常以纸介质方式记录巡视情况，再人工录入计算机。人工录入数据量大，录入过程中容易出错。同时，传统的人工巡查受地形环境、人员素质、天气状况等不确定因素的影响，效率低，复巡周期长，巡检数据准确率不高。其次，对于管理人员是否巡视到位无法进行有效监督，巡视质量得不到保障，水利工程安全亦得不到保证。目前的巡查方式主要有以下几点不足：

（1）巡查管理区域大、地形和路况复杂，对巡查人员的到位情况难以确认；

（2）巡查记录的数据不能及时保存记录、无法把握其真实性；

（3）大量巡查信息保存不便、易丢失、耗工时；

（4）信息查询不便，无法对巡查发现问题进行有效利用辅助决策。

2 巡查系统设计

2.1 需求分析

水利工程管理巡查管理系统应在对水利工程基本信息管理的基础上，实现对巡查事务的管理，并能对巡查情况进行录入、查询和分析，对登录系统用户的访问权限进行控制，确保系统的安全性。

（1）信息数据库建设。建立水利工程管理基本信息数据库，并将水利工程基本属性录入数据库。

（2）巡查事务管理。对水利工程巡查事务，进行科学合理化安排下达、并能掌握巡查人员巡查到位情况。

（3）巡查情况管理。通过系统真实可靠地记录并保存水利工程巡查状况、安全状况，并能进行详细分析和查询。

2.2 设计思路

结合目前水利信息化发展趋势，进行整体架构搭建和具体业务的设计开发。采用全球卫星定位技术、地图信息系统技术、通信技术，结合巡查线路和巡查人员的工作特点，通过设备端、通讯端（WIFI或GPRS网络技术）、互联网和服务器，建设面向“移动巡查APP”的在线式巡查管理系统，实现巡查人员的巡查轨迹按计划进行，巡查过程中发现的隐患可现场进行信息采集、上报，巡查工作全程实时记录。

2.3 总体框架

系统划分为六个层次：基础设施层、数据层、应用支撑层、业务应用层、用户层和相关标准规范体系、安全保障体系、运行维护保障体系等相关的规范体系。如图1所示。

图1 系统总体框架图

2.4 技术实现

水利工程管理巡查系统主要由：定位标签，手持设备和巡查管理系统组成。巡查人员在巡查过程中必须手持设备，开启定位和网络，启动定位巡查管理系统，按规定线路巡查，手持设备将实时接收卫星发出的经度、纬度、时间等信息，同时将巡查的轨迹信息通过网络实时上传至后台管理软件。到达指定巡查地点后，操作巡查地点的定位标签，通过文字、图像、视频等信息描述巡查结果，上传至巡查管理系统。

通过网络登陆巡查管理系统可随时查看各巡查人员的巡查到位情况，结合电子地图可查看水利工程、巡查路线、异常情况等，从而实现了对水利工程管理巡查工作的信息化、数字化、网络化、图形化的管理，为巡查制度的落实及资源管理提供了技术上的保障及手段。

图2 巡查系统工作原理示意图

3 系统详细设计

3.1 数据库设计

数据库主要包括空间数据库建设和属性数据库建设。空间数据主要用于描述各水利工程的具体位置和分布特征，一般用坐标数据表示。属性数据主要用于描述水利工程的各项信息，并建立与空间数据的对应关系，以便于实现属性信息的快速查询和浏览。

3.2 电子地图设计

电子地图基于互联网地图和自行搭建的底图地图服务进行制作，其中互联网地图用于显示基本地物，自建的底图地图服务用于显示水利要素和工程要素。

3.3 功能设计

水利工程管理巡查系统分为地图操作、信息管理、巡查管理、任务管理、系统管理、APP功能六大模块。系统功能结构图见图3。

图3 软件系统功能结构图

3.3.1 地图操作

基于GIS系统，将电子地图嵌入系统中，采用菜单和工具按钮的双重控制方式，直观的展现各类水利项目的具体地理位置，实现对电子地图的基本操作。

3.3.2 信息管理

信息管理模块主要实现信息编辑操作功能，包括水利工程基本信息管理及地图管理两大部分。用户可以对水利工程基本信息进行增、删、查、改等编辑操作。同时为了确保地图信息的实时有效，可对地图上的实体或要素进行编辑。

3.3.3 巡查管理

巡查管理包括巡查区域设置、巡查点设置、线路管理、计划管理、异常情况。巡查区域设置按行政区域划分巡查范围，明确范围内所需巡查的水利工程。巡查点设置是通过地图上的坐标进行巡查对象的定位，巡查人员手持移动端经过该点位附近时，会自动读卡并将数据上报软件系统，自动记录巡查时间。线路管理可依据巡查业务需要对巡查人员的巡查线路进行合理设置，最大限度上提高巡查工作的完成效率，降低巡查人员的工作强度。系统可以设定巡查的计划和要求。异常情况是巡查工作人员在工作过程中，如果发现隐患点、违法侵占等异常情况，可以对现场进行记录取证。

3.3.4 任务管理

通过系统对巡查当天的任务进行管理，在下达任务时，通知巡查人员确认巡查任务。同时对已下达的任务进行管理，查看任务的完成情况。

3.3.5 系统管理

系统管理包括系统设置和用户管理两部分，其中用户管理主要是对系统用户登录名、密码等信息进行管理。系统设置可对系统中一些特定或常用的参数进行设定，便于资料信息维护。

3.3.6 APP功能

通过APP，巡查人员可查看未进行的巡查任务,在巡查人员收到新的巡查任务后，APP会发出消息提示。同时巡查人员可查询巡查任务中涉及的巡查点，支持巡查点导航。在巡查任务执行时可对巡查结果进行记录，支持语音或视频实时交流。

4 结语

本文以全球卫星定位技术、地图信息系统技术、通信技术为基础，详细阐述了基于移动APP的水利工程管理巡查系统的基本构思、系统设计、技术实现，该系统不仅为巡查人员提供科学有效的管理手段,更为重要的是对水利工程的安全运行起到了防患于未然的作用。