水利工程管理数据和流程规范研究

唐鸿儒 ，赵林章 ，钱福军 ，包加桐 ，张 炜

（1. 扬州大学水利与能源动力工程学院，江苏 扬州 225127；2. 江苏省泰州引江河管理处，江苏 泰州 225321；3. 江苏省水文水资源勘测局泰州分局，江苏 泰州 225300）

0 引言

当前，全国各级水利管理部门都在大力推进水利信息化资源整合和“智慧水利”建设。基层的水利工程管理单位担负着泵站、水闸、涵洞、河道、水库等多种水利工程的调度运行和管理任务，建设水利工程管理系统是关键。水利工程管理系统是“智慧水利”的关键组成，是“智慧水利”的信息源头之一，应实现全面感知、规范管理和统一数据标准的基本目标，应能够向上一级的信息化系统全面、及时、可靠地提供工程运行管理数据。

但是，近年来水利工程管理单位在进行水利工程管理系统建设时，经常不能达到预期的目标，主要原因包括：1）建设目标笼统，可操作性差。虽然各个管理单位都已经编制了信息化系统或者智慧水利的建设规划或者建设方案，但是，由于缺乏系统的需求分析，对水利工程管理的建设目标和具体的功能要求描述比较笼统，原则性条文多，可操作性差。2）工程管理模式多样，流程复杂。项目实施单位对水利工程管理的工作内容和流程难以短时间调查清楚。3）缺少设计阶段。提出的技术要求模糊、缺乏详细的验收标准，由项目实施单位或者软件开发单位提供系统的实施方案，给后期的验收带来隐患。4）最为突出的问题是目前尚没有适用于基层水利工程管理单位的水利工程管理系统建设的相关标准或者规范。这些存在的问题给分期分批建设的信息化系统之间实现数据共享和实现资源整合带来困难。

为此，根据水利部 2015 年发布的《水利信息化资源整合共享顶层设计》[1]要求，以及江苏省水利厅 2016 年发布的《关于推进“智慧水利”建设的工作意见》[2]和 2017 年发布的《江苏省水利信息化“十三五”发展规划》[3]需要，在研究水利工程管理单位的工作内容和工作流程的基础上，研究编写了《水利工程管理及其数据和流程规范》（以下简称《规范》），其目的是提出适用于基层水利工程管理单位的水利工程管理系统功能要求及其数据和流程规范。

1 水利工程管理系统组成

水利工程管理系统是管理单位各个职能部门和工程管理所工作人员进行水利工程运行监控和管理的网络化工作平台，实现工程管理业务信息的网络化填报、业务流程的网络化流转。管理单位领导应能通过这个平台可以实时掌握所有工程的运行管理情况，并可进行网络审批。水利厅领导和相关职能处室等监管部门也能方便获得所需要的管理信息。

基层水利工程管理单位的水利工程管理系统组成如图 1 所示。

水利工程管理系统应与泵站、水闸、涵洞、河堤等水利工程的计算机监控和数据采集系统相连，获取水利工程运行的实时数据，经处理后集中存储。水利工程管理单位或者分中心应设立管理单位/分中心数据库，集中存储管理单位水利工程运行和管理的数据，同时应能与江苏省水利数据中心数据库交换信息。

水利工程管理系统应包括工程监控、工程调度、维修养护、安全生产、水政监察、工程资料等子系统。

工程监控系统作为运行管理人员对泵站、水闸、堤防、水库等工程设施设备进行集中监视的工作平台，应能实现对工程设施设备运行数据、相关水情工情数据进行监管，实现故障诊断与设备保护、远程遥控操作的功能。

图1 水利工程管理系统组成示意图

工程调度系统应能作为管理单位进行工程运行调度的工作平台，实现上级调度指令的接收、执行、反馈，并能对防汛抗旱、水资源调度及应急响应事务等进行过程管理的功能。

维修养护系统作为泵站、水闸、堤防、水库等管理单位，进行水利工程基础信息、工程检查、工程设施设备维修养护管理的信息化工作平台，应能实现水利工程基础信息管理、工程设备维修养护及项目实施的全过程监管等功能。

安全生产系统可作为水利工程管理单位进行安全事务管理的工作平台，应能够进行安全计划、安全措施、安检台账、隐患排查、事故处置等功能。

水政监察系统作为水政监察工作平台，应能实现水法规宣传、涉水事务管理的功能。

工程资料系统作为水利工程管理单位工程技术档案管理的工作平台，应能够实现对工程建设期和运行管理中的技术资料的收集、整理、归档的全过程监管，并具备档案统一管理、方便检索与查询的功能。

2 水利工程管理数据

水利工程管理系统应对每个水利工程管理单位的部门、职工、岗位、设备、建筑物等进行编码，编码规则应符合相关规定，应以被管理对象为实体组织信息，与一个对象相关的所有信息应建立统一的关联。

水利工程管理数据组成和交换示意图如图 2 所示。图中，水利工程管理数据包括工程基础、运行、管理等数据。

工程基础信息包括泵站、水闸、河道堤防、水库等工程的建设数据、管理数据、安全鉴定、加固信息等，应符合NFCS 01—2017《防洪工程数据库表结构及标识符》[4]和《江苏省水利工程数据库详细设计》（2005）要求。工程基本信息应满足《江苏省水利信息资源目录》中“防洪工程（FHGC）”（数据库）的要求，并应与省防办的防洪工程数据库（FHGC）共享。

图2 水利工程管理数据组成和交换示意图

工程运行信息包括泵站、水闸、河道堤防、水库等工程及其机电设备的实时运行，统计，归档等数据，以及实时水情、水工建筑物安全监测等数据。工程运行信息来自工程管理所的水闸、泵站、河道、堤坝、水库、湖泊等水利工程监控和管理系统，工情数据库的设计应符合 SL 577—2013《实时工情数据库表结构及标识符》[5]的要求，并参照国家防汛抗旱指挥系统二期工程“实时工情数据库表结构”设计。

实时雨情数据应满足 SL 323—2011《实时雨水情数据库表结构与标识符》[6]的要求。

工程运行信息应满足《江苏省水利信息资源目录》中实时工情数据库（SSGQNEW）和实时雨水情数据库（JSSQSYS）的要求，并应与省防办的防洪工程数据库（SSGQNEW）和水文局的实时雨水情数据库（JSSQSYS）共享。

工程管理信息是管理单位进行工程调度、工程维护、安全管理、水政监察、工程资料等管理工作所记录的数据。工程管理信息将列入《江苏省水利信息资源目录》（2016）中“专题数据库”（一级目录）— “河湖资源与水利工程管理”（二级目录）—“水利工程管理”（三级目录）—“工程管理数据库（GCGL）”（数据库）中去。

3 水利工程管理流程

在管理工作中，对于需要多人、多部门参与的工作，系统应能够定义工作流程，定义的水利工程管理业务流程应符合 SL/Z 589《水利信息化业务流程设计方法通用指南》[7]的要求。应实现从流程发起到流程结束的全信息化流转和信息管理。流程定义时，能指定每个流程节点的责任人、办理内容、办结时间。流程流转过程中，能通过电子邮件、短信等信息手段及时通知或者提醒相关责任人流程的进展和需要办理的事项。获得授权人员能够查看和跟踪流转过程。系统应建立流程监督模块，能查询已办结流程流转过程，能查询正在流转所有流程的进展状态。

例如，缺陷处理流程应由在运行监控、巡检、或者工程检查时发现设备或者建筑物缺陷的事件时发起。缺陷处理流程应包括图中所示的缺陷发现、确认、处置方案制定、处理、消除总结等节点。流转过程中，需要相关职能部负责人审批审核。

缺陷处理流程示意图如图 3 所示。图中，缺陷处理流程包括缺陷发现和处理 2 个阶段，每个阶段有多个步骤，每个步骤由 1 个或者多个部分或者岗位的人员参与。流程流转过程的关键信息应该记录在数据库中。

4 《规范》编制

按照 SL 1－2002《水利技术标准编写规定》[8]的要求和格式编制了《规范》。

4.1 总则

说明编制《规范》的目的、适用范围，以及引用的的标准、规程、规范或者管理办法。

图3 缺陷处理过程流程示意图

4.2 术语

定义了水利工程管理的涉及的术语。

4.3 系统组成

说明了水利工程管理系统的软件组成、每个部分的作用，以及工程管理数据组成。

规定了水利工程管理系统的一般技术和各个子系统共性的要求，包括“4.1 一般规定”和“4.2 数据表结构及标识符”2 个部分。

“4.1 一般规定”提出了水利工程管理系统各个部分的共性要求，包括水利工程管理系统运行环境、系统架构、使用方式等，还提出了水利工程管理流程的要求等。

“4.2 数据表结构及标识符”对水利工程管理数据库表结构设计的命名原则及格式进行了规定，应满足 SL 478－2010《水利信息数据库表结构及标识符编制规范》[9]的要求。

4.4 工程监控

4.4.1 功能

提出了工程管理单位应设置工程集控中心，作为统一的工程实时监控平台，实现所属工程的集中运行监视，并能够远程遥控泵站机组的运行、闸门的开启等。工程管理单位/分中心的运行管理人员及相关人员能够通过这个平台全面实时地了解所有工程的运行管理状况。

工程集中监控平台应包括泵站、水闸、变电所等运行监控，以及相关的河道、堤坝、湖泊、水库等工情，水情监视等。监视的信息应包括工程实时运行信息、工程安全实时监测数据、水情雨情数据及实时视频监视。数据包括自动采集、人工上报，以及与水情测报系统等外部系统进行数据交换和共享获得的各类信息。

提出了工程集中监控平台的人机接口界面、通过统一的水利 GIS 实现水利工程监视及工程运行统计信息等要求。

4.4.2 数据

提出了实时工情数据的存储要求，并应满足《江苏省水利信息资源目录》所列的实时工情（SSGQNEW）的要求。

实时工情数据分成以下 3 类：

1）工程运行状况信息。是泵站、水闸等工程运行状况类数据表，包括工程运行、统计、归档、日志等数据表，以及相关的机电、变配电设备的运行工况。

2）工程险情信息。存放各种出现的工程险情信息，包括决口、漫溢、管涌、陷坑、滑坡、裂缝等。

3）防汛抗旱动态信息。包括抢险动态、防汛抗旱简报等信息。

提出了主要的实时工情数据库、存储时间间隔等要求。

在参照国家防汛抗旱指挥系统二期工程“实时工情数据库表结构”的基础上增加了泵站机组的运行监测数据、闸门运行数据等数据表定义。

4.5 工程调度

提出了调度管理系统应包括调度指令、防汛抗旱事务、应急响应等 3 个管理模块。

调度指令管理模块应实现上级调度指令接收、调度方案下达、执行过程记录、执行结果反馈、执行过程评价、异常处置等全过程信息流程，实现调度指令的全过程跟踪。江苏省防汛抗旱总办公室下达调度指令，防汛抗旱办公室或者工管科专职人员接收后，可通过系统下达转发调度令给工程运行管理部门，并应通过短信等即时通信方式通知或者提醒相关人员。工程运行人员执行调度指令、记录执行过程和上报执行结果。各相关人员根据权限能随时掌握每个调度指令的执行阶段和结果。除工程防汛调度外，还应包括防汛抢险队的调度。

《规范》给出了调度指令处理流程的主要节点、工作内容和产生的数据，以及“调度指令数据表”的定义。

4.6 维修养护

4.6.1 功能

提出了管理单位应建立统一的工程维修养护管理系统，作为泵站、水闸、河道堤防、水库等管理单位和部门进行水利工程维修养护管理的信息化工作平台。各个管理单位和部门应能够在统一的工程维修养护管理系统上建立各自管理范围内的水利工程和设备台账，能按照规定流程进行工程检查，以及能进行维修养护管理。

维修养护管理系统应包括水利工程基础信息、设备、工程检查、安全等级评定、突发事件响应、缺陷、维修养护项目等管理功能模块。

详细提出了每个功能模块的功能、主要的管理流程和数据。

4.6.2 流程

工程维修养护管理系统应包括工程检查、安全等级评定、突发事件处理、缺陷处理、工程观测、维修项目管理、养护项目管理、项目管理考核、工程考核等流程。

4.6.3 数据

提出了维修养护子系统的数据要求，包括水利工程基础信息、设备管理、工程检查、安全等级评定、突发事件响应、缺陷管理、维修养护项目、项目管理考核、维修养护制度规程、工程考核等数据。例如缺陷管理数据包括设备代码、设备名称、检修日期、缺陷类别、缺陷描述、发现方式、发现人、核实人、处理方案、处理过程、处理结果、处理负责人、检查人员。

4.7 安全生产

提出了水利管理单位安全生产管理的要求。安全生产管理系统应作为泵站、水闸、河道堤防、水库等工程运行管理单位和相关职能部门进行安全生产管理的业务平台，应包括安全生产目标与职责、制度化管理、教育培训、现场管理、安全风险管控及隐患排查治理、应急管理、事故管理、持续改进等管理功能。管理单位的各个管理所或者职能部门的安全管理人员利用平台编辑安全计划，建立各自部门的安全台账，管理安全设施等。

提出了主要安全生产管理流程和数据的要求。

4.8 水政监察

提出了应建立统一的水政监察信息化管理系统，作为水政支队和各个水政大队进行水政宣传、执法巡查、水事案件查处等网络化平台。能够管理水政宣传、水政巡查、违法案件立案和处理等记录，以及水政工作信息上报等流程和数据。

4.9 工程资料

提出了工程资料管理系统的功能要求，以及工程管理资料管理的内容和数据结构定义。

4.10 数据存储服务

规定了管理单位/分中心应该存储的数据内容，与江苏省水利数据中心的各个专题数据库共享的范围和内容。管理单位/分中心应建立统一工程调度运行管理信息平台，集成来自各个工程的计算机、机电设备状态、工程安全、视频等监视系统，以及工程管理系统的数据，并以统一的数据格式和接口提供所有工程的实时运行数据、统计信息、实时视频、安全监测数据、工程管理信息等，工程运行管理人员能够利用计算机、手机等移动终端查看工程运行状况和管理情况，及时作出正确操作、判断和决策。还规定了提供数据服务的方式。

5 结语

《规范》定位为基层管理单位的水利工程管理信息化系统的技术要求，是在学习和理解水利部《水利信息化资源整合共享顶层设计》（2015 年 3 月）、《推进“智慧水利”建设的工作意见》（苏水科〔2016〕41 号）、《江苏省水利厅健全水利数据资源体系工作方案》（2017）等精神和要求的基础上编写的，可以为水利工程管理信息化系统建设提供参考和依据。