“互联网 +”水务巡检闭环化研究与实践

王金龙 ，王 勇 ，周 华 ，唐彦君 ，王海华

（1. 宁波弘泰水利信息科技有限公司，浙江 宁波 315000；2. 北京碧圣联合水务有限公司，北京 102400）

0 引言

农村水务管理工作与人民日常用水等活动休戚相关，保障供排水的稳定与安全责任重大。供水和排水工艺流程环节繁琐，关系紧密，生产设备众多，任何环节或设备出现安全隐患都可能对供排水产生严重影响。巡检是及时发现问题隐患的有效手段，也是水务管理工作的重要组成部分，规范地解决巡检发现的问题隐患并实现水务巡检的有效监管是水务安全和稳定的重要保障[1-4]。其中，巡检轨迹和隐患处理台账资料是记录问题发现和处理的有效证据，保存巡检工作各个环节台账记录是很重要的工作内容，关系到信息安全及事务处理的规范化、闭环化。为此，以碧圣水务公司运营水厂巡检事务管理系统建设为例，利用“互联网 +”信息化技术，借助智能巡检和管理手段，按照标准化的工作规章例行巡检，从发现问题隐患开始，至隐患处理完成的各个环节形成一个有始有终的完整闭环，完整记录巡检工作信息和台账，保障水务工作安全运行，促进管理模式转变[5-9]。

碧圣水务公司运营 3 个污水处理厂和 6 个供水厂，112 座农村小型污水处理站，管理工程众多，事务繁重，目前基本依靠传统人工管理。一方面，各厂各站点分布面广，分散，信息闭塞，人工管理需要耗费大量的人力、物力和财力，且难以及时了解各站点的运行情况，进行统一管理调配。数据处理数量较大，涉及文档材料种类繁多，数据共享难度大。另一方面，农村供水工程设施落后，管理人员综合素质相对较低，导致台帐资料保存不完善，日常巡检事务管理缺乏有效监管，管理水平跟不上发展需求等诸多问题。综上，目前水务工作整体智能程度低，存在以下管理弊端：1）管理不规范。过程管理不完善，难以形成闭环，事件处理台账保存不完备，容易导致线索无迹可寻。2）资源共享效率低。数据分散，孤岛现象普遍，资源集约共享程度低。3）巡检轨迹偏移缺失。巡检轨迹是巡检监管考核的重要指标，也是后续问题排查和隐患处置的关键因素，然而厂区室内等区域因 GPS 信号微弱导致无法定位或轨迹杂乱无序，给巡检监管带来了很大的困扰，这也是目前 GPS 定位领域面临的普遍技术问题。

1 水务巡检工作现状

2 水务巡检系统设计与实现

针对现状存在的问题，提出以下 2 种解决办法：1）构建适合农村水务巡检工作的事务闭环管理流程，把巡检工作从隐患发现到处置结束各环节串联起来，环节与对应岗位关联，定岗定责，各司其职，保障巡检管理规范、标准、闭环。2）利用互联网信息技术手段，根据闭环流程研发基于移动终端的巡检 App 和基于 B/S 架构的巡检事务管理平台，提供数据共享接口，在线隐患上报、审核，资料上传等功能，打破信息壁垒，实现信息的统计分析和统一管理。

2.1 系统设计

2.1.1 技术设计

巡检系统架构主要分为以下 3 层：1）底层。底层由网络层和硬件及基础设备构成，提供架构所需的网络传输和数据存储等设备条件。2）中间层。中间层为数据库，包括水务巡检、业务和地理信息等数据库，主要存储和提供巡检事件记录、轨迹，地图空间和属性，用户信息及管理资料等数据。3）上层。上层为应用层，由移动巡检 App 和 PC 事务管理平台组成，分别由相应的硬件设备、设计模式、开发应用平台和组件开发实现。巡检系统架构图如图 1 所示。

图 1 水务巡检系统架构

2.1.2 功能设计

1）移动巡检 App。基于Android 和 iOS 2 种操作系统，后台统一信息数据接口，采用 React Mobile和 Hybrid App 等混合开发技术。对于厂区室内 GPS信号微弱的区域导致的巡检轨迹偏移丢失问题，提出 GPS 定位与二维码扫描相结合的签到巡检模式（以下简称定位扫描签到模式）。利用互联网地图（天地图）在线获取室内巡检部位的经纬度坐标，将坐标和巡检部位属性等信息存储至二维码中，巡检员在关闭 GPS 模式下扫描张贴在巡检部位的二维码进行签到，同时获取巡检部位坐标信息实现位置定位。扫描二维码进行签到时，App 自动跳出该巡检部位的巡检项列表，巡检员根据列表完成巡检工作。定位扫描签到模式可解决单一 GPS 定位导致的轨迹丢失或偏移的问题，实现巡检轨迹的完整记录。巡检若发现隐患问题，利用 GPS 定位、文字描述、拍照、语音视频记录等手段记录隐患并上报至PC 监管平台。分管领导登录 PC 监管平台对上报问题进行确认后，将问题处理指令下发至消缺（消除缺陷）负责人，消缺人员接收到消缺指令后实施隐患处置，处理完成后将问题处理记录台账上传至监管平台，待分管领导审核后，问题处理完毕，归档资料。

2）PC 事务管理平台。以 WebGIS 平台为载体，后台使用 Java 服务和 SQL Server 数据库，采用 Tomcat 服务器构建项目开发和运行环境，前台采用 HTML 5 + CSS 3 + 基于 jQuery 的前端框架，选用 Eclipse 集成开发平台。考虑 PC 事务管理平台面向对象特性、安全特性、可管理性等，把数据库访问、命名和目录服务、XML、事务服务等有机地集成在一起，保证事务管理平台具有很好地可扩展性。主要实现在线展示巡检轨迹，查看问题隐患文字记录、照片视频等信息，分析确认巡检上报问题，审核维修养护计划，制定维修养护方案，下发维修养护指令通知，审核最终维修养护结果，归档成果资料等功能。

2.2 技术路线与方法

2.2.1 技术路线

巡检系统的实现路线分为以下 4 个步骤：1）依据水利工程标准对规范化、信息化、闭环化的指导意见和要求，在一般巡检事务流程的基础上进行完善，构建水务巡检闭环化管理流程；2）结合水厂室内和外管线 2 种巡检环境，研究 GPS 定位与二维码结合的定位扫描签到模式；3）根据需求和闭环流程进行系统详细设计；4）完成移动巡检 App 和 PC 管理平台的开发实现。具体技术路线如图 2 所示。

2.2.2 闭环管理流程

图 2 技术路线

水务巡检管理主要指巡检发现问题隐患并对问题及时记录、跟踪和分析，掌握水务生产设备运行状况，实现水务集约型管理和规范化。水务巡检事务闭环管理流程分为以下几个步骤：1）现场巡检与记录，发现问题并上报；2）负责人对问题进行分析，确认问题后启动维修养护程序；3）负责人发起维修养护申请并制定维修养护计划； 4）在维修养护计划通过分管领导审核后，制定维修养护方案；5）组织实施维修养护并记录维修养护过程，提交维修养护最终结果；6）主管负责人对结果进行审核，通过后归档成果，流程结束。具体流程如图 3所示，该流程将事务处理各环节编制进来，环环相扣，通过上报人与负责人的反复上报—审核—反馈机制形成完整闭环，各环节档案留痕，事务处理有始有终，有迹可循，对流程涉及的任务、事件、项目进行多维度跟踪，实现事务处理全过程监管，以及信息安全及事务处理的台账留痕化、规范化。

图 3 巡检事务闭环管理流程

3 水务巡检系统应用情况与效果

水务巡检管理系统在碧圣水务公司得到了良好的推广和使用，主要应用效果如下：

1）巡检轨迹更完整，巡检签到更规范。采用GPS 定位结合二维码定位扫描签到模式后，一方面巡检员获得了有效的考勤签到手段，相比之前需要到办公室进行人工签到，现在可以轻松实现二维码扫描签到，管理者只需登录平台查看统计数据就可掌握不同水厂的出勤率数据。另一方面，巡检轨迹的记录较之前更完整、稳定。采用定位扫描签到模式前，巡检人员进入厂房后，轨迹出现严重丢失和偏移现象；采用定位扫描签到模式后，厂房内巡检轨迹正常，厂房外的轨迹记录也比较正确完整。巡检轨迹对比如图 4 所示。

图 4 巡检轨迹对比

2）事件处理更规范，办公效率提升。巡检系统投入使用后，隐患上报或者处理过程中的各个有序环节都设有短信自动提醒功能，接收到指令后相关人员可以第一时间按照流程顺序进行处理，直至隐患处理完成并审核归档，这样既提供了及时有效的沟通手段，又规范了事件处理流程，提高了流转效率，办公效率和管理效果得到了极大提升。

以 2017 年 8 月 2 日为例，北京市房山区长阳地区突发强降雨，降水量为 111.9 mm，长阳第二供水厂厂区被大水淹没，9 万人饮水受到影响，碧圣公司领导通过巡检事务管理系统进行数据分析和参数比对，迅速确定应急供水保障方案，并通过管理系统实行统一调度，仅仅 4 h 就恢复了居民的正常用水，保障了社会的稳定。

此外，在设备维修费用和反冲洗水量节约方面也产生了明显的成效， 2017 年维修费用和反冲洗用水量分别较 2016 年降低了 19.97% 和 63.09%，对比如表 1 所示。

表 1 维修费用和反冲洗用水量对比

3）数据集约程度提高，台账资料更完整。巡检系统投入使用后， 各水厂通过巡检 App 记录巡检信息，将信息上报至 PC 管理平台，同时各水厂负责人将日常运行台账资料等数据上报至 PC 管理平台，信息得以集中管理，管理者可以及时掌握下属水厂的基本运行和统计信息，从而建立一条有效的数据统一管理和集约共享渠道。同时，每个环节处理后都会在系统留下操作痕迹和相关台账资料，保证隐患处理记录和台账资料的完整性。隐患和台账资料界面示例如图 5 所示。

4 结语

图 5 隐患和电子台账记录界面图

响应国家对水利信息化的要求，借助信息化手段提高水务管理水平，是确保水务安全运行并长久充分发挥效益的有效手段。以碧圣水务公司水厂水务巡检事务管理为例，依据水利工程标准化、闭环化的要求和理念，结合农村水务特点，构建了规范化、闭环化的巡检事务处理流程，提出 GPS 定位结合二维码扫描的签到巡检模式，并研发了基于闭环处理流程的巡检事务管理系统。该系统可为水务巡检管理提供有效的监管手段，规范水务日常巡检工作，保障巡检工作的正常开展与监管。随着“互联网 +”的不断发展，水务巡检工作中的弊端和难题仍须积极寻求管理突破，借助信息化工具，提升水务巡检管理的智能水平，促进水利工程的安全、科学管理。