江都水利枢纽精细化管理信息平台系统研究

崔 凯，朱承明，袁志波，王龙飞，陈双圆

（江苏省江都水利工程管理处，江苏 扬州 225200）

0 引言

江都水利枢纽是江水北调东引的源头工程，也是治淮的重要节点工程，工程位置独特，作用重大，效益显著。江都水利枢纽作为精细化管理的发源地，开展了先行探索实践，在水利信息化方面进行了有益的尝试[1]。经过多年深耕，江都水利枢纽相继建设了集中监控、工程管理等系统，完成了基于集控中心的远程控制与监视，实现了对水利枢纽工程的整体管控。但江都水利枢纽信息平台建设仍相对滞后，存在以下一些问题：已建系统存在功能相对单一的缺陷；多数功能仅停留在基础应用层面，侧重于相应基础信息的查看及文档管理功能；系统功能不够合理完善，使用效率偏低；建设广度与深度尚未达到运行管理规程的要求。

近年来，许媛等[2]对江都水利枢纽工程管理信息化建设现状及问题进行了分析，根据目标规划及构建思路提出了补充建议。薛井俊等[3]通过对现有信息化系统应用功能梳理、整合、设计，综合发布建设方案、框架结构及功能要求，实现了信息共享及复杂数据的直观展示。高键等[4]通过分析四川省智慧水利发展现状与具体需求，确定了智慧水利核心要素，运用基于设计的研究方法构建了智慧水利体系架构。由这些研究可见，基于信息化的水利业务管理系统已经开展了一系列的研究，但目前尚未开展与水利工程精细化管理相契合的信息平台研究。浙江省近年来在推进标准化管理的过程中也建立了信息化平台，对工程管理信息化建设提供了一定的借鉴，但由于精细化管理与标准化管理目标、方法和途径等存在明显差异，需要针对精细化管理各项要求研究开发精细化管理信息平台[5-8]。

为解决上述问题，江都水利枢纽在深入现场调研的基础上，根据自身的管理体制和调度运行方式，结合应用的实际需求，以工程精细化管理业务的工作流程为主线，构建精细化管理信息平台，以促进信息化更好地服务于实际工作，使精细化管理落地生根，推进水利工程管理的提档升级，加快水利现代化建设。

1 精细化管理信息平台构建思路

精细化管理信息平台作为精细化“六大管理”（管理任务、标准、制度、流程、评价和平台）的重要组成部分，如何科学规划与建设，成为目前必须解决的首要任务。江都水利枢纽立足精细化管理的核心理念，按照水利工程精细化管理评价办法及标准，以避免重复建设、便于工程实施操作和有利于管理维护为原则，结合各类业务需求及相互间关系，以“运管一体化”为主导理念，构建以“信息标准化、系统整体化、决策智能化”为特征的精细化管理信息平台，实现水利工程安全、可靠、经济、高效、环境友好的运行新模式[9]。

精细化管理信息平台以原有集中监控、工程管理等系统为基础，以核心业务为主，兼顾行业管理新业态，紧扣工程管理的“事项、标准、流程、制度、考核、成效”等重点管理环节，体现“系统化、全过程、留痕迹、可追溯”的思路，力求实现管理事项清单化、要求标准化、流程闭环化、成果可视化、档案数字化、审核网络化，着力打造先进、实用、好用且具有示范意义的精细化管理信息平台[10]。

2 精细化管理信息平台建设内容

2.1 总体架构

精细化管理信息平台通过同步程序的数据摆渡方式获取集控系统监视数据，确保运行系统与管理系统之间的网络安全。

从精细化管理信息平台与工程自动化系统整体考虑，采取纵向分级、横向分区的层次结构：

1）纵向上分为三级。a. 第一级为用户层级，包括领导层、各基层单位及职能科室，负责工程调度及管理工作，是管理信息系统的用户。各部门工作人员通过登录各自账号，在精细化管理平台内完成各项业务之间的协同办公和数据流转。b. 第二级为业务层级，即江都水利枢纽管控一体化系统，主要包括综合事务管理、生产运行、设备设施管理等 7 个业务应用，管理驾驶舱和后台管理 2 个辅助应用，以及移动客户端。c. 第三级为数据层级，主要指通过现场各类设备获取的数据资源形成的各类数据库，如工程运行、管理等数据库，数据库同时也能从其他系统获取需要的数据信息。

2）横向上，按安全等级的不同分为生产控制区、行政管理区、业务管理区。生产控制区为江苏省江都水利工程管理处现有集中监控系统，行政管理区为管理处现有行政办公系统，业务管理区部署精细化管理信息平台。在业务管理区依据业务需求整合新建工程管理业务，同时嵌入水文信息、河湖管理、档案管理、办公 OA、门户管理等系统，整合构建成精细化管理信息平台，总体架构如图1 所示。

图1 江都水利枢纽精细化管理信息平台总体架构

2.2 数据库建设

数据库根据《江苏省水利信息资源目录（2017 版）》的标准要求建立，统一数据接口，保证数据的安全性、可靠性和唯一性。

1）基础数据库。基础数据库，用于存放支撑系统正常运行的配置、用户、权限、日志、组织机构的信息，以及用户角色级别。

2）监测运行数据库。监测运行数据库由控制区数据同步获取，业务类型包括水文、工情、水量等信息，数据时段类型包括分钟、小时、日、月、年等数据。

3）管理类数据库。管理类数据库用于存放综合事务、生产运行、检查观测、设备设施、安全管理、项目管理等业务类数据。

建立横跨各安全分区及中心与分中心之间的数据交换总线，同时提供对各类数据库的标准接口，从而实现水利工程基础信息、雨水情、运行环境等数据与其他部门或者江苏省水利厅共享。

2.3 集成应用平台

集成应用平台是以应用、公共等服务为核心的基础软件技术支撑平台，提供面向服务的组件化应用构建环境，为应用系统的功能实现提供技术支持，主要包括数据处理、权限管理、数据查询、报表管理、图形框架、综合报警、综合展示、数据通信、控制服务等功能。

2.4 软件平台架构

2.4.1 技术路线1）B/S 技术路线。精细化管理信息平台适用于多层级用户，采用 B/S 架构，降低系统部署难度，节约运维成本，便于统一的维护和管理。

2）前后端分离、微服务框架。精细化管理信息平台采用 Spring Cloud 微服务技术框架，服务器端为各大应用、平台支撑组件，以及相应的中间件支撑，客户端为 Chrome，IE，FireFox 等主流浏览器和移动设备。

2.4.2 支撑平台

支撑平台是一个将现有分散、独立业务系统进行全面整合与集成，支撑新建业务系统的综合集成平台。支撑平台依托各类平台级软件产品或服务软件工具，为应用层各业务应用提供服务支撑。

2.4.3 服务治理

建设服务治理，将应用和数据服务的注册、路由、适配等内容进行统一管理，实现服务的集中、集约化管理。支撑业务系统基于 SOA 架构和开发工具类的服务需求，实现业务系统既可直接调用服务治理的服务，又可以根据服务治理的服务进行报表、界面等功能的开发。

2.5 业务模块

结合江都水利枢纽工程管理的实际情况，依据精细化管理信息平台的需求及流程特点，对业务应用功能进行设计和开发。精细化管理信息平台功能结构如图2 所示。

图2 江都水利枢纽精细化管理信息平台功能结构图

主要业务模块分析如下：

1）综合事务管理模块。综合事务管理模块是以任务分解落实为主的事务性管理模块，为各基层站所及职能科室提供日常事务的办理、跟踪、查询与统计的统一平台，主要包括任务、考核管理，以及教育培训、档案管理、制度标准、通知发文等功能项。

2）生产运行模块。生产运行模块的主要任务是根据上级下达的调度指令，进行细化和组织实施，并做好值班、两票管理等工作，保证工程设备的正常运行，执行上级下达的调度指令，主要包括调度管理、控制操作、值班管理、运行日志、两票管理等功能项。

3）检查观测模块。检查观测模块分为以下 2 个部分：a. 工程检查。按照重要性、不同时期及工况分别确定相应的周期和内容，强调重点部位、汛期、运行期的工程检查，主要包括日常、定期、专项检查等功能项。b. 工程观测。主要完成对测量任务的明确落实和数据的自动整编、成果应用。

4）设备设施管理模块。设备设施管理涵盖设备和水工建筑物等的管理，是工程业务管理的重点，主要实现以下管理：a. 以编码作为设备设施识别线索，对设备设施进行全生命周期管理，并设置对应二维码进行扫描查询。b. 建立设备管理台账，记录和提供设备信息，反映设备维护的历史记录，为设备的日常维护和管理提供必要的信息。c. 对发现的工程缺陷按流程进行规范处置，形成全过程台账资料，并积累缺陷管理资料和信息，统计分析缺陷产生原因，有利于采取预防和控制对策。

5）安全管理模块。安全管理遵循安全生产法规，结合安全生产标准化建设的要求，部分内容链接生产运行、检查观测、设备设施管理等功能模块信息，形成全过程管理台账，对问题隐患进行统计查询、警示提醒，主要包括目标职责、现场管理、隐患排查治理、应急管理、事故管理等功能项。开发基于不同应用场景的安全生产信息显示屏，可根据相应功能模块查询详情信息。

6）水政管理模块。水政管理模块主要包括以下功能项：a. 队伍管理。通过该功能配置执法队伍，定义执法人员的角色与职责。b. 划界确权。通过该功能可在 GIS 平台上展示工程管理范围线及桩（牌）矢量布置图，实地埋设的界桩、界牌、告示牌等已知点的地理坐标信息。c. 执法巡查。执法巡查人员通过移动 App 可收到巡查任务定时提醒，执行巡查任务过程中可随时上报巡查及问题信息。d. 涉水监管。通过该功能项，可定期录入相关涉水设施、活动的监管信息，并支持查询和汇总查看。

7）项目管理模块。项目管理按流程主要分为项目下达、实施方案、实施准备、项目实施、验收准备、项目验收等，涉及计划申报、批复实施、项目采购、合同管理、施工管理、方案变更、中间验收、决算审核、档案专项验收、竣工验收、档案管理等功能项，项目负责人、技术人员、管理部门负责人在精细化管理信息平台上，进行项目实施过程信息的填报和审核，并记录流转。所有子功能项都有流程节点工作提醒功能。

8）管理驾驶舱（系统首页）。管理驾驶舱是一个综合信息发布、工作成果展示功能块，可根据不同的用户角色定制成不同的组合（综合、运行、业务），基本发布展示内容有实时水情工情、任务（事项）管理、生产运行、设备设施、水政执法、项目管理、安全管理等信息。

9）App 移动客户端。选取管理驾驶舱部分内容，发布工程运行信息，重要工作的流程可通过短信或手机 App 发布工作提醒，按流程处理审核，对进展情况进行查询。支持 Android 和 IOS 等主流手机、平板移动终端，支持二维码扫描识别、GPS 定位。

10）后台管理模块。后台管理整合人员管理、通信录管理、权限配置、通用设置等内容。后台管理模块包含新用户账号添加、账号管理、密码更改、权限配置等基本功能，是对所有账户进行管理的重要模块。

3 精细化管理信息平台实际应用情况

目前，江都水利枢纽精细化管理信息平台已上线运行，总体运行良好，并取得以下成果：

1）把业务场景整合规划至精细化管理信息平台。使用移动采集、可视化、地理信息系统等信息化技术，打通工程管理的各个环节，保障工程运行安全，减轻工作强度，提高工程管理水平。

2）实现工程数据共享、业务闭环管理。通过建立数据共享机制，并采用二维码技术，实现设备全生命周期的信息采集和管理，建立预警预判机制。通过精细化管理对相关事项进行主动提醒，实时跟踪，事后评价，从而实现工程管理事项的闭环化与流程化。构建移动巡检功能模块，实现巡检任务的自动下发，巡检人员到岗信息的自动确认与判断，精细化管理信息平台自动核实巡检数据的真实性与准确性，可在第一时间将巡检数据反馈并通知相关人员及时抢修，降低潜在风险，建立从问题的发现直至解决反馈的全过程监管。

3）构建调度管理与运行操作的耦合应用。将调度管理与运行操作信息耦合，使得调度指令能自动流转至当班班组，在系统层面获得权限，进行操作控制，将具体步骤准确定位到具体操作人员、时间，可追溯整个操作流程。

4 结语

江都水利枢纽精细化管理信息平台的开发，极大地促进了精细化管理的快速落地和推广应用，能够进一步规范枢纽工程的日常管理工作，明确工作流程，促进业务协同，方便上级主管单位开展业务指导和工作监管，有效提高水利工程的建设、运行、维护和管理水平，促进工程的安全经济运用，实现水利工程的数据采集和控制自动化、运行管理规范化网络化、分析处理智能化、调度决策科学化，为加快推进水利工程管理现代化发挥了重要作用，具有重要的经济和社会效益。同时，也为其他学者研究水利工程精细化管理信息平台统提供参考，在水利行业具有很好的推广应用价值。今后精细化管理平台将在数据完全共享共用、部门业务横向协同、移动客户端优化设计等方面进行进一步研究。