水利工程标准化管理的数字化支持系统开发与应用

卢林全，夏志昌，林建芳，蔡天德，徐敬松，施练东，周晓军

（阅水科技有限公司，315100，宁波）

一、水利工程标准化管理的数字化研究背景

2022 年3 月，水利部印发了《关于推进水利工程标准化管理的指导意见》 和《水利工程标准化管理评价办法》及其评价标准，提出“十四五”期间， 全面推进水利工程标准化管理。2022 年底前， 省级水行政主管部门和流域管理机构建立起水利工程标准化管理制度标准体系， 全面启动标准化管理工作；2025 年底前， 除尚未实施除险加固的病险工程外，大中型水库全面实现标准化管理，大中型水闸、泵站、灌区、 调水工程和3 级以上堤防等基本实现标准化管理；2030 年底前，大中小型水利工程全面实现标准化管理。

推进水利工程标准化管理，对深入贯彻党中央、国务院决策部署，落实新阶段水利高质量发展目标任务，确保工程运行安全和效益持续发挥具有重大意义。 根据指导意见提出的要求，水利工程管理单位（以下简称水管单位）需从工程状况、安全管理、运行管护、 管理保障和信息化建设等5 个方面开展水利工程全过程标准化管理。

水管单位是工程管理的责任主体，执行水利工程运行管理制度和标准时，要针对工程特点，厘清管理事项、确定管理标准、规范管理程序、科学定岗定员、建立激励机制、严格考核评价。 当前，水利工程管理需要结合已有数据， 开发数字化管理模型。标准化是数字化的基础，有了标准化的管理要求，可以开发工程管理的数字化工具。 数字化是推进标准化的有效手段，数字化可以将标准化的要求尽量融入管理工具中，有效提升水利工程管理效率和信息化管理水平，为水利工程现代化管理打下坚实基础，实现考核与工作一体化， 有效帮扶水管单位达到标准化管理。

数字化管理本身也是标准化管理的一部分。 应用数字化管理，使诸多工作内容实现在线管理，有助于标准化工作执行落实到位。

二、水利工程标准化管理需求分析

水利工程管理是一项综合性工作，标准化管理需要水利工程管理人员团结协作，围绕水利工程的各管理对象逐项落实。 在管理方法上，应建立管理事务与管理对象的关联关系，实现水利工程管理的对象、信息、数据互通，消除信息孤岛，提高工作效率。本文以水库工程为例进行分析。

1.水库工程水资源管理业务应用需求

水库水资源安全、高效使用是水库工程管理的核心目标。 水库的短期水资源管理主要是针对发生洪水、应急事件时需要进行的预报调度，保障防洪安全和水质安全；中长期水资源管理主要是针对供水、发电、灌溉、生态等功能发挥而进行的， 保障水利用的安全和高效。

（1）短期预报调度

水库的短期预报调度， 以洪水预报为典型应用。需要根据水库库区的地形地貌，对水库历史降雨、产流汇流特征、 流域调度等情况进行详细分析论证，利用水库历史运行数据，率定预报、调度模型及参数。在短期洪水预报应用中， 主要需求为开发洪水预报模型，并按水库泄水建筑物的泄洪能力，开发洪水水位控制模式、流量控制模式、流量指令调度模式、 开度指令调度模式、规则调度模式等多种模式调度功能，支持科学调度决策，保障防洪安全。

（2）中长期预报调度

中长期预报调度以优化调度为目标，主要需求为构建历史运行数据库，在来水评估、兴利跟踪、预测调度方面开发可视化的应用，为决策提供在线支持与执行方案管理，支持科学调度决策，提高水资源利用效益。

日常水资源管理应用中，主要应用场景为对雨水情资料的查询， 可选取已有资料的任何时间段进行降雨、水位、出入库、相关台风等所有资料查询，以图、表的形式进行关联展示、分析，方便决策支持、培训和经验积累。

2.水利工程安全管理需求

水利工程的安全监测，以水库大坝为例，主要为大坝变形、位移、渗透压力、 温度等特征值的数据采集和分析。实施信息化监测，就是利用网络系统将大坝变形、应力、应变、温度、接缝、渗流等特征数据及时自动采集，录入数据库； 在系统中建立安全分析数学模型，实时分析大坝的安全状态。

大坝监测还设有人工监测系统，按照水工建筑物观测规程要求的人员固定、仪器固定、测量顺序固定、时间固定的“四固定”原则，跟踪观测、跟踪记录、跟踪计算、跟踪检查和跟踪分析“五跟踪”原则，及时收集大坝运行的各种信息和数据，及时掌握大坝安全状况。 人工观测数据也需要建立数据库，以数据表单的形式，将观测数据录入系统中，与自动化观测数据汇总后，通过模型分析，为工程安全评价作数据支撑，其结果作为预警和处置决策支持依据。

3.工程管理过程数字化需求

按照标准化管理要求，水利工程过程管理的应用需求有：工程安全数字档案管理、工程安全与防汛岗位职责管理、 防汛物资管理与维护管理、安全生产管理、 工程巡查维保管理、危险源辨识评价管控管理、 规章制度管理、职能-岗位-人事管理、精神文明单位创建管理、综合考核管理、公文管理、 党建与党风廉政监督管理等。围绕工程更安全，组织和设施要保障到位，对上述管理要全面数字化，与其他管理组成统一数字化大平台。

4.标准化管理本身的数字化需求

工程标准化管理是对管理进行流程再造， 通过落实工程管理标准，达到工程更安全、运行更高效、功能发挥更出色的目标，将标准化管理任务标准化是标准化的必由之路。

标准化管理本身需要打造一套水利工程（水库）管理任务标准化管理信息系统，用信息化和移动通信技术手段来处理、分析和管理水利工程工作任务，利用计算机、通信、网络、人工智能等技术量化管理对象与管理行为，实现计划、组织、服务、创新等职能的管理活动和管理方法的规范化、科学化与程序化，将任务管理的标准化管理做成模板，在各水利工程管理过程中共同应用，从而达到整体工程管理水平提高的目的。

标准化管理任务的信息化管理既是工作方式，同时也能快速达到标准化管理的效果。 工作任务标准化管理信息系统的应用，也必将带来水利工程管理理念的转变，对现有的管理体制及运行机制起到传承、 推进、优化、创新等作用。

管理单位可按照有关技术标准与管理规程， 结合水利部考核标准，应用系统功能，做好工程基本资料收集、整理，完善工程管理标准、运行检查项目和相关管理规章制度等具体事项， 建立起一套完整的管理标准、管理制度体系，落实严格的量化工作考核，将考核结果与管理过程整改提高进行闭环在线管理， 为实现工程“精、准、细、严”管理打下坚实基础。

三、标准化管理的数字化支持系统开发思路

1.应用清单分析

根据工程标准化管理的总体要求，对应开发管理系统，共可分为六大类20 个单体应用，清单见表1。

表1 数字化管理应用分析

2.标准化管理应用的开发思路

标准化管理应用是为管理单位制定标准化目标、落实计划、跟踪执行，辅助管理单位完成标准化目标的软件工具，包括标准化对象管理、标准化管理目标任务管理与目标执行三大应用功能。

（1）建立标准化管理的管理对象

管理单位确定标准化管理目标后，建立标准化管理目标对象。 标准化对象管理是按一定的目录架构建立标准化工作对象的过程， 按照大类-小类-子类项目建立数据库，每个“子类” 落实到具体的责任部门并落实相应的对象责任人。 详见图1。

图1 标准化对象管理框架图

（2）建立管理目标及任务库

标准化目标任务管理即自上而下的标准化任务分解过程， 形成责任到人、到时间的任务库；标准化目标任务执行，即自下而上地将任务库中的任务逐项执行完成，提交评价考核的过程。

目标任务分解由单位将目标任务分解到各部门，明确部门的责任领导与单位该目标任务的分管领导，由部门领导将目标任务细化为一项项可执行的任务， 落实到具体的工作责任人、时间，任务经单位分管领导审核后生效；责任人将完成的工作成果进行提交， 交由部门责任领导与单位分管领导审核，实现工作流程闭环管理。目标任务分解与执行流程见图2。

图2 标准化目标任务分解与执行流程图

3.标准化考评应用的开发思路

标准化考评应用是在系统内相关管理应用的基础上，进行工程管理的标准化工作整体自评与考核。 所有与考核相关的数据都同各项应用连接，直接收集各项应用的数据作为考核的佐证材料，实现考评与工作一体化。 标准化考评应用框架见图3。

图3 标准化考评应用框架图

考评工作目的是促进工作，通过一体化的信息系统支持，将考核的要求与工作要求有机结合起来，实现完成工作即完成考核自评，提高工作关联效率， 同时辅助工作按标准完成。管理单位对照考核要求，指导完成考核，提高工作成效。

四、实践应用效果

1.自动跟踪洪水预报调度系统

自动洪水预报调度系统整合了溢洪道闸门准确开度、 电站发电、水库供水等每一路出库流量采集信号，对历史数据进行全面校核率定，在数据库中形成详实的历史洪水数据，与新增数据无缝对接；对预报调度流程进行优化再造，实现了预测、预报、调度、后评价的一体化，简化了操作，提高了效率， 具备了 “5 秒钟出一组方案”的能力，对影响洪水预报调度精度和效率的水位、闸门开度、气象预报、台风信息等因素，应用了水位加密、闸门精准开度计算、台风关联、气象关联等整合创新技术，最终实现了自动滚动预报调度，以及全时段洪水跟踪与预报调度的能力。

2.巡查维保（工程设备设施）管理系统

巡查维修保养管理应用包括对象查询、巡查执行、问题处理、维保执行、对象管理、巡查任务管理、维保任务管理等功能，用户可以配置工程相关对象，利用移动端完成工程对象的巡查、问题处理，并积累工程管理数据。

系统将工程档案库、 巡查工作、维修保养工作、问题整改等相关数据进行关联后，可以通过任一数据查询相关数据， 实现高效管理与数据利用。 整体工程对象关联关系，见图4。

图4 工程对象关联关系图

3.岗位人事管理系统

岗位人事管理应用包括岗位、人员、工资、履历档案、岗位薪酬调整、教育培训管理等功能，在线制定岗位人事工作计划，届时提醒执行，执行完成即形成可查询档案。 系统实现了岗位人事管理关联数据互查分析功能，详见图5。

图5 岗位人事管理关联查询关系图

4.标准化考评应用系统

标准化考评应用系统是将系统内的所有应用完成的对象与事项进行关联查询，将考核点也作为一个对象，将管理对象、事项与考核对象进行关联，实现考核相关的数据与各项应用互通，作为考核的佐证材料，考核人依据关联查询结果，即可在线赋分评价，实现考核与工作一体化， 考核结果也为下阶段工作提升提供支持数据。

标准化考评应用系统也是标准化管理的帮扶系统， 管理者随时对照管理标准要求， 不断提高工作成果质量，努力实现更高水平的标准化管理。

五、结 语

融入标准化理念的信息管理系统，为水利工程管理的现代化建设注入了新的发展动力。 以数字化推动管理标准化，逐步建立健全现代水利工程管理体系，符合当今水利工程管理应用的现实需求与发展趋势。

标准化管理本身的数字化管理，与工程数字化管理相结合，形成了相关联的绩效考评体系，是水库管理单位做好工程管理的重要应用工具，也是管理工作持续改进的标杆和单位管理决策的重要依据。

将标准化管理目标本身作为管理对象，进行锚定，将事务管理过程与目标对象的锚点进行绑定，跟踪任务完成过程，即是推进标准化实现的过程。 这种管理模式是对整个管理的流程再造，数字化的标准化管理辅助应用工具，必将为水利工程管理效能的发挥创造出更大价值。 ■