基于政務云的水利工程建設全過程管理平臺研究

駱小龍 ，邱 雁 ，顧 霞 ，余金銘

（1. 浙江省水利信息管理中心，浙江 杭州 310009；2. 浙江大禹信息技術有限公司，浙江 杭州 310002）

0 引言

近年來，我國進入大規(guī)模水利工程建設的重要時期，水利投資強度大，民生水利項目點多、線長、面廣、量大、任務重[1]。如“十三五”期間，國家規(guī)劃的 172 項重大水利工程，總投資約 1.72 萬億元，全國水利工程投資預期將達 4.00 萬億元[2]。以浙江省為例，年度水利投資已連續(xù) 4 年突破 500.00 億元，2018 年全年完成投資 563.60 億元[3]，這對水利工程監(jiān)管的方式方法提出了更高的要求。但與大規(guī)模投資不相協(xié)調(diào)的是，水利工程建設管理模式比較粗放，管理手段相對落后，信息化水平較低，缺乏高效的監(jiān)管方式，工程監(jiān)管過程中依然存在諸多漏洞。因此，如何利用信息技術，加強水利工程建設全過程的數(shù)字化監(jiān)管，探索水利工程監(jiān)管的科學管理方法，保證工程建設質(zhì)量，提高工程建設管理水平，不斷提升水利工程建設監(jiān)管能力，成為目前急需解決的問題，也是水利工程建設信息化的重要發(fā)展趨勢。

在浙江省 2018 年度重大水利科技項目“水利工程數(shù)字化監(jiān)管平臺研究與應用”中，在調(diào)研浙江省水利工程建設管理現(xiàn)狀基礎上，突破水利工程建設的傳統(tǒng)管理手段和機制，依托云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等先進技術，研究開發(fā)了貫穿水利工程建設各個環(huán)節(jié)的水利工程建設全過程管理平臺（以下簡稱管理平臺），并在姚江上游西排工程等浙江省百項千億防洪排澇工程具體項目中進行應用，取得良好效果。

1 管理平臺設計

1.1 管理平臺定位

管理平臺圍繞水利工程建設“誰來管、管什么、怎么管”3 個方面的業(yè)務問題，對浙江省內(nèi)重點重大水利工程建設過程全面在線管控，促進水利工程建設項目管理方式的轉變，強化項目關鍵環(huán)節(jié)風險管控，實現(xiàn)工程建設管理“陽光化”、管理過程“透明化”和運作行為“規(guī)范化”，提升水行政主管部門對水利工程建設項目的動態(tài)監(jiān)管能力，使工程建設在社會滿意、資金安全、進度正常、經(jīng)濟合理、質(zhì)量達標狀態(tài)下有序可控地推進。

1）誰來管。即管理平臺的服務對象，管理平臺以具體水利工程建設項目為主線，把項目法人、監(jiān)理、施工、設計、質(zhì)監(jiān)，以及省、市、縣三級水行政主管部門等各方人員統(tǒng)一納入到管理平臺中，各司其職，共同參與協(xié)作。

2）管什么。即管理平臺的管理內(nèi)容，管理平臺聚焦水利工程建設項目的進度、資金、質(zhì)量、安全等四大核心要素，以合同標段為管理單元，將項目設計、施工、監(jiān)理、質(zhì)監(jiān)等各環(huán)節(jié)信息及工作記錄全部痕跡化管理。

3）怎么管。即管理平臺的管理環(huán)節(jié)，管理平臺按水利工程建設項目的生命周期，將項目劃分成項目前期、施工準備期、施工期、驗收期等 4 個階段，并根據(jù)不同階段的工作重點，明確管理的重點內(nèi)容。

1.2 管理平臺架構

管理平臺基于浙江省政務云架構， 采用 B/S 模式，以 .NET 作為開發(fā)框架，以云數(shù)據(jù)庫 RDS 作為數(shù)據(jù)建庫載體。管理平臺總體框架分為 5 個層次，總體架構如圖 1 所示。

圖 1 總體架構圖

5 個層次具體分析如下：

1）基礎層。充分依托浙江省政務云基礎資源，構建統(tǒng)一、穩(wěn)定、高效的平臺計算服務（ECS），數(shù)據(jù)庫服務（RDS），存儲服務（OSS）等，避免重復建設。同時，在水利工程施工現(xiàn)場布設網(wǎng)絡攝像頭、釘釘考勤機等設備，并通過政務網(wǎng)接入平臺，作為管理平臺實時感知工程施工現(xiàn)場的采集終端。

2）數(shù)據(jù)層。構建管理平臺數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理和存儲環(huán)境，按照數(shù)據(jù)類別，劃分形成基礎類、業(yè)務類、多媒體類及空間位置類等數(shù)據(jù)庫實例。在數(shù)據(jù)資源規(guī)劃設計上，管理平臺秉承“打破孤島、共建共享”理念，充分利用浙江省“最多跑一次”建設成果，通過浙江省政府共享交換中心，將水利工程相關的項目審批、企業(yè)注冊、信用、資質(zhì)等信息，分別從浙江省發(fā)展和改革委員會、市場監(jiān)督管理局、住房和城鄉(xiāng)建設廳等業(yè)務廳局中共享。

3）支撐層。通過統(tǒng)一身份認證、GIS 應用服務、工作流引擎、業(yè)務流程管理、報表定制等基礎信息和工具的服務，為平臺模塊提供統(tǒng)一的技術架構和運行環(huán)境，有效支撐業(yè)務應用層的構建。

4）業(yè)務層。是平臺的核心層，通過綜合應用各類信息化技術，圍繞水利工程建設管理的業(yè)務需求，建立水利工程建設全過程業(yè)務邏輯及管理流程，實現(xiàn)水利工程建設全生命周期的閉環(huán)監(jiān)管。

5）應用層。提供崗位化、場景化的人機交互界面，為各類用戶提供服務。

1.3 管理平臺安全機制

管理平臺涉及的用戶范圍廣，關鍵信息多，數(shù)據(jù)量大，因此管理平臺的安全問題也非常突出。經(jīng)過深入研究，管理平臺重點做好賬戶和運行環(huán)境2 個方面的安全。

1）賬戶安全。要確保賬戶體系可管可控可查可溯，為此，采用以下 3 種機制：a. 實名授權制。所有賬戶由管理員或分級可信管理員注冊，并進行實名認證。賬戶權限按崗設置，同崗同權，異崗分割。b. 動態(tài)短信驗證機制。管理員注冊賬戶時，口令隨機動態(tài)發(fā)布到崗位人員手機上。首次登錄時，賬戶密碼必須進行修改并再次短信驗證，確保賬戶為崗位人員本人使用。c. 登錄信息留痕機制。所有賬戶登錄信息（姓名、IP、時間、時長等）在管理平臺后臺條目式留痕，對同一 IP 地址多次異常登錄的賬戶進行預警。

2）運行環(huán)境安全。管理平臺部署于浙江省政務云網(wǎng)絡環(huán)境中，發(fā)布端放置在政務云的公有云環(huán)境中，數(shù)據(jù)庫端部署在政務云的私有云環(huán)境中，并通過政務云公有云和私有云特殊通道進行數(shù)據(jù)交互，避免數(shù)據(jù)庫在互聯(lián)網(wǎng)上直接暴露。同時，管理平臺選用云盾和云監(jiān)控服務，強化運行環(huán)境安全。云盾為管理平臺提供一站式安全增值服務，包括安全體檢功能（網(wǎng)頁漏洞、掛馬等檢測）和安全管家功能（防 DDOS 服務、端口安全檢測、網(wǎng)站后門檢測、主機密碼暴力破解防御等），防止管理平臺被攻擊。云監(jiān)控自動為系統(tǒng)提供包括網(wǎng)站，Ping，TCP，UDP，DNS，POP3，SMTP，F(xiàn)TP 等端口的監(jiān)控服務，可以及時發(fā)現(xiàn)故障并通過多種方式告警[4]。

2 管理平臺功能

管理平臺以項目法人及從業(yè)單位為主體，注重源頭收集工程建設過程信息，強化建設業(yè)務協(xié)同和數(shù)字化管理，可實現(xiàn)不同建設模式、管理單位、業(yè)務模塊的按需流程化配置。管理平臺業(yè)務功能主要包括項目管理等 9 個功能模塊，具體結構如圖 2所示。

圖 2 平臺功能結構圖

主要功能模塊介紹如下：

1）項目管理。在充分共享浙江省“最多跑一次”建設成果基礎上，對在建水利工程的項目基本情況、參建單位和關鍵人員的信息進行備案管理，從整體上掌握項目建設的基本情況及單位人員配置等信息，明確項目參建各方的管理責任。

2）防控管理。通過釘釘人臉識別考勤機和攝像頭等設備，實現(xiàn)對水利工程可視化防控管理。即通過現(xiàn)場釘釘考勤，監(jiān)管項目參建各方關鍵人員（包括項目經(jīng)理、總監(jiān)等）的到崗情況，及時督促關鍵人員進崗履職；通過視頻圖像，動態(tài)記錄掌握施工現(xiàn)場最新進展，強化工地安防監(jiān)控，做到歷史追溯。

3）合同管理。以每份合同為單元，對合同信息、支付、變更、結算等內(nèi)容進行管理。通過合同類型設定不同的支付流程，建立合同控制流程，明確參建各方管理責任，保障項目合同按計劃執(zhí)行。

4）資金管理。通過資金監(jiān)督，掌握項目資金完成情況；通過對比資金計劃、到位和支付，實時跟蹤項目執(zhí)行進展，為項目進度管理提供依據(jù)。

5）進度管理。通過進度跟蹤，比對計劃安排與實際進展，及時準確掌握工程進度；通過工作日志，了解項目參建各方每日的工作內(nèi)容、人員投入和工程變化情況；通過招標管理、開工備案、變更管理，把控項目進度的重要里程碑節(jié)點執(zhí)行情況。

6）質(zhì)量管理。通過項目劃分，明確工程的重要隱蔽/關鍵部位、單元和分部工程，細化質(zhì)量逐級管理內(nèi)容，把控項目質(zhì)量主要環(huán)節(jié)；通過質(zhì)量檢測、評定、監(jiān)督等手段，可及時發(fā)現(xiàn)、跟蹤和處理施工過程中出現(xiàn)的問題，強化對項目整體施工質(zhì)量的控制。

7）安全管理。根據(jù)不同的項目類型（如水庫、水閘、堤防等），個性化設定項目安全管理的范圍和內(nèi)容。通過安全管理加強對施工過程中重大危險源和施工隱患的排查，加強項目建設各方的安全意識，督促建立健全的安全管理體系。

8）監(jiān)督管理。通過大數(shù)據(jù)分析技術，將水利工程建設過程中的各類數(shù)據(jù)統(tǒng)計、分析、鉆取后，動態(tài)匯聚到可視化監(jiān)管視窗中，方便各級水行政主管部門直觀了解項目情況，及時掌握項目動態(tài)，預警處置項目風險，監(jiān)督考核項目任務。

9）驗收管理。中間驗收可劃分為分部工程、單位工程、合同完工、專項、階段等驗收階段。通過采集和監(jiān)管驗收環(huán)節(jié)中的驗收材料、現(xiàn)場影像、參會人員簽到情況等信息，加強對驗收環(huán)節(jié)的管控，規(guī)范驗收流程，避免弄虛作假。

3 管理平臺關鍵技術

3.1 多源外部異構數(shù)據(jù)融合技術

在項目具體管理過程中，管理平臺需調(diào)用與本項目相關的大量外部異構數(shù)據(jù)來支撐和服務管理人員。數(shù)據(jù)格式上既有文本、圖片、視頻數(shù)據(jù)，也有結構化數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)來源上分布于水利建設市場信息、工程質(zhì)量檢測、工程視頻監(jiān)控等系統(tǒng)應用中。管理平臺在融合外部異構數(shù)據(jù)時，按照一數(shù)一源原則，通過統(tǒng)一社會信用代碼、身份證號、工程項目編碼等關鍵字段匹配方式，以 Web Service 服務接口從相關系統(tǒng)調(diào)取數(shù)據(jù)。管理平臺對所有調(diào)取的外部數(shù)據(jù)只做分析計算和前端融合展示，不做原始數(shù)據(jù)修改或副本式復制存放，避免一數(shù)多存、一數(shù)多源。外部數(shù)據(jù)具體有以下 4 種信息：

1）企業(yè)信息。涉及基本信息（企業(yè)類型，注冊所在地、資本金、類型，法定代表人，技術負責人等）、工程業(yè)績（項目名稱、地址、標段名稱、中標金額、項目業(yè)主、開工和完工時間、項目經(jīng)理等），從水利建設市場信息系統(tǒng)中通過比對統(tǒng)一社會信用代碼獲取。

2）從業(yè)人員信息。涉及人員基本信息（姓名、性別、身份證號、學歷、學位、聯(lián)系方式）、證書信息（證書類型、注冊時間、有效日期）、履歷信息（畢業(yè)院校、工作單位），從水利建設市場信息系統(tǒng)中通過比對身份證號獲取。

3）材料檢測信息。涉及項目相關的樣品材料名稱，以及檢測單位、時間、報告、結果等，從水利工程質(zhì)量檢測系統(tǒng)中獲取。檢測信息通過檢測機構專門檢測儀器產(chǎn)生，并以固定表樣形成文本式檢測報告，支持二維碼在線比對，數(shù)據(jù)不可篡改。

4）工地現(xiàn)場實況信息。涉及視頻監(jiān)控、現(xiàn)場照片等，視頻流直接從水利工程視頻監(jiān)控系統(tǒng)通過點位編碼匹配后獲取，現(xiàn)場照片可從工程照片庫中按“點位編碼 + 時間戳”方式獲取。照片由系統(tǒng)的前置攝像頭以 1 幅/ h 的頻次自動抓拍、編碼后產(chǎn)生。

3.2 關鍵人員亮燈監(jiān)管技術

管理平臺對關鍵人員既要監(jiān)管出勤情況，又要監(jiān)管是否有重復任職情況，對不符合要求的關鍵人員以亮燈方式提醒和預警，亮燈監(jiān)管流程如圖 3所示。

圖 3 亮燈監(jiān)管流程圖

具體包括以下 2 種監(jiān)管：

1）出勤監(jiān)管。按照《水利工程施工及監(jiān)理合同示范文本》中關于關鍵人員到位天數(shù)的規(guī)定，對關鍵人員每月缺勤情況進行亮燈監(jiān)管，如對主體工程標段施工單位項目經(jīng)理和監(jiān)理單位項目總監(jiān)，設置每個自然月缺勤 8～15 d 亮黃燈，缺勤 15 d 及以上亮紅燈的預警信息。管理平臺研發(fā)時，在施工現(xiàn)場部署釘釘網(wǎng)絡版考勤機，通過人臉、指紋識別，以及手機定位打卡等方式采集人員到崗信息，并自動傳輸存儲到釘釘管理后臺。管理平臺通過釘釘?shù)谌浇涌诜绞脚c釘釘管理后臺實時數(shù)據(jù)同步，一方面把需要參與考勤的人員信息傳送到釘釘后臺，另一方面從釘釘管理后臺實時提取考勤記錄，結合考勤規(guī)則對每位關鍵人員進行亮燈提醒預警，并直接聯(lián)動企業(yè)短信機以短信形式通知項目法人相關人員，達到監(jiān)管目的。

2）重復任職監(jiān)管。根據(jù)施工和監(jiān)理合同中關鍵人員的姓名、身份證號，以及項目的合同工期，每天自動比對篩查水利建設市場信息系統(tǒng)中所有登記的工程建設項目，若發(fā)現(xiàn)本項目關鍵人員在重疊時段同時承擔其他建設項目關鍵人員任職的情況，管理平臺自動亮紅燈并顯示重復任職項目的相關信息，直至項目法人根據(jù)有關規(guī)定完成整改并上傳書面整改文件后，再恢復為綠燈。

4 管理平臺應用

姚江上游西排工程位于紹興市上虞區(qū)，是以防洪排澇、引水為主，同時兼顧改善水環(huán)境等綜合利用的大型水利樞紐和跨流域水資源配置工程，屬于姚江流域防洪排澇治理和浙東引水工程的重要組成部分，也是解決姚江流域洪澇災害，以及寧波、舟山地區(qū)水資源短缺的關鍵性工程。工程建筑主體為排引水泵站、引水閘及相關配套工程等，總投資約 12.30 億元，工期為 36 個月。該工程借助管理平臺進行日常作業(yè)管理，通過網(wǎng)絡將工程建設過程中業(yè)主、設計、施工、監(jiān)理等各方產(chǎn)生的 610 個相關數(shù)據(jù)自動或人工維護進來，并通過整理、分析、匯總，形成工程管理中所需的 44 張報表，有效提升項目管理的效率和水平。與以往手工管理方式相比，主要有以下 3 個特點：

1）創(chuàng)新工程過程數(shù)據(jù)采集方法。通過在線報表記錄施工和監(jiān)理日志、周報、月報等信息，通過人臉、指紋識別實時采集關鍵人員到崗履職情況，通過視頻圖像在線記錄工程建設實況，通過數(shù)碼圖片留存單元、隱蔽工程的施工情況，切實保障工程過程數(shù)據(jù)的完整性、時效性、可靠性和實用性，實現(xiàn)工程建設過程全部數(shù)字化留痕[5]。

2）建立規(guī)范化工程檔案。按照檔案管理要求，管理平臺自動整理工程建設過程中的檔案數(shù)據(jù)，并進行項目分類歸檔，做到工程建設、檔案建設兩同步，促進項目建設檔案的規(guī)范化管理。

3）動態(tài)監(jiān)管工程建設關鍵環(huán)節(jié)。根據(jù)工程建設“抓住關鍵少數(shù)、強化關鍵環(huán)節(jié)”的原則，對關鍵人員重復任職、人員到位、重要隱蔽工程和關鍵部位驗收、工程質(zhì)量與安全、質(zhì)量檢測、投資計劃等若干能直接反映水利工程建設進展的重要節(jié)點，實行智能化預警，強化對工程進度、質(zhì)量、安全的監(jiān)管。

5 結語

采用科技手段，尤其是采用高新技術手段，加強水利工程建設進度和質(zhì)量管理，是現(xiàn)代水利工程監(jiān)管的發(fā)展方向之一。本研究通過水利工程建設全過程動態(tài)管理平臺的建設實踐[6]，詳細闡述管理平臺的定位、整體架構、安全機制和核心業(yè)務功能，從技術上規(guī)范水利工程建設管理流程，實現(xiàn)水利工程建設過程信息的數(shù)字化管理和資源共享。管理平臺初見成效，已在浙江省 27 個重大水利工程建設項目中應用，在線監(jiān)管項目資金近 300.00 億元，在規(guī)范和落實質(zhì)量行為、安全與進度控制、資金管理、流程監(jiān)管等方面取得明顯效果，有效提升了水利工程建設管理的信息化水平，成為水利工程建設質(zhì)量和進度保障的最重要手段。管理平臺具有通用性，可適用于水利行業(yè)以外的其他工程建設領域管理工作，但需要指出的是，管理平臺還不能完全滿足 PPP 項目（政府和社會資本合作項目）的管理要求，在參建各方的管理職責、工作邊界和業(yè)務流程上還需進一步優(yōu)化和完善。