基于“互聯(lián)網(wǎng)+智慧水利”的水利工程施工現(xiàn)場管理

楊信林，韓琨

（青州市水利建筑總公司）

1 引言

社會水資源的質(zhì)量與水利工程質(zhì)量的管控有直接關(guān)系，水利工程建設(shè)時出現(xiàn)質(zhì)量問題，將會直接影響到社會水資源的利用效率。水利工程工藝和施工環(huán)境都相對復(fù)雜，施工難度大，在施工中采用傳統(tǒng)的現(xiàn)場管理模式，很難保證工程管理的質(zhì)量。而“互聯(lián)網(wǎng)+智慧水利”概念的出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了互聯(lián)網(wǎng)與現(xiàn)場管理的有效對接，通過多個功能模塊，可提高現(xiàn)場管理的時效性和有效性。

2 互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用到水利工程中產(chǎn)生的重要影響

2.1 水文數(shù)據(jù)服務(wù)能力得到明顯提升

我國地域廣闊，水利資源豐富，地下水監(jiān)測站和水質(zhì)站、報(bào)信站等數(shù)量持續(xù)增多，數(shù)據(jù)檢測設(shè)備自動化水平和播報(bào)頻率也呈增長趨勢，先進(jìn)的雷達(dá)和遙感技術(shù)得到應(yīng)用，水文數(shù)據(jù)量在這些技術(shù)的應(yīng)用下得到快速增長，數(shù)據(jù)體積和種類增多。傳統(tǒng)的技術(shù)手段，無法解決數(shù)據(jù)資源的管理和利用問題，數(shù)據(jù)庫無法共享；而云計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用為水利工程現(xiàn)場管理提供了便利條件，可高效率處理大容量儲存的環(huán)境，能夠?qū)τ杏眯畔⑦M(jìn)行共享和儲存，數(shù)據(jù)的價值被挖掘出來，為開展水利建設(shè)提供了幫助。

2.2 分布式水文模式，提升運(yùn)行效率

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展提升了水利工程運(yùn)行的效率和質(zhì)量，尤其是分布式水文模擬功能能夠讓水利工程施工人員定時掌握流域內(nèi)的水文情況，實(shí)時描述水文情況。伴隨流域單元逐步細(xì)致和分化，模型運(yùn)行的時間也發(fā)生了變化，采用傳統(tǒng)的技術(shù)很難計(jì)算相關(guān)問題；借助云計(jì)算平臺和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可達(dá)到高效率計(jì)算，降低了模擬成本，這些數(shù)據(jù)為開展水資源評價和洪水預(yù)報(bào)、查找污染物等提供了價值

2.3 能夠應(yīng)對突發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害

信息技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了資源的共享。相關(guān)信息數(shù)據(jù)可以應(yīng)用到多個部門，如：水文、環(huán)保和人防部門，可通過終端監(jiān)控設(shè)備，為防火、防災(zāi)工作提供預(yù)警信息。同時，借助無線網(wǎng)絡(luò)保障信息的暢通性，通過視頻會議的方式，及時對預(yù)警信息進(jìn)行探討和研究。此外，還可借助洪水預(yù)報(bào)系統(tǒng)、重大危險源信息和專家?guī)斓?，做到科學(xué)決策，降低突發(fā)事件的發(fā)生。

3 基于“互聯(lián)網(wǎng)+智慧水利”的水利工程施工現(xiàn)場管理應(yīng)用路徑

3.1 智慧水利工程管理體制的構(gòu)建

管理體制主要包括管理制度和運(yùn)行機(jī)制等。水利工程現(xiàn)場管理時，首要建立智慧化的水利工程管理體制。

①水利工程應(yīng)該采取分級管理的方式，對權(quán)責(zé)進(jìn)行明確。在對各個參與主體進(jìn)行劃分后，借助智慧平臺對這些職責(zé)和權(quán)利進(jìn)行明確，避免產(chǎn)生交叉管理，例如，在平臺中應(yīng)用管理工作流程，開展規(guī)范操作，使各項(xiàng)工作流程更清晰、更到位。

②智慧化管理能夠提升運(yùn)行機(jī)制的科學(xué)性和規(guī)范性。在水利工程現(xiàn)場管理中，通過智慧平臺，可開展測試和改進(jìn)工作，進(jìn)一步推動水利工程現(xiàn)場管理的高效運(yùn)轉(zhuǎn)。例如：水利工程養(yǎng)護(hù)中，可以將競聘上崗、定崗定編、管養(yǎng)分離等工作納入智慧平臺中，在加強(qiáng)信息的溝通后，能夠使管理更科學(xué)，信息更通暢。借助平臺進(jìn)行反饋，還能對出現(xiàn)的問題進(jìn)行管理。

③水利工程現(xiàn)場管理中，通過在智慧管理平臺中建立養(yǎng)護(hù)模塊，由專人負(fù)責(zé)管養(yǎng)分離，并由平臺對其進(jìn)行監(jiān)督和跟蹤。

④網(wǎng)絡(luò)化管理是提升現(xiàn)場管理的重要手段。網(wǎng)格化管理主要是將水利工程項(xiàng)目分成一個個網(wǎng)格，保障每一個網(wǎng)格都有相應(yīng)的負(fù)責(zé)人員，定期對網(wǎng)格內(nèi)工程情況進(jìn)行上傳，并實(shí)時接收網(wǎng)格內(nèi)的信息，實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)格內(nèi)業(yè)務(wù)的全覆蓋，保障信息銜接順暢。信息平臺對這些信息進(jìn)行分析和處理，并做出反饋，進(jìn)行智能化管理。

3.2 建立智慧化水利管理平臺

智慧水利工程現(xiàn)場管理平臺主要借助多種先進(jìn)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，特點(diǎn)有：準(zhǔn)時性、實(shí)時性和快速性。云計(jì)算和地理信息系統(tǒng)也是智慧水利工程開展的重要依托。通過采用信息化頂層設(shè)計(jì)方法，建立智慧管理平臺和智慧應(yīng)用系統(tǒng)。

3.2.1 管理平臺的應(yīng)用和設(shè)計(jì)

在建立智慧化管理系統(tǒng)平臺時，需要對管理平臺的框架進(jìn)行設(shè)計(jì)和分層。

1）基礎(chǔ)層的構(gòu)建

基礎(chǔ)層主要是由各種硬件設(shè)備構(gòu)成。按照作用分層，將該系統(tǒng)分為信息采集系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)、儲存系統(tǒng)和安全維護(hù)系統(tǒng)。

2）數(shù)據(jù)層的應(yīng)用

應(yīng)用數(shù)據(jù)層主要是對各種數(shù)據(jù)資源進(jìn)行的綜合分析和應(yīng)用。借助該平臺能對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，實(shí)現(xiàn)資源共享和各層之間的無縫銜接，這也是應(yīng)用數(shù)據(jù)層中最為重要的環(huán)節(jié)，對其進(jìn)行規(guī)劃和設(shè)計(jì)具有重要作用。

3）管理層的應(yīng)用

管理層在系統(tǒng)中是由若干個子塊構(gòu)成的，這些子塊的構(gòu)成能夠滿足不同部門和不同對象所提出的各項(xiàng)需求。這些子塊也能保障各項(xiàng)信息的交互和傳遞，進(jìn)而為工程的現(xiàn)場管理提供重要保障。應(yīng)用管理層能夠?yàn)楣芾砥脚_的應(yīng)用提供必要支撐，對分析出的數(shù)據(jù)和資源進(jìn)行分析、整合后，全面提升管理的效率和服務(wù)的質(zhì)量。

3.2.2 智慧應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

在對整體平臺系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)后，需要針對應(yīng)用層進(jìn)行子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，即將子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)劃分為四個方面：施工人員的管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)、功能設(shè)備和施工資源的管理、質(zhì)量的管理等。①施工人員的管理系統(tǒng)主要是對施工人員是否佩戴安全帽等進(jìn)行監(jiān)督檢查和身份認(rèn)證，然后再運(yùn)用現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備對人員施工行為等開展監(jiān)督。如果發(fā)現(xiàn)有不規(guī)范的行為，則可運(yùn)用語音功能等對施工人員進(jìn)行管理，責(zé)令其停止當(dāng)前行為。借助無人機(jī)對施工現(xiàn)場進(jìn)行有效勘察，并將這些信息直接傳輸?shù)交ヂ?lián)網(wǎng)平臺，對現(xiàn)場的安全進(jìn)行有效管理。②施工現(xiàn)場人員在對功能設(shè)備的參數(shù)進(jìn)行設(shè)定后，可對功能設(shè)備開展有效管理，借助監(jiān)控設(shè)備對進(jìn)場功能設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格的管理。③采用平臺對使用的材料進(jìn)行管理，即將材料選入的時間和價格等信息進(jìn)行上傳后，對材料的使用進(jìn)行有效控制。④質(zhì)量管理主要是指對質(zhì)量前、質(zhì)量中和質(zhì)量后進(jìn)行全過程管控。

3.2.3 水利工程管理系統(tǒng)的開發(fā)和利用

本文主要對渝水區(qū)水利管理的情況進(jìn)行分析，在對各項(xiàng)事務(wù)性工作完善后，對其管理系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)。

①開展對渝水地段等重要河道的開發(fā)和綜合管理工作；

②開展防汛和防旱工作；

③加強(qiáng)水土流失的預(yù)防工作，注重水土防治和指導(dǎo)工作，開展綜合防治工作；

④農(nóng)村水利和鄉(xiāng)鎮(zhèn)洪水等工作；

⑤開展對渝水區(qū)水利工程建設(shè)的管理工作。

水利工程現(xiàn)場管理工作需要借助智慧管理平臺，運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)設(shè)置信息監(jiān)控、信息處置和信息反饋等模塊，如表1所示。

表1 信息模塊化建設(shè)

信息監(jiān)控對動態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行測量和報(bào)告，實(shí)時監(jiān)控各河道和水庫的水位、汛情等實(shí)時報(bào)警信息、水位信息、飲水情況等。信息收集時，可以采用多種數(shù)據(jù)方法，比如，數(shù)學(xué)建模和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法等，可對未來水利工程的發(fā)展趨勢和走向進(jìn)行預(yù)測，進(jìn)而及早地開展對災(zāi)情的預(yù)警，以及做好應(yīng)對方案。信息管理模塊主要是對信息監(jiān)控模塊中的信息開展有效監(jiān)控，通過實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，達(dá)到協(xié)調(diào)工作的目的和效果。

4 結(jié)語

本文在對互聯(lián)網(wǎng)+智慧水利的施工現(xiàn)場管理工作進(jìn)行分析后，結(jié)合現(xiàn)場管理的情況，將互聯(lián)網(wǎng)+智慧水利系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)和完善，通過設(shè)計(jì)不同的系統(tǒng)功能，以幫助現(xiàn)場管理人員在不斷完善自身技術(shù)技能后，能夠使現(xiàn)場管理的質(zhì)量得到不斷提升，充分發(fā)揮水利施工質(zhì)量的效果。因此，水利工程現(xiàn)場人員需要認(rèn)識到智慧水利帶來的重要作用，在得到國家政策的支持下，打造出更加完善的智慧水利服務(wù)平臺，構(gòu)建智慧水利制度和系統(tǒng)，對不同模塊的作用進(jìn)行明確，加大相關(guān)人員的技術(shù)培訓(xùn)，從而使研發(fā)出的水利工程管理系統(tǒng)能夠滿足實(shí)際工程管理的需要，提升管理效能。