基于“互聯(lián)網(wǎng)+智慧水利”的水利工程質(zhì)量檢測(cè)監(jiān)管系統(tǒng)設(shè)計(jì)

楊建喜，李兆恒，王立華，萬家瑞，林楚明

(1. 廣東粵海珠三角供水有限公司，廣州 511458;2.廣東省水利水電科學(xué)研究院，廣州 510635；3.廣東省水利新材料與結(jié)構(gòu)工程技術(shù)研究中心，廣州 510635;4. 廣州粵建三和軟件股份有限公司，廣州 510640)

1 概述

在《國(guó)家信息化發(fā)展戰(zhàn)略綱要》《國(guó)務(wù)院關(guān)于積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)的指導(dǎo)意見》和《促進(jìn)大數(shù)據(jù)發(fā)展行動(dòng)綱要》等政策背景下，我國(guó)正處于“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)飛速發(fā)展的新階段。以“互聯(lián)網(wǎng)+”為抓手的創(chuàng)新發(fā)展理論和監(jiān)管新模式，以智慧水利信息化驅(qū)動(dòng)，由傳統(tǒng)水利向現(xiàn)代化水利轉(zhuǎn)型，是水利行業(yè)強(qiáng)監(jiān)管的迫切需求。采用“互聯(lián)網(wǎng)+智慧水利”技術(shù)是提升水利管理工作的效率與實(shí)施效果、實(shí)現(xiàn)智慧水利建設(shè)的重要舉措[1-4]。

眾所周知，水利工程質(zhì)量與安全事關(guān)人民群眾切身利益、國(guó)民經(jīng)濟(jì)投資效益和水利行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。水利工程質(zhì)量檢測(cè)是水利工程質(zhì)量安全保證體系的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，水利工程質(zhì)量檢測(cè)數(shù)據(jù)是工程結(jié)構(gòu)安全得到保證和工程質(zhì)量達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)的主要判斷依據(jù)，保證檢測(cè)工作中的獨(dú)立性以及檢測(cè)數(shù)據(jù)的真實(shí)性非常重要[5-8]。隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及管理體制的約束，水利工程質(zhì)量檢測(cè)工作存在較嚴(yán)重的問題，主要體現(xiàn)在[9-12]：① 水利工程質(zhì)量檢測(cè)單位持證檢測(cè)人員缺乏，無證上崗問題頻發(fā)；② 水利工程質(zhì)量檢測(cè)單位的檢測(cè)資質(zhì)和能力參差不齊，部分檢測(cè)單位超資質(zhì)承攬業(yè)務(wù)；③ 部分水利工程質(zhì)量檢測(cè)單位市場(chǎng)行為不規(guī)范，存在出具虛假報(bào)告、修改檢測(cè)數(shù)據(jù)等嚴(yán)重問題；④ 部分水利工程質(zhì)量檢測(cè)單位出具報(bào)告及時(shí)性較差，檢測(cè)結(jié)果滯后、檢測(cè)信息不對(duì)稱等問題普遍。

近年來，隨著信息化手段的應(yīng)用，在質(zhì)量檢測(cè)信息化系統(tǒng)方面開展了一些嘗試和應(yīng)用[1-4]。但大部分研究仍停留在質(zhì)量檢測(cè)信息化系統(tǒng)研究方面的工作，信息化建設(shè)仍停留在檢測(cè)單位自身的業(yè)務(wù)系統(tǒng)[5-8]，并未形成上層信息化管理系統(tǒng)的集成建設(shè)。浙江省水電工程質(zhì)量與安全監(jiān)督管理中心探索了水利工程質(zhì)量檢測(cè)信息化平臺(tái)的建設(shè)工作[12]，系統(tǒng)平臺(tái)具有可擴(kuò)展性，可以提高檢測(cè)業(yè)務(wù)處理和流轉(zhuǎn)效率和行業(yè)監(jiān)管的效率。

本文探討了水利工程質(zhì)量檢測(cè)信息化監(jiān)管系統(tǒng)的構(gòu)建，從總體架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、業(yè)務(wù)流程、用戶體系以及軟硬件需求等方面介紹了系統(tǒng)規(guī)劃，并明確了監(jiān)管系統(tǒng)的功能，包括機(jī)構(gòu)管理、見證管理、檢測(cè)管理、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、行為監(jiān)控、系統(tǒng)管理等。通過該監(jiān)管系統(tǒng)，建設(shè)單位可以實(shí)現(xiàn)對(duì)水利工程質(zhì)量檢測(cè)單位統(tǒng)一管理，對(duì)水利工程質(zhì)量檢測(cè)過程進(jìn)行全面監(jiān)管，包括工程檢測(cè)的整體情況、檢測(cè)取樣過程、檢測(cè)單位的室內(nèi)及現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)工作開展情況、檢測(cè)的時(shí)效性等。此外，也為各級(jí)水行政主管部門開展行之有效的工程質(zhì)量飛檢、督查、稽查工作提供便利，使水利工程質(zhì)量檢測(cè)真正成為建設(shè)單位控制工程質(zhì)量的有力抓手，為評(píng)選優(yōu)質(zhì)工程等提供參考依據(jù)。

2 系統(tǒng)規(guī)劃

2.1 總體架構(gòu)

水利工程質(zhì)量檢測(cè)監(jiān)管系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的上傳下達(dá)，從檢測(cè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)抓取數(shù)據(jù)，對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)，便于建設(shè)單位的管理。

水利工程質(zhì)量檢測(cè)監(jiān)管系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)從試驗(yàn)室需要具備的基本要求著手，實(shí)現(xiàn)對(duì)人員配備、儀器設(shè)備、檢測(cè)行為監(jiān)控、檢測(cè)數(shù)據(jù)、樣品流轉(zhuǎn)等方面的管理；消除試驗(yàn)室對(duì)工程質(zhì)量監(jiān)管不力的現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)對(duì)工程質(zhì)量檢測(cè)全過程、全流程的管理(如圖1所示)。

圖1 水利工程質(zhì)量檢測(cè)監(jiān)管系統(tǒng)總體架構(gòu)示意

2.2 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是基于Internet平臺(tái)，搭建以工程質(zhì)量檢測(cè)數(shù)據(jù)為核心的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)(可擴(kuò)展成云化架構(gòu))，在此架構(gòu)下，信息的存儲(chǔ)、處理和交換以及檢測(cè)業(yè)務(wù)處理和計(jì)算都在系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行。采用云服務(wù)器，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的異地備份，設(shè)置防火墻，消除系統(tǒng)安全漏洞(見圖2)。

圖2 水利工程質(zhì)量檢測(cè)監(jiān)管系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)示意

2.3 功能結(jié)構(gòu)

水利工程質(zhì)量檢測(cè)監(jiān)管系統(tǒng)功能涵蓋首頁(yè)展示、機(jī)構(gòu)管理、見證管理、檢測(cè)管理、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、行為監(jiān)控、系統(tǒng)管理七大方面(如圖3所示)。

圖3 水利工程質(zhì)量檢測(cè)監(jiān)管系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)示意

機(jī)構(gòu)管理涵蓋機(jī)構(gòu)信息、人員信息、設(shè)備信息、資質(zhì)信息等方面；見證管理可以實(shí)現(xiàn)樣品信息的登記和查詢功能；檢測(cè)管理可以對(duì)不合格臺(tái)賬及檢測(cè)報(bào)告進(jìn)行查詢，同時(shí)對(duì)檢測(cè)工作進(jìn)行流程管理；數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的綜合分析，依據(jù)不同的條件進(jìn)行篩選分析；行為監(jiān)控可以實(shí)現(xiàn)對(duì)試驗(yàn)室的環(huán)境和檢測(cè)工作的遠(yuǎn)程監(jiān)控；系統(tǒng)管理主要用于對(duì)系統(tǒng)權(quán)限和后臺(tái)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理。

2.4 用戶體系

根據(jù)水利工程的特點(diǎn)和參建單位情況，水利工程質(zhì)量檢測(cè)監(jiān)管系統(tǒng)配置了建設(shè)單位、檢測(cè)單位、監(jiān)理單位、施工單位4種用戶角色，并對(duì)每種類型用戶的功能、權(quán)限進(jìn)行配備(見表1)。

表1 水利工程質(zhì)量檢測(cè)監(jiān)管系統(tǒng)用戶體系

2.5 業(yè)務(wù)流程

水利工程質(zhì)量檢測(cè)監(jiān)管系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程如圖4所示，檢測(cè)類別不同，檢測(cè)業(yè)務(wù)流程有所區(qū)別。建設(shè)單位委托開展對(duì)比檢測(cè)工作，監(jiān)理單位委托開展平行檢測(cè)工作，施工單位委托開展施工自檢工作。

圖4 水利工程質(zhì)量檢測(cè)監(jiān)管系統(tǒng)總體流程示意

2.6 軟硬件要求

水利工程質(zhì)量檢測(cè)監(jiān)管系統(tǒng)的構(gòu)建需配備符合條件的軟硬件設(shè)備(見表2～表3)。

表2 水利工程質(zhì)量檢測(cè)監(jiān)管系統(tǒng)軟件環(huán)境要求

表3 水利工程質(zhì)量檢測(cè)監(jiān)管系統(tǒng)硬件環(huán)境要求

3 功能設(shè)計(jì)

3.1 機(jī)構(gòu)管理

機(jī)構(gòu)管理可實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)基本信息(包括檢測(cè)資質(zhì))、試驗(yàn)室、人員信息和檢測(cè)設(shè)備信息的備案登記(將線下備案完成的信息在系統(tǒng)中進(jìn)行信息管理)與查詢管理。根據(jù)工程參建單位進(jìn)行系統(tǒng)配置，賦予檢測(cè)機(jī)構(gòu)、施工單位、監(jiān)理單位管理員賬號(hào)權(quán)限，通過管理員賬號(hào)完善機(jī)構(gòu)信息，創(chuàng)建試驗(yàn)室信息(生成試驗(yàn)室負(fù)責(zé)人賬號(hào))。試驗(yàn)室負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)完善試驗(yàn)室信息、人員信息、設(shè)備信息及資質(zhì)信息。

3.2 見證管理

見證管理可以實(shí)現(xiàn)取樣過程人員、見證及檢測(cè)的關(guān)聯(lián)性及一致性。對(duì)取樣人員、見證人員進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)管理(包含姓名、身份證、手機(jī)號(hào)碼、人臉、照片等信息)，對(duì)樣品進(jìn)行唯一性標(biāo)識(shí)(芯片、二維碼等載體)，對(duì)見證過程進(jìn)行人員、時(shí)間、地點(diǎn)三要素信息采集(如圖5所示)。

圖5 水利工程質(zhì)量檢測(cè)監(jiān)管系統(tǒng)見證管理流程示意

3.3 檢測(cè)管理

水利工程質(zhì)量檢測(cè)監(jiān)管系統(tǒng)檢測(cè)管理流程如圖6所示。檢測(cè)工作受理之后開展檢測(cè)，在檢測(cè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)生成檢測(cè)報(bào)告進(jìn)行審批、打印、發(fā)放、歸檔。檢測(cè)管理可以實(shí)現(xiàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)及試驗(yàn)過程的查詢，力學(xué)項(xiàng)目的檢測(cè)數(shù)據(jù)由檢測(cè)試驗(yàn)人員完成試驗(yàn)后，通過自動(dòng)采集接口將力學(xué)部分的檢測(cè)數(shù)據(jù)上傳至本監(jiān)管系統(tǒng)，既保證了試驗(yàn)數(shù)據(jù)的公正、真實(shí)性，又規(guī)范了試驗(yàn)室的檢測(cè)行為。檢測(cè)管理還可以實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)勘誤記錄的查詢，檢測(cè)數(shù)據(jù)修改處理，實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格流程化與標(biāo)準(zhǔn)化的控制管理，所有更改都將留下痕跡，記錄修改類型、修改人、修改日期、修改內(nèi)容、改前改后值，為事后溯源提供依據(jù)。

圖6 水利工程質(zhì)量檢測(cè)監(jiān)管系統(tǒng)檢測(cè)管理流程示意

3.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

水利工程質(zhì)量檢測(cè)監(jiān)管系統(tǒng)可以對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行多維度的統(tǒng)計(jì)分析。可以按工程項(xiàng)目、標(biāo)段進(jìn)行檢測(cè)報(bào)告的匯總統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)總樣品數(shù)、不合格數(shù)及不合格率，客觀的反映各檢測(cè)項(xiàng)目/參數(shù)的質(zhì)量情況?？梢园垂こ添?xiàng)目、標(biāo)段、檢測(cè)類別統(tǒng)計(jì)檢測(cè)樣品組數(shù)，統(tǒng)計(jì)施工自檢樣品組數(shù)及總檢測(cè)量占比、不合格數(shù)及不合格率；統(tǒng)計(jì)對(duì)比檢測(cè)樣品組數(shù)及總檢測(cè)量占比、不合格數(shù)及不合格率；統(tǒng)計(jì)平行檢測(cè)樣品組總數(shù)及總檢測(cè)量占比、不合格數(shù)及不合格率?？梢园丛囼?yàn)室統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)各試驗(yàn)室檢測(cè)數(shù)據(jù)匯總情況。

3.5 行為監(jiān)控

3.5.1視頻監(jiān)控

試驗(yàn)室視頻監(jiān)控是對(duì)試驗(yàn)室檢測(cè)過程的視頻錄像，結(jié)合數(shù)據(jù)上傳、驗(yàn)證相關(guān)人員身份進(jìn)行監(jiān)督和控制管理。利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)視頻監(jiān)督檢測(cè)過程或事后查看視頻錄像，加強(qiáng)對(duì)試驗(yàn)室和檢測(cè)人員監(jiān)管，確保工程檢測(cè)信息的真實(shí)性。檢測(cè)環(huán)節(jié)應(yīng)監(jiān)控整個(gè)檢測(cè)過程，包括檢測(cè)環(huán)境調(diào)控及記錄、檢測(cè)人員數(shù)量、使用的儀器設(shè)備、采集過程及操作步驟等。監(jiān)控范圍可包括試驗(yàn)室(或檢測(cè)機(jī)構(gòu))的水泥試驗(yàn)室、骨料試驗(yàn)室、力學(xué)試驗(yàn)室、化學(xué)試驗(yàn)室、耐久性試驗(yàn)室等。

3.5.2溫濕度監(jiān)控

檢測(cè)場(chǎng)所的溫濕度監(jiān)測(cè)控制是保障檢測(cè)客觀準(zhǔn)確的基礎(chǔ)條件。通過溫濕度監(jiān)控，管理部門可清晰的獲知試驗(yàn)室對(duì)試件養(yǎng)護(hù)環(huán)境及設(shè)備對(duì)溫濕度的控制準(zhǔn)確與否。通過加強(qiáng)試驗(yàn)室及養(yǎng)護(hù)室的溫濕度控制，避免環(huán)境條件直接影響試驗(yàn)的檢測(cè)結(jié)果。

3.6 系統(tǒng)管理

系統(tǒng)管理可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置、檢測(cè)范圍設(shè)置、工程項(xiàng)目劃分、機(jī)構(gòu)信息管理、用戶角色管理、用戶權(quán)限管理等方面的統(tǒng)一管理。

4 結(jié)語(yǔ)

本文提出了基于“互聯(lián)網(wǎng)+智慧水利”技術(shù)的水利工程質(zhì)量檢測(cè)監(jiān)管系統(tǒng)設(shè)計(jì)，從總體架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、功能結(jié)構(gòu)、用戶體系、業(yè)務(wù)流程以及軟硬件要求等方面詳細(xì)介紹了監(jiān)管系統(tǒng)的總體規(guī)劃。該水利工程質(zhì)量檢測(cè)監(jiān)管系統(tǒng)可以通過網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的上傳下達(dá)，對(duì)工程質(zhì)量檢測(cè)進(jìn)行全過程、全流程的管理。本文還明確了該監(jiān)管系統(tǒng)在機(jī)構(gòu)管理、見證管理、檢測(cè)管理、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、行為監(jiān)控以及系統(tǒng)管理方面的功能要求。機(jī)構(gòu)管理可實(shí)現(xiàn)基本信息的備案登記與查詢管理，見證管理可以保證取樣過程人員、見證及檢測(cè)的關(guān)聯(lián)性及一致性，檢測(cè)管理可實(shí)現(xiàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)、試驗(yàn)過程及勘誤記錄的查詢，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)可以對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行多維度統(tǒng)計(jì)分析，客觀地反映各檢測(cè)項(xiàng)目/參數(shù)的質(zhì)量。

基于“互聯(lián)網(wǎng)+智慧水利”的水利工程質(zhì)量檢測(cè)監(jiān)管系統(tǒng)作為質(zhì)量管理的手段，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量檢測(cè)和質(zhì)量管理的良好的融合，使工程質(zhì)量的評(píng)定更科學(xué)、更準(zhǔn)確。不僅可以提高工程檢測(cè)管理及統(tǒng)計(jì)分析的技術(shù)水平，實(shí)現(xiàn)建設(shè)單位、檢測(cè)單位、監(jiān)理單位、施工單位在質(zhì)量檢測(cè)過程中的全流程管理，規(guī)范檢測(cè)單位檢測(cè)行為，還可以對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面地掌握，顯著提升項(xiàng)目質(zhì)量管理水平和工作效率，對(duì)于解決當(dāng)前水利工程質(zhì)量管理中存在的問題具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。