調(diào)水工程智慧管養(yǎng)系統(tǒng)

周 文

（山東省調(diào)水工程運(yùn)行維護(hù)中心煙臺(tái)分中心，山東 煙臺(tái) 264003）

1 概述

2002年國(guó)務(wù)院《關(guān)于水利工程體質(zhì)改革實(shí)施意見(jiàn)》指出“積極推行水利工程管養(yǎng)分離，精簡(jiǎn)管理機(jī)構(gòu)，提高養(yǎng)護(hù)水平，降低運(yùn)行成本”。各省市水管單位積極探索“水利工程管養(yǎng)分離”，水管單位重點(diǎn)負(fù)責(zé)發(fā)展規(guī)劃和運(yùn)營(yíng)管理，水利工程日常維修養(yǎng)護(hù)逐步由專業(yè)的外包隊(duì)伍承擔(dān)。調(diào)水工程規(guī)模龐大，流域分布廣，沿線涉及大量的泵站、閘站、閥站、輸水管線及附屬設(shè)施等水利設(shè)施，維修養(yǎng)護(hù)工作量大，養(yǎng)護(hù)隊(duì)伍及人員眾多。管養(yǎng)分離后如何對(duì)養(yǎng)護(hù)隊(duì)伍進(jìn)行有效的管理，保障水利工程的安全運(yùn)行，充分發(fā)揮其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益是管理單位面臨的主要問(wèn)題。依托現(xiàn)代化技術(shù)手段構(gòu)建智慧管養(yǎng)系統(tǒng)，賦能工程養(yǎng)護(hù)實(shí)現(xiàn)“扁平化管理、專業(yè)化分工、合理化配備、人本化推進(jìn)”管理，能夠促進(jìn)調(diào)水工程養(yǎng)護(hù)向信息化、智能化、智慧化的轉(zhuǎn)型升級(jí)，強(qiáng)化調(diào)水工程日常養(yǎng)護(hù)管理工作，有效實(shí)現(xiàn)調(diào)水工程的養(yǎng)護(hù)管理目標(biāo)。

2 智慧管養(yǎng)系統(tǒng)架構(gòu)

利用調(diào)水工程已建的光纖網(wǎng)絡(luò)或采用4G/5G公網(wǎng)作為主干傳輸網(wǎng)絡(luò)，搭配功耗低、組網(wǎng)靈活的LoRa無(wú)線泛在物聯(lián)網(wǎng)，構(gòu)建一張低成本、廣覆蓋的調(diào)水流域泛感知網(wǎng)絡(luò)，支撐調(diào)水工程智慧養(yǎng)護(hù)管理向廣度和深度擴(kuò)展。LoRa是一種低功耗長(zhǎng)距離無(wú)線通信技術(shù)，優(yōu)勢(shì)在于長(zhǎng)距離覆蓋能力和超低功耗特性。具有較強(qiáng)的穿透能力，傳輸距離遠(yuǎn)，在空曠地區(qū)傳輸距離可以達(dá)到10～20 km。無(wú)需布線建設(shè)成本低，自主組網(wǎng)運(yùn)營(yíng)成本低。

智慧管養(yǎng)系統(tǒng)架構(gòu)分為物理終端系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)、定位服務(wù)器系統(tǒng)3大部分。物理終端系統(tǒng)由養(yǎng)護(hù)人員佩戴定位工卡和覆蓋室內(nèi)的定位信標(biāo)組成，工卡接收信標(biāo)信號(hào)，將經(jīng)緯度信息通過(guò)LoRa無(wú)線網(wǎng)絡(luò)回傳定位服務(wù)器進(jìn)行定位解析。定位服務(wù)器系統(tǒng)基于人員位置信息，結(jié)合地理信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)養(yǎng)護(hù)人員軌跡呈現(xiàn)、記錄查詢和應(yīng)急救援等具體應(yīng)用功能。

室內(nèi)采用藍(lán)牙信標(biāo)定位，室外采用GPS定位，藍(lán)牙與GPS定位實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)無(wú)縫切換。藍(lán)牙信標(biāo)固定位置安裝，廣播信標(biāo)編號(hào)，定位終端接收藍(lán)牙廣播信號(hào)或GPS信號(hào)，通過(guò)LoRa網(wǎng)關(guān)上傳定位服務(wù)器解算出定位結(jié)果。室內(nèi)通過(guò)合理部署定位信標(biāo)（6～10 m間距）可以實(shí)現(xiàn)3～5 m的定位精度，室外通過(guò)GPS可以實(shí)現(xiàn)10 m左右的定位精度，定位精度高。終端采用低功耗技術(shù)，電池供電，可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)續(xù)航、低成本、易部署和維護(hù)。通過(guò)3層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)定位信息的采集和呈現(xiàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔。

3 人員、物資定位及工作流程監(jiān)功能

通過(guò)調(diào)水流域泛感知網(wǎng)絡(luò)對(duì)養(yǎng)護(hù)站點(diǎn)和路線進(jìn)行全面網(wǎng)絡(luò)覆蓋，實(shí)現(xiàn)人員精確定位、人員軌跡記錄和查詢、一鍵求救和緊急救援等功能。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境需要，室內(nèi)室外交替定位，通過(guò)LoRa+藍(lán)牙信標(biāo)+定位終端的技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位人員位置。在數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)所有人員的位置信息進(jìn)行記錄，形成歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，可以對(duì)人員歷史位置信息進(jìn)行調(diào)取并結(jié)合場(chǎng)地地理信息系統(tǒng)形成軌跡呈現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)人員軌跡記錄和查詢。在工作過(guò)程中，如果突發(fā)緊急事件，人員可以第一時(shí)間按動(dòng)工卡上的SOS 呼救按鈕，告警信息將實(shí)時(shí)傳回管理中心，并通過(guò)手機(jī)APP、短消息、視頻聯(lián)動(dòng)等各種方式通知相關(guān)人員進(jìn)行應(yīng)急救援。針對(duì)高價(jià)值和易偷盜設(shè)備設(shè)施，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，物資一旦被拿起、倒置、傾倒、定位終端被剝離、位置發(fā)生變化等，都能夠及時(shí)進(jìn)行報(bào)警。

通過(guò)人員、物資定位及工作流程監(jiān)管可實(shí)現(xiàn)：全體職工、勞務(wù)外包人員、第三方作業(yè)人員等全員管理。根據(jù)需要可實(shí)現(xiàn)辦公區(qū)域、泵閘站及現(xiàn)場(chǎng)等室外資產(chǎn)的全資產(chǎn)管理?？蓪?duì)所有佩戴和安裝定位終端的人員及資產(chǎn)進(jìn)行全天候工作流程跟蹤和回溯，實(shí)現(xiàn)全流程的監(jiān)管。管理上只需按要求佩戴工卡，不需要進(jìn)行任何人為操作，不受個(gè)人信息保密或沒(méi)有手機(jī)信號(hào)的限制，實(shí)現(xiàn)無(wú)感監(jiān)測(cè)。

4 平臺(tái)管理功能

管理人員可通過(guò)軟件將內(nèi)部人員的信息錄入系統(tǒng)，審批后在系統(tǒng)中存檔，系統(tǒng)可從記錄中選擇進(jìn)行終端錄入，實(shí)現(xiàn)終端管理功能。將指定的信息和人員佩戴的終端進(jìn)行綁定，在系統(tǒng)中顯示的終端即代表佩戴該終端的人員，并可對(duì)所有人員列表信息進(jìn)行管理，可以添加或者編輯人員信息、人員狀態(tài)等，實(shí)現(xiàn)終端綁定功能?？赏ㄟ^(guò)軌跡回放實(shí)現(xiàn)人員移動(dòng)軌跡平滑顯示、軌跡錄像保存、數(shù)據(jù)保存數(shù)據(jù)、可調(diào)用播放、多窗口回放等功能?？赏ㄟ^(guò)記錄查詢，了解工作人員和外來(lái)人員來(lái)訪的情況，查詢?nèi)藛T的詳細(xì)信息。可對(duì)終端進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并在地圖中顯示終端的當(dāng)前位置，跟蹤指定終端時(shí)，地圖隨著終端的移動(dòng)自動(dòng)切換，并且可以實(shí)時(shí)顯示各類終端的信息和狀態(tài)。

基于綜合看板的管理駕駛艙，可實(shí)現(xiàn)全局性綜合調(diào)度。通過(guò)對(duì)養(yǎng)護(hù)人員的位置定位和追蹤，可實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)養(yǎng)護(hù)人員脫崗的情況，并及時(shí)報(bào)警。繪制養(yǎng)護(hù)人員全天候的行動(dòng)軌跡，實(shí)現(xiàn)對(duì)養(yǎng)護(hù)人員的KPI自動(dòng)量化考核?？蓪?shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備遠(yuǎn)程接入、系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)、資產(chǎn)、能耗、運(yùn)行趨勢(shì)等進(jìn)行全生命周期的管理與預(yù)測(cè)性運(yùn)維。對(duì)野外應(yīng)用的重要設(shè)備進(jìn)行全天候在線定位監(jiān)管，一旦出現(xiàn)設(shè)備被傾覆、挪位、偷盜等情況，能夠立即進(jìn)行報(bào)警，并通過(guò)定位追蹤，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備所在位置。實(shí)時(shí)跟蹤現(xiàn)場(chǎng)故障的處理進(jìn)度，分析故障處理情況，督促管理養(yǎng)護(hù)人員對(duì)故障及時(shí)進(jìn)行處理。處理結(jié)果自動(dòng)生成文檔并保存記錄，便于管理人員事后進(jìn)行故障原因分析及對(duì)故障處理結(jié)果進(jìn)行評(píng)估。以監(jiān)測(cè)、報(bào)警、日志分析、報(bào)告等服務(wù)工具為依托，實(shí)時(shí)掌握設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、故障處理情況等。通過(guò)智慧管養(yǎng)系統(tǒng)，可加快故障報(bào)警的響應(yīng)時(shí)間和故障的處理時(shí)間，不斷提高養(yǎng)護(hù)工作質(zhì)量。

通過(guò)PC、大屏、手機(jī)等各種終端顯示設(shè)備，綜合展示設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、維修養(yǎng)護(hù)現(xiàn)場(chǎng)的各種故障處理情況和各類養(yǎng)護(hù)管理應(yīng)用子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)服務(wù)與應(yīng)用的快捷訪問(wèn)和可視化展現(xiàn)。支持多級(jí)展現(xiàn)形式，既可在調(diào)度指揮中心集中調(diào)度，管理處監(jiān)控中心集中監(jiān)控，又可在辦公環(huán)境通過(guò)網(wǎng)頁(yè)瀏覽，還能通過(guò)手機(jī)等智能設(shè)備隨時(shí)隨地的進(jìn)行查看，可為各級(jí)管理部門(mén)及現(xiàn)場(chǎng)管理人員提供智慧養(yǎng)護(hù)應(yīng)用的便利，提高工作效率。

通過(guò)設(shè)備維修保養(yǎng)APP，可實(shí)現(xiàn)設(shè)備管理流程的標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)備維護(hù)的全面化，提高管理效率，提高庫(kù)存利用率，降低管理成本，為管理層提供各種直觀的科學(xué)分析手段。系統(tǒng)可根據(jù)每臺(tái)設(shè)備的型號(hào)、參數(shù)、維護(hù)周期、使用年限等要素，自動(dòng)生成保養(yǎng)計(jì)劃，并推送給相應(yīng)的設(shè)備負(fù)責(zé)人員，管理人員可在APP端查看需要執(zhí)行的保養(yǎng)計(jì)劃及保養(yǎng)計(jì)劃執(zhí)行情況。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，可通過(guò)APP實(shí)現(xiàn)設(shè)備報(bào)修、報(bào)損、維修記錄、送修狀態(tài)等查詢，實(shí)現(xiàn)設(shè)備維修管理的升級(jí)。

5 結(jié)語(yǔ)

智慧養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)適應(yīng)調(diào)水工程運(yùn)行維護(hù)管理模式轉(zhuǎn)變的需要，將分散的業(yè)務(wù)場(chǎng)景，通過(guò)智慧養(yǎng)護(hù)管理應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一、集中管理，使調(diào)水工程能夠得到高效、持續(xù)性的運(yùn)行。尤其是在疫情長(zhǎng)期防控壓力下，通過(guò)對(duì)調(diào)水工程智慧化養(yǎng)護(hù)管理手段的應(yīng)用，可減少一線用工，降低巡檢頻次，全面監(jiān)管一線職工、第三方作業(yè)和外包人員的工作流程等。