水利工程智慧化管理系统设计探究

水利工程智慧化管理系统设计探究

田文杰 刘宇 马潇

陕西省水利电力勘测设计研究院 陕西西安 710001

摘要：自计算机技术在工程领域普及应用以来，BIM技术逐渐成为工程管理智慧化建设的主要应用技术，其可视化、高效性优势，使其能够支持水利工程建设各个环节的管理工作，因此，可以考虑运用该技术，构建出一个全生命周期的水利工程管理智慧化平台，以提高管理工作的智慧化水平，加快推进水利工程事业的建设发展。

关键词：水利工程;智慧化;管理系统;设计

中图分类号：TU45文献标识码：A

引言

随着我国计算机技术的高速发展，基于计算机技术的水利工程智慧化管理是现阶段水利工程领域的发展趋势。文章从实行智慧化管理的必要性着手，通过分析水利工程管理的现状，指出了现存问题与开展智慧化管理建设的必要性，结合实际智慧化管理建设的目标与任务，最后从设计思路、总体框架、系统划分、信息安全设计方面对水利工程智慧化管理系统设计提出了思考与建议方案。

1、水利工程智慧化管理重要性

水利工程智慧化建设还停留在第一阶段和第二阶段之间，离“十三五”建设规划中要求的信息化、现代化、智慧化还有比较大的差距，存在的主要问题如下:一是缺乏整体规划:信息化规划、设计和建设没有完整的建设目标和思路，虽然有一些信息化系统，但缺乏统一的管理平台。二是信息化程度低:主要表现在配套建设不完善，自动化程度低、传输手段落后，网络承载能力低、量测水手段落后，尚未实现精细化管理等。三是系统运维困难:主要表现在运维资金落实困难，没有专业的运维人员，运维水平偏低，设备正常运行无法保证等。四是业务管理水平有待提高:主要表现在水利工程还停留在手工控制，众多业务数据未数字化、可视化，管理工作未流程化等。根据水利部《全国水利信息化“十三五”规划》，以及《2017年水利信息化工作要点》关于推动“数字水利”向“智慧水利”转变的总体工作要求，迫切需要进行水利工程数字化、智慧化建设。

2、水利工程智慧化管理系统设计探究

2.1系统建设总体需求

随着我国水利工程智慧化的推进，水利工程智慧化对于系统的需求愈发明确。通过对需求的调研可以初步获知，当前各方对于水利工程智慧化系统的诉求主要有如下几点：(1)确保投资决策的合理性期望通过对水利工程智慧化系统的应用，获得一套适用于投资决策的投资解析工具，确保投资过程中所需的各项测算和决策指标评估得以实现，为投资决策提供合理的依据，确保投资具备较高的合理性和较低的风险。(2)对投资建造全程实施集中经管项目经管各方期望通过该系统完成一体化的集中管理，确保项目中各个投资点以及运行情况得以实时掌控，进一步保障项目的顺利实施。(3)确保系统具有自适应性期望相关系统能够适应不同的项目类型，同时能够对相同类别的项目进行横向的解析对于，并提供自定义模式，确保较高的适应性。(4)实现项目运营监控和报警面对不同的项目和不同的阶段，通过系统创建不同指标的监控规则，同时周期性实现数据抓取和比对，确保在信息异常时能够对相应责任人发起预警，实现项目的自动化监管。(5)确保投资业务实现一体化经管期望通过系统实现早期的业财一体化，确保投资实现规则化，并基于内部业务流程模版，促使整套经管流程的规范化和一体化，提升整体投资管理水平。

2.2开放性设计的应用

智慧水利系统在体系结构、硬件平台、软件平台的确定、设备选型、设计、开发都要充分考虑“标准和开放”的原则。参照通用标准，建成开放信息系统，所开发的系统应能与异种数据库交换信息，并保证多种应用软件能在同一操作平台上兼容。这样才能保证今后系统升级或者数据库更换时能够使系统平滑移植到新的环境。在应用系统的设计与开发方面，依据标准化和模块化的设计思想，采用面向对象设计技术、组件开发技术等，保证系统的灵活组装和扩展。在此基础上建立具有一定灵活性和可扩展性的应用平台，使系统不仅在体系结构上保持很大的开放性，同时提供各种灵活可变的接口，系统内部也保持相当程度的可扩充性

2.3智能化管理系统基础研发保障

本系统体系结构分为三级，包括市级水行政主管部门、县区水行政主管部门，工程建设、设计、施工、监理、第三方检测等参建单位。系统基础保障研发主要体现在：一是基础管理平台建设。基础平台包括统一用户身份认证、功能权限管理、性能监控模块、业务配置模块、水利基础数据系统、设计单位基础系统、施工单位基础系统、监理单位基础系统等功能；系统使用人员通过登录系统，按照管理员分配好的管理权限浏览、查阅、上传、下载有关建设管理数据，办理建设管理有关事项。二是综合接口服务。完成服务总线接入及服务使用的标准和规范制定，为服务使用方和服务提供方提供开发参考。主要功能是在两个或更多的异构系统之间进行资源整合，实现互连互通、数据共享、业务流程协调统一等功能。在完成服务的接入、服务间的通信和交互基础上，提供安全、可靠、高性能的服务保障。三是复杂网络结构设计。系统的网络节点通信情况复杂，稳定性、安全性要求较高，将移动端应用部署在信息外网，管理端部署在内网，利用微服务架构，明晰设计逻辑

^[1]。

2.4水利工程管理智慧化结果测试

在智慧化过程中，待上述平台设计、实现完成后，还要对平台的运行进行测试，以验证上述智慧化方案的有效性。在此过程中，研究者采用了测试驱动开发方式，即TDD开发测试法，进行了后台测试。此方法的作用原理为，先编制测试用例，然后进行相应功能的开发，由此在开发完毕之后，测试也随之通过。一般来说，此种测试方法的操作步骤为，（1）设计好的功能整理成为一个TODO列表。（2）按照该列表，进行测试用例编写。（3）编写功能代码，用测试用例测试功能代码，若测试不通过则进行重构，直至测试通过，由此完成列表内所有功能的编写。此后，进行界面回归测试，以评估界面是否正常。在此过程中，需先用selenium获取多个浏览器下的平台系统界面截图，以评估平台界面对浏览器的兼容性。然后进行响应式页面测试，并分别从PC端、移动端登录平台，查看界面显示是否正常，最后结合之前的浏览器兼容性测试结果，评估平台的界面回归能力。待上述测试完毕后，还要进行用户操作测试，并在用户端对各项功能进行操作，查看功能运行情况是否达到预期，由此判断用户操作测试是否通过。最终，还要进行性能测试，并运用工具Phantomas，运行该智慧化平台，由此获取加载时间、资源大小、页面请求数等多种性能指标，然后根据上述指标值，评估平台的实用性能。经过上述测试过程后，智慧化平台通过了所有的测试环节，说明其可以被投入到实践应用中。而在案例工程的管理中，将该平台投入使用一段时间后，工程施工中存在的专业冲突问题基本被消除，同时，施工进度、质量也得到了明显的优化，由此可见，工程管理智慧化对于水利工程建设来说，具有显著的正面影响^[2]。

结束语

总之，坚持智慧化引领带动是我国经济社会发展的大战略、大趋势，建设智慧水利是水利现代化的重要支撑。水利工程建设智能化管理系统为水利工程建设，尤其是农村水利工程建设克服管理瓶颈，补齐管理短板，提高管理水平提供了一个科学化、规范化、智慧化、智能化的管理平台，具有很强的科学性、导向性和实践性。在系统研发和推广应用过程中，努力坚持实用实效原则，广泛听取参建各方意见，不断优化系统功能和运行效果，促进管理行为更加科学规范，水利工程建设管理水平得到有效提升^[3]。

参考文献：

[1]叶纪刚.水利工程智慧化管理系统设计探究[J].四川水利,2021,43(01):159-161+183.

[2]高兴,张莹,周旭东.水利工程智慧化运行管理方式分析[J].中国设备工程,2021(03):253-254.

[3]雷明.盘锦市水利信息智慧管理平台的设计与实现[J].水利技术监督,2021(01):30-33+89.