沈文忠，張澤鋒，呂 斌

（杭州定川信息技術(shù)有限公司，浙江 杭州 310020）

1 問題的提出

信息化建設(shè)是水利工程標(biāo)準(zhǔn)化管理的重要組成部分，是標(biāo)準(zhǔn)能否真正落地的關(guān)鍵所在。作為水利工程管理單位從事水利工程日常運行管理的平臺，將水利工程管理手冊中的管理事項搬到平臺上，實現(xiàn)管理工作任務(wù)化、管理事項流程化、流程處置閉環(huán)化和管理記錄電子化的“四化”要求，精細(xì)化和標(biāo)準(zhǔn)化管理水平，保障水利工程安全、規(guī)范、專業(yè)運行，為水利工程管理者提供全方位的支撐，確保水利工程安全運行，并有效提高管理效率[1]。

水利工程標(biāo)準(zhǔn)化運行管理平臺主要包括綜合地圖、監(jiān)測監(jiān)控、工程檢查、維修養(yǎng)護、應(yīng)急管理、運行管理、臺賬管理等主要功能模塊，平臺同時配套手機端軟件進行巡查養(yǎng)護等操作。

2 系統(tǒng)總體設(shè)計

2.1 系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)

水利工程管理安全化是目的，標(biāo)準(zhǔn)化是途徑，信息化是手段，水利工程的標(biāo)準(zhǔn)化管理需要信息化落地。本平臺依托信息化技術(shù)，轉(zhuǎn)變水利工程日常管理模式，做到視頻可控、巡查留痕、工程上圖、數(shù)據(jù)入庫，實現(xiàn)水利工程運行全過程管理，提升水利工程專業(yè)化、精細(xì)化和標(biāo)準(zhǔn)化管理水平，保障水利工程安全、規(guī)范、專業(yè)運行。將標(biāo)準(zhǔn)固化為程序，讓管理人員被動去習(xí)慣標(biāo)準(zhǔn)，從而“讓標(biāo)準(zhǔn)成為習(xí)慣”變?yōu)榭尚小?/p>

2.2 系統(tǒng)總體架構(gòu)

本系統(tǒng)包括5個主要層次，自上而下依次為：應(yīng)用層，即系統(tǒng)具體的功能應(yīng)用；應(yīng)用支撐層，即應(yīng)用層的支撐功能；數(shù)據(jù)層，即數(shù)據(jù)資源等內(nèi)容；硬件網(wǎng)絡(luò)層，即系統(tǒng)運行的配套硬件和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境；采集層，即水雨情、水質(zhì)等各類數(shù)據(jù)的采集系統(tǒng)。

（1）應(yīng)用層：系統(tǒng)為水利工程管理單位的管理人員提供了Web端的水利工程標(biāo)準(zhǔn)化運行管理平臺和移動端的巡查管護平臺。

（2）應(yīng)用支撐層：通過統(tǒng)一的總線服務(wù)實現(xiàn)包括用戶認(rèn)證、消息服務(wù)、流程引擎等應(yīng)用組件進行有效的整合和管理，對下匯集數(shù)據(jù)資源，對上支撐應(yīng)用服務(wù)。

（3）數(shù)據(jù)層：負(fù)責(zé)對系統(tǒng)數(shù)據(jù)的管理，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的分類、組織、編碼、存儲、維護等。主要包括數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、文件系統(tǒng)以及各種應(yīng)用數(shù)據(jù)庫。

（4）硬件網(wǎng)絡(luò)層：提供平臺運行的相關(guān)硬件網(wǎng)絡(luò)設(shè)施。

（5）采集層：包括工情、水雨情、安全監(jiān)測、流量、水質(zhì)、視頻和移動巡查等各類數(shù)據(jù)。

另外還需要數(shù)據(jù)安全：包括基于MD5的數(shù)字簽名認(rèn)證、驗證碼和防火墻等和標(biāo)準(zhǔn)體系：包括水利工程標(biāo)準(zhǔn)化相關(guān)管理規(guī)程、技術(shù)要求[2]等。

2.3 系統(tǒng)功能設(shè)計

本平臺主要包括綜合地圖、監(jiān)測監(jiān)控、工程檢查、維修養(yǎng)護、調(diào)度運行、應(yīng)急管理、臺賬管理等功能模塊，基本涵蓋水利工程管理的各個方面。

（1）綜合地圖：在地圖上疊加各類工程以及工程相關(guān)監(jiān)控監(jiān)測設(shè)施的分布，提供詳細(xì)信息的查詢展示；實現(xiàn)工程巡查軌跡的在線回放。

（2）監(jiān)測監(jiān)控：實現(xiàn)對各類工程的工情、視頻、水雨情、安全監(jiān)測、消毒過濾反沖（農(nóng)村供水工程特有的）等信息的實時數(shù)據(jù)接入和查詢統(tǒng)計分析?？梢愿鶕?jù)用戶管理的工程類型配置具體的監(jiān)測內(nèi)容，比如潮位僅涉及海塘工程，過濾和消毒僅涉及農(nóng)村供水工程。

（3）工程檢查：實現(xiàn)對各類工程日常巡查、汛前檢查、年度檢查、特別檢查、臨時檢查等各類安全檢查[3-5]進行管理，對周期性的檢查工作系統(tǒng)設(shè)置自動提醒功能，同時提供對巡查檢查工作的任務(wù)下達功能。各工程的各類巡查檢查工作在移動巡查管護端（Android）進行巡查記錄上報，當(dāng)存在隱患時，系統(tǒng)會根據(jù)設(shè)置好的隱患處理流程自動逐級上報處理。平臺上能夠?qū)z查記錄進行分類統(tǒng)計，同時提供巡查的軌跡在線查看功能。

（4）維修養(yǎng)護：實現(xiàn)對各類工程的日常維修養(yǎng)護、年度維修養(yǎng)護、維修養(yǎng)護計劃、維修養(yǎng)護資金（資金籌措、資金落實）的管理[6-8]。維修養(yǎng)護工作的具體落實在移動巡查管護端進行維養(yǎng)記錄的上報。維修養(yǎng)護計劃的審批和維修養(yǎng)護資金的籌措落實情況均能在系統(tǒng)上實現(xiàn)管理。

（5）調(diào)度運行：實現(xiàn)對各類工程的調(diào)度運行的管理。因各類工程的調(diào)度運行事項和處理流程存在差異，系統(tǒng)采用工程類型綁定調(diào)度運行事項的方式進行靈活配置。如大中型水庫的調(diào)度運行包括調(diào)度令下達、操作票下達及執(zhí)行反饋等流程，操作票執(zhí)行包括首次預(yù)警、開閘前檢查、下游預(yù)警反饋、高配電操作、再次預(yù)警、開閘后檢查等步驟。各類工程的調(diào)度運行均配合移動端進行操作[9-10]。

（6）應(yīng)急管理：實現(xiàn)各類工程應(yīng)急預(yù)案、歷史險情處置情況查詢，對防汛物資進行出入庫的在線管理[11-12]。

（7）臺賬管理：實現(xiàn)對各類工程紙質(zhì)檔案借閱、記錄等的管理；提供各類工程的工程檢查、維修養(yǎng)護和調(diào)度運行等各個事項的電子臺賬統(tǒng)計功能。

2.4 系統(tǒng)工作流程

平臺主要包括工程檢查、維修養(yǎng)護和調(diào)度運行3大業(yè)務(wù)流程。在日常運行管理過程匯總發(fā)現(xiàn)問題上報后，進入待辦事項（問題處理）；工程檢查和調(diào)度運行產(chǎn)生的問題通過手機端APP采集信息提交到平臺，平臺根據(jù)流程自動生成待辦事項（其中APP數(shù)據(jù)采集根據(jù)不同工程類型有所區(qū)分，對于大中型工程管理單位管理人員素質(zhì)較高的實際，要求也適當(dāng)提高，如閘泵巡查與操作中實現(xiàn)操作員與觀察員的步步確認(rèn)，要求記錄、輸入更多的運行參數(shù)；而在小型工程中，盡量減化巡查員、維養(yǎng)人員的操作，僅以軌跡、照片和語音實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集），流程自動流轉(zhuǎn)到下一環(huán)節(jié)進行處理，處理方式包括持續(xù)觀察（持續(xù)跟蹤）、立即修理、專項維修、建議年度維修（年度計劃）和隱患上報（請求上級協(xié)助）等。維修養(yǎng)護處理方式主要包括加強檢查、責(zé)令整改和問題上報等方式。

系統(tǒng)主要業(yè)務(wù)流程：

（1）調(diào)度運行處理流程見圖1。

圖1 調(diào)度運行流程圖

（2）工程檢查問題處理流程見圖2。

圖2 工程檢查問題處理流程圖

（3）維修養(yǎng)護專項處理流程見圖3。

圖3 維修養(yǎng)護流程圖

3 關(guān)鍵技術(shù)研究

3.1 事項流程流轉(zhuǎn)與控制的實現(xiàn)

平臺實現(xiàn)事項操作流程化的關(guān)鍵是讓每個管理事項的操作流程在平臺中體現(xiàn)，按手冊的流程進行流轉(zhuǎn)，也就是通過計算機軟件實現(xiàn)流程的流轉(zhuǎn)與控制，將原先手冊傳遞信息變成在網(wǎng)絡(luò)中傳輸信息流。通過流程控制，可以規(guī)范整個事項處理流程，并記錄整個流轉(zhuǎn)過程，實現(xiàn)臺賬的自動生成，讓整個過程在平臺上留下痕跡，讓管理者從繁瑣的臺賬記錄和整理中解放出來。

流程流轉(zhuǎn)與控制的要素有：

（1）流程路徑。流轉(zhuǎn)路徑可以根據(jù)實際管理手冊中規(guī)定的需求自行設(shè)定，每一個路徑只能包括一個開始節(jié)點和結(jié)束節(jié)點，但可以定義多個處理節(jié)點。設(shè)置好流轉(zhuǎn)路徑后就等同于設(shè)定事項的處理流程，用戶只能按流轉(zhuǎn)路徑在處理流程中執(zhí)行各個環(huán)節(jié)的操作。

（2）用戶角色。用戶是使用流程的主體，每個流程節(jié)點對應(yīng)一個或多個用戶角色，每個用戶都處在特定流程的特定節(jié)點中，用戶登錄界面后，系統(tǒng)會自動顯示所處的流程和環(huán)節(jié)。

（3）權(quán)限。每個用戶都有特定的權(quán)限，在流程的每個環(huán)節(jié)中只能做特定的工作。如有的用戶可以錄入資料，有的用戶只能進行審批操作，有的用戶則可以推動流程執(zhí)行下一環(huán)節(jié)。流程中已經(jīng)完成的環(huán)節(jié)將被控制為只讀，否則流程控制將失去意義。

（4）信息流。用戶輸入的信息在整個流程中不斷向后流轉(zhuǎn)，之前輸入的信息對后續(xù)的環(huán)節(jié)產(chǎn)生影響，后續(xù)環(huán)節(jié)中很多信息是根據(jù)之前環(huán)節(jié)輸入的信息產(chǎn)生的。

本平臺通過以下方法實現(xiàn)事項流程的流轉(zhuǎn)與控制。

（1）對路徑的工作流模式進行流轉(zhuǎn)與控制。流程設(shè)計器為每個節(jié)點路徑提供串行、分支/合并2種基本模式，通過設(shè)置Gateway節(jié)點屬性實現(xiàn)。通過節(jié)點的工作流模式保證流程按規(guī)定的流程方向流轉(zhuǎn)。其中串行模式控制事項任務(wù)是依照次序順序執(zhí)行，沒有分支選擇，循環(huán)等路由功能。而分支/合并模式是對工作流流程中的任務(wù)執(zhí)行條件進行限定，在執(zhí)行過程中，根據(jù)條件判斷執(zhí)行路徑。Gateway節(jié)點屬性類型包括：①并行分支：解析所有必需類型連線上的條件是否都滿足，如果滿足，則執(zhí)行并行分支節(jié)點的所有后續(xù)節(jié)點。②多選分支：解析滿足條件的分支連線，如果條件為真，則執(zhí)行這些連線上的后續(xù)節(jié)點。③互斥分支：根據(jù)優(yōu)先級，解析出第一個滿足條件的連線，然后執(zhí)行該連線的后續(xù)節(jié)點，其它分支上的節(jié)點不再執(zhí)行。④并行合并：當(dāng)所有必需連線上的條件都滿足時候，才能執(zhí)行并行合并節(jié)點的后續(xù)節(jié)點。⑤選擇合并：根據(jù)連線上的條件定義，解析條件，如果滿足，則選擇合并節(jié)點之后的節(jié)點可以被執(zhí)行；此時，其它前驅(qū)分支節(jié)點可以繼續(xù)執(zhí)行，但不再實例化互斥合并節(jié)點。⑥互斥合并：根據(jù)優(yōu)先級解析第一個滿足條件的連線，如果有，互斥合并節(jié)點的后續(xù)節(jié)點可以被執(zhí)行，其它前驅(qū)分支節(jié)點不能再執(zhí)行。

（2）流程節(jié)點的用戶權(quán)限控制。每個節(jié)點在每個事項流程中的對應(yīng)角色用戶都不相同，為讓流程流轉(zhuǎn)的時候能自動識別其下一環(huán)節(jié)的目標(biāo)用戶或角色，流程設(shè)計組件為路徑中每一段線路（即節(jié)點與節(jié)點間的連線）提供了“接收者類型”屬性，和“條件表達式”的設(shè)置。如：可以控制當(dāng)前節(jié)點的下一個節(jié)點的接收方是當(dāng)前用戶的上司、同事、下屬或流程發(fā)起人?；蛘咄ㄟ^條件表達式控制當(dāng)前流程事項中問題等級達到何種級別才流轉(zhuǎn)給指定的用戶。

3.2 事項流程可配置化實現(xiàn)

由于水利工程管理的復(fù)雜性和差異性，很難形成固定的、通用性的事項處理流程，不同水利工程管理單位的機構(gòu)設(shè)置不同，導(dǎo)致在事項處理流程中各個工作流程是不同的，所以在系統(tǒng)設(shè)計時將流程設(shè)計為可配置的。用戶可以根據(jù)實際需要配置每個事項處理的流程，需要幾個環(huán)節(jié)，以及每個環(huán)節(jié)需要哪個用戶處理。

為了達到事項流程的高度可配置的目的，平臺引用SlickFlow流程引擎，提供基于HTML5技術(shù)，純Javascript /JsPlumb 腳本實現(xiàn)SVG的B/S架構(gòu)的設(shè)計器，圖形元素參考BPMN定義，采用XML存儲流程定義，這種存儲格式更加適合用戶和商務(wù)人員理解業(yè)務(wù)過程定義。流程定義文件默認(rèn)采用數(shù)據(jù)庫存儲方式存儲，同時可以通過導(dǎo)出功能將流程定義描述進行XML、PNG格式的導(dǎo)出，提高流程的復(fù)用性。

用戶通過流程設(shè)計器創(chuàng)建流程時，自動為流程創(chuàng)建一個流程編碼，作為流程的唯一標(biāo)識，同時包括流程的名稱、描述、版本標(biāo)識、使用狀態(tài)等附加屬性，其中版本標(biāo)識用于標(biāo)識該流程目前的版本號，有了版本標(biāo)識將允許同一個流程不同版本同時存在，很好地解決不同流程版本管理的問題。流程設(shè)計過程中提供了開始、結(jié)束、任務(wù)、決策、會簽、子流程等可視化控件，方便用戶拖拉圖標(biāo)完成節(jié)點配置。每個任務(wù)代表一個節(jié)點，每個節(jié)點中可以通過綁定該管理單位下所有的角色或用戶完成與用戶權(quán)限信息的關(guān)聯(lián)，當(dāng)流程驅(qū)動到該環(huán)節(jié)時，將自動篩選擁有該事項處理權(quán)限的用戶，并推送一條待辦信息給處理用戶。用戶通過待辦事項完成審批，系統(tǒng)就將審批流程轉(zhuǎn)到下一級審批環(huán)節(jié)。

同時系統(tǒng)記錄了整個審批處理的流轉(zhuǎn)過程，當(dāng)流程結(jié)束時，流程將事項處理結(jié)果推送給流程發(fā)起人，發(fā)起人可查看所有節(jié)點的審批意見。這樣就讓每件事項的處置流程形成閉環(huán)，讓事情得到切實解決，從而形成流程處置的閉環(huán)化。

3.3 業(yè)務(wù)與流程交互實現(xiàn)

流程在流轉(zhuǎn)中很多時候需要調(diào)用外部事件來滿足某些業(yè)務(wù)需求，通過提供Actions節(jié)點實現(xiàn)事件接口關(guān)聯(lián)。流程組件中每個節(jié)點均可以綁定外部事件，包括開始和結(jié)束節(jié)點。

例如在隱患處理過程中，若將隱患的處理方式定為日常維修，在流程處理過程中可以下達隱患處理的日常維修任務(wù)。在隱患處理過程中和任務(wù)下達實質(zhì)上是2個獨立的事項，沒有非常緊密的關(guān)系，只是部分信息的傳遞，但是通過業(yè)務(wù)和流程的交互可以簡化操作。隱患處理流程結(jié)束后，可以在維修養(yǎng)護任務(wù)模塊中繼續(xù)對日常維修任務(wù)進行管理。

4 平臺的初步實現(xiàn)

本平臺選擇Windows 7操作系統(tǒng)支持下的Microsoft Visual Studio C#.NET 2012和SQL Server 2010數(shù)據(jù)庫進行軟件代碼編寫。目前已經(jīng)完成系統(tǒng)設(shè)計的各項功能。

（1）流程定制：事項流程處理的第一步是為各個崗位事項處理定制流程規(guī)則，用戶可以通過流程設(shè)計器提供的節(jié)點組件，自行定義流程的流轉(zhuǎn)節(jié)點，包括節(jié)點的接收對象以及串行、分支、合并、條件、子流程、循環(huán)、會簽和加簽等流程模式規(guī)則。

（2）事項流程辦理：當(dāng)流程流轉(zhuǎn)到具體節(jié)點時，將自動發(fā)送一個待辦事項消息給指定用戶，并將流程活動狀態(tài)移動到當(dāng)前節(jié)點實例，用戶通過該頁面完成流程事項的處理。

（3）事項流程查看：用戶通過工作模塊，查看包括當(dāng)前需要待辦流程信息和發(fā)起的流程信息，每個流程實例可以通過流程信息功能，查看當(dāng)前流程的整個流轉(zhuǎn)情況，包括各環(huán)節(jié)的處理意見，當(dāng)前活動節(jié)點等信息。

（4）巡查監(jiān)控：用戶通過巡查監(jiān)控功能，實時查看工程巡查中的實時狀態(tài)，包括每個部位檢查的結(jié)果，檢查時間、異常情況等都能同步顯示。真正實現(xiàn)了App與平臺的互聯(lián)互通。

5 結(jié) 語

浙江省水利工程標(biāo)準(zhǔn)化運行管理平臺以實現(xiàn)“四化”為設(shè)計開發(fā)主旨思想，實現(xiàn)臺賬信息和實時信息的全面管理，為水利工程的正常運行和水管單位的日常管理提供服務(wù)。平臺成功應(yīng)用于22個水行政主管部門和水利工程管理單位，并根據(jù)產(chǎn)品的應(yīng)用效果在2016年申請了“水利工程標(biāo)準(zhǔn)化運行管理平臺軟件”的著作權(quán)，是產(chǎn)品應(yīng)用價值的體現(xiàn)，并且能促進產(chǎn)品的進一步推廣應(yīng)用。本平臺的部署應(yīng)用，推動水利工程運行管理標(biāo)準(zhǔn)的落地，確保水利工程的安全、提高水利工程管理的效率、最大化發(fā)揮水利工程效益。