韓 雪 ， 張建光， 李 晶,3， 張銳銳， 馬 倩， 安 達， 石 龍

(1. 交通運輸部 天津水運工程科學(xué)研究所, 天津 300000; 2. 衡水學(xué)院 數(shù)學(xué)與計算機學(xué)院, 河北 衡水 053000; 3. 滄州工貿(mào)學(xué)校 智能制造教學(xué)部, 河北 滄州 061000; 4. 滄州師范學(xué)院 計算機科學(xué)與工程學(xué)院, 河北 滄州 061000)

港口設(shè)施是港口發(fā)展中的基礎(chǔ)資源,為港口的正常經(jīng)營和安全生產(chǎn)提供了保障條件。為了加強對港口基礎(chǔ)設(shè)施管理的規(guī)范性,提高設(shè)施利用率,保障港口設(shè)施的安全性,充分發(fā)揮港口設(shè)施服務(wù)于業(yè)務(wù)的基本功能,促進資源的有效利用,交通運輸部在2012年印發(fā)了《港口設(shè)施維護管理規(guī)定(試行)》,提出港口設(shè)施在進行維護和管理的過程中,各級港口企業(yè)和管理部門應(yīng)采用信息化手段進行管理,針對港口設(shè)施全面維護管理，建立健全真實、完整的技術(shù)檔案,結(jié)合數(shù)字化的管理方式,更好地提升港口設(shè)施維護的管理效率[1]。基于此,建設(shè)綜合性、智慧化的港口設(shè)施維護管理系統(tǒng)勢在必行。

由于國內(nèi)推進港口事業(yè)信息化建設(shè)的進展相對緩慢,港口之間的現(xiàn)代化建設(shè)還不平衡,有些港口依然采用紙質(zhì)表單等傳統(tǒng)方式進行港口設(shè)施的維護和管理,業(yè)務(wù)管理未能和信息化技術(shù)發(fā)展保持同步性。在進行港口信息化建設(shè)的過程中,仍缺少相關(guān)的建設(shè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),港口設(shè)施維護管理系統(tǒng)的建設(shè)還不成熟,有待改進。

為了推動港口設(shè)施維護管理工作的信息化水平,本文設(shè)計并實現(xiàn)了一種綜合型港口設(shè)施維護管理系統(tǒng)。

1 交互式設(shè)計方法

交互設(shè)計是關(guān)注人—機之間交互體驗的學(xué)科,源自于上個世紀八十年代[2]。系統(tǒng)要求以用戶為視角,對產(chǎn)品的安全性、穩(wěn)定性和可靠性等特性指標(biāo)進行深入分析,使產(chǎn)品和用戶之間保持必然的聯(lián)系,以達到用戶的要求和期望[3]。通過紙質(zhì)表單記錄保存港口設(shè)施數(shù)據(jù)的傳統(tǒng)管理方式存在成本高、效率低、范圍小等問題,無法實現(xiàn)對歷史和在役運行設(shè)施狀態(tài)的全方位管理,涉及部門業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)的操作也極其繁瑣；對于已存在的一些設(shè)施臺賬管理系統(tǒng),缺乏準(zhǔn)確識別目標(biāo)用戶和對管理業(yè)務(wù)流程的全面分析,其功能單一且數(shù)據(jù)分散,用戶不能統(tǒng)一完成審核上報工作,統(tǒng)計不能集合最新最全的數(shù)據(jù),無法達到用戶的預(yù)期和目標(biāo)。

對設(shè)施管理業(yè)務(wù)而言,設(shè)計系統(tǒng)功能需要了解使用系統(tǒng)的用戶如何工作,以及功能及操作方式是否能支持或者方便用戶的行為[4]。以行為為導(dǎo)向的設(shè)計在港口設(shè)施管理活動中通過建立用戶模型,結(jié)合實地調(diào)研方法能準(zhǔn)確定位不同用戶在填報、提交、查看和審核信息的情境下完成港口設(shè)施數(shù)據(jù)歸檔的目標(biāo),將滿足具體用戶模型的需求放在系統(tǒng)設(shè)計首位,以用戶的行為和目標(biāo)以及與其他用戶的交互為依據(jù),建立數(shù)據(jù)信息優(yōu)先層級,簡化港口設(shè)施管理業(yè)務(wù)流程,是本系統(tǒng)在需求分析和功能設(shè)計階段遵循的設(shè)計原則。

本文設(shè)計并實現(xiàn)的港口設(shè)施維護管理系統(tǒng)的主要特性如下：

(1) 數(shù)字化。以紙質(zhì)記錄的港口設(shè)施信息為對象,借助計算機設(shè)備將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字化模型,并通過軟件操作來完成數(shù)據(jù)信息的存儲、處理與輸出,構(gòu)建全面、完備的數(shù)字化檔案。

(2) 規(guī)范化。對于港口管理而言,港口設(shè)施維護管理十分關(guān)鍵。為確保管理效率與質(zhì)量,要求其管理指標(biāo)滿足相關(guān)規(guī)范要求,實現(xiàn)規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化管理[5]。

(3) 整合化。這里的整合并非僅僅指單一無序數(shù)據(jù)資源的關(guān)聯(lián)整合,還要求實現(xiàn)多種平臺信息數(shù)據(jù)的共享,綜合各類數(shù)據(jù)進行分析,挖掘數(shù)據(jù)中潛在的價值。

(4) 智能化。在港口設(shè)施管理中引入信息化技術(shù),推動管理實現(xiàn)智能化,可以為管理決策提供支持依據(jù),進一步降低管理成本,提高管理效益。

2 系統(tǒng)需求分析

2.1 用戶群分析

在管理活動中關(guān)注港口設(shè)施維護管理業(yè)務(wù)的實際需要,要求針對不同設(shè)施進行各類業(yè)務(wù)操作,如填報、審核與巡檢等,工作環(huán)境根據(jù)室內(nèi)外操作涉及不同的業(yè)務(wù)流程,管理活動表現(xiàn)出一定的特殊性與復(fù)雜性。通過以往相關(guān)的項目經(jīng)驗以及赴實地調(diào)研,涉及港口設(shè)施維護管理的主體主要是大、中、小型港口企業(yè)和政府管理機構(gòu)。港口企業(yè)主要負責(zé)填報附屬的港口設(shè)施信息,政府管理機構(gòu)根據(jù)管理職能劃分進行審核及上報工作。系統(tǒng)用戶除了業(yè)務(wù)管理與專業(yè)技術(shù)人員外,還涉及決策人員[6]。本系統(tǒng)中將用戶群劃分為三類,見表1。

表1 系統(tǒng)用戶表

三級用戶群之間存在管理與被管理的層級關(guān)系,港口企業(yè)用戶需根據(jù)附屬港口設(shè)施的實際使用情況填寫基本信息提交至二級管理部門,二級管理部門對照檔案檢查核實通過后提交至一級管理部門,一級管理部門留存建檔,并定期上報至上級交通運輸(港口)行政管理部門。

2.2 業(yè)務(wù)模型分析

港口設(shè)施維護管理工作的依據(jù)來源是港口設(shè)施的基本信息,港口企業(yè)根據(jù)港口設(shè)施實際使用情況需制訂并執(zhí)行定期維護計劃,根據(jù)港口設(shè)施基本信息、維護信息進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計,全面掌握港口設(shè)施健康狀況；同時港口設(shè)施項目建設(shè)檔案作為港口設(shè)施信息的管理依據(jù)應(yīng)進行統(tǒng)一管理；此外,港口設(shè)施信息數(shù)據(jù)需按相關(guān)政策規(guī)定進行上報。通過整理各級用戶的港口設(shè)施維護業(yè)務(wù)管理活動目標(biāo),本系統(tǒng)將用戶的業(yè)務(wù)功能需求設(shè)定為以下5個部分：

(1) 基于設(shè)施臺賬的管理。設(shè)施臺賬管理主要指管理用戶、企業(yè)用戶需要填報、查詢和審核相關(guān)的港口設(shè)施信息。港口企業(yè)填報數(shù)據(jù)后向上級提交審核,如信息有誤則二級管理部門審核不通過并退回至港口企業(yè)用戶,通過后提交至一級管理部門匯總,一級管理部門進行信息上報。圖1展示了設(shè)施臺賬管理操作流程：

圖1 設(shè)施臺賬流程圖

(2) 基于設(shè)施維護的管理。對企業(yè)用戶和管理用戶而言需要完成設(shè)施資源的評估、檢測與維修等方面的管理,以保障港口設(shè)施運行在良好狀態(tài)下[7]。港口企業(yè)同已備案的檢測評估單位進行定檢和特檢,并將檢測結(jié)果填報至系統(tǒng),系統(tǒng)根據(jù)已存在的維護信息進行檢測評估數(shù)據(jù)匯總。圖2展示了設(shè)施檢測評估流程。

(3) 基于決策支持的管理。系統(tǒng)根據(jù)已填報的港口設(shè)施基本信息和維護信息自動計算匯總,并從不同維度統(tǒng)計顯示港區(qū)內(nèi)設(shè)施資源的圖表化信息,為設(shè)施管理決策提供必要的數(shù)據(jù)支持條件。

圖2 檢測評估管理流程圖

(4) 基于公共基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的管理。管理用戶通過本系統(tǒng)實現(xiàn)項目批文、檔案、文件等管理工作,以保障工程建設(shè)的質(zhì)量安全。本功能由一級用戶進行系統(tǒng)填報。

(5) 基于統(tǒng)計報送信息的管理。該功能主要是一級用戶面向上級管理部門報送相關(guān)的港口設(shè)施基本信息。

3 系統(tǒng)子功能交互設(shè)計

對應(yīng)上述業(yè)務(wù)流程的基礎(chǔ)上,根據(jù)實際工作中企業(yè)用戶和管理用戶需填報審核的具體項目內(nèi)容,本系統(tǒng)在功能上設(shè)計開發(fā)了設(shè)施臺賬管理、設(shè)施維護管理、決策支持管理、公共基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)管理和設(shè)施綜合統(tǒng)計報送5類業(yè)務(wù)管理子系統(tǒng),如圖3所示。

圖3 港口設(shè)施維護管理系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計

3.1 設(shè)施臺賬管理子系統(tǒng)

該子系統(tǒng)包含港口基礎(chǔ)信息管理、公共設(shè)施技術(shù)臺賬管理、企業(yè)設(shè)施技術(shù)臺賬管理、設(shè)施數(shù)字技術(shù)檔案管理和政策法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范管理5項功能。港口設(shè)施包括碼頭泊位、防波堤和護岸、港池、航道、錨地、港區(qū)道路、港區(qū)鐵路、堆場、倉庫9種企業(yè)設(shè)施和航道、防波堤和護岸、錨地3種公共設(shè)施[8]。采用賬表及表單樣式針對在役設(shè)施的技術(shù)檔案文件、技術(shù)狀態(tài)數(shù)據(jù)等進行調(diào)取、查看,審批操作[9]。通過該功能,實現(xiàn)了技術(shù)檔案無紙化管理與多條件審批檢索,可以針對港口設(shè)施開展全周期動態(tài)跟蹤管理。

3.2 設(shè)施維護管理子系統(tǒng)

該子系統(tǒng)采用報表樣式進行信息錄入及管理,在功能上支持設(shè)施維護、檢測評估,臺賬變更功能；此外,系統(tǒng)也設(shè)置了設(shè)施突發(fā)事件備案管理功能,目的在于提高港口設(shè)施的耐久性與可靠性,保障其功能處于良好狀態(tài)。

3.3 決策支持管理子系統(tǒng)

該子系統(tǒng)包括設(shè)施臺賬數(shù)據(jù)匯總、技術(shù)狀態(tài)匯總、設(shè)施維護信息匯總和設(shè)施綜合統(tǒng)計報告,可以通過數(shù)據(jù)圖、表單等方式匯總數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果,管理人員將依據(jù)這些統(tǒng)計信息,科學(xué)把握港口設(shè)施運行實際狀況,以提高決策質(zhì)量。

3.4 公共基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)管理子系統(tǒng)

該子系統(tǒng)包括建設(shè)項目審批備案管理及過程備案管理功能,采用報表方式對項目建設(shè)各階段檔案、文件及關(guān)鍵節(jié)點信息進行建檔留存。

3.5 設(shè)施綜合統(tǒng)計報送子系統(tǒng)

該子系統(tǒng)將港口設(shè)施臺賬信息和維護信息合成港口設(shè)施維護基本信息,按照相關(guān)統(tǒng)計標(biāo)準(zhǔn)以表單形式匯總成統(tǒng)計報告并上傳。

4 系統(tǒng)功能實現(xiàn)

4.1 UI界面

本系統(tǒng)界面設(shè)計追求高效、直觀與友好。系統(tǒng)采用扁平式設(shè)計風(fēng)格，展示不同用戶間的信息層級,引導(dǎo)用戶按照業(yè)務(wù)流程進行操作,圖4展示了一級系統(tǒng)用戶的首頁。

圖4 一級系統(tǒng)用戶首頁

4.2 技術(shù)特點

(1) 基于B/S模式實現(xiàn)系統(tǒng)開發(fā)。B/S模式是Browser/Server即瀏覽器/服務(wù)器模式[9-10]。本系統(tǒng)是基于B/S結(jié)構(gòu)的web端應(yīng)用系統(tǒng),結(jié)合服務(wù)體系架構(gòu)(SOA)的思想進行設(shè)計,對日后數(shù)據(jù)量和用戶量的擴展有較強的靈活性和操作性[11]。由于港口設(shè)施維護管理工作涉及不同業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn),采用B/S模式對于異地管理更加高效、便捷；同時B/S模式簡化了開發(fā)過程,在后期響應(yīng)維護上也能節(jié)約成本。

(2) 實現(xiàn)了系統(tǒng)功能高度集成。在本系統(tǒng)設(shè)計過程中,集成了用戶權(quán)限、單點登錄與各項功能。大部分功能的數(shù)據(jù)要求相互滲透、交叉,且部分要求集成至第三方軟件。在設(shè)計思想上引入了統(tǒng)一設(shè)計理念,并借助網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù),結(jié)合系統(tǒng)容錯、數(shù)據(jù)庫等技術(shù),科學(xué)處理各子系統(tǒng)之間的關(guān)聯(lián),保障了系統(tǒng)整體的性能最優(yōu)化。

(3) 引入了權(quán)限控制技術(shù)。權(quán)限控制技術(shù)旨在保障數(shù)據(jù)安全,避免因非法訪問、惡意更改或病毒入侵等引起的數(shù)據(jù)損壞、泄露問題。在系統(tǒng)中設(shè)置了數(shù)據(jù)保護機制,對不同身份用戶設(shè)置相應(yīng)的權(quán)限,不允許超越權(quán)限進行操作。

(4) 關(guān)聯(lián)查詢與操作。本系統(tǒng)的核心具體表現(xiàn)為業(yè)務(wù)管理及其相關(guān)應(yīng)用,在業(yè)務(wù)管理功能實現(xiàn)目標(biāo)的導(dǎo)向下,有針對性地進行了數(shù)據(jù)組織、應(yīng)用與模型設(shè)計,實現(xiàn)了數(shù)據(jù)一體化。以港口設(shè)施臺賬為基礎(chǔ),關(guān)聯(lián)了各類業(yè)務(wù)之間的數(shù)據(jù),在確保數(shù)據(jù)更新的一致性前提下,保障了系統(tǒng)運行的高效率和高質(zhì)量[12-13]。

5 結(jié)語

港口設(shè)施維護管理系統(tǒng)的建設(shè)和開發(fā)是以B/S模式為基礎(chǔ)建立的信息化平臺,能夠?qū)崿F(xiàn)港口設(shè)施維護的無紙化辦公作業(yè)需求,建立高效可留存的信息化檔案,促進智慧港口的建設(shè)與發(fā)展。針對港口設(shè)施維護現(xiàn)場辦公與PC端的業(yè)務(wù)聯(lián)動,國內(nèi)各港區(qū)港口設(shè)施維護管理系統(tǒng)的統(tǒng)一建設(shè)，以及與其他平臺數(shù)據(jù)的有效關(guān)聯(lián)等問題,需待日后進一步研究和解決。