吳德波，陳 濤

（黃河水利委員會水文局，河南 鄭州 450004）

0 引言

工程建設現(xiàn)場檢查是深入了解施工質(zhì)量、安全、進度等情況的最直觀、最有效方式，是發(fā)現(xiàn)工程建設方面存在的問題，保證投資效益發(fā)揮的重要手段，也是開展項目驗收的重要參考。相對于其他水利工程，水文工程具有點多、線長、面廣、單點投資小、施工和監(jiān)理企業(yè)資質(zhì)低等特點，因此其現(xiàn)場檢查存在諸多困難。本文結(jié)合黃河水利委員會（以下簡稱黃委）水文工程管理實際，研發(fā)了基于移動終端的水文工程現(xiàn)場檢查系統(tǒng)，以期提高水文工程現(xiàn)場檢查成效，增強水文工程建設管理能力。

1 系統(tǒng)研發(fā)的必要性

隨著國家對水利建設的重視，水文工程建設投資進入歷史高峰。與此同時，隨著水文工程項目的大幅增加，全面有效地開展現(xiàn)場檢查的主客觀制約因素更加突出。為了使工程現(xiàn)場檢查工作能及時、全面進行，亟需借助信息化手段，開發(fā)適用于水文工程的現(xiàn)場檢查系統(tǒng)。

1.1 設地點分散，檢查工作開展難度大

水文工程多為打捆項目，一個項目往往包含多個子項目和諸多建設地點，限于人員力量和成本制約，無論是現(xiàn)場檢查全覆蓋，還是重點項目的持續(xù)跟進，都存在很大困難。

1.2 文工程專業(yè)性強，檢查質(zhì)量難以保證

水文工程包括棧橋、碼頭、測驗平臺、水文纜道等水文設施，以及房屋建筑、船舶建造等，涉及專業(yè)類別多、規(guī)范規(guī)定多，加之沒有專業(yè)的現(xiàn)場檢查細則，現(xiàn)場檢查的質(zhì)量很大程度上取決于檢查人員的專業(yè)水平和工作經(jīng)驗。

1.3 查成果的管理、使用不規(guī)范

在水文工程建設現(xiàn)場檢查的成果資料中，雖然建有臺賬，明確專人管理，但多為個人主觀表述的文字描述和電子表格，影像資料少。由于缺少信息化管理手段，對現(xiàn)場檢查的數(shù)據(jù)無法實現(xiàn)有機融合，也無法開展相關性分析，從而不能準確地對水文工程管理的整體狀況進行評判，致使不能提出提高建設管理質(zhì)效的針對性措施。

2 關鍵技術研發(fā)

2.1 場檢查內(nèi)容標準化［1］

結(jié)合水文工程涉及的規(guī)范、規(guī)定和常見問題，編制現(xiàn)場檢查細則，推動現(xiàn)場檢查標準化。（1）現(xiàn)場檢查內(nèi)容標準化。將水文工程分為水位觀測設施、蒸發(fā)觀測設施、降水觀測設施、流量觀測設施、綜合測驗平臺、水文棧橋、碼頭、房屋建筑、供電工程、給排水工程、測船建造等類別，逐類編列檢查的具體事項，逐項列明具體技術要求，確?，F(xiàn)場檢查標準的規(guī)范性。（2）現(xiàn)場檢查記錄表標準化。針對各類別水文工程特點，編制現(xiàn)場檢查記錄表，并作標準提示。諸如“水文纜道鋼架的順河向傾斜度應小于3‰、斷面向傾斜度應小于5‰”“相鄰兩水尺之間的水位應重合0.1 0.2 ”等，還規(guī)定了“不符合要求”“基本符合要求”“符合要求”3個程度的描述選項，對“不符合要求”和“基本符合要求”的檢查項，提示要求拍攝相關照片或視頻，作為證據(jù)。對于問題描述，盡量采用選項的方式，讓問題表述更為清晰，降低現(xiàn)場工作量，也便于后期分析。

2.2 務發(fā)布精準化

針對黃委水文工程管理層級多、參建單位多、項目內(nèi)容多的狀況，將單個水文工程項目按建設地點分解。單個項目的建設地點與黃委水文局的單位（項目法人或現(xiàn)場項目部）一一對應，與設計、施工、監(jiān)理企業(yè)分別對應，系統(tǒng)用戶與單位（企業(yè)）對應，從而將單個建設地點與系統(tǒng)用戶對應起來。用戶管理范圍的自動劃定，可實現(xiàn)任務的快速準確發(fā)布和檢查信息的快速準確上報。

2.3 線填報技術

由于水文工程建設地點大多偏僻，有的建設地點沒有網(wǎng)絡覆蓋，如果系統(tǒng)基于在線數(shù)據(jù)庫進行訪問存儲，可能因網(wǎng)絡問題導致系統(tǒng)無法運行。此外，由于視頻資料大，手機網(wǎng)絡傳輸費用高，需要增加“離線填報”模塊。

水文工程現(xiàn)場檢查系統(tǒng)APP界面增設“離線填報”按鍵，便于用戶進入離線采集模塊。離線填報模塊采用Android集成的SQLite嵌入式數(shù)據(jù)庫。SQLite專門適用于資源有限的設備上的適量數(shù)據(jù)存取［2］。在該模塊下，用戶采集的圖片、視頻和錄入的問題情況描述等信息存入本地SQLite數(shù)據(jù)庫中。退出離線填報模塊后，用戶可以調(diào)用信息上報接口，將離線數(shù)據(jù)在線上報至服務器數(shù)據(jù)庫。

3 系統(tǒng)實現(xiàn)

3.1 統(tǒng)架構

水文工程現(xiàn)場檢查系統(tǒng)包括移動采集終端、數(shù)據(jù)傳輸和Web Service端［3］。邏輯架構劃分為7層，其中，采集傳輸層位于移動采集終端，數(shù)據(jù)資源層、應用支撐層、業(yè)務應用層、應用交換層位于Web Service端。另有信息安全體系和標準規(guī)范體系兩個保障體系。系統(tǒng)總體體系結(jié)構如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總體體系結(jié)構Fig.1Overall system architecture

3.2 統(tǒng)功能

水文工程現(xiàn)場檢查系統(tǒng)Web Service端負責創(chuàng)建水文工程項目架構和分配用戶權限；根據(jù)具體現(xiàn)場檢查工程內(nèi)容，定制生成現(xiàn)場檢查表，分派用戶現(xiàn)場專項檢查、隨手拍等數(shù)據(jù)采集任務；對隨手拍的圖片、視頻資料作分類存儲；對現(xiàn)場檢查信息進行統(tǒng)一管理，規(guī)整生成項目現(xiàn)場檢查臺賬和專項檢查報告。移動采集終端APP根據(jù)用戶權限和任務安排，現(xiàn)場實時記錄水文工程建設情況，并將現(xiàn)場圖片、視頻、檢查記錄等數(shù)據(jù)實時或離線上傳到系統(tǒng)Web Service端數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)將SQLserver數(shù)據(jù)庫推送機制與WEB推送機制有機結(jié)合起來，實現(xiàn)了對數(shù)據(jù)庫實時事件數(shù)據(jù)的及時展示，并可自動更新數(shù)據(jù)列表。

3.2.1 統(tǒng)Web Service端的功能

水文工程現(xiàn)場檢查系統(tǒng)Web Service端的具體功能包括項目管理、用戶管理、隨手拍管理、任務管理、資料管理、系統(tǒng)管理等6個部分。

（1）項目管理。在系統(tǒng)中創(chuàng)建水文工程建設項目，并將其逐級細化分解至單個建設地點，明確各建設地點的具體建設內(nèi)容。各建設地點的建設項目均須明確建設單位、現(xiàn)場項目部、施工單位、監(jiān)理單位，以實現(xiàn)建設地點與用戶相對應，便于精準確定現(xiàn)場檢查任務的用戶。

（2）用戶管理。在系統(tǒng)中創(chuàng)建單位用戶和單位用戶下的個人用戶，對單位用戶和個人用戶進行對應的權限管理和任務分配。單位用戶包括黃委水文局（建設主管部門、質(zhì)量監(jiān)督單位）和各基層局（項目法人）、勘測局（現(xiàn)場項目部）、水文站（運行管理單位）、施工單位、監(jiān)理單位。個人用戶可對個人臨時（一次性）授權委托，在權限內(nèi)對下級用戶的權限進行臨時（一次性）調(diào)整。

（3）現(xiàn)場檢查表的生成。創(chuàng)建專項檢查任務，明確現(xiàn)場檢查人員和檢查地點，選取具體檢查內(nèi)容。系統(tǒng)根據(jù)檢查內(nèi)容，生成現(xiàn)場檢查表格，并定向發(fā)布給現(xiàn)場檢查人員。

（4）臨時任務的發(fā)布。針對水文工程建設的重要節(jié)點、關鍵環(huán)節(jié)、關鍵部位、問題部位以及管理者關心的問題，面向特定用戶發(fā)布臨時現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集要求，要求快速采集、上傳現(xiàn)場影像信息，以便快速、及時了解、掌握水文工程建設的具體情況。

（5）檢查數(shù)據(jù)歸檔。除個人用戶未上報的隨手拍數(shù)據(jù)外，用戶可在系統(tǒng)中調(diào)閱自己權限范圍內(nèi)的所有的檢查報告、影像信息及文字描述。系統(tǒng)對數(shù)據(jù)采集、上傳、修改時間和人員均有記錄，便于后續(xù)跟進檢查和追溯。

（6）現(xiàn)場檢查成果分析與應用。用戶可在管理權限內(nèi)，對不同項目法人、不同水文工程類別、不同地區(qū)范圍的工程建設情況，以及不同問題的發(fā)生情況進行分析，研究制訂針對性措施，從而提高建設管理水平。

3.2.2 統(tǒng)移動采集終端的功能

水文工程現(xiàn)場檢查系統(tǒng)移動采集終端包括隨手拍、待辦任務、任務列表、項目管理、離線填報5個功能模塊，其主要功能有以下4個。

（1）現(xiàn)場檢查基本信息和影像信息的快速記錄。用戶承擔專項現(xiàn)場檢查任務時，現(xiàn)場檢查項目名稱、人員、時間、位置等信息自動生成?，F(xiàn)場檢查信息以選項為主、問題描述為輔。在非離線填報模塊，現(xiàn)場檢查基本信息和圖片、視頻等影像信息同步上傳至服務器［4］。

（2）個人管理助手功能。用戶自行開展現(xiàn)場檢查時，可通過隨手拍模塊自行采集圖片、視頻信息，并錄入文字描述。如非上級發(fā)布的任務，隨手拍采集的信息存入本地SQLite數(shù)據(jù)庫中，僅供用戶個人查閱，服務于用戶個人管理工作。當用戶選擇將信息上報時，隨手拍信息將上傳到系統(tǒng)Web Service端數(shù)據(jù)庫，納入項目現(xiàn)場檢查臺賬。

（3）自行檢查發(fā)現(xiàn)問題的主動上報。上報內(nèi)容包括前期問題的整改情況和信息采集人員自行發(fā)現(xiàn)的問題。信息采集人員可自行選擇上報層級，但不能選擇該層級用戶。系統(tǒng)根據(jù)用戶權限，自動選擇相應層級的管理人員用戶。

（4）現(xiàn)場檢查信息的便捷傳輸?，F(xiàn)場檢查前后，均可通過手機無線網(wǎng)絡或WiFi等下載現(xiàn)場檢查表至系統(tǒng)移動采集終端，或上傳現(xiàn)場檢查信息至系統(tǒng)Web Service端數(shù)據(jù)庫。

3.3 統(tǒng)主要工作模式

水文工程現(xiàn)場檢查系統(tǒng)主要有4種工作模式：

（1）管理人員在權限內(nèi)通過Web Service端向特定范圍用戶發(fā)布數(shù)據(jù)采集任務，提出具體水文工程部位、數(shù)據(jù)形式等采集要求。信息采集用戶通過移動采集終端APP查看任務，按要求采集任務并上傳。管理人員查看任務完成情況，并選擇“終止任務”“重新采集”或“跟進采集”。如要求重新采集，則已上傳的信息自動備份后，不會在該任務中顯示。如要求跟進采集，則已上傳的信息保留，信息采集用戶可繼續(xù)上傳信息。

（2）管理人員按照現(xiàn)場檢查計劃，選擇檢查項目（檢查地點／檢查單位），根據(jù)建設內(nèi)容選取檢查事項，生成現(xiàn)場檢查表?，F(xiàn)場檢查人員在移動采集終端接收檢查任務，對照現(xiàn)場檢查表逐項開展檢查，錄入檢查結(jié)果，并視需要采集圖片、視頻資料。

（3）用戶將移動采集終端APP作為水文工程管理個人助手，將自己所管理的工程建設進展、發(fā)現(xiàn)的問題和整改情況隨時以圖片、視頻、文字形式記錄并保存在個人手機中，不上傳至Web Service端。個人根據(jù)手機記錄實施或調(diào)整管理行為，提升管理成效。

（4）用戶在現(xiàn)場檢查時，若發(fā)現(xiàn)需要上報的工程進展、隱患等問題，應當在移動采集終端APP中填寫情況報告，可附圖片、視頻資料，實時或離線上傳至Web Service端，并上報上級有相應管理權限的管理人員。管理人員可在Web Service端或移動采集終端APP個人賬戶收取情況報告，并視情況選取“知悉并了結(jié)”“轉(zhuǎn)辦”“跟進”等處理選項。

4 系統(tǒng)應用

基于移動終端的水文工程現(xiàn)場檢查系統(tǒng)已于2020年8月應用于黃委大江大河水文監(jiān)測系統(tǒng)建設工程（一期）。該項目包含69個子項目，建設地點分布于黃河流域9個?。▍^(qū)）107個縣（市、區(qū)）。黃委水文局為建設主管單位，其建設管理處具體承擔建設管理和質(zhì)量監(jiān)督工作。黃委水文局下屬的上游水文局等8個基層局為項目法人。各基層局依托下屬的勘測局和水文站成立現(xiàn)場項目部，具體負責現(xiàn)場管理任務（共涉及17個勘測局和112個水文站）。項目管理層級多達4級，還有幾十家設計、施工、監(jiān)理企業(yè)，現(xiàn)場管理繁瑣。系統(tǒng)投入應用后，黃委水文局建設管理處負責構建黃委大江大河水文監(jiān)測系統(tǒng)建設工程（一期）的項目架構和組織管理體系，創(chuàng)建用戶并進行權限分配。參建各方負責權限范圍內(nèi)的項目管理、用戶管理、任務管理（包括信息采集與上報）和成果管理。用戶均反饋“系統(tǒng)應用效果好，在工程現(xiàn)場檢查管理中發(fā)揮了很好的輔助作用，個人管理助手功能也很實用”。所以，該系統(tǒng)具有一定的推廣應用價值。

在實際應用中還發(fā)現(xiàn)，該系統(tǒng)具有良好的可擴展性。擬開展后續(xù)開發(fā)，接入黃委基層測站視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)通過視頻監(jiān)控獲取有關施工現(xiàn)場的圖片、影像信息；進而開發(fā)質(zhì)量監(jiān)督模塊，制訂質(zhì)量監(jiān)督的工作標準和成果標準，抽樣檢測取樣的流程和標準，增加檢測成果的錄入、歸檔和建立臺賬等功能。

5 結(jié)語

基于移動終端的水文工程現(xiàn)場檢查系統(tǒng)通過將現(xiàn)場檢查工作標準化，較好地解決了檢查過程中因人員專業(yè)水平、工作經(jīng)驗等主觀因素引起的檢查深度和成果質(zhì)量難以保證的問題。借助信息化手段，并解決了現(xiàn)場檢查工作任務繁重、時效性差、歸檔不及時、歸檔不完整、缺乏分析應用等問題。在黃委大江大河水文監(jiān)測系統(tǒng)建設工程（一期）管理工作中的應用表明，該系統(tǒng)大幅提高了現(xiàn)場檢查和成果分析運用的質(zhì)量和效率，取得了明顯的成效。