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        移動APP在灌區(qū)管理中的應用

        2022-03-11 09:19:00羅朝林
        水利建設與管理 2022年2期
        關鍵詞:功能模塊功能信息

        張 波 羅朝林

        (珠江水利委員會珠江水利科學研究院,廣東 廣州 510610)

        灌區(qū)在我國的農業(yè)發(fā)展過程中起著舉足輕重的作用,是農業(yè)發(fā)展的重要保障。作為重要的水利工程,需要利用移動互聯網技術對灌區(qū)運行管理進行全過程管控,以提升工程建設管理水平及運行效率[1-4]。姚寶永等[5]利用互聯網技術+移動設備搭架安監(jiān)智能管理平臺,為水利工程建設安全管理提供了安全、可靠的現代化移動安監(jiān)機制;邵紅艷等[6]設計和開發(fā)的大中型灌區(qū)智慧巡檢平臺,利用移動互聯網技術實現安全巡查管理,全面提升了灌區(qū)的管理水平。王東利[7]設計的巡檢移動APP在水利工程日常巡檢、險情上報、水政巡查、白蟻防治等實際工作中得到了良好的應用。

        目前,針對灌區(qū)管理的移動APP業(yè)務功能主要聚焦于日常巡檢、險情上報等方面,功能較為單一,用戶較為關注的監(jiān)測站點實時信息查詢、歷史信息統(tǒng)計、遠程灌溉等功能尚未完善[8-9]。因此,需結合灌區(qū)管理單位的日常工作需求設計一款功能完善、擴展性強的灌區(qū)管理APP。該APP采用了當前流行的H5+技術[10-12],開發(fā)便捷且維護簡單,實現了灌區(qū)管理人員在任何時間、任何地點快速了解灌區(qū)運行情況、實時信息查詢及遠程灌區(qū)控制等功能,擺脫了時間和空間的束縛,增強了業(yè)務部門間協(xié)同辦公意識,提高了辦公效率。

        1 設計原則

        灌區(qū)管理APP研發(fā)以滿足灌區(qū)管理單位日常工作需要為目標,系統(tǒng)設計需要遵循以下幾項原則:

        a.先進性:灌區(qū)管理APP設計應充分利用當前先進、成熟、應用廣泛的技術,系統(tǒng)設計既考慮實用有效,又確保運維及升級便捷性。

        b.實用性:灌區(qū)管理APP設計應以灌區(qū)管理單位的工作內容及業(yè)務需求為出發(fā)點,按照需求對系統(tǒng)框架、功能模塊及業(yè)務流程進行合理設計。同時,確保APP具有良好的擴展性,便于個性化功能接入。

        c.靈活性:灌區(qū)管理APP采用模塊化的設計思路,將重復使用的功能封裝成獨立的功能模塊,方便不同功能模塊間的調用,提升開發(fā)效率,降低維護難度。

        d.豐富性:灌區(qū)管理APP設計應充分考慮不同管理單位間的管理需求,功能設計需要建立在充分調研的基礎上。

        2 功能設計

        灌區(qū)管理APP是以灌區(qū)管理信息系統(tǒng)Web端系統(tǒng)為基礎,結合業(yè)務需求定制開發(fā)的具有便攜性、特色性、針對性等特點的移動端系統(tǒng)。灌區(qū)管理APP通過數據接口(API)的方式從灌區(qū)管理信息系統(tǒng)獲取數據資源服務,確保APP端與Web端系統(tǒng)數據源的一致性。灌區(qū)管理APP的主要包括電子地圖、實時監(jiān)控、用水管理、灌區(qū)巡檢、運行維護以及遠程灌溉等模塊,其功能結構見圖1。

        圖1 灌區(qū)管理APP功能結構

        2.1 電子地圖

        電子地圖采用GIS地圖作為底圖,包括基礎地理圖、遙感影像圖和地形圖,并在地圖上疊加水利工程站點,可實現查看實時水情、流速、流量等信息的功能。地圖載入時,系統(tǒng)將水雨情站點都標注在地圖上,對站點超限的水雨情信息設置高亮顯示;通過電子地圖功能,用戶可以直觀了解灌區(qū)干渠、支渠的分布情況,灌區(qū)各類監(jiān)測站點的位置信息及各站點實時采集的水位、流量等信息。灌區(qū)管理APP還提供導航功能,方便維護人員規(guī)劃運維路線。

        2.2 實時監(jiān)控

        實時監(jiān)控模塊以列表的形式顯示灌區(qū)內各類監(jiān)測站點實時信息,包括水位、流速、流量、圖像、墑情、視頻等信息。通過灌區(qū)管理APP可以查看每一個站點的歷史信息,包括歷史圖片、歷史水位、流量及水量信息。歷史圖片以輪播圖的方式展示,歷史水位、流量及水量信息,以圖表的形式展示。用戶還可以通過系統(tǒng)提供的查詢工具查看任意時間段內的歷史信息。

        2.3 用水管理

        用水管理功能模塊主要是對灌區(qū)各用水單位的用水申請進行管理。用水申請單位負責人可通過灌區(qū)管理APP或者灌區(qū)管理信息系統(tǒng)提交用水申請。申請?zhí)峤缓?,灌區(qū)管理單位可通過該APP及時了解用水申請的批復情況以及用水通知,方便用水申請單位提前做好灌溉準備,最大限度提升用水效率,節(jié)約水資源。

        2.4 灌區(qū)巡檢

        灌區(qū)巡檢功能模塊主要是針對灌區(qū)日常巡檢進行管理,該功能可記錄巡檢人員的巡檢時間、巡檢路徑等信息并實時將巡檢人員的巡檢軌跡實時上傳至灌區(qū)管理系統(tǒng)中[13-14],方便灌區(qū)管理單位統(tǒng)計巡檢工作的完成情況。若巡檢人員在巡檢過程中發(fā)現問題,可通過灌區(qū)管理APP進行問題上報,方便管理單位及時了解信息并安排維護人員前往現場開展維護工作。

        2.5 運行維護

        運行維護功能模塊以列表方式展示灌區(qū)每一項運行維護任務的完成情況。灌區(qū)管理單位將巡檢人員在巡檢過程中發(fā)現的問題,通過灌區(qū)管理信息系統(tǒng)下發(fā)給運維人員,運維人員登錄灌區(qū)管理APP查看運維任務清單,并在規(guī)定時間內前往現場開展運維工作,工作完成后及時將現場處理結果通過該APP反饋至灌區(qū)管理系統(tǒng)中,灌區(qū)管理單位工作人員通過信息系統(tǒng)查看運維工作完成情況。

        2.6 遠程灌溉

        當前,部分灌區(qū)管理單位響應節(jié)水灌溉號召積極推進精準灌溉工作,以實現農業(yè)灌溉用水總量控制,提高水資源利用效率的目標,在灌區(qū)田間配置基于物聯網的農業(yè)痕量灌溉系統(tǒng)[15]。灌區(qū)管理APP中接入了痕量灌溉系統(tǒng)中的實時監(jiān)測數據,用戶通過APP實時查看土壤墑情、田間管網流量及壓力、農作物生長狀態(tài)并結合田間農作物需水情況,利用APP遠程灌溉功能直接對農業(yè)痕量灌溉系統(tǒng)中布設在田間的電磁閥進行開關操作,實現了高效、節(jié)水灌溉的目標。

        3 關鍵技術

        灌區(qū)管理APP基于以下關鍵技術,滿足不同手機平臺(IOS、Android)的使用需求。

        3.1 H5+移動APP

        H5+是html5 plus的縮寫,即基于html5的增強擴展。H5+APP是一個跨IOS、Android的混合開發(fā)APP解決方案。它基于webview渲染,封裝了大量原生能力給JS API,并通過JS直接調用手機的原生能力,實現與原生APP同樣強大的性能。

        3.2 uni-APP前端開發(fā)框架

        灌區(qū)管理APP開發(fā)采用當前流行的uni-APP開發(fā)框架,開發(fā)完成后可同時可發(fā)布到Android、IOS以及各種小程序等平臺。使用該平臺具有開發(fā)成本低、易維護、生態(tài)豐富、性能體驗優(yōu)秀等特點,尤其是APP端支持原生渲染,可以支持更流暢的用戶體驗。

        3.3 數據庫管理技術

        部分灌區(qū)位于偏遠地區(qū),移動網絡尚未覆蓋,運維或巡檢人員無法實時將現場數據及時上傳,利用SQLite數據庫將用戶運維或巡檢數據暫存在手機中,網絡恢復后進行數據上傳。

        3.4 移動GIS技術

        移動GIS技術具有如下特點[16]:?移動性,借助無線通信技術,實現了與GlS服務周的救擺交互;?可定位性,通過GPS定位技術,實現基于位置的服務;?動態(tài)性,能夠根據使用條件的變化,選用實時在線模式、離線模式、混合模式等三種不同模式完成與服務端的數據同步。

        灌區(qū)管理APP以地理應用服務和空間數據為支撐,以移動端為應用工具,結合GPS定位技術可實現對灌區(qū)渠系及監(jiān)測站點分布情況、采集信息、巡檢實時軌跡及歷史軌跡等空間信息在地圖上的展現。

        4 灌區(qū)管理APP應用

        灌區(qū)管理APP使用DCloud(數字天堂)推出一款集成開發(fā)環(huán)境HbuilderX完成APP開發(fā)、測試及安裝程序打包等工作。APP中展示的各類數據及對數據的增、刪、改、查等操作是通過APP發(fā)送HTTP請求,調用部署在服務器上各類數據接口實現的。灌區(qū)管理APP總體結構見圖2。

        圖2 灌區(qū)管理APP總體結構

        目前,灌區(qū)管理APP已在恩平錦江灌區(qū)管理處、廣州流溪河灌區(qū)管理中心等單位進行應用,且用戶黏度較高,部分功能模塊見圖3~圖6。利用灌區(qū)管理APP改變了灌區(qū)管理單位原來固有的工作模式,實現了移動辦公,極大提高了用戶工作效率,用戶反饋使用效果良好。

        圖3 灌區(qū)電子地圖

        圖4 實時監(jiān)控

        圖5 巡檢功能

        圖6 遠程灌溉功能

        5 結 語

        灌區(qū)信息化是灌區(qū)可持續(xù)發(fā)展的基礎,也是農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的根本保障。充分利用移動互聯網技術結合灌區(qū)管理單位的業(yè)務需求,開發(fā)通用性的灌區(qū)管理APP是灌區(qū)管理信息化可持續(xù)發(fā)展的必然趨勢。灌區(qū)管理APP在設計時不僅要充分考慮灌區(qū)管理單位間的通用業(yè)務,還應根據不同單位的業(yè)務需求,定制開發(fā)個性化功能,力求功能滿足灌區(qū)日常管理的全部業(yè)務要求。隨著移動互聯網的不斷發(fā)展,小程序以其免安裝、下載更新簡易等特點得到廣泛應用,未來可設計開發(fā)一款灌區(qū)管理小程序,為灌區(qū)管理單位提供更加便捷的應用服務。

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