霍建偉，張軍琿，崔記東，李永勝

（1.黃河勘測規(guī)劃設計研究院有限公司，河南 鄭州 450003；2.云河（河南）信息科技有限公司，河南 鄭州 450003）

0 引 言

水利工程是百年大計，是國家重要的基礎設施，其運轉安全，安穩(wěn)與否，直接關系到國民生計。由于水利工程的運行環(huán)境比較特別，在長期的運行過程中不可避免地會呈現(xiàn)各類問題，如果任憑這些問題發(fā)展而不加以管理，勢必會導致嚴重的結果[1]。因此，必須加強水利工程的日常巡檢，工程巡檢仍然是保障水利工程安全運行的必要條件。巡視檢查能夠及時發(fā)現(xiàn)問題，并及時做出應急響應。目前，工程巡檢依然以人工作業(yè)為主，在巡檢過程中通過紙質介質記錄巡檢過程中發(fā)現(xiàn)的問題。但是，工程巡檢一般都具有巡檢線路長、目標多、周圍環(huán)境復雜等特點，采用人工巡檢的方式人為因素錯誤突出、管理成本高、無法及時掌握巡檢實況信息和巡檢人員的工作和安全狀況，巡視質量無法保障。并且，通過紙質介質人去工填報巡檢結果工作強度大，容易產(chǎn)生巡檢項漏報、錯報等情況。傳統(tǒng)的紙質填報巡檢方式信息共享難、統(tǒng)計難、更新慢，缺乏電子臺賬記錄，在進行數(shù)據(jù)挖掘分析時，數(shù)據(jù)利用率較低，無法對可能產(chǎn)生的風險點、隱患等有效預警[2]。因此，研發(fā)工程巡檢系統(tǒng)并且應用于工程中的巡視檢查工作中，實現(xiàn)對配套工程的數(shù)字化、智能化巡視檢查和規(guī)范化管理，對配套工程及附屬設施安全運行意義重大[3]。

1 系統(tǒng)結構和總體框架

系統(tǒng)綜合利用衛(wèi)星定位系統(tǒng)和移動互聯(lián)網(wǎng)技術，將傳統(tǒng)需要紙質填報的巡檢記錄通過移動APP 進行填報，提高巡檢過程的信息化水平，可實時掌握巡檢過程的實況信息、巡檢人員的工作狀況和處理上報的問題，實現(xiàn)問題的閉環(huán)管理，支持數(shù)據(jù)實時查詢、統(tǒng)計分析和生成各類統(tǒng)計報表，一鍵生成巡檢報告等操作。最終實現(xiàn)巡檢有計劃、過程有監(jiān)督、事后有分析、處理可追蹤的智能化、數(shù)字化工程巡檢系統(tǒng)。

工程巡檢系統(tǒng)由巡檢系統(tǒng)管理端和巡檢APP 構成，工程巡檢系統(tǒng)管理端采用B/S 的架構方式，所有功能模塊均已Web 方式呈現(xiàn)，B/S 架構可以讓不同的系統(tǒng)使用人員在不同的地點以不同的連接方式訪問數(shù)據(jù)庫，保障信息傳遞的安全，也更方便快捷[4]。系統(tǒng)總體架構如圖1 所示，主要包括基礎設施層、數(shù)據(jù)層、服務層、用戶層和訪問層。

圖1 系統(tǒng)總體架構

基礎設施層主要包括感知層和傳輸層。感知層主要是由巡查人員通過攜帶智能巡檢設備對巡檢過程中發(fā)現(xiàn)的問題進行實時上報，包括信息的采集、捕獲等；

傳輸層主要是構建網(wǎng)絡通信環(huán)境將采集到的信息上傳到指定位置，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通。

數(shù)據(jù)層主要是數(shù)據(jù)的存儲，數(shù)據(jù)層將數(shù)據(jù)分為基礎數(shù)據(jù)庫、巡檢數(shù)據(jù)庫、專題數(shù)據(jù)庫、分析數(shù)據(jù)庫和其他數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效管理。

服務層按照巡檢工作的實際流程劃分了巡檢制度、巡檢計劃、巡檢記錄、問題管理和巡檢日報五個服務模塊。

訪問層主要由兩種訪問方式：Web PC 端和移動端。

用戶層主要面向的對象為管理人員和巡檢人員兩類。管理人員可通過系統(tǒng)實現(xiàn)在線實時查看巡檢人員巡檢狀態(tài)、巡檢路線的情況并且能夠處理上報的問題；巡檢人員通過移動設備完成下發(fā)的巡檢任務和相關問題的上報。

2 系統(tǒng)主要研究內(nèi)容

2.1 系統(tǒng)組成

系統(tǒng)主要由巡檢APP 和巡檢系統(tǒng)管理端構成。管理人員通過管理端下發(fā)巡檢任務并且推送給巡檢人員，巡檢人員接收到巡檢任務后，通過移動終端（PAD、智能手機等）開展巡檢任務，并且對巡檢中發(fā)現(xiàn)的問題進行上報，對于緊急的問題可以越級上報處理，移動終端采用HTML5 進行功能封裝，操作簡單易用。巡檢人員完成巡檢后將巡檢信息和相關問題通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送至管理端，管理人員通過管理端能夠實時查看巡檢人員的狀況、統(tǒng)計巡檢信息和處理上報的問題，對上報的問題形成閉環(huán)管理。

該結構分布性行，維護容易，適用于包括管理人員和巡檢人員的各類用戶，系統(tǒng)操作簡單而且能夠最大限度的實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，同時將數(shù)據(jù)集中存儲在專題數(shù)據(jù)中，可以有效做到數(shù)據(jù)和信息的集中管理。

2.2 巡檢系統(tǒng)管理端

巡檢系統(tǒng)管理端主要面向的用戶是管理人員，運行在PC 端，主要包含巡檢制度、巡檢計劃、巡檢記錄、巡檢日報和問題管理五個功能模塊。管理人員通過巡檢系統(tǒng)管理端，可以配置巡檢計劃下發(fā)給巡檢人員并且能夠查看相關巡檢任務詳情、工作狀況和處理巡檢過程中上報的問題。系統(tǒng)業(yè)務流程如圖2 所示。

圖2 業(yè)務流程

巡檢制度管理主要實現(xiàn)對各類巡檢制度進行上傳、查看和管理。各管理單位分別上傳各自巡檢制度，能夠對各類設施設備巡檢制度進行管理，保持巡查制度的現(xiàn)勢性，巡檢人員可以隨時查閱相關巡檢制度。

巡檢計劃由檢查項目、巡檢點、巡檢線路構成。其中檢查項目是最小單元，單個或多個檢查項目組成一個巡檢點，單個或多個巡檢點組成巡檢線路，單個或多個巡檢線路構成巡檢計劃。管理人員在制定巡檢計劃時，需要首先配置檢查項目，然后配置巡檢點，最后配置巡檢線路和巡檢計劃。巡檢計劃包含日常巡檢、定期巡檢、特別巡檢和專項巡檢四種巡檢類型。巡檢方式包含常規(guī)巡檢和無人機巡檢兩種方式。巡檢計劃配置下發(fā)后，巡檢人員會根據(jù)計劃要求完成相關巡檢并將巡檢結果上報至管理端供管理人員審核。

巡檢記錄主要是所有巡檢的記錄查詢，記錄了所有的歷史巡檢任務信息，為數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)挖掘提供了數(shù)據(jù)支持。巡檢記錄中詳細記錄了巡檢人員的每次巡檢情況，包括巡檢類型、責任人、巡檢日期和當前巡檢的巡檢點、檢查項和檢查結果等。

問題管理主要是對巡檢人員上報的問題進行處理，包括問題確認、問題處理等流程形成對問題的閉環(huán)管理。對于巡檢人員上報的問題，需要管理人員對問題確認后之后再由相關責任人處理，問題處理詳細記錄當前問題的處理人、處理日期、處理措施和相關照片視頻等信息。對于上報之后未處理的問題，系統(tǒng)會一直告警提示，直至問題關閉。

巡檢日報主要提供日報的管理功能，該功能能夠根據(jù)過程及各類設施設備巡查情況，按照模板自動生成季度、半年度、年度日常巡查總結報告，并且對各類巡查總結報告進行管理。

2.3 巡檢APP

巡檢APP 是工程巡檢系統(tǒng)的重要組成部分，是巡檢人員在巡檢過程中上報問題的重要工具[5]。其主要功能如圖3所示。主要包括巡檢制度、巡檢任務、巡檢記錄、問題上報、問題確認、問題處理等功能模塊。

圖3 巡檢APP 主要功能圖

巡檢制度提供同管理端的制度管理功能，方便管理人員和巡檢人員查詢。

巡檢任務是最核心的模塊，其中包含了管理人員下發(fā)的具體巡檢事項，包括巡檢過程中需要重點關注的巡檢項和巡檢計劃，巡檢人員通過巡檢任務可以實時上報巡檢現(xiàn)場的所有信息至巡檢系統(tǒng)的管理端，供管理人員審核。巡檢人員在執(zhí)行巡檢任務時，只需要按照管理人員下發(fā)的任務清單，根據(jù)現(xiàn)場情況，逐項勾選確認即可，操作方便，提高巡檢效率。

巡檢記錄主要是所有巡檢的記錄查詢，記錄了所有的歷史巡檢任務詳情信息，包括當前巡檢人、處理情況等，為數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)挖掘提供了數(shù)據(jù)支持。

問題上報模塊是巡檢系統(tǒng)的重要模塊，巡檢人員在執(zhí)行巡檢任務的過程中，可以通過問題上報模塊上報問題。包括問題的詳情、發(fā)生位置、問題等級、現(xiàn)場照片、現(xiàn)場視頻等新信息，并且實時上傳到管理端，推送給管理人員供管理人員審查。情況緊急時，可以越級上報處理。

問題確認模塊主要面向的是管理人員。巡查人員將問題上報后，管理員根據(jù)問題的嚴重程度選擇問題的狀態(tài)，狀態(tài)主要包括已確認、駁回和擱置三種。已確認的問題屬于必須要處理的問題，管理人員在確認時需要選擇處理人，將該問題指派責任人處理跟蹤該問題，直至被關閉，形成閉環(huán)管理。被駁回的問題屬于上報有誤的問題或者上報的問題可以忽略不計；被擱置的問題屬于也要必須要處理的問題，該問題暫時只是被擱置暫時不處理，待時機成熟時將該問題重新喚醒指派給相關責任人處理；

問題處理模塊是管理人員確認后指派給相關責任人的管理模塊，管理人員指派過問題后，相關責任人會收到問題處理提醒，然后根據(jù)問題的具體情況做出處理措施，直至問題被關閉。

3 系統(tǒng)應用

該系統(tǒng)根據(jù)水利工程巡檢業(yè)務的實際工作需求設計開發(fā)，管理人員配置巡檢計劃時指定每次巡檢的具體事項，巡檢人員在使同移動APP 執(zhí)行巡檢計劃時，按照指定的巡檢線路、檢查項目進行巡視檢查。巡檢人員在現(xiàn)場巡檢時只需要根據(jù)巡檢計劃中配置的巡檢清單逐項勾選或填寫相關記錄，并且能夠隨時上傳巡檢過程中發(fā)現(xiàn)的其他問題，通過上傳問題的照片、文字、視頻等形式，報告巡視檢查中的突發(fā)事項，有效減少巡檢工作量，提升工作效率。

管理者可通過巡檢管理平臺進行數(shù)據(jù)實時查詢、統(tǒng)計分析和生成各類統(tǒng)計報表，一鍵生成巡檢報告等操作。使得巡檢數(shù)據(jù)一目了然，為領導決策和數(shù)據(jù)挖掘分析提供可靠的數(shù)據(jù)支撐，實現(xiàn)了巡檢的全生命周期管理。該系統(tǒng)目前已在新疆、內(nèi)蒙等實際工程中應用，應用使用過程中廣受好評，實現(xiàn)了巡檢從紙質填報到數(shù)字化的跳躍。系統(tǒng)運行穩(wěn)定，性能可靠，經(jīng)濟效益、社會效益顯著，推廣應用前景廣闊。

4 結 論

人工巡檢目前仍然是保障水利工程安全運行的必要條件。水利工程巡檢系統(tǒng)通過信息化、規(guī)范化等技術手段提升了巡視檢查的能力，使得巡檢系統(tǒng)成為保障水利工程安全運行的重要抓手?；贐/S 的架構方式構建了巡檢系統(tǒng)管理端，研發(fā)了巡檢制度、巡檢計劃、巡檢記錄、巡檢日報、問題管理等關鍵模塊。開發(fā)了配套的移動巡檢APP，將日常巡檢工作和巡檢內(nèi)容中紙質介質填報的流程轉化為實現(xiàn)數(shù)字化管理方式，減少了人工填報繁瑣且易產(chǎn)生的錯誤問題，提高了巡檢效率。最終實現(xiàn)巡檢有計劃、過程有監(jiān)督、事后有分析、處理可追蹤的智能化、數(shù)字化巡檢系統(tǒng)。