周 文

（山東省調(diào)水工程運行維護中心煙臺分中心，山東 煙臺 264003）

1 概述

2002年國務院《關(guān)于水利工程體質(zhì)改革實施意見》指出“積極推行水利工程管養(yǎng)分離，精簡管理機構(gòu)，提高養(yǎng)護水平，降低運行成本”。各省市水管單位積極探索“水利工程管養(yǎng)分離”，水管單位重點負責發(fā)展規(guī)劃和運營管理，水利工程日常維修養(yǎng)護逐步由專業(yè)的外包隊伍承擔。調(diào)水工程規(guī)模龐大，流域分布廣，沿線涉及大量的泵站、閘站、閥站、輸水管線及附屬設(shè)施等水利設(shè)施，維修養(yǎng)護工作量大，養(yǎng)護隊伍及人員眾多。管養(yǎng)分離后如何對養(yǎng)護隊伍進行有效的管理，保障水利工程的安全運行，充分發(fā)揮其經(jīng)濟效益和社會效益是管理單位面臨的主要問題。依托現(xiàn)代化技術(shù)手段構(gòu)建智慧管養(yǎng)系統(tǒng)，賦能工程養(yǎng)護實現(xiàn)“扁平化管理、專業(yè)化分工、合理化配備、人本化推進”管理，能夠促進調(diào)水工程養(yǎng)護向信息化、智能化、智慧化的轉(zhuǎn)型升級，強化調(diào)水工程日常養(yǎng)護管理工作，有效實現(xiàn)調(diào)水工程的養(yǎng)護管理目標。

2 智慧管養(yǎng)系統(tǒng)架構(gòu)

利用調(diào)水工程已建的光纖網(wǎng)絡(luò)或采用4G/5G公網(wǎng)作為主干傳輸網(wǎng)絡(luò)，搭配功耗低、組網(wǎng)靈活的LoRa無線泛在物聯(lián)網(wǎng)，構(gòu)建一張低成本、廣覆蓋的調(diào)水流域泛感知網(wǎng)絡(luò)，支撐調(diào)水工程智慧養(yǎng)護管理向廣度和深度擴展。LoRa是一種低功耗長距離無線通信技術(shù)，優(yōu)勢在于長距離覆蓋能力和超低功耗特性。具有較強的穿透能力，傳輸距離遠，在空曠地區(qū)傳輸距離可以達到10～20 km。無需布線建設(shè)成本低，自主組網(wǎng)運營成本低。

智慧管養(yǎng)系統(tǒng)架構(gòu)分為物理終端系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)、定位服務器系統(tǒng)3大部分。物理終端系統(tǒng)由養(yǎng)護人員佩戴定位工卡和覆蓋室內(nèi)的定位信標組成，工卡接收信標信號，將經(jīng)緯度信息通過LoRa無線網(wǎng)絡(luò)回傳定位服務器進行定位解析。定位服務器系統(tǒng)基于人員位置信息，結(jié)合地理信息系統(tǒng)，實現(xiàn)養(yǎng)護人員軌跡呈現(xiàn)、記錄查詢和應急救援等具體應用功能。

室內(nèi)采用藍牙信標定位，室外采用GPS定位，藍牙與GPS定位實現(xiàn)自適應無縫切換。藍牙信標固定位置安裝，廣播信標編號，定位終端接收藍牙廣播信號或GPS信號，通過LoRa網(wǎng)關(guān)上傳定位服務器解算出定位結(jié)果。室內(nèi)通過合理部署定位信標（6～10 m間距）可以實現(xiàn)3～5 m的定位精度，室外通過GPS可以實現(xiàn)10 m左右的定位精度，定位精度高。終端采用低功耗技術(shù)，電池供電，可實現(xiàn)長續(xù)航、低成本、易部署和維護。通過3層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)定位信息的采集和呈現(xiàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡潔。

3 人員、物資定位及工作流程監(jiān)功能

通過調(diào)水流域泛感知網(wǎng)絡(luò)對養(yǎng)護站點和路線進行全面網(wǎng)絡(luò)覆蓋，實現(xiàn)人員精確定位、人員軌跡記錄和查詢、一鍵求救和緊急救援等功能。根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境需要，室內(nèi)室外交替定位，通過LoRa+藍牙信標+定位終端的技術(shù)手段，實現(xiàn)精準定位人員位置。在數(shù)據(jù)庫中對所有人員的位置信息進行記錄，形成歷史數(shù)據(jù)庫，可以對人員歷史位置信息進行調(diào)取并結(jié)合場地地理信息系統(tǒng)形成軌跡呈現(xiàn)，實現(xiàn)人員軌跡記錄和查詢。在工作過程中，如果突發(fā)緊急事件，人員可以第一時間按動工卡上的SOS 呼救按鈕，告警信息將實時傳回管理中心，并通過手機APP、短消息、視頻聯(lián)動等各種方式通知相關(guān)人員進行應急救援。針對高價值和易偷盜設(shè)備設(shè)施，進行實時監(jiān)測，物資一旦被拿起、倒置、傾倒、定位終端被剝離、位置發(fā)生變化等，都能夠及時進行報警。

通過人員、物資定位及工作流程監(jiān)管可實現(xiàn)：全體職工、勞務外包人員、第三方作業(yè)人員等全員管理。根據(jù)需要可實現(xiàn)辦公區(qū)域、泵閘站及現(xiàn)場等室外資產(chǎn)的全資產(chǎn)管理?？蓪λ信宕骱桶惭b定位終端的人員及資產(chǎn)進行全天候工作流程跟蹤和回溯，實現(xiàn)全流程的監(jiān)管。管理上只需按要求佩戴工卡，不需要進行任何人為操作，不受個人信息保密或沒有手機信號的限制，實現(xiàn)無感監(jiān)測。

4 平臺管理功能

管理人員可通過軟件將內(nèi)部人員的信息錄入系統(tǒng)，審批后在系統(tǒng)中存檔，系統(tǒng)可從記錄中選擇進行終端錄入，實現(xiàn)終端管理功能。將指定的信息和人員佩戴的終端進行綁定，在系統(tǒng)中顯示的終端即代表佩戴該終端的人員，并可對所有人員列表信息進行管理，可以添加或者編輯人員信息、人員狀態(tài)等，實現(xiàn)終端綁定功能?？赏ㄟ^軌跡回放實現(xiàn)人員移動軌跡平滑顯示、軌跡錄像保存、數(shù)據(jù)保存數(shù)據(jù)、可調(diào)用播放、多窗口回放等功能?？赏ㄟ^記錄查詢，了解工作人員和外來人員來訪的情況，查詢?nèi)藛T的詳細信息?？蓪K端進行實時監(jiān)控，并在地圖中顯示終端的當前位置，跟蹤指定終端時，地圖隨著終端的移動自動切換，并且可以實時顯示各類終端的信息和狀態(tài)。

基于綜合看板的管理駕駛艙，可實現(xiàn)全局性綜合調(diào)度。通過對養(yǎng)護人員的位置定位和追蹤，可實時發(fā)現(xiàn)養(yǎng)護人員脫崗的情況，并及時報警。繪制養(yǎng)護人員全天候的行動軌跡，實現(xiàn)對養(yǎng)護人員的KPI自動量化考核。可實現(xiàn)對設(shè)備遠程接入、系統(tǒng)運行狀態(tài)、資產(chǎn)、能耗、運行趨勢等進行全生命周期的管理與預測性運維。對野外應用的重要設(shè)備進行全天候在線定位監(jiān)管，一旦出現(xiàn)設(shè)備被傾覆、挪位、偷盜等情況，能夠立即進行報警，并通過定位追蹤，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備所在位置。實時跟蹤現(xiàn)場故障的處理進度，分析故障處理情況，督促管理養(yǎng)護人員對故障及時進行處理。處理結(jié)果自動生成文檔并保存記錄，便于管理人員事后進行故障原因分析及對故障處理結(jié)果進行評估。以監(jiān)測、報警、日志分析、報告等服務工具為依托，實時掌握設(shè)備的運行狀態(tài)、故障處理情況等。通過智慧管養(yǎng)系統(tǒng)，可加快故障報警的響應時間和故障的處理時間，不斷提高養(yǎng)護工作質(zhì)量。

通過PC、大屏、手機等各種終端顯示設(shè)備，綜合展示設(shè)備運行狀態(tài)、維修養(yǎng)護現(xiàn)場的各種故障處理情況和各類養(yǎng)護管理應用子系統(tǒng)，實現(xiàn)服務與應用的快捷訪問和可視化展現(xiàn)。支持多級展現(xiàn)形式，既可在調(diào)度指揮中心集中調(diào)度，管理處監(jiān)控中心集中監(jiān)控，又可在辦公環(huán)境通過網(wǎng)頁瀏覽，還能通過手機等智能設(shè)備隨時隨地的進行查看，可為各級管理部門及現(xiàn)場管理人員提供智慧養(yǎng)護應用的便利，提高工作效率。

通過設(shè)備維修保養(yǎng)APP，可實現(xiàn)設(shè)備管理流程的標準化，設(shè)備維護的全面化，提高管理效率，提高庫存利用率，降低管理成本，為管理層提供各種直觀的科學分析手段。系統(tǒng)可根據(jù)每臺設(shè)備的型號、參數(shù)、維護周期、使用年限等要素，自動生成保養(yǎng)計劃，并推送給相應的設(shè)備負責人員，管理人員可在APP端查看需要執(zhí)行的保養(yǎng)計劃及保養(yǎng)計劃執(zhí)行情況。當設(shè)備出現(xiàn)故障時，可通過APP實現(xiàn)設(shè)備報修、報損、維修記錄、送修狀態(tài)等查詢，實現(xiàn)設(shè)備維修管理的升級。

5 結(jié)語

智慧養(yǎng)護管理系統(tǒng)適應調(diào)水工程運行維護管理模式轉(zhuǎn)變的需要，將分散的業(yè)務場景，通過智慧養(yǎng)護管理應用系統(tǒng)進行統(tǒng)一、集中管理，使調(diào)水工程能夠得到高效、持續(xù)性的運行。尤其是在疫情長期防控壓力下，通過對調(diào)水工程智慧化養(yǎng)護管理手段的應用，可減少一線用工，降低巡檢頻次，全面監(jiān)管一線職工、第三方作業(yè)和外包人員的工作流程等。