陳雪英

(河北省水資源研究與水利技術(shù)試驗(yàn)推廣中心,河北省石家莊市新華區(qū)石清路69號 050061)

“信息化為中華民族帶來了千載難逢的機(jī)遇?！薄皼]有信息化就沒有現(xiàn)代化?！秉h的十八大以來,習(xí)近平總書記高度重視信息化對經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)引領(lǐng)作用,多次強(qiáng)調(diào)要加強(qiáng)信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),打好關(guān)鍵核心技術(shù)攻堅(jiān)戰(zhàn),讓互聯(lián)網(wǎng)更好造福人民。2022年4月15日,在水利部召開的農(nóng)村供水規(guī)?；l(fā)展信息化管理視頻會(huì)上,水利部副部長田學(xué)斌也強(qiáng)調(diào)了農(nóng)村供水信息化的重要性。具體包括:一是要做好需求分析,瞄準(zhǔn)農(nóng)村供水安全、穩(wěn)定、高效的業(yè)務(wù)需求,加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì),深入做好需求分析,把信息化與工程同步設(shè)計(jì)、同步建設(shè)、同步實(shí)施。強(qiáng)化信息技術(shù)與農(nóng)村供水業(yè)務(wù)深度融合,統(tǒng)籌考慮系統(tǒng)建設(shè)和維護(hù)費(fèi)用、后期用戶使用操作與管理維護(hù)難度,不斷優(yōu)化調(diào)整需求分析方案;二是強(qiáng)化數(shù)據(jù)采集。以縣為單元,以農(nóng)村集中供水工程為對象,建立全國農(nóng)村供水管理數(shù)據(jù)電子臺(tái)賬。

當(dāng)前,國家層面已經(jīng)正式開啟數(shù)字中國的全方位建設(shè),這將為各行業(yè)的數(shù)字化工程啟動(dòng)和全面落地插上有力的翅膀。早在2021年7月,河北省水利廳印發(fā)的《河北省水安全保障“十四五”規(guī)劃》,明確對提高供水安全和水利信息化建設(shè)提出了要求。

1 河北省農(nóng)村飲水安全工程建設(shè)現(xiàn)狀及存在問題

2022年,河北省80個(gè)縣(市、區(qū))實(shí)現(xiàn)了城鄉(xiāng)供水一體化,南水北調(diào)受水區(qū),近3000萬農(nóng)村居民喝上引江水,喝上了長江水、放心水。通過這項(xiàng)民生工程,農(nóng)村老百姓的飲水水質(zhì)和用水保證率得到了較大的提升。河北省境內(nèi)有太行山和燕山兩大山脈,山地面積廣闊,約為90280km2,占全省總面積的48.1%。山區(qū)水資源條件復(fù)雜,人口居住分散,且近年來居住人口不斷下降,農(nóng)村飲水安全問題具有明顯的階段性、反復(fù)性和動(dòng)態(tài)性,供水設(shè)施總體水平與城市仍有較大差距,不可能完全實(shí)現(xiàn)城鄉(xiāng)一體化建設(shè),與全面建成小康社會(huì)的要求還不能相適應(yīng)[1]。

河北省農(nóng)村飲水安全工程建設(shè)存在的主要問題:一是水處理設(shè)施不足。由于消毒設(shè)備不足,導(dǎo)致水質(zhì)條件較城市相對較差,供水管理人員普遍水平較低,不能完全掌握消毒試劑的使用,也是農(nóng)村供水水質(zhì)不能有效提升的關(guān)鍵因素;二是水質(zhì)監(jiān)測能力建設(shè)不健全。農(nóng)村供水水質(zhì)檢測通常采用一年兩次的方式開展,通常不配備水質(zhì)監(jiān)測設(shè)備,導(dǎo)致出現(xiàn)水質(zhì)事故不能及時(shí)發(fā)現(xiàn),或難以查找到事故原因點(diǎn),水質(zhì)監(jiān)測力量不能完全滿足新農(nóng)村建設(shè)的新要求;三是建后管理不到位。農(nóng)村供水工程建設(shè)與管理分離,工程完工會(huì)移交當(dāng)?shù)卣?由村或鄉(xiāng)(鎮(zhèn))政府自行管理,沒有專項(xiàng)資金支持,不論是設(shè)備還是人員配備及管理能力都不到位,農(nóng)村飲水安全工程建成后普遍存在運(yùn)行管理不完善問題;四是運(yùn)行成本高。農(nóng)村飲水安全工程運(yùn)行成本包括電費(fèi)、管理人員工資、水資源稅、工程維護(hù)費(fèi)等,且服務(wù)對象為弱勢群體,對供水成本接受度低,普遍存在水費(fèi)低,運(yùn)行成本高,經(jīng)營難度大的問題,且長期得不到有效解決。

2 信息化管理平臺(tái)建設(shè)框架

農(nóng)村飲水安全工程信息化建設(shè)的區(qū)域適應(yīng)性及可操作性,需要緊密結(jié)合當(dāng)?shù)匦姓鞴懿块T的實(shí)際管理工作需求。為探索河北省農(nóng)村飲水安全工程信息化管理模式,有效解決實(shí)際工作中費(fèi)工、費(fèi)錢、低效的問題,實(shí)現(xiàn)信息化,體現(xiàn)一體化及現(xiàn)代化,研究小組聯(lián)合專業(yè)技術(shù)開發(fā)團(tuán)隊(duì)采用“內(nèi)外對比,聚力補(bǔ)短”的思路,展開廣泛調(diào)研,在學(xué)習(xí)其他省份成功案例的基礎(chǔ)上,不斷開闊工作眼界,針對數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)傳輸、應(yīng)用管理等進(jìn)行研發(fā),提出了工作總體框架及平臺(tái)功能框架,并在此基礎(chǔ)上采用“互聯(lián)網(wǎng)+”[2]的方式搭建了農(nóng)村飲水安全工程信息化管理平臺(tái)。

2.1 工作總體框架

工作總體框架分應(yīng)用層、支撐層、數(shù)據(jù)層、傳輸層、智能感知層、基礎(chǔ)設(shè)施層6個(gè)層次。一是應(yīng)用層,主要由供水公司及主管部門組成,其中供水公司負(fù)責(zé)綜合監(jiān)管、應(yīng)急預(yù)警及供水調(diào)度,主管部門負(fù)責(zé)巡檢管理及數(shù)據(jù)報(bào)表。二是支撐層,主要工作是數(shù)據(jù)匯集、形成數(shù)據(jù)庫及數(shù)據(jù)融合。三是數(shù)據(jù)層,主要支撐技術(shù)有網(wǎng)絡(luò)地理信息平臺(tái)(Web Geographic Information System,Web GIS)、Web Service及全球定位平臺(tái)(Global Positioning System,GPS)。四是傳輸層,主要通過應(yīng)用通用分組無線業(yè)務(wù)(General Packet Radio Service,GPRS)、碼分多址技術(shù)(Code Division Multiple Access,CDMA)及衛(wèi)星等完成數(shù)據(jù)傳輸。五是智能感知層,需要的數(shù)據(jù)主要包括水量、水質(zhì)、水壓等。六是基礎(chǔ)設(shè)施層,主要包括水源地、泵站、供水管網(wǎng)等參與供水的基礎(chǔ)設(shè)施[3-4]。各層次的工作內(nèi)容及組成詳見圖1。

圖1 工作總體框架Fig.1 Overall framework

2.2 平臺(tái)功能框架

農(nóng)村飲水安全工程信息化管理平臺(tái)的功能主要包括綜合監(jiān)管、應(yīng)急預(yù)警、數(shù)據(jù)報(bào)表、供水調(diào)度、巡檢管理、移動(dòng)應(yīng)用。綜合監(jiān)管的工作內(nèi)容主要包括管網(wǎng)壓力、管網(wǎng)流量、管網(wǎng)水質(zhì)、分區(qū)計(jì)量。應(yīng)急預(yù)警的工作內(nèi)容主要包括發(fā)出預(yù)警、事件處置。數(shù)據(jù)報(bào)表的工作內(nèi)容主要包括壓力統(tǒng)計(jì)、流量統(tǒng)計(jì)、水質(zhì)統(tǒng)計(jì)、分區(qū)統(tǒng)計(jì)。供水調(diào)度的工作內(nèi)容主要包括需水預(yù)測、漏損分析、應(yīng)急供水。巡檢管理的工作內(nèi)容主要包括巡檢計(jì)劃、巡檢日志、任務(wù)管理、績效考核。平臺(tái)包含的主要功能及其工作內(nèi)容詳見圖2。

圖2 平臺(tái)功能框架Fig.2 Platform functional framework

2.2.1 信息展示

平臺(tái)信息應(yīng)用ArcGIS技術(shù)進(jìn)行展示,分地形圖、片區(qū)、供水區(qū)域,將管網(wǎng)壓力、管網(wǎng)流量、管網(wǎng)水質(zhì)、水表、泵站及視頻等通過一張圖進(jìn)行全要素展示,根據(jù)不同受眾需求也可以采取單要素展示方式。

2.2.2 實(shí)時(shí)監(jiān)控

根據(jù)數(shù)據(jù)信息與地圖節(jié)點(diǎn),平臺(tái)掌握管網(wǎng)輸水全程運(yùn)行情況,實(shí)時(shí)獲取管網(wǎng)壓力、管網(wǎng)流量、管網(wǎng)水質(zhì)、分區(qū)計(jì)量等重要數(shù)據(jù),通過圖表方式直接顯示歷史趨勢,在不利事件臨界值提取信息,并發(fā)送預(yù)警。實(shí)時(shí)監(jiān)控功能的水質(zhì)監(jiān)控部分開發(fā)是針對農(nóng)村飲水安全工程中水處理設(shè)施不足的問題,可根據(jù)管網(wǎng)水質(zhì)情況調(diào)整消毒試劑的投放頻次及用量,可實(shí)現(xiàn)消毒試劑的科學(xué)、精準(zhǔn)投入。

2.2.3 管網(wǎng)巡檢

管網(wǎng)巡檢是指對輸水管網(wǎng)的巡檢養(yǎng)護(hù),包括日常檢查、隱患排查、巡查路線、人員安排,及時(shí)對排查發(fā)現(xiàn)的安全隱患進(jìn)行處理和記錄。利用ArcGIS對過程線路全面巡檢,逐一控制隱患點(diǎn)。管網(wǎng)巡檢功能極大彌補(bǔ)了建后管護(hù)人員的缺失短板,為完善農(nóng)村飲水安全工程的運(yùn)行管理能力提供了保障。

2.2.4 事件處置

平臺(tái)對當(dāng)前報(bào)警點(diǎn)做報(bào)警分類、聯(lián)動(dòng)分析和異常處理。報(bào)警分類主要可分為:壓力異常、片區(qū)流量異常、自備水倒流、水質(zhì)超標(biāo)。報(bào)警形式主要有頁面提示、語音提示和信息提醒。聯(lián)動(dòng)分析是以當(dāng)前監(jiān)測站點(diǎn)為基礎(chǔ),整合其業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、上下游信息、區(qū)域信息進(jìn)行分析。

2.2.5 支付功能

隨著城鄉(xiāng)居民生活水平的不斷提高,便捷性越來越重要,“互聯(lián)網(wǎng)+”移動(dòng)支付業(yè)務(wù)優(yōu)勢也越發(fā)突顯,正在成為老百姓最愿意接受的服務(wù)方式。為適應(yīng)老百姓支付方式多樣化的需求,平臺(tái)開發(fā)多樣的繳費(fèi)渠道,設(shè)計(jì)通過支付寶、微信等移動(dòng)支付手段繳納水費(fèi)。支付功能的開發(fā)應(yīng)用可有效解決農(nóng)村飲水安全工程運(yùn)行成本高的問題,為工程的可持續(xù)運(yùn)營保駕護(hù)航。

3 目標(biāo)評估

初步建立了目標(biāo)框架體系后,采SMART(S是Specific,指如何使目標(biāo)具體化;M是Measurable,指如何測量目標(biāo);A是Attainable,指如何實(shí)現(xiàn)目標(biāo);R是Relevant,指目標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)性;T是Time-based,指期限的明確性。)原則來進(jìn)行評估,它可以用來幫助我們細(xì)化、明確目標(biāo)里的內(nèi)容,從而更好地引導(dǎo)實(shí)際工作。SMART原則詳細(xì)工作內(nèi)容詳見圖3。

圖3 SMART原則內(nèi)容Fig.3 SMART principle content

使用SMART原則對該研究工作的框架目標(biāo)進(jìn)行評估:

S——搭建管理平臺(tái),使農(nóng)村飲水安全工程管理工作成本降下來、操作時(shí)間省出來、實(shí)際效率提上來。

M——以縣為單位,至少完成一個(gè)平臺(tái)搭建。

A——廣泛調(diào)研,充分掌握縣區(qū)日常管理中的需求點(diǎn)和難點(diǎn),形成信息清單。

R——將調(diào)研資料進(jìn)行信息整合,剔除掉與其它信息項(xiàng)關(guān)聯(lián)性小,短期無法實(shí)現(xiàn)的需求項(xiàng)。

T——研究開展的一年后,完成平臺(tái)搭建。

用SMART原則評估后,進(jìn)一步肯定了目標(biāo)的科學(xué)性和可操作性,任務(wù)進(jìn)一步明確。

4 信息化管理平臺(tái)日常運(yùn)維

平臺(tái)建成后,需要繼續(xù)做好平臺(tái)的日常運(yùn)行、維護(hù)和管理,以確保后續(xù)的正常使用和其可持續(xù)性。具體管理措施包括建立健全管理制度、日常檢查、設(shè)備維護(hù)、更新培訓(xùn)等4方面內(nèi)容。

4.1 完善制度

制度建設(shè)工作是對管理規(guī)則和操作流程的梳理與確定,用以傳播統(tǒng)一的規(guī)則信息,減少管理中的自我意識和隨意性,為管理范圍內(nèi)的協(xié)調(diào)統(tǒng)一作業(yè)提供保障。強(qiáng)化制度管理,需不斷完善管理制度,加強(qiáng)制度建設(shè),責(zé)任到人,在日常運(yùn)行和維護(hù)管理工作中做到“有規(guī)可依,有章可循”,確保平臺(tái)運(yùn)維工作能夠有序開展,有效提升運(yùn)維工作效率。

4.2 日常巡查

平臺(tái)的日常巡查主要是管理日常使用中可能出現(xiàn)的問題,如運(yùn)行故障、網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定、網(wǎng)絡(luò)安全攻擊等,確保平臺(tái)日常穩(wěn)定運(yùn)行。主要內(nèi)容:一是每天不定時(shí)巡查,檢查平臺(tái)是否可以正常打開和登錄,各種功能是否可以正常使用等;二是防范網(wǎng)絡(luò)黑客攻擊,定期檢查平臺(tái)的訪問記錄、平臺(tái)賬號、日志文件、異常IP訪問情況等,確保網(wǎng)絡(luò)安全;三是檢查平臺(tái)相關(guān)硬件設(shè)備的使用是否存在斷電、死機(jī)等問題。

4.3 設(shè)備養(yǎng)護(hù)

平臺(tái)硬件設(shè)備能否正常運(yùn)行,是平臺(tái)能否發(fā)揮應(yīng)有作用的關(guān)鍵。除了對設(shè)備進(jìn)行例行檢查外,還需要定期維護(hù)中央平臺(tái)的傳輸、存儲(chǔ)、控制等設(shè)備以及供水站的運(yùn)行監(jiān)控設(shè)備,以延長設(shè)備的使用壽命,降低設(shè)備故障率。

4.4 更新培訓(xùn)

在平臺(tái)使用過程中,需要根據(jù)平臺(tái)用戶的要求進(jìn)行版本升級,即定期更新、優(yōu)化、改進(jìn)和升級平臺(tái),定期發(fā)布平臺(tái)更新,并將其推送給各級管理用戶。同時(shí),及時(shí)組織專業(yè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)對更新內(nèi)容進(jìn)行培訓(xùn),讓用戶快速了解和應(yīng)用平臺(tái)的新功能[5]。

5 應(yīng)用實(shí)例

沽源縣農(nóng)村供水智慧管理平臺(tái)是河北省農(nóng)村飲水安全工程信息化建設(shè)的初步嘗試。通過管理員云平臺(tái),可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程抄表、監(jiān)控、閥控、智能控制、手機(jī)繳費(fèi)、階梯水價(jià)、水質(zhì)分析等精細(xì)化管理。不僅可達(dá)到節(jié)約人力、節(jié)約管理時(shí)間的目的,還可通過供水?dāng)?shù)據(jù)分析及時(shí)發(fā)現(xiàn)供水管網(wǎng)中可能存在的漏水現(xiàn)象,為杜絕水資源浪費(fèi)提供了科學(xué)管理路徑。圖4～圖8為平臺(tái)部分功能示。

圖4 縣域農(nóng)村供水工程GIS地圖分布Fig.4 GIS map distribution of county-level rural water supply engineering

圖5 水質(zhì)監(jiān)控Fig.5 Water quality monitoring

圖6 水質(zhì)取樣、在線巡檢兩端聯(lián)動(dòng)Fig.6 Water quality sampling and online inspection linked at both ends

圖7 用水量監(jiān)控Fig.7 Water consumption monitoring

圖8 水量漏損自動(dòng)預(yù)警Fig.8 Automatic warning of water leakage

6 思考與建議

6.1 協(xié)調(diào)宣傳,全社會(huì)參與

農(nóng)村飲水安全工程信息化建設(shè)涉及面比較廣泛。尤其在工程建成后引入信息化理念,需要主管部門支持的同時(shí),更需要當(dāng)?shù)乩习傩盏拇罅ε浜?。加大宣傳農(nóng)村飲水安全工程信息化建設(shè)對提高水量供給和水質(zhì)保障的現(xiàn)實(shí)意義,有利于消除老百姓的抵觸心理,增加老百姓的配合信心[6]。

6.2 建管一體,信息化引領(lǐng)

在農(nóng)村飲水安全工程建設(shè)的過程中,全過程(設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收、使用)、全方位(建設(shè)者、施工者、使用者、管理者)貫徹信息化理念。從工程規(guī)劃階段始引入信息化理念,在行業(yè)內(nèi)逐漸形成“無信息,不管理”的新型建設(shè)和管理理念,確保工程建設(shè)以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)為依據(jù),形成科學(xué)規(guī)范的管理模式。

6.3 信息共享,下好“一盤棋”

在農(nóng)村飲水安全工程信息化管理平臺(tái)建設(shè)的基礎(chǔ)上,探索包括平原地區(qū)在內(nèi)的全口徑農(nóng)村飲水安全工程信息化管理平臺(tái)建設(shè)模式。搭乘大數(shù)據(jù)[7]、云服務(wù)等“快車”,加速實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)整合,實(shí)現(xiàn)信息共享,全面提升農(nóng)村飲水安全工程監(jiān)管水平,提高管理效率及社會(huì)化服務(wù)水平,下活農(nóng)村飲水安全這盤棋。

6.4 廣泛關(guān)注,可持續(xù)發(fā)展

農(nóng)村飲水安全工程是惠民工程,是美麗鄉(xiāng)村和智慧水利的重點(diǎn)工作之一,符合國家確立的以信息化帶動(dòng)工業(yè)化,以信息化推動(dòng)現(xiàn)代化的發(fā)展戰(zhàn)略思想[8-11]。信息化管理平臺(tái)建設(shè)是信息化和“互聯(lián)網(wǎng)+”快速發(fā)展的產(chǎn)物,也是管理現(xiàn)代化的必然要求和產(chǎn)物。與此同時(shí),也要認(rèn)識到農(nóng)村飲水安全工程信息化的建設(shè)是一個(gè)長期、不斷充實(shí)和完善的過程,需要社會(huì)各方面給予重點(diǎn)關(guān)注,需要各級水利行政主管部門和財(cái)政部門給予大力支持。隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步和老百姓實(shí)際生活需求的不斷提高,農(nóng)村飲水安全工程信息化的建設(shè)過程,必將是一個(gè)不斷調(diào)整和適應(yīng)現(xiàn)實(shí)需求的過程。

7 結(jié)語

社會(huì)全行業(yè)信息化建設(shè)的快速發(fā)展,對于有效解決農(nóng)村飲水安全工程中現(xiàn)存的實(shí)際問題,進(jìn)一步促進(jìn)農(nóng)村飲水安全工程建后的可持續(xù)、良性運(yùn)營來說是一個(gè)難得的機(jī)遇,更是一個(gè)很好的契機(jī)?；谵r(nóng)村飲水安全工程所做的信息平臺(tái)建設(shè),以沽源縣為實(shí)際案例,對于以縣為單元的平臺(tái)建設(shè)可以起到一個(gè)示范作用?？h級財(cái)政應(yīng)充分重視信息平臺(tái)建設(shè)、運(yùn)行與維護(hù)的重要性,拿出專項(xiàng)資金予以支持,積極引入社會(huì)資本,以保障平臺(tái)有建、有管,確實(shí)發(fā)揮平臺(tái)應(yīng)有的作用,切實(shí)提高人民生活的幸福感和獲得感。