水利工程計量數(shù)據(jù)系統(tǒng)化管理探究

水利工程計量數(shù)據(jù)系統(tǒng)化管理探究

郵編：310000Summary：水利工程是關(guān)系到國計民生的重要工程，除能夠防洪除澇之外，還能夠進(jìn)行發(fā)電、圍墾、供水，提高水土保持水平，而且還能夠保護(hù)水資源。伴隨著我國各地區(qū)城市化建設(shè)進(jìn)程不斷加快和經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)規(guī)模的持續(xù)增長，水利工程建設(shè)范圍也在不斷擴(kuò)大，同時所涉及地形越來越復(fù)雜，對工程計量數(shù)據(jù)管理要求也在不斷升高，而目前我國水利工程計量數(shù)據(jù)系統(tǒng)化管理水平相對較低，在開展工程計量過程中，傳統(tǒng)管理方法往往是采用Excel表格進(jìn)行簡單統(tǒng)計和查詢，準(zhǔn)確性和效率方面存在一定不足。而利用較為先進(jìn)的軟件工具進(jìn)行工程計量數(shù)據(jù)系統(tǒng)化管理則能夠有效提高管理的質(zhì)量和效率。本文將圍繞水利工程計量數(shù)據(jù)系統(tǒng)化管理為主要議題，在明確水利工程計量數(shù)據(jù)對象基礎(chǔ)上，闡述工程劑量數(shù)據(jù)系統(tǒng)化管理的原則，并結(jié)合具體案例談一談如何進(jìn)行水利工程劑量數(shù)據(jù)系統(tǒng)化管理的設(shè)計。Keys：水利工程；計量數(shù)據(jù)；系統(tǒng)化管理；系統(tǒng)設(shè)計我國國土疆域遼闊，且南北方氣候條件、水文地理條件和地形地貌有著很大的不同，很多地區(qū)實際情況較為復(fù)雜。而水利工程項目所涉及到很多橋涵閘站和河道疏通，部分地區(qū)還會涉及到一些較為惡劣的井下作業(yè)，標(biāo)段多、工程點位多、涉及面廣、戰(zhàn)線較長，工程所涉及劑量[1]數(shù)據(jù)復(fù)雜且清單眾多，而且大部分水利工程項目建設(shè)周期較長，且涉及到多個地區(qū)的跨區(qū)域建設(shè)，計量任務(wù)極為繁重，這無疑增大了工程劑量數(shù)據(jù)的管理難度[1]。為了能夠有效提高水利工程計量管理系統(tǒng)化整體質(zhì)量，實現(xiàn)計量行為的規(guī)范化，增強(qiáng)工程計量數(shù)據(jù)管理的準(zhǔn)確性和便利性，以及更加便捷的進(jìn)行各項計量數(shù)據(jù)的查詢統(tǒng)計，就需要根據(jù)水利工程項目地實際特點和具體要求，引入先進(jìn)的軟件系統(tǒng)來進(jìn)行工程的計量數(shù)據(jù)規(guī)范化、統(tǒng)一化管理，進(jìn)而提高水利工程計量數(shù)據(jù)的整體規(guī)范化管理水平。一、工程概況項目名稱：溫州市甌飛工程專供料場[2]綜合管理系統(tǒng)工程概述：[3]鳳凰山專供石料場由于地處離大陸在25公里的偏僻海域上，生活、辦公、后勤保障的交通全靠海航，給石料的運輸和管理等環(huán)節(jié)帶來了很大的困難。為了加強(qiáng)施工工地的管理，監(jiān)測施工質(zhì)量和施工進(jìn)度，必須建立一套行之有效的監(jiān)測、監(jiān)控管理機(jī)制。本工程計劃采用電子監(jiān)控系統(tǒng)對施工現(xiàn)場進(jìn)行綜合管理，在項目部設(shè)置調(diào)度室，調(diào)度室負(fù)責(zé)監(jiān)控并協(xié)調(diào)施工現(xiàn)場全部機(jī)械設(shè)備的運行，用無線網(wǎng)絡(luò)傳輸相關(guān)，以便業(yè)主及監(jiān)理對施工現(xiàn)場進(jìn)行監(jiān)控。系統(tǒng)要求：系統(tǒng)主要由石料場的視頻監(jiān)控系統(tǒng)、碼頭砂石料的計量系統(tǒng)和運石船的船載監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)組成。在每個碼頭、路口、施工作業(yè)面及地磅等重要位置均安裝監(jiān)控攝像頭及交通信號燈，并連接至調(diào)度室、監(jiān)控室。采用該系統(tǒng)能有效地監(jiān)測采石場的施工量和石料運輸過程，計量每輛運輸車上砂石料的重量，掌握整個工程的進(jìn)度情況，而且還要對每艘運石船土方卸載的具體位置和卸載量進(jìn)行記錄，為整個工程的進(jìn)度和質(zhì)量進(jìn)行科學(xué)管理提供實時有效的數(shù)據(jù)。項目指揮部可以利用手機(jī)和筆記本等終端設(shè)備查詢石料場的實時狀況，如出現(xiàn)異常情況，現(xiàn)場的傳感器可將異常報警信息傳到平臺，平臺可自動或人工發(fā)送短信給管理者，便于管理者及時掌握異常的情況。二、水利工程計量數(shù)據(jù)系統(tǒng)化管理原則第一，保證水利工程劑量數(shù)據(jù)清單錄入的規(guī)范性與完整性。

我國早在2007年就由國家水利部發(fā)布了水利工程工程量清單計價規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，其中明確提出水利工程在建項目相關(guān)清單分類必須要做到規(guī)范明確，要改變以往設(shè)計或招標(biāo)代理部門進(jìn)行工程量清單編制過于隨意的問題，提高其統(tǒng)一化水平，使項目清單歸類清晰、收集準(zhǔn)確且完整，從而實現(xiàn)系統(tǒng)化管理[2]。第二，確保建設(shè)過程計量數(shù)據(jù)錄入的及時性和準(zhǔn)確性。水利工程項目地計量數(shù)據(jù)具有支付及時性和統(tǒng)計連續(xù)性特點，所以，針對水利工程項目地計量數(shù)據(jù)管理，要求其必須做到針對每次計量支付予以及時準(zhǔn)確錄入，且還要求其對整個合同支付帶有明顯的總體結(jié)算概念[3]。以往一些規(guī)模較大的基礎(chǔ)性工程項目當(dāng)中，由于其建設(shè)周期相對較長，且項目種類繁多，所涉及數(shù)據(jù)量極為龐大，因此，導(dǎo)致其工程計量清單較為復(fù)雜，數(shù)據(jù)繁雜眾多，而且還會涉及到多部門、多單位，各參與方所提供的統(tǒng)計數(shù)據(jù)極為繁瑣，分類進(jìn)行各項計量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計難度較高，工作量巨大。而目前應(yīng)用較多的往往只是Excel軟件，其對于數(shù)據(jù)小數(shù)點點位數(shù)的保留以及數(shù)據(jù)的行列隱藏有著較大的隨意性，常常是數(shù)據(jù)傳輸和統(tǒng)計過程當(dāng)中，容易因數(shù)據(jù)行列隱藏出現(xiàn)串行或數(shù)據(jù)點位數(shù)保留不正確而導(dǎo)致出現(xiàn)錯誤。所以，工程項目的計量數(shù)據(jù)管理要想實現(xiàn)規(guī)范化，就必須要保證數(shù)據(jù)的及時性和準(zhǔn)確性，要利用計算機(jī)可視化界面進(jìn)行系統(tǒng)操作，并規(guī)范進(jìn)行計量數(shù)據(jù)的錄入，所有數(shù)據(jù)即送達(dá)即錄入，以便于對計量數(shù)據(jù)的快速查詢和高效統(tǒng)計[4]。三、水利工程計量數(shù)據(jù)系統(tǒng)化管理功能設(shè)計現(xiàn)場情況概述：瑞安市北龍鄉(xiāng)鳳凰頭村建筑用石料礦區(qū)位于北西～南東向展布的鳳凰島上，屬瑞安市北龍鄉(xiāng)鳳凰頭村管轄。鳳凰山脊沿島中部延伸，山脊兩側(cè)向南西、北東向傾斜，山頭自然坡度20～30o之間，鳳凰島上無耕地。局部見有由于巖石堅硬，巖石受風(fēng)化剝蝕或海潮的沖刷而形成陡崖或陡坎地形。海島邊海岸曲折，形成較多小港灣。地表殘坡積層廣泛分布，僅在少量基巖露頭及陡坎處測得殘坡積層厚2.0～4.0m。地表植被發(fā)育，以茅草為主，局部分布有低矮的灌木林。（一）井下[4]工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)建設(shè)考慮到礦區(qū)網(wǎng)絡(luò)的架設(shè)主要滿足地表視頻監(jiān)控、石料運輸管理、自動化計量的實際需求，以及現(xiàn)場施工的綜合因素，地表網(wǎng)絡(luò)建設(shè)主要采用千兆工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)，采場現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)為WIFI無線網(wǎng)絡(luò)的混合工業(yè)環(huán)網(wǎng)組合方案。1.因地表處于山區(qū)，且礦區(qū)分散，骨干網(wǎng)絡(luò)采用千兆光纖滿足視頻大數(shù)據(jù)量數(shù)據(jù)傳輸需求，現(xiàn)場隨著開采進(jìn)度，需要對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行移動，所以采用無線方案。2.采用MIMO技術(shù)的無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行組網(wǎng)，可滿足100M的實際通訊速率，系統(tǒng)架設(shè)速度快、投入低、維護(hù)便捷。（二）現(xiàn)場工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)走向設(shè)計工業(yè)光纖環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的整個系統(tǒng)骨干網(wǎng)絡(luò)采用千兆單模光纖組建，系統(tǒng)共采用18臺工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)組成，覆蓋包括項目部、生活區(qū)、西碼頭、北碼頭、修理車間、西地磅房、北地磅房等的全礦區(qū)的數(shù)據(jù)骨干網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)采用工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)的架構(gòu)設(shè)計，所有設(shè)備選型均采用滿足礦區(qū)及海邊惡劣環(huán)境下的工業(yè)級設(shè)備，確保系統(tǒng)的可靠性和未來的可擴(kuò)容性[5]。（三）監(jiān)控數(shù)據(jù)管理平臺部分設(shè)計1.系統(tǒng)整體架構(gòu)設(shè)計整個系統(tǒng)由前端信息采集設(shè)備、傳輸網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)集成管理平臺、顯示系統(tǒng)等幾部分組成。前端信息采集設(shè)備包含視頻采集設(shè)備、。視頻采集通過前端安裝的高清數(shù)字?jǐn)z像機(jī)采集到現(xiàn)場信息，在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)傳輸并實行系統(tǒng)統(tǒng)一管理。傳輸網(wǎng)絡(luò)由用戶廠區(qū)局域網(wǎng)組成，滿足視頻及各種信息流傳輸承載的要求。在本系統(tǒng)主監(jiān)控中心部署一套RVMS系統(tǒng)管理平臺設(shè)備，主要包含視頻管理服務(wù)器、轉(zhuǎn)發(fā)存儲服務(wù)器等。管理平臺各軟件功能模部署到相應(yīng)的服務(wù)器上，實現(xiàn)系統(tǒng)分布式協(xié)同運算、提高系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理能力。顯示系統(tǒng)包含平臺配套客戶端及電視墻與大屏幕，客戶端有B/S與C/S架構(gòu)兩種，電視墻顯示需要依托平臺管理系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)承載將數(shù)字網(wǎng)絡(luò)視頻轉(zhuǎn)換成模擬信號實現(xiàn)更直觀的監(jiān)視。系統(tǒng)支持多監(jiān)控中心，可以采用集中式和分布式管理相結(jié)合，方便了在實際應(yīng)用中不同地域的設(shè)備接入和管理。即使一部分線路或設(shè)備出現(xiàn)問題，對整個網(wǎng)絡(luò)也沒有影響，提高了系統(tǒng)的整體可靠性[6]。2.系統(tǒng)軟件模塊設(shè)計RVMS視頻管理系統(tǒng)是國際一流的安防系統(tǒng)管理軟件，利用RVMS，您可以通過網(wǎng)絡(luò)方便的查看來自全球任何地方的現(xiàn)場錄像和動態(tài)信息，輕松實現(xiàn)對整個安防監(jiān)控系統(tǒng)的控制和管理。RVMS卓越的開放性和兼容性，可支持國內(nèi)外主流硬件廠商數(shù)百款型號的DVR\NVS\IPCamera和模擬攝像機(jī)等設(shè)備的部署管理。多級分布式的系統(tǒng)架構(gòu)，使系統(tǒng)擁有無限擴(kuò)展能力，用戶可根據(jù)項目需求，自由擴(kuò)展系統(tǒng)規(guī)模。RVMS采用級聯(lián)方式，可將多個平臺系統(tǒng)組合成一個更大范圍的監(jiān)控系統(tǒng)來統(tǒng)一管理，同時系統(tǒng)具備完善的管理權(quán)限配置方案，可根據(jù)應(yīng)用的實際需求進(jìn)行用戶及設(shè)備的訪問設(shè)置，保證系統(tǒng)的安全可靠運行。RVMS適用于平安城市、平安校園、平安農(nóng)村、道路交通、社會治安、銀行、電力、通信、工業(yè)企業(yè)、鐵路、機(jī)場、能源、旅游景點、商業(yè)樓宇、智能社區(qū)、連鎖商超和政府機(jī)構(gòu)等行業(yè)和領(lǐng)域。視頻管理平臺由監(jiān)中心、前端單元、客戶單元等幾部分組成[7]。監(jiān)控中心主要實現(xiàn)信令控制、媒體交換、業(yè)務(wù)管理、用戶管理、設(shè)備管理、網(wǎng)絡(luò)管理、認(rèn)證鑒權(quán)等方面的功能。監(jiān)控中心由中心管理單元（CMU）、信令控制網(wǎng)關(guān)（CSG）媒體分發(fā)單元（MDU）、媒體存儲單元（MSU）、業(yè)務(wù)管理單元（SMU）構(gòu)成。一個監(jiān)控中心的管理范圍被稱之為一個域。CMU、CSG、MDU、MSU共同完成媒體信令控制、媒體調(diào)度、存儲、分發(fā)等功能。SMU主要完成業(yè)務(wù)管理、用戶管理、設(shè)備管理、網(wǎng)絡(luò)管理、認(rèn)證鑒權(quán)等方面的功能。并通過相應(yīng)接口與其它業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)交互相應(yīng)的信息。前端單元（PU）負(fù)責(zé)在CMU的控制下使用攝像機(jī)采集視頻流、使用麥克風(fēng)采集音頻流、使用控制口采集報警信息、對攝像機(jī)云臺鏡頭進(jìn)行操作?？蛻舳藛卧–U）負(fù)責(zé)將PU采集到的視頻流、音頻流、報警信息提交給監(jiān)控用戶，并根據(jù)監(jiān)控用戶要求操縱PU設(shè)備，如云臺、鏡頭等。CU可再細(xì)分為集中式客戶端（如電視墻）、單客戶端（如電腦的IE終端）。（四）系統(tǒng)存儲設(shè)計視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用視頻監(jiān)控平臺集中存儲與分散存儲結(jié)合的形式存儲視音頻和報警信息，其中模擬視頻以存儲在本地DVR硬盤為主，重點地位或重點信息可實現(xiàn)數(shù)據(jù)上傳到中心IP-SAN存儲，數(shù)字視頻可選擇在監(jiān)控中心設(shè)置一套IP-SAN集中存儲，如果條件允許，可以在監(jiān)控中心建設(shè)一套圖像存儲遠(yuǎn)程災(zāi)備，對關(guān)鍵監(jiān)控數(shù)據(jù)、重要圖像信息進(jìn)行實時遠(yuǎn)程容災(zāi)備份。視頻監(jiān)控對存儲需求有如下幾個特點：a.對存儲的容量需求彈性比較大，存儲容量的多少隨著畫面質(zhì)量的提高、畫面尺寸的增大、視頻線路的增加都會成倍的增加容量需求。b.對存儲的性能要求較高，需要能夠滿足長時間的連續(xù)數(shù)據(jù)讀寫，數(shù)據(jù)流量大且并發(fā)訪問請求數(shù)量多。c.數(shù)據(jù)保存周期短，一般的監(jiān)控場所數(shù)據(jù)保存一定時間（如30天）以后便可以刪除或被覆蓋。所選用存儲設(shè)備或存儲系統(tǒng)的容量和帶寬應(yīng)在保證事后監(jiān)控、取證效果的前提下，經(jīng)過科學(xué)計算、合理規(guī)劃確定，應(yīng)能確保當(dāng)前和今后一段時期的視音頻存儲、以及滿足與監(jiān)控業(yè)務(wù)相關(guān)信息存儲的需求。以下給出容量和帶寬的參考計算辦法：

本方案中數(shù)字?jǐn)z像機(jī)以高清為主，總公司共有攝像機(jī)100路，在720分辨率及碼流為4Mbps，錄像時間為15天時所需存儲空間為：100路×15天×24小時×3600秒×4Mbps÷8÷1024÷1024=61.8（T）因為硬盤格式化會有損失，一般在10%-15%左右，真實所需磁盤空間應(yīng)將此計算在內(nèi)：61.8（T）÷0.9=68.7（T）因為硬盤格式化會有損失，一般在10%-15%左右，真實所需磁盤空間應(yīng)將此計算在內(nèi)：61.8（T）÷0.9=68.7（T）。四、水利工程計量數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)功能評價第一，系統(tǒng)安全性評價。該系統(tǒng)設(shè)計了可依據(jù)實際需要和具體標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行用戶訪問權(quán)限、級別和數(shù)據(jù)庫密碼設(shè)定功能，可有效防止因部分工作人員操作失誤而引起數(shù)據(jù)丟失、損壞的問題發(fā)生。數(shù)據(jù)能夠做到定時備份，可將重要數(shù)據(jù)文件復(fù)制并存儲在備用數(shù)據(jù)庫，如發(fā)生特殊情況可快速恢復(fù)數(shù)據(jù)庫，確保數(shù)據(jù)完整、安全[8]。第二，系統(tǒng)實用性評價。本工程項目所采用的計量數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)屬于常用辦公軟件，其硬件主要為較為通用的相關(guān)辦公設(shè)施、硬件設(shè)備、軟件也均有著較高的兼容性，并無特殊安裝及運行要求，能夠適用于多種單級環(huán)境和聯(lián)機(jī)操作環(huán)境，計算機(jī)操作系統(tǒng)主要為桌面型通用操作系統(tǒng)，較為適用于日常小型辦公網(wǎng)絡(luò)。有著較強(qiáng)的可操作性和易開發(fā)性以及實用性，且成本較低，維護(hù)便利[9]。第三，數(shù)據(jù)保密效果評價。

本項目所設(shè)計應(yīng)用的計量數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)有著較高的成熟度，配備了先進(jìn)的辦公軟件產(chǎn)品，且其他形式數(shù)據(jù)庫兼容性較強(qiáng)，可實現(xiàn)統(tǒng)一導(dǎo)入專業(yè)管理網(wǎng)絡(luò)型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，并實現(xiàn)計量支付規(guī)?；芾怼６捎跀?shù)據(jù)管理系統(tǒng)通過可視化窗口界面來進(jìn)行人機(jī)對話互動，在設(shè)計系統(tǒng)過程當(dāng)中，主要依據(jù)水利工程項目地實際特點進(jìn)行各項工程計量分類和數(shù)據(jù)清單分類細(xì)則的編制，并輸入數(shù)據(jù)庫，相關(guān)數(shù)據(jù)錄入，工作人員只需依據(jù)相關(guān)窗口步驟進(jìn)行操作，在菜單當(dāng)中選擇與之相對應(yīng)的條目即可進(jìn)行支付清單明確分類，由此大大降低了致富路人員主觀判斷的要求，確保了數(shù)據(jù)的完整性、準(zhǔn)確性、規(guī)范性，在計算機(jī)即可進(jìn)行支付錄入、檢查、核對和查詢以及導(dǎo)出，但同時也設(shè)置了專業(yè)的防火墻及用戶等級分類以及權(quán)限設(shè)置和數(shù)據(jù)錄入、到處記錄，數(shù)據(jù)保密效果較高[10]。結(jié)束語：結(jié)合上述文章內(nèi)容所述，目前來講，雖然水利工程項目建設(shè)要求越來越嚴(yán)格，工程計量數(shù)據(jù)量日益龐大，但同時信息化、數(shù)字化以及大數(shù)據(jù)技術(shù)的廣泛應(yīng)用也為水利工程計量數(shù)據(jù)系統(tǒng)化管理提供了有力的支持。在水利工程計量系統(tǒng)化管理當(dāng)中進(jìn)行系統(tǒng)功能的完善設(shè)計不但能夠提高工程計量數(shù)據(jù)錄入的及時性和準(zhǔn)確性，同時也可以保證數(shù)據(jù)的完整性和安全性，更加能夠大幅度提高計量數(shù)據(jù)規(guī)范化管理的效率和質(zhì)量，還可提高工程計量數(shù)據(jù)資源的共享性，大大降低水利工程計量數(shù)據(jù)管理的成本，而且還可以根據(jù)水利工程計量數(shù)據(jù)的動態(tài)變化要求進(jìn)行同步調(diào)整，使其明細(xì)更加清晰，且保證了數(shù)據(jù)的可識別與查詢的快捷性。使其能夠更好的為水利工程項目建設(shè)與運行提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。Reference：[1]余天一.水利工程數(shù)字化管理的探索和實現(xiàn)——以水利工程管家系統(tǒng)為例[J]