数字化管理在水利工程运行中的构建思路
摘要：随着科学技术的发展，数字化管理技术在水利工程中得到了良好的应用。根据水利工程标准化运行管理需要以及水库、山塘、电站、堤防、泵站、水闸等工程的不同具体需求，从专业化管理视角出发，构建统一的标准化协同管理平台；系统地解决小型水利工程管理中存在的问题和短板，为进一步提升小型水利工程管理水平，确保小型水利工程安全运行和功能效益正常发挥，进行了积极的探索，取得了一些有益的经验。
关键词：数字化管理；水利工程；运行
引言
依照国家和水利部对水利工程建设“补短板、强监管”的总体要求，水利工程信息化建设迫在眉睫。按照工程“打造新时代生态智慧水利工程”的建设总目标，某水资源配置工程已切实开展智慧工程建设，依托BIM+GIS技术与信息化平台，探索研究水利工程全专业、全过程、全参与方的数字化集成应用管理，以期促进工程集约化与精细化管理，树立行业数字化管理示范案例。
1.数字化管理的特点
1.1描述性、即时性
末端采用安全管理APP对现场实施管控，形成管控动态数据实时上传。根据综合系统中已经采集到的各类静态数据，同步在线生成“孪生”数字化安全管理画像，即时反映安全管理的现状、特征。
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1.2精准性、全面性
建立从最末端到最高层，覆盖整个体系的层级安全管理系统，在每一个层级都可实现对所辖安全工作的宏观和微观掌控，从而对安全管理的全要素、全流程实施精细管理、精准控制。
1.3关联性、持续性
打破系统烟囱和数据孤岛。根据不同应用场景的安全需求，找到各数据群的安全相关特性，建立统一开放的数学模型，使各数据群组成协同有效集合，保持变量运行，导向安全结果[1]。
1.4预见性、攻略性
数字化安全管理的上述特点决定了其具有极佳的可视性，在模型中加入时间和相关自变量，则可预见某事件发生的概率大小。在此基础上进一步分析研究，实现对安全组织、资源、模式、流程、方案等优化。
2.水利工程数字化管理现状分析
2.1数字化管理程度偏低
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水利工程标准化运行管理平台设计开发的日常工作审批流程大多都基于标准化管理手册规范和基于自身的理解，造成目前的工作审批流程与工程管理实际有偏差，水利工程的管理人员不能完全实现网上处理日常工作，造成重复工作，导致在工程管理工作中存在短板，不能确保水利工程正常健康运行和功能的有效发挥。
2.2缺乏系统性
相对小型水库，灌区、山塘工程的数字化建设薄弱，信息化水平落后，不能运用新技术，
无法多维度、全要素掌握工程运行状况，无法为全方位、全周期工程管护提供空间可视化支撑。
2.3软硬件不适配
现有水文测站自身防洪测洪能力、应急监测能力低，水雨情信息不完善，智能感知体系不健全，无法全面掌握全县的实时降雨情况，不能为汛期的防汛工作提供有效的数据支撑。水文测站基本依托于防洪堤防闭合圈建设，防洪测洪标准与堤防标准保持一致，大多为20~50年一遇，若遇到50年一遇以上超强洪水则水文测站的应急能力存在困难。当前未建立超标准洪水的应急监测体系，应急测洪人力、设备和技术支撑能力不足，缺少应急监测设备设施，如应急电源、卫星电话等。若在特大暴雨洪水断电和通信中断的情况下，水文监测数据能测得到也无法预报，难以为防汛提供实时有效支撑。基于水利工程数字化管理现状，建立完善数字化管理平台势在必行。以工程管理规程（标准）为基础，按工程类别、规模、工作事项建立数字化管理流程[2]。对工程巡查、工程观测监测、闸门设施设备操作等，按照规程规范设置标准化、数字化约束控制指标，规范办事流程；对注册登记、控制运用、安全检查、安全监测、安全鉴定、维修养护、应急管理、工作总结等具有时间限定的工作事项，建立自动提醒督促机制，实现办事流程自动存档留痕。
3.水利工程数字化管理基本构架
3.1数字化管理模式
在全过程工程咨询服务模式的发展趋势下，某工程数字化工作采用第三方BIM+GIS咨询方负责，BIM+GIS咨询方在数字化应用过程中统筹规划数字化实施，搭建统一的BIM+GIS系统平台，编制统一的数字化技术标准，审核汇总各参与方提交的BIM+GIS成果，全过程跟踪指导各单位的数字化应用，开展培训，组织创新创优等。这种模式最符合BIM全生命期理念，由BIM+GIS咨询方代建设方主导可以在建设项目的全生命期内运用BIM等数字化技术进行项目的管理，加强了业主方对建设项目的控制力。
3.2组织架构美的电风扇
某工程的智慧建设工作由设计单位、土建施工单位、设备安装单位、设计监理单位、施工监理单位、安全监测单位、质量检测单位、设备供应商、其他信息化系统实施单位等共同参与，由BIM+GIS咨询单位完成总体规划、BIM+GIS咨询服务、系统平台建设等工作，并接受建设单位相关部门和监理单位的监督与考核。其中BIM+GIS咨询单位的工作职责有：(
1）针对项目特点和要求，编制BIM+GIS一体化应用指导性文件及标准，并对项目各参建方进行宣贯。(2）负责协助建设单位审核设计、施工阶段BIM实施方案；负责从模型拆分、精细度、分类编码等方面对不同阶段提交的BIM模型进行审核；审核项目各参建方提交的GIS数据、应用系统集成数据。(3）负责BIM+GIS系统平台的开发、部署及培训。(4）负责建造期BIM+GIS数据集成、应用集成的服务工作。(5）负责基于BIM+GIS的工程建造期辅助决策工作，包含工程建设全景态势感知与辅助决策、建立监管与评价体系、基于BIM+GIS开展专题应用研究等。(6）协助建设单位监督、指导、管理各参与方与BIM、GIS技术有关的工作。(7）项目结束时，负责配合完成所有BIM+GIS的交付工作，协助建设单位最终验收[3]。
3.3团队组建
为保障本工程全生命期的数字化工作的顺利推进，各参建单位需根据自身数字化工作内容和要求组建各自的数字化团队，合理分工、统一协调，保证数字化工作高质量、高效率完成。其他单位数字化团队都配有BIM经理、BIM技术负责人、现场协调人员、数字化专业负责人、数字化工程师等角色人员。
3.4支撑层
为应用层的实现提供软件支撑。具体包括地图服务、短信服务、语音服务等，是实现功能应用的基础。同时支撑层处于应用层与数据层之间，为两者之间的数据交互提供安全保障。
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3.5数据层
前进大学负责对系统数据的管理，实现数据分类、组织、编码、存储、维护等。主要包括数据库系统以及各种应用数据库。数据层主要是指自动采集入库的实时数据、收集整理的历史资料、电子地图等信息，这些信息统一构成了数据汇集平台，为上层提供了数据支持，同时为上层提供了数据共享交换服务。通过在数据层集成方式，建立统一的互联互通通道。
3.6硬件与网络层老母虫
提供支持系统运行的各种硬件及网络环境，除了服务器、计算机等硬件设备外，还包括防火墙、网关、路由等网络安全设备，在采集层与数据层之间建立一层防御体系，保证数据的安全、完整。
3.7采集层
负责系统数据的采集工作，包括水雨情采集，主要采用C/S（Client/Serevr）结构，以服务应用程序类型实现后台自动运行，将数据以统一的格式通过硬件与网络层存储到对应的数据库中。
4.结束语
水利工程运行数字化管理是解决目前全面、立体、直观、实时管理等问题，提高管理水平和管理效率的有效手段。充分利用现有的技术、人员、设备条件，全面开展水利工程管理信息化建设工作，是推动水利工程标准化管理的有力保障。
参考文献
[1]沈文忠，张泽锋，吕斌.水利工程标准化运行管理平台的设计与实现[J].浙江水利科技，2018（4）：93-96.
[2]郑振浩，王金龙.基于标准化管理的水利工程运行管理系统建设研究[J].浙江水利科技，2019，47（02）：79-81.
[3]蒋碧，严丽，汪小东，等.基于标准化管理的灌区信息系统设计与实现[J].浙江水利水电学院学报，2019，31（04）：31-34+40.
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