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：水利工程是關系到國計民生的重要工程，除能夠防洪除澇之外，還能夠進行發(fā)電、圍墾、供水，提高水土保持水平，而且還能夠保護水資源。伴隨著我國各地區(qū)城市化建設進程不斷加快和經(jīng)濟生產(chǎn)規(guī)模的持續(xù)增長，水利工程建設范圍也在不斷擴大，同時所涉及地形越來越復雜，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表格進行簡單統(tǒng)計和查詢，準確性和效率方面存在一定不足。而利用較為先進的軟件工具進行工程計量數(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)對象基礎上，闡述工程劑量數(shù)據(jù)系統(tǒng)化管理的原則，并結合具體案例談一談如何進行水利工程劑量數(shù)據(jù)系統(tǒng)化管理的設計。Keys：水利工程；計量數(shù)據(jù)；系統(tǒng)化管理；系統(tǒng)設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)復雜且清單眾多，而且大部分水利工程項目建設周期較長，且涉及到多個地區(qū)的跨區(qū)域建設，計量任務極為繁重，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)化整體質量，實現(xiàn)計量行為的規(guī)范化，增強工程計量數(shù)據(jù)管理的準確性和便利性，以及更加便捷的進行各項計量數(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，引入先進的軟件系統(tǒng)來進行工程的計量數(shù)據(jù)規(guī)范化、統(tǒng)一化管理，進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。為了加強施工工地的管理，監(jiān)測施工質量和施工進度，必須建立一套行之有效的監(jiān)測、監(jiān)控管理機制。本工程計劃采用電子監(jiān)控系統(tǒng)對施工現(xiàn)場進行綜合管理，在項目部設置調度室，調度室負責監(jiān)控并協(xié)調施工現(xiàn)場全部機械設備的運行，用無線網(wǎng)絡傳輸相關，以便業(yè)主及監(jiān)理對施工現(xiàn)場進行監(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行記錄，為整個工程的進度和質量進行科學管理提供實時有效的數(shù)據(jù)。項目指揮部可以利用手機和筆記本等終端設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)范標準，其中明確提出水利工程在建項目相關清單分類必須要做到規(guī)范明確，要改變以往設計或招標代理部門進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、收集準確且完整，從而實現(xiàn)系統(tǒng)化管理[2]。第二，確保建設過程計量數(shù)據(jù)錄入的及時性和準確性。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確錄入，且還要求其對整個合同支付帶有明顯的總體結算概念[3]。以往一些規(guī)模較大的基礎性工程項目當中，由于其建設周期相對較長，且項目種類繁多，所涉及數(shù)據(jù)量極為龐大，因此，導致其工程計量清單較為復雜，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)的及時性和準確性，要利用計算機可視化界面進行系統(tǒng)操作，并規(guī)范進行計量數(shù)據(jù)的錄入，所有數(shù)據(jù)即送達即錄入，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)建設考慮到礦區(qū)網(wǎng)絡的架設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)絡建設主要采用千兆工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)，采場現(xiàn)場網(wǎng)絡為WIFI無線網(wǎng)絡的混合工業(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)場隨著開采進度，需要對現(xiàn)場設備進行移動，所以采用無線方案。2.采用MIMO技術的無線網(wǎng)絡進行組網(wǎng)，可滿足100M的實際通訊速率，系統(tǒng)架設速度快、投入低、維護便捷。（二）現(xiàn)場工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)走向設計工業(yè)光纖環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)結構的整個系統(tǒng)骨干網(wǎng)絡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。系統(tǒng)采用工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)的架構設計，所有設備選型均采用滿足礦區(qū)及海邊惡劣環(huán)境下的工業(yè)級設備，確保系統(tǒng)的可靠性和未來的可擴容性[5]。（三）監(jiān)控數(shù)據(jù)管理平臺部分設計1.系統(tǒng)整體架構設計整個系統(tǒng)由前端信息采集設備、傳輸網(wǎng)絡、系統(tǒng)集成管理平臺、顯示系統(tǒng)等幾部分組成。前端信息采集設備包含視頻采集設備、。視頻采集通過前端安裝的高清數(shù)字攝像機采集到現(xiàn)場信息，在網(wǎng)絡內傳輸并實行系統(tǒng)統(tǒng)一管理。傳輸網(wǎng)絡由用戶廠區(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)管理平臺設備，主要包含視頻管理服務器、轉發(fā)存儲服務器等。管理平臺各軟件功能模部署到相應的服務器上，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架構兩種，電視墻顯示需要依托平臺管理系統(tǒng)及網(wǎng)絡承載將數(shù)字網(wǎng)絡視頻轉換成模擬信號實現(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合，方便了在實際應用中不同地域的設備接入和管理。即使一部分線路或設備出現(xiàn)問題，對整個網(wǎng)絡也沒有影響，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，可支持國內外主流硬件廠商數(shù)百款型號的DVR\NVS\IPCamera和模擬攝像機等設備的部署管理。多級分布式的系統(tǒng)架構，使系統(tǒng)擁有無限擴展能力，用戶可根據(jù)項目需求，自由擴展系統(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)具備完善的管理權限配置方案，可根據(jù)應用的實際需求進行用戶及設備的訪問設置，保證系統(tǒng)的安全可靠運行。RVMS適用于平安城市、平安校園、平安農村、道路交通、社會治安、銀行、電力、通信、工業(yè)企業(yè)、鐵路、機場、能源、旅游景點、商業(yè)樓宇、智能社區(qū)、連鎖商超和政府機構等行業(yè)和領域。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)務管理、用戶管理、設備管理、網(wǎng)絡管理、認證鑒權等方面的功能。監(jiān)控中心由中心管理單元（CMU）、信令控制網(wǎng)關（CSG）媒體分發(fā)單元（MDU）、媒體存儲單元（MSU）、業(yè)務管理單元（SMU）構成。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、媒體調度、存儲、分發(fā)等功能。SMU主要完成業(yè)務管理、用戶管理、設備管理、網(wǎng)絡管理、認證鑒權等方面的功能。并通過相應接口與其它業(yè)務應用系統(tǒng)交互相應的信息。前端單元（PU）負責在CMU的控制下使用攝像機采集視頻流、使用麥克風采集音頻流、使用控制口采集報警信息、對攝像機云臺鏡頭進行操作?？蛻舳藛卧–U）負責將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設備，如云臺、鏡頭等。CU可再細分為集中式客戶端（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)控中心建設一套圖像存儲遠程災備，對關鍵監(jiān)控數(shù)據(jù)、重要圖像信息進行實時遠程容災備份。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。所選用存儲設備或存儲系統(tǒng)的容量和帶寬應在保證事后監(jiān)控、取證效果的前提下，經(jīng)過科學計算、合理規(guī)劃確定，應能確保當前和今后一段時期的視音頻存儲、以及滿足與監(jiān)控業(yè)務相關信息存儲的需求。以下給出容量和帶寬的參考計算辦法：

本方案中數(shù)字攝像機以高清為主，總公司共有攝像機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將此計算在內：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將此計算在內：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)設計了可依據(jù)實際需要和具體標準進行用戶訪問權限、級別和數(shù)據(jù)庫密碼設定功能，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辦公設施、硬件設備、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)機操作環(huán)境，計算機操作系統(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。有著較強的可操作性和易開發(fā)性以及實用性，且成本較低，維護便利[9]。第三，數(shù)據(jù)保密效果評價。

本項目所設計應用的計量數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)有著較高的成熟度，配備了先進的辦公軟件產(chǎn)品，且其他形式數(shù)據(jù)庫兼容性較強，可實現(xiàn)統(tǒng)一導入專業(yè)管理網(wǎng)絡型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，并實現(xiàn)計量支付規(guī)?；芾?。而由于數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)通過可視化窗口界面來進行人機對話互動，在設計系統(tǒng)過程當中，主要依據(jù)水利工程項目地實際特點進行各項工程計量分類和數(shù)據(jù)清單分類細則的編制，并輸入數(shù)據(jù)庫，相關數(shù)據(jù)錄入，工作人員只需依據(jù)相關窗口步驟進行操作，在菜單當中選擇與之相對應的條目即可進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、準確性、規(guī)范性，在計算機即可進行支付錄入、檢查、核對和查詢以及導出，但同時也設置了專業(yè)的防火墻及用戶等級分類以及權限設置和數(shù)據(jù)錄入、到處記錄，數(shù)據(jù)保密效果較高[10]。結束語：結合上述文章內容所述，目前來講，雖然水利工程項目建設要求越來越嚴格，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)技術的廣泛應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)化管理當中進行系統(tǒng)功能的完善設計不但能夠提高工程計量數(shù)據(jù)錄入的及時性和準確性，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)變化要求進行同步調整，使其明細更加清晰，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與運行提供優(yōu)質的服務。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]