周诚
武汉市规划设计有限公司 430000
摘要：在湖泊治理逐步转向长期精细化运维管理的背景下，从湖泊治理和保护日常工作的实际需求出发，明确了湖泊治理信息化管控系统建设目标和建设内容，提出了6个子系统的建设，包括一张图管理、项目管理、智慧运营、数据采集、综合管理和移动巡检。通过信息化管控系统的应用有效的提升了湖泊保护工作效率及湖泊治理能力。
关键词：湖泊治理； 信息化管控； 平台
0 引言
我国湖泊众多，面积大于1km2的湖泊约有2300个，总面积71000km2，上世纪70年代以来我国主要湖泊富营养化状况严重，到80年代末富营养化比例已达60%，特别是中小型湖泊和城市湖泊更为严重[1]。随着“水十条”，“黑臭水体”等政策的出台，近几年的大力投入水环境治理，湖泊水质有了有效提高，2019年中国生态环境状况公报显示，开展营养状态监测的107个重要湖泊（水库）中，轻度富营养和中度富营养状态分别占22.4%，5.6%[2]。以滇池为例，从“七五”开始一直持续开展水环境治理，已累积投入资金超过六百亿元，随着治污、生态修复、引调水等工程实施，滇池水质得到了明显改善，由重度富营养转变为中度富营养。为了保证水质长期稳定向好，湖泊治理已从大工程投入治理阶段逐步转向精细化运维管控阶段，可以借助信息化技术辅助日常治理工作，在管理中融合数据和管控流程，科学管理，有效保障水生态环境质量。本文结合某地湖泊治理企业实际情况，对湖泊治理信息化管控系统进行了设计并应用，提升企业在保护湖泊中的工作效率及治理水平。
1 建设需求分析
湖泊治理企业作为湖泊生态建设及开发、生态环境综合治理的责任主体，承担着保护湖泊的重任。为了便于湖泊治理保护相关工作的开展实施及考核评估，需要充分考虑在湖泊治理过程中的实际情况，将人员、环境、设施及管理过程进行有机统筹。信息化管控系统主要是基于企业湖泊治理保护日常运营的需求，有效管理泵站、闸阀、除藻、藻水分离等治理维护设施，记录完善的藻类治理过程以及运行生产数据；提供统一化、标准化工程项目的全生命周期管理，涵盖规划设计-施工建设-运营管理的全过程信息；辅助设备的定期养护、自动在线巡检、问题上报管理等功能。
信息化管控系统需要通过在线监测、定期填报、系统集成等手段，集成基础地形（包括湖底地形）、在线监测（视频、雨量、水位、流量、水质等）、定期检测、项目填报、定期上报等多源、多格式、多类型数据，实现湖泊治理保护工作的可溯源、全方位的展示，支撑湖泊保护工作综合管理。
2 建设目标
湖泊治理信息化管控系统是以GIS、物联网、云计算及自动控制等技术为基础，建设符合湖泊治理需求的信息化管控平台[3]。主要包括如下的建设目标：①通过建立格式统一、内容完整、动态更新的综合数据库，实现湖泊保护各类数据集成；②通过项目流程化管理，实现信息的协同与互动，建立全过程、全方位的信息动态反馈机制，实现项目工程规划、建设实施、运营维护和高效管理； ③通过建立科学的数据采集系统，对相关设施如除藻设备、泵站等运行状态综合监测和综合调控，逐步进行智能控制和运行管理，优化设施的运行效率和效能。④实现“人、财、物”的综合管理，为企业运营管控提供数据支撑，为湖泊保护工作提供综合管理评估基础； ⑤结合具体业务应用需求，开发相应的移动版巡检功能，针对不同部门用户提供相应的运营管理功能[4]。
3 系统建设方案
3.1 总体框架
湖泊治理信息化管控系统采用B/S架构设计，总体框架可划分为硬件支撑层、数据交汇层、应用服务层和用户交互层，具体如下图所示。
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湖泊治理信息化管控系统总体框架图
硬件支撑层：是指包括各类基础硬软件资源，包括服务器、储存设备、网络设备、操作系统、数据库管理系统等，可利用现有软硬件资料或者采用在线云服务资源。
数据交汇层：通过数据共享、在线采集、人工填报等多种方式获取基础数据，形成基础信息数据库、项目管理数据库、设备设施数据库、设施运行数据库、运维巡检数据库等数据库，为上层应用提供数据服务。
应用服务层：主要包括6个子系统，即一张图管理子系统、项目管理子系统、智慧运营子系统实、数据采集子系统、综合管理子系统和移动巡检子系统。
人机交互层：通过大屏显示、PC端、移动端等设备，为管理人员、巡检人员等各业务部门工作提供信息化服务，依据岗位角色不同而具备相应操作权限。
3.2 建设内容
3.2.1 一张图管理系统
一张图管理子系统作为湖泊治理企业运营管理、工程建设、综合情况的可视化窗口。提供了简便化操作和可视化查看相关综合信息为信息，对各个业务系统之间的协调联动，为运营整体协调、综合管理与决策指挥提供基础支持。
（1）专题显示
利用GIS的地图渲染工具，可以对各类设施及项目进行相应的专题渲染。例如可以生成项目分布专题图、各类设施空间分布专题图、项目进展情况专题图、监测信息专题图等。基于GIS的地图显示功能，还能够实现随时间演变进行专题图的动态刷新与显示。
（2）可视化综合查询
结合公司人力资源、生产运营情况从各个方面进行汇总和分解，并且以图表等多种可视化方式进行运营指标的综合展示和对比分析。
（3）项目全方位管理
集成湖泊治理所有项目建设的信息，实现项目信息与GIS地图叠加显示，实现建设项目信息多维度、精细化展示、查询与全方位管理。
3.2.2项目管理系统
项目管理子系统提供湖泊治理保护建设项目的属性信息、空间地图、设施建设信息的查看和编辑功能。可实现项目不同类型管理及查询，对项目进行全过程的信息跟踪，查询项目的全要素信息，包括各设施类型、描述信息、工程进度、完成度等内容，并对项目实施的整体情况和实施人员的工作情况进行有效管理。
（1）项目列表
实现不同类型、不同阶段建设项目的查询、统计与分析，采用数据表、曲线、柱状图等多种展示模式，方便查看项目的建设及运营情况，定制化开发统计分析报表，并支持报表导出打印。
（2）项目信息跟踪
实现项目建设进度的跟踪监管，支持项目规划设计、施工建设、运营管理的过程信息，如设计参数、施工图纸、运维情况的统一管理、查询与统计分析；并通过项目现场图片的上传、管理与审核，实现项目现场执行情况的审查记录、查询。
（3）项目审核管理
通过对项目不同建设阶段的项目描述信息、设施类型、设施参数、工程进度、投资落实率等信息的审核，对项目实施的整体情况和实施人员的工作情况进行有效监控。
3.2.3智慧运营系统
通过本系统的使用，实现泵站、闸阀、除藻设备等设施的定期养护、自动在线巡检、问题上报管理、运维任务的自动调度与智能分配、运维工单管理，同时对运维人员的工作监督及考核提供数据支持。
（1）设备运行管理
实现除藻设备设施运行管理，规范除藻船舶、站、车以及平台的运行。
（2）设备养护管理
根据每类设备的养护规范，实现不同设备的智能养护。对需要养护的设备给出智能提醒，提前通知运维人员。对养护工作进行跟踪与管理，运维人员填写的执行设备养护工作情况，可通过图片与文字的形式全面记录养护过程。
（3）巡检管理
巡检管理包括日常的巡检管理、问题上报管理、在线巡检、巡检计划管理。实现日常巡检管理，对巡检过程的完整记录，问题的详情查看。实现设备在线点巡检，点击某个巡检按钮即可实现设备的巡检工作，可以根据设置的巡检计划，定期在线自动实现设备的巡检工作。按照时间、空间、设备的维度进行巡检计划的管理，根据巡检计划自动生成要执行的巡检任务。
（4）工单管理
通过自动创建和运维人员手动填写信息的方式生成工单，为后续工单执行流程提供依据。实现工单的分配，记录工单的执行过程，以文字或者图片的形式记录工单的执行过程。
（5）任务调度管理
实现养护任务与日常巡检任务的自动分配与调度，根据养护任务的优先级以及人员的工作值班情况，对要执行的任务进行自动分配与人员的自动调度，实现任务的智能化调度。
3.2.4 数据采集系统
数据采集子系统是进行信息化、科学化管控的重要支撑系统，对运营管控所需数据的一体化信息管理，包括监测数据集成、日常运营生产记录数据填报等功能模块。
（1）监测数据集成
监测数据集成实现视频、雨量、液位等在线监测数据的无缝集成，根据需求进行数据的入库、汇总、分类查询、输出共享等。
（2）日报数据填报
重点水域藻类防控及应急处置项目日报数据填报，运行数据统计、下载。
（3）设施运行记录
实现除藻船舶、站、车以及平台等设施运行的数据记录填报，藻泥藻水污染物等运行日、周、月数据统计及下载，提供信息记录编辑模板。
3.2.5 综合管理系统
综合管理系统实现了公司人力资源、财务状况等管理，以及系统的用户管理。①实现公司人力资源、分配调度、培训管理、文档管理等。②实现公司财务信息、采购物资等管理。③实现用户管理、权限管理、系统参数管理。
3.2.6 移动巡检系统
移动巡检子系统使用微信公共平台服务平台，实现运维人员可在手持移动终端进行日常巡检、问题上报、接收工单处置、查看设备运行数据及系统建设运行情况。
（1）日常巡检
运维人员的日常巡检工作可通过此功能完成，实现定点巡查，平台也可通过此功能对运维人员的工作进行监督和考核。运维人员在巡检过程中发现问题进行上报，问题自动生成工单，派发给相应运维人员。
（2）消息管理
消息管理列表主要接收来自于平台推送的三类消息：报警消息、养护消息、工单信息。运维人员接收到这三类消息后，可以进行任务的认领操作，认领后该任务进入到该运维人员的“待办任务”清单中。运维人员处置完该任务后，可在“待办任务”模块进行处置记录填写。
（3）待办任务
待办任务模块主要展示运维人员负责的工单任务，按照任务的处置进度划分为两类：“处理中”和“已处理”。运维人员可对“处理中”的工单任务进行详情查看和处置记录填写。
（4）实时监测
实时监测模块主要展示当前在线监测设备的实时运行工况信息，包含设备的基本信息和实时采集数据。支持按照设备名称进行模糊检索，运维人员可查看某个单体设备的实时运行情况。
（5）设施运行情况查看
查看各类设施设备运行情况，包含正常设备数、故障设备数及设备正常运转率等情况。
（6）巡查记录
日常巡查展示日常巡检记录和巡查上报的问题，运维人员可以查阅历史巡检记录及详情、上报的问题当前处置进度。
4 结论
通过分析湖泊治理现状信息化管控需求，利用信息化手段从6个方面逐步建成湖泊治理的智能信息化管控系统，提升对湖泊治理设施的管理能力和工作效率，收集多源、多格式、多类型数据增强对项目管控的决策支持能力，优化设施的运行效率和效能，为湖泊水环境治理长期稳定向好提供智能化、智慧化支持。
参考文献
[1] 邬红娟, 李俊辉. 湖泊生态学概论[M]. 华中科技大学出版社, 2014.
[2] 2019中国生态环境状况公报. http://www.mee.gov.cn/hjzl/sthjzk/zghjzkgb/.
[3] 王晓辉, 殷峻暹. 深圳市智慧水务建设总体框架研究[J]. 水利水电技术, 2019(S1):192-196.
[4] 谢善斌，刘辛悦，王杨，等． 智慧水务信息化建设规划与实践［J］． 净水技术，2020，39( 5) : 7－13，85．