城市排水工程全生命周期数字化管理关键技术与应用_杨凯霖.pdf

广东土木与建筑GUANGDONG ARCHITECTURE CIVIL ENGINEERING2023年2月第30卷 第2期FEB 2023Vol.30 No.2DOI:10.19731/j.gdtmyjz.2023.02.001作者简介：杨凯霖（1985-），男，本科学士，高级工程师，主要从事水利信息化、水务工程建设管理相关信息化方面工作以及研究。E-mail：0引言城市排水工程是城市市政基础设施建设的重要组成部分，是城市防洪排涝、水安全、水污染防治的重要保障体系。近年来，由于资金和管理投入不足，许多城市排水管道老化严重，导致出现了堵塞、淤积、黑臭水体、污水横流、河面垃圾漂浮物、违法排污、城市内涝等严重的社会环境问题1-2。因此，亟需加强城市排水工程建设，改善工程建设管理手段，提高管理水平。城市排水工程具有点多面广、工程变化快、隐蔽性强、工期短、作业面分散等特点，涉及多方面业务，包括工程审批、建设、运维、后评价等3，存在监管人员不足、监管难度大、工作效率较低等问题。目前，有关业务部门根据自身需求建立了独立的业务系统，但由于建设过程中目标单一，缺乏业务质间联动性，导致部门间难以实现信息资源互联互通。因此，为减少管理盲区，解决当前排水工程监管存在的问题，加强对排水工程信息采集、追踪、分析和处理，提高工程管理信息化水平，需要采用数字化技术，结合全生命周期管理理念，全面改善排水工程监管手段和效能。本研究采用物联网、云计算、大数据等新一代信息通信技术，实现城市排水工程全生命周期数字化管理，有效地解决因人力限制带来的项目管理问题，促使各业务间相互完善、动态优化4-6，破除部门间数据资源共享难、信息传递差等难题，提高智能运算、决策辅助能力，实现排水工程规范化、精细化管理。1总体架构城市排水工程全生命周期数字化管理平台的总体架构如图1所示，以构建一体化智能管理平台（数据中心）为目标，整体上分为3个部分，包括业务工作部分、工程建设管理部分和数据部分。其中，业务工作将排水工程全生命过程进行划分，具体涉及规划计划、项目立项、招标投标、工程报监、施工许可、建设实城市排水工程全生命周期数字化管理关键技术与应用杨凯霖1，罗港1，林远勤1，周新民1，林旭1，曹雁2（1、广州市河涌监测中心广州510060；2、广东建科创新技术研究院有限公司广州510665）摘要：传统的城市排水工程信息化管理具有业务分散的特点，且数据共享能力差，智能化、自动化水平低，难以满足全过程信息综合高效管理的需求。在综合分析的基础上，采用计算机技术、GIS技术、大数据分析技术等，设计和构建了城市排水工程全生命周期一体化管理平台，其技术体系由联审决策数字化管理技术、企业诚信评价及招投标数字化管理技术、安全质量巡检数字化管理技术、设施运维数字化管理技术、工程建设与竣工联合验收数字化管理技术5个部分组成，达到工程立项、建设、竣工验收、运维管理等全生命周期的数字化管理，实现区域范围内排水工程多部门协同智慧化监管。该技术体系在广州市进行了成功应用。关键词：城市排水工程；数字化管理；全生命周期；数据共享；协同优化中图分类号：TU992文献标志码：A文章编号：1671-4563（2023）02-001-05Introduction of Whole Lifecycle Management Using Digital Technologies and Its ApplicationsIntroduction of Whole Lifecycle Management Using Digital Technologies and Its Applicationsto Urban Drainage Engineeringto Urban Drainage EngineeringYANG Kailin1，LUO Gang1，LIN Yuanqin1，ZHOU Xinmin1，LIN Xu1，CAO Yan2（1、Guangzhou Hechong Monitoring CenterGuangzhou 510060，China；2、Guangdong Jianke Innovation Technology Research Institute Co.，Ltd.Guangzhou 510665，China）AbstractAbstract：The urban drainage system contains multiple different，wide-spreading parts，resulting in difficulties in data sharing，intelligence management and automotive management，as a result，it is hard to satisfy the demands in comprehensive efficient information management through the whole process.Based on the comprehensive analysis，a novel digital platform for whole lifecycle management of urbandrainage system has been developed in this paper，using advanced technologies such as computer science technologies，geographic information system（GIS）and big database analytics.The system of the platform consists of five parts，which are the digital management technology of joint audit decision；the digital management technology of enterprise integrity evaluation and bidding；the digital management technology of safety and quality inspection；the digital management technology of facility operation and maintenance；and the digital managementtechnology of project construction and completion joint acceptance.Relying on these advanced technologies，it is capable to achieve the goalof the whole lifecycle management of urban drainage engineering through every single process such as project approval，execution，close-out，operation and maintenance，contributing to the collaborative intelligence supervision of urban drainage engineering inside the given region by different organizations and departments.This technique has been successfully applied in Guangzhou.Key wordsKey words：urban drainage engineering；digital management；the whole lifecycle management；data share；collaborative optimization1杨凯霖，等：城市排水工程全生命周期数字化管理关键技术与应用FEB 2023 Vol.30 No.22023年2月 第30卷 第2期施、竣工验收和工程评价等；工程建设管理功能模块对接上述具体工作的管理，又包括方案联审决策、企业诚信评价与招投标监管、质量安全巡检、设施运维以及竣工联合验收等子模块；而数据模块作为基础，为项目的立项、可实施性评价、方案论证、设备安装及调试运行等提供基础保障，也为项目的后续评价提供依据。该一体化管理平台的构建，从内容上将城市排水工程的全生命周期各个环节纳入到一个大系统进行管理，构成水务工程的“四横两纵”顶层框架，突出大感知、大平台、大数据和大应用，强化标准和安全，是高度融合了集约化、一体化、智慧化的水务信息体系，可以实现排水工程项目从策划、评估、决策、设计、施工到竣工验收整个建设过程的全面信息化管理。2关键技术2.1城市排水工程联审决策数字化管理技术城市排水工程联审决策数字化管理技术旨在通过构建城市排水工程项目建设方案联审决策系统功能和应用，打造联合审批统一申报入口，大力推进网上申报及网批，实现统一受理、联合审批、实时流转、跟踪督办、信息共享，为各审批阶段实现“一份办事指南、一张申请表单、一套申报材料”提供信息技术支撑，还可强化工程建设项目审批管理系统与多规合一管理平台和各部门审批业务系统等之间的互联互通。此外，通过材料共享复用、电子证照接入等方式，能减少建设单位的材料提供，提高联合审批的效率。通过固定资产投资项目代码制度，实现对工程项目全流程审批数据的跟踪记录。系统采用主流的基于J2EE及SOA的架构思想，J2EE技术是基于JAVA语言的面向企业级应用的技术标准簇，J2EE平台适用多层次分布式应用模型，有利于降低信息系统拥有成本，也有利于适用快速变化的市场需求。SOA是一种分布式的软件模型，其主要组件包括服务、动态发现和消息，SOA架构的优势在于能够实现各组成系统间进行数据接驳和功能调用，以及整个系统的松散耦合、提高整个系统的可扩展性7。此外，在基础层设计中，主要依托城市基础设施云平台进行服务的搭建，使其具有更高的兼容性；在数据层的设计中，通过数据库分别存储基础数据、业务数据、档案数据以及所需要的空间数据等；在结构设计上采用B/S分层结构设计，便于维护、更新升级；在服务的注册、发布、管理方面采用ESB总线来实现对服务的集成和灵活管理。由于系统涉及多系统互连、空间数据的交换共享，采用消息中间件实现对消息的智能路由和传输。总体上，该技术架构可满足和实现可定制、可模块化重构功能。2.2城市排水工程企业诚信评价及招投标数字化管理技术基于当前排水工程行业市场的诚信管理现状，建立排水工程企业诚信评价及招投标数字化管理系统十分必要，可实现企业诚信评分的自动汇总、个性化查询及展示，从而保障诚信评价结果的准确性、及时性，维护市场正常秩序，促进市场公平竞争。此外，将诚信评价结果应用在城市排水工程招投标活动中，能有效提升风险防控能力，维护招投标公平公正，同时与招标交易平台建立数据共享，通过系统的随机抽查功能优化业务流程，以提高工作效率。因此，加强对排水工程建设市场企业的监管，可有效健全排水工程市场主体信用评价体系。排水工程企业诚信评价及招投标监管信息系统的设计以诚信评分基础数据（工程、企业、诚信评分）和三大基础网络（物联网、互联网、通信网）为枢纽，通过分层建设，达到平台能力及应用的可成长、可扩充，创造面向行业综合管理的框架。用户层主要是政府监管部门通过Web应用线上开展企业入库、市场评分、质量安全评分、履约评分、项目招投标、工程报监等审批工作，并通过整合平台首页显示功能把握全市在建排水工程监管指标情况。参建各方市场企业主体通过Web应用掌握与本企业相关的企业入库信息、人员信息、诚信评分、招标项目进展、工程质量、安全等情况。应用层主要功能包括企业信息入