水利信息化及工程管理信息系統應用的探討論文
1、引言
隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，信息化已成為一種世界性的大趨勢。信息技術(shù)的高速發(fā)展和相互融合，正在改變著(zhù)我們周?chē)囊磺�。當今世界，信息化水平已成為衡量一個(gè)國家綜合實(shí)力、國示競爭力和現代化程度的重要標志，信息化已成為社會(huì )生產(chǎn)力發(fā)展和為類(lèi)文明進(jìn)步的強大動(dòng)力。水利工程管理信息系統，就是充分利用“3S”（GIS，GPS，RS）技術(shù)，開(kāi)發(fā)和利用水利信息資源，包括對水利信息進(jìn)行采集、傳輸、存儲、處理和利用，提高水利信息資源的應用水平和共享程度，從而全面提高水利工程管理的效能和效益和規范化程度的信息系統。
水利水電工程“個(gè)性”較強，不同的工程之間條件千差萬(wàn)別，工期較長(cháng)，季節性強，技術(shù)復雜、設計變更一般較多，需要協(xié)調的關(guān)系多，規模和投資一般都比較大，且涉及征地、移民、環(huán)境保護、水土保持等諸多環(huán)節。因此，水利水電工程建設管理難度大，問(wèn)題多。如何通過(guò)推行科學(xué)化、現代化的管理，提高管理水平，控制投資和質(zhì)量，縮短工期，達到既定的質(zhì)量和安全目標，成為水電開(kāi)發(fā)投資企業(yè)和有關(guān)方面關(guān)注的重要問(wèn)題。項目法人（建設單位）作為整個(gè)工程的責任主體，已越來(lái)越認識到信息化建設的重要性，許多水利水電工程在準備階段，就開(kāi)始著(zhù)手構建工程管理信息系統。信息技術(shù)已在工程建設活動(dòng)中展露其無(wú)限的生機，工程的建設管理模式也隨之發(fā)生了重大變化，很多傳統的方式已被信息技術(shù)所代替。工程管理信息系統除了常用的文檔管理等辦公自動(dòng)化功能外，一般應集成項目管理模塊。
2、構建信息管理系統的必要性
2.1 共享資源的要求
工程建設過(guò)程中由項目法人、設計、監理、施工各方往來(lái)產(chǎn)生的文件繁多，各方下達或上報的信息復雜多樣，如何共享這些資源，進(jìn)行適當的整合，優(yōu)化資源配置，方便查找利用，就需要構建一個(gè)高效的工程建設信息管理系統。
2.2 管理決策實(shí)效性的要求
系統能夠實(shí)時(shí)匯總、分析當前發(fā)生的各種信息，自動(dòng)進(jìn)行計算并按設定好的格式輸出報表，便于完成統計數據上報和計劃下達工作。另一方面，工程管理人員能夠根據這些信息迅速作出反應，及時(shí)進(jìn)行決策，對資源、進(jìn)度、質(zhì)量安全措施等進(jìn)行調整，提高工程管理效率，有利于工程質(zhì)量、進(jìn)度、投資3大控制指標的實(shí)現。成功的信息系統應有利于提高項目管理水平和效率。
2.3 管理決策科學(xué)性的要求
科學(xué)的決策建立在有效的數據基礎上，通過(guò)對工程各方面信息資源的準確搜集、加工、整理，把握工程全局，發(fā)現存在的問(wèn)題，及時(shí)調整計劃和采承措施，科學(xué)地作出決策確保建設目標的實(shí)現，實(shí)現由傳統的經(jīng)驗管理向科學(xué)管理、流程化管理過(guò)渡。水電工程建設管理系統應以實(shí)用、易用為原則，以建設公司現有工作流程為依據，按照企業(yè)管理電子化、信息化的要求，引入項目管理思想，可以作為水電工程建設高效、科學(xué)、規范管理的有效工具。信息系統可以實(shí)現工程各類(lèi)數據和工作流程的電子化、信息化，而且可根據既定的工程進(jìn)度計劃和階段目標，實(shí)時(shí)跟蹤、比較分析，動(dòng)態(tài)調整和優(yōu)化配置各種資源，為工程管理提供決策支持，達到全面控制施工進(jìn)度、成本和質(zhì)量，實(shí)現科學(xué)化、現代化管理的目的。信息系統是實(shí)現現代化管理的基礎的手段。
3、我國水利水電工程管理信息系統應用情況
3.1 項目管理方式
3.1.1 文檔管理系統+獨立的項目管理軟件方式有些工程不使用專(zhuān)門(mén)的管理信息系統，只針對迫切需要的文檔管理購買(mǎi)相應的管理系統或自行開(kāi)發(fā)文檔管理系統。同時(shí)，借助于當前流行的項目管理軟件，主要是Microsoft Project和Primavera Project Planner（簡(jiǎn)稱(chēng)P3），有的工程甚至只進(jìn)行簡(jiǎn)單的進(jìn)度管理，使用Microsoft Excel繪制橫道圖，使用AutoCAD繪制網(wǎng)絡(luò )圖。
�。�1）Microsoft Project.Microsoft Project是一種功能強大而靈活的項目管理工具，可用于控制簡(jiǎn)單或復雜的項目。它能夠幫助您建立項目計劃、對項目進(jìn)行管理，并在執行過(guò)程中追蹤所有活動(dòng)，使用戶(hù)實(shí)時(shí)掌握項目進(jìn)度的完成情況、實(shí)際成本與預算的差異、資源的使用情況等信息。
Microsoft Project的界面標準、易于使用，上有項目管理所需的各種功能，包括項目計劃、資源的定義和分配、實(shí)時(shí)的項目跟蹤、多種直觀(guān)易懂的了表及圖形、用Web頁(yè)面方式發(fā)豐項目信息、通過(guò)Excel、Access或各種ODBC兼容數據庫存取項目文件等。
�。�2）Primavera Project Planner.Primavera Project Planner（簡(jiǎn)稱(chēng)P3）工程項目管理軟件是美國Primavera公司的產(chǎn)品，國際上流行的高檔項目管理軟件，已成為項目管理的行業(yè)標準。
P3軟件適用于任何工程項目，能有效地控制大型復雜項目，并可以同時(shí)管理多個(gè)工程。P3軟件提供各種資源平衡技術(shù)，可模擬實(shí)際資源消耗曲線(xiàn)、延時(shí)；支持工程各個(gè)部門(mén)之間通過(guò)局域網(wǎng)或Internet進(jìn)行信息交換，使項目管理者可以隨時(shí)掌握工程進(jìn)度。P3還支持ODBC，可以與Windows程序交換數據，通過(guò)與其他系列產(chǎn)品的結合支持數據采集、數據存儲和風(fēng)險分析。
3.1.2 購買(mǎi)集成的管理信息系統軟件加以改造購買(mǎi)利用在水電工程中應用較成熟的工程項目管理系統，這種方式可以快速得到并使用管理信息系統，并可根據項目的實(shí)際情況加以改造，系統中也可集成第3方項目管理軟件或是系統本身自帶的項目管理模塊。缺點(diǎn)是水利水電工程的個(gè)性差異大，現有有軟件往往滿(mǎn)足不了要求，需要進(jìn)行大量的改造工作，有時(shí)甚至需要推倒重來(lái)。
3.1.3 自行組織編制本項目專(zhuān)用的管理信息系統組織相關(guān)工程技術(shù)人員參與，利用自有的軟件開(kāi)發(fā)人員或委托有實(shí)力的軟件公司，針對本工程特點(diǎn)，借鑒現有的信息系統經(jīng)驗，編制本項目的專(zhuān)用管理信息系統。優(yōu)點(diǎn)是能針對具體工程特點(diǎn)進(jìn)行信息系統的構建，容易滿(mǎn)足實(shí)際需要；缺點(diǎn)是開(kāi)發(fā)周期可能較長(cháng)、開(kāi)發(fā)難度較大，有時(shí)編制出來(lái)的軟件通用性、可操作性不強，對工作效率的提高不明顯。
3.2 水電工程中應用較多的管理信息系統
3.2.1 三峽工程管理信息系統三峽工程管理信息系統（TGPMS）是由三峽總公司與加拿大AMI公司合作開(kāi)發(fā)的大型集成化工程項目管理系統，1995年10月啟動(dòng)，1999年4月正式上線(xiàn)動(dòng)行。TGPMS以數據為核心，功能包括編碼結構管理、崗位管理、資金與成本控制、計劃與進(jìn)度管理、合同管理、質(zhì)量管理、工程設計管理、物資與設備管理、工程財務(wù)與會(huì )計管理、壩區管理、文檔管理等13個(gè)子系統。支持各項工程管理業(yè)務(wù)，為工程各階段決策服務(wù)。TGPMS在項目管理領(lǐng)域具有一定程度的通用性和較強的拓展性，系統可以集成辦公自動(dòng)化和P3等專(zhuān)業(yè)軟件。作為一個(gè)原型系統，目前已在新疆的吉林臺、貴州的洪家渡、清江水布埡、溪落渡工程等水電工程建設中得到應用，而且還跨行業(yè)應用于北京城遠市政工程、京滬高鐵工程等。
據了解，該系統前后耗資1億多元開(kāi)發(fā)，功能上比較全面，也可進(jìn)行擴展，能夠滿(mǎn)足工程需要，在質(zhì)量、成本模塊的數據融合上很有特色。但該系統比較龐大，購買(mǎi)費用較高，在操作界面的簡(jiǎn)易性、友好性和系統的實(shí)用性方面還有提高的空間。
3.2.2 化科軟PMS工程建設管理系統由北京化科軟科技有限公司開(kāi)發(fā)，包括：施工管理、概算管理、計劃管理、合同管理、結算管理、統計管理、進(jìn)度管理、質(zhì)量管理、安全管理、物資管理、機電安裝管理、監理日志、移民搬遷管理等模塊。該管理系統針對不同的工程，進(jìn)行適應性的開(kāi)發(fā)，在水利系統已經(jīng)得到了廣泛應用，已開(kāi)發(fā)了幾套在水利工程工地使用的工程項目信息管理系統，包括黃河公伯峽工程、廣西百色工程、黑龍江尼爾基工程、泰安抽水蓄能電站工程、廣蓄惠州抽水蓄能電站工程建設管理系統等。該系統數據事合方面還有進(jìn)一步提高的空間；系統操作界面不太統一，幾乎每個(gè)工程都不一樣，如果能夠對界面進(jìn)一步規范統一，用戶(hù)使用起來(lái)會(huì )更簡(jiǎn)便。
3.2.3 夢(mèng)龍管理系統夢(mèng)龍開(kāi)發(fā)有LinkWorks協(xié)同工作平臺，在此平臺上可以根據需要隨意增減模塊，功能比較全面，尤其是進(jìn)度管理方面具有很大優(yōu)勢，可以很方便地繪制和修改進(jìn)度圖、網(wǎng)絡(luò )圖，網(wǎng)絡(luò )計劃技術(shù)方面領(lǐng)先于國內其它同類(lèi)軟件。在項目管理方面，PERT項目管理軟件經(jīng)過(guò)在三峽工程一期圍堰、茅坪溪泄水建筑物、導流明渠和大江截流等重點(diǎn)施工項目中結合生產(chǎn)深入研究并投入實(shí)際應用，已充分展示了它先進(jìn)、科學(xué)、靈活、高效、功能強大等優(yōu)勢，為三峽一期工程加快施工進(jìn)度，提前10個(gè)月澆筑混凝土和安全、正點(diǎn)實(shí)現大江截流起到了重要作用。但總的來(lái)說(shuō)，該系統在水利行業(yè)應用還不是很多。
4、當前水利信息化的主要問(wèn)題
雖然在水利業(yè)務(wù)中廣泛應用現代信息技術(shù)、開(kāi)發(fā)信息資源為特征的水利信息化建設已經(jīng)起步，但進(jìn)展比較緩慢，各級水利行政主管部門(mén)、各水利業(yè)務(wù)領(lǐng)域發(fā)展也很不平衡，覆蓋全國的水利信息我絡(luò )沿未形成。對照國民經(jīng)濟信息化的發(fā)展要求，當前水利信息化存在的問(wèn)題主要表現在以下幾個(gè)方面。
4.1 信息資源不足
水利工作管理要面對洪澇、干旱及水污染災害的.防范、水資源調配、水土保持和水環(huán)境監測四大主題，所需支撐信息在內容上涉及面廣，信息采集的時(shí)空間隔、數據類(lèi)型、數據精度、交換格式與表達方式具有多樣化特征。
盡管多年來(lái)水行政主管部門(mén)做了大量的基礎性工作，積累了一些基本觀(guān)測資料，初步建設了一些基礎數據庫。但涉及減災決策、水資源優(yōu)化配置和水利建設管理等眾多急需的相關(guān)基礎信息資源建設還極不完善，如服務(wù)于多層次業(yè)務(wù)需求的空間數據，水資源調度，工程現狀與工程規劃設計及其他各專(zhuān)業(yè)數據庫的建設尚未全面啟動(dòng)。
信息資源不足主要表現為：時(shí)效較差、種類(lèi)不全、內容不豐富、基準不同、時(shí)空搭配不合理等，特別是信息的數字化和規范化程度過(guò)低，更加重了信息資源開(kāi)發(fā)利用的難度。
此外，信息的規范化和數字化程度過(guò)低。從水利系統自身的角度看，一是動(dòng)態(tài)信息采集環(huán)節薄弱，二是信息積累未能全面規范化，有許多寶貴的原始觀(guān)測記錄、歷史文檔、規劃與設計等資料已因年代久遠，未能得到妥善保護而損毀或散失，造成信息損失。與相關(guān)行業(yè)的信息交流受信息交換機制的制約，要么獲取困難，要么因業(yè)務(wù)側重。
4.2 信息共享困難
可重用性的共享性是信息資源價(jià)值優(yōu)勢的突出體現，共享是充分開(kāi)發(fā)和廣泛利用住處資源的基礎。由于水利信息化還處于起步階段，各種信息基礎設施與共享機制仍不配套，導致有限的信息資源共享困難。主要表現在以下幾個(gè)方面。
�。�1）服務(wù)目標單一，導致條塊分割
目前在水利系統結合各項業(yè)務(wù)應用目標，開(kāi)發(fā)建設了一些專(zhuān)用數據庫用相應的應用軟件。但由于各自技術(shù)水平、任務(wù)來(lái)源和資金渠道不同，這些數據庫及其應用大多分散建設在各個(gè)地區和不同業(yè)務(wù)部門(mén)，呈現條塊分割的特征，形成以地域、專(zhuān)業(yè)、部門(mén)等為邊界的信息孤島。各數據庫之間缺乏信息共享機制與手段，有些內容還相互重復、甚至互相矛盾。許多數據庫為解決特定研究或業(yè)務(wù)應用而建，服務(wù)目標單一、相關(guān)文檔不全，給后續擴展和改造增加了困難，更難以被其他系統調用和共享。受各方面條件的限制，許多數據庫不具備持續運行條件，難以向外界用戶(hù)提供服務(wù)。
�。�2）標準規范不全，形成數字?zhù)櫆?/p>
水利信息標準規范尚需進(jìn)一步健全，行業(yè)內大多數數據庫與具體業(yè)務(wù)處理緊密綁定，服務(wù)目標單一，多數已建數據庫規范性較差，自成體系。對數據庫文檔普遍不重視，導致數據庫只能在有限范圍、有限時(shí)段內由少數人員熟悉使用。在共享環(huán)境中，這些數據庫內的信息內容很難理解，其價(jià)值無(wú)法判斷�？陀^(guān)上形成了難以逾越的數字?zhù)櫆稀?/p>
�。�3）共享機制缺乏，產(chǎn)生信息壁壘
由于以信息共享政策法規為主體的信息共享機制還未建立，社會(huì )公益與市場(chǎng)化服務(wù)界限不清，信息服務(wù)合理補償機制尚未形成，導致信息資源的占有者都希望共享其他占有者的信息資源，卻不愿意將自己所擁有的信息資源提供共享，單向的共享愿望形成事實(shí)上的信息壁壘。
�。�4）基礎設施不足，阻礙信息交流
在當前水利行業(yè)網(wǎng)絡(luò )系統等軟硬件基礎設施還不很完善的條件下，難以構成有效的信息資源共享技術(shù)支撐環(huán)境，導致信息交流的通道不暢、能力不足、效率不高，安全沒(méi)有保障，阻礙了信息資源的共享。
4.3 應用基礎薄弱
信息開(kāi)發(fā)與應用的基礎是信息的共享與水利業(yè)務(wù)處理的數字化，除因信息資源限制導致的應用水平低外，對信息技術(shù)在水利業(yè)務(wù)應用的研究不充分、大多數水利業(yè)務(wù)數學(xué)模型還難以對實(shí)際狀況做出科學(xué)的模擬。各級水利業(yè)務(wù)部門(mén)低水平重復開(kāi)發(fā)的應用軟件功能單一、系統性差、標準化程度低，信息資源開(kāi)發(fā)利用層次較低、成本高、維護困難，不能形成全局性高效、高水平、易維護的應用軟件資源。
5、結語(yǔ)
在水利工程管理信息系統的建設實(shí)踐當中，我們必須充分重視現代信息科學(xué)技術(shù)，隨時(shí)關(guān)注世界前沿科研成果，引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)和成功經(jīng)驗，并結合我國國情，進(jìn)行詳細的需求分析和總體規劃，進(jìn)行創(chuàng )造性勞動(dòng)，只有這樣，我們才能在水利信息化建設進(jìn)程中取得良好成績(jì)。
水利信息化的發(fā)展趨勢，主要表現在以下幾個(gè)方面。
�。�1）信息多元化。隨著(zhù)遙感、衛星及雷達等技術(shù)和地理信息系統（GIS）的應用，提供了多元化的更豐富和更準確的信息，如防洪抗災信息，衛星和雷達信息的引進(jìn)，推進(jìn)了“數字化流域”，從而使流域的規劃、開(kāi)發(fā)、管理全面實(shí)現信息數字化。
�。�2）信息傳輸快和資料共享。先進(jìn)的通信技術(shù)及計算機網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的高速發(fā)展，使得信息傳輸數字化、網(wǎng)絡(luò )化，大大地提高了信息傳輸的時(shí)效性，提高了信息的利用率。如在國家防汛指揮系統建設中，這些技術(shù)的應用將使得在30分鐘內收集齊全國的水雨情信息目標成為現實(shí)，比一在的2～3個(gè)小地縮短3/4～5/6倍，將為全國的防汛決策提高及時(shí)可靠的信息。此外，互聯(lián)互通的計算機網(wǎng)絡(luò )，將大大提資料的共享程度，提高資料的利用率。
�。�3）信息處理快速、可視計算機性能的不斷提高及多媒體技術(shù)的應用，使得信息處理速度快、可視化程度高、表現直觀(guān)，增強了決策支持的能力。
�。�4）信息安全保障。應用各種先進(jìn)的加密技術(shù)，確保信息的保密與安全。聯(lián)合攻關(guān)，開(kāi)發(fā)適合我國國情的高水平應用軟件，努力避免系統開(kāi)發(fā)中的低水平重復的現象。
�。�5）努力提高信息化工作的管理水平，重視信息技術(shù)和管理人才的培養，積極探索信息系統的管理體制和運營(yíng)機制。
�。�6）按照國家的有關(guān)規定，切實(shí)加強信息系統的安全建設，確保系統及信息的安全。
參考文獻
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