辽宁省智慧水利质量检测与监管探析

张 鸿

(辽宁省抚顺水文局，辽宁 抚顺 113015)

通过科学有效的管理已建和在建项目，最大程度地减少工程质量事故以及实现预期质量目标是水利工程质量检测行业监管的主要任务。伴随着物联网技术的迅速发展，智慧水利的概念顺势而出，旨在规范质量检测行业监管体系以及提高水利工程质量检测效率、检测资源利用率[1]。目前，中国信息化检测工程质量也取得了显著成效，建设了基于云/雾计算的水利工程安全系统、水利工程试验检测信息管理系统、面板堆石坝工程压实实时监控系统、水工混凝土结构智能化系统、碾压混凝土大坝施工仿真新方法、水利工程管理云平台等[2-4]。在中国辽宁省率先实现了水利工程质量检测与物联网的有机融合，以期推动水利工程检测行业监管的变革和实现省级区域工程质量智慧检测。

1 辽宁省智慧水利的提出

1.1 智慧水利目的

采用各种智能检测设备以及感知与识别技术，以物联网为核心对辽宁省机械类、量测类、金属结构类、岩土类、混凝土类等水利工程，实现样品采集、参数检测和流程监控，通过大数据和云计算存储分析相关检测数据以及检测资源，检测过程中所有检测设备、检测单位及人员、计算机、检测样品与互联网络连接，从而实现计算机与质量检测相关数据、检测资源、检测样品的智能化监控、追踪、定位、识别，以及工程质量决策和数据实时分析[5]。

1.2 架构组成

1)感知控制层。该层能够实现辽宁省水利工程相关检测数据、位置信息的获取和检测样品标识，包括检测人员行为监控、标准检测报告生成、现场与室内环境下样品参数检测、现场采样与委托等。采用的感知与识别技术包括检测人员行为监控技术、检测设备AR识别技术、采样人员图像识别技术、样品防伪与追溯技术、样品参数检测技术等。

2)数据传输层。该层利用短(远)距离无线通信技术和有线传输技术，实现水利工程感知控制层有关检测数据的汇聚以及向数据中心的实时传输，如互联网传输室内混凝土样品参数检测数据、蓝牙无线传输回弹仪设备接入标准接口的监测数据等。

3)数据动态组织与管理层。考虑到辽宁省水利工程质量检测有关数据和资源类型繁多、结构复杂的实际情况，因此智慧检测架构以数据存储与管理为重点，应用云计算技术构建了数据动态管理层。该层利用云数据和云存储中心能够存放各种检测数据，如工作流数据、统计分析数据、视频监控数据、检测数据等业务数据，检测设备信息、检测人员及资质、检测单位和资质等基础数据。

4)应用决策层。该层主要有云服务中心和大数据算法两大模块，其中云服务中心采用服务中间件技术、面向服务的SOA架构和数据可视化技术，集成数据分析各种成果和相关检测数据报告直观显示数据分析结果，如燃尽图、折线图、饼状图、直方图等多种形式，为完成水利工程应急联动、态势分析、质量危机事件预警等宏观决策提供可靠依据。

大数据算法又包含多维数据分析、并行算法等，可以从工程分项统计、工程统计、检测单位、监督权属的不同角度和节点实现多维统计分析；大数据算法可用于对五大类(机械类、量测类、金属结构类、岩土类、混凝土类等)样品参数历史和实时检测数据的充分挖掘、合理分析、高性能计算，为实时决策提供服务以及实现工程质量变化趋势的精准判别。

2 辽宁省智慧水利管理系统

2.1 系统建设

智慧水利管理系统功能架构，见图1，由检测监督、参数检测、样品(监理或法人)和样品(施工)采集4个子系统所组成。

其中，检测监督系统可为监督单位提供检测数据多维分析、检测报告管理、样品及样品追溯管理、检测过程视频监控、在线物联设备管理、检测人员和单位管理服务等；参数检测系统可以提供任务流转、物联设备查询、参数检测、报告查询等服务；施工、监理或者法人采集系统能够提供样品台账和报告查询、委托等服务。

2.2 系统应用

目前，辽宁省智慧水利管理系统已实现全域水利工程质量检测相关数据和资源的统一管理，实现了大多数检测设备与计算机的智能物联，编制了检测报告标准化模板，对辽宁省各地区收集检测报告上万份。近年来，智慧检测技术的快速发展以及检测数据的持续增多，为大数据的形成提供了条件，为水利宏观决策及其质量评价提供数据支持。

3 基于智慧检测的行业监管体系

3.1 监管模型分析

水利行业监管模型以工程特征和检测架构为基础，结合实际情况融合各种模块而成，基于智慧检测的行业监管模型，见图2。该模型由应用决策层、数据动态组织与管理层、数据传输层和感知控制层所组成，从下到上促进智慧检测行业监管职能、模式、特征的转变，从而降低监管成本以及提高监管效率，其优势主要表现为[7]：①大数据算法与云计算技术为大脑、数据传输为保障、感知控制为基础；②实现有关检测数据的智能应用与处理、及时采集与传输；③提供规范化管理流程和精细化检测业务；实现高效、透明、协作的检测流程。

图2 基于智慧检测的行业监管模型

3.2 监管内容的共享与统一

1)监管检测资源。智慧检测行业监管整合了辽宁省各种检测资源，如水利工程异构检测设备、检测相关单位、检测人员及资质等，检测资源统一高效管理，检测资源利用率及其应用服务能力显著增强，并达到智慧状态实现共享与互联[8]。这种互动模式有利于提高从业人员的工作协调性和积极性，在很大程度上减少检测失误概率，辽宁省各地区检测人力资源得到优化，检测效率明显提高。

2)监管检测样品。在智慧检测过程中每个样品的芯片编号ID和监督识别码都唯一，而手机端或RFID阅读器会自动识别编码信息，精准匹配相应的卡片编号，可为样品追溯和防伪提供支持。标准化交互通用平台能够动态监控样品委托、采样、检测的各个环节，对水利工程质量的各种动态变更信息实现实时、快捷、方便地获取。

3)整合与共享检测数据。智慧检测行业监管是解决工程质量检测数据共享困难、报告标准不统一等问题的有效方法，应用云计算和感知识别技术搭建的检测管理系统实现了检测报告的标准化和检测数据的实时共享，有效解决了数据冗余问题，消除了辽宁省各地区水利信息“孤岛”现象，为各检测单位协作共享提供了技术支持[9]。

3.3 监管特征的改变

1)监管标准化。各检测单位实现数据交互、业务协作的重要基础就是标准统一，因此智慧检测必须有统一的协议、安全、接口、业务流程、数据交换与存储、检测报告等标准。

2)监管互动化。通过行业监管逐步构建检测网络体系，确保检测单位、样品和人员的沟通以及各单位间的检测业务协作性明显增强，可为及时掌握各单位需求提供可靠保障[10]。

3)监管虚拟化。对于有关检测资源和数据，智慧检测行业监管加以抽象并显现，打破了检测资源的壁垒实现了检测数据和检测资源以优化的方式来应用。

4)监管智能化。智慧检测实现了水利工程质量管理和监控的智能化，推动行业监管向智能方向发展，采用可视化、大数据算法和云计算等智能计算技术，实时存储、处理、分析、显示海量检测相关数据和检测资源，智慧检测行业监管处于决策反馈-质量决策-数据分析-数据采集的智能化动态循环之中。

3.4 监管模式的改变

针对行业监管模式智慧检测推动其实现了诸多转变，例如将静态监管检测结果转变成动态监管检测流程，将分享性状态的检测资源转变成整合和共享状态，将低效率监管分散检测资源转变成高效监管集中检测资源。

3.5 监管职能的改变

对于水利工程质量检测智慧检测行业监管实现了提前布局和分析，从根本上解决了监管滞后的问题。智慧检测行业监管为监管、检测、项目法人、监理、施工等单位全程参与检测提供途径，为规范检测行为、协调各方关系和标准化管控提供了方法，显著提高了监管效率以及各单位的认可度和行业影响力[11]。

4 结 语

对于辽宁省水利工程质量检测行业监管改革智慧检测发挥着积极促进作用，构建的智慧检测行业监管体系实现了质量检测从分散向集中模式的转变。实践过程中，通过智慧检测与行业监管的深度融合有效解决了水利工程质量检测中的相关问题，为提高辽宁省水利工程建设质量提供了可靠保障。