韓 雪 ， 張建光， 李 晶,3， 張銳銳， 馬 倩， 安 達， 石 龍

(1. 交通運輸部 天津水運工程科學研究所, 天津 300000; 2. 衡水學院 數(shù)學與計算機學院, 河北 衡水 053000; 3. 滄州工貿學校 智能制造教學部, 河北 滄州 061000; 4. 滄州師范學院 計算機科學與工程學院, 河北 滄州 061000)

港口設施是港口發(fā)展中的基礎資源,為港口的正常經營和安全生產提供了保障條件。為了加強對港口基礎設施管理的規(guī)范性,提高設施利用率,保障港口設施的安全性,充分發(fā)揮港口設施服務于業(yè)務的基本功能,促進資源的有效利用,交通運輸部在2012年印發(fā)了《港口設施維護管理規(guī)定(試行)》,提出港口設施在進行維護和管理的過程中,各級港口企業(yè)和管理部門應采用信息化手段進行管理,針對港口設施全面維護管理，建立健全真實、完整的技術檔案,結合數(shù)字化的管理方式,更好地提升港口設施維護的管理效率[1]。基于此,建設綜合性、智慧化的港口設施維護管理系統(tǒng)勢在必行。

由于國內推進港口事業(yè)信息化建設的進展相對緩慢,港口之間的現(xiàn)代化建設還不平衡,有些港口依然采用紙質表單等傳統(tǒng)方式進行港口設施的維護和管理,業(yè)務管理未能和信息化技術發(fā)展保持同步性。在進行港口信息化建設的過程中,仍缺少相關的建設技術標準,港口設施維護管理系統(tǒng)的建設還不成熟,有待改進。

為了推動港口設施維護管理工作的信息化水平,本文設計并實現(xiàn)了一種綜合型港口設施維護管理系統(tǒng)。

1 交互式設計方法

交互設計是關注人—機之間交互體驗的學科,源自于上個世紀八十年代[2]。系統(tǒng)要求以用戶為視角,對產品的安全性、穩(wěn)定性和可靠性等特性指標進行深入分析,使產品和用戶之間保持必然的聯(lián)系,以達到用戶的要求和期望[3]。通過紙質表單記錄保存港口設施數(shù)據(jù)的傳統(tǒng)管理方式存在成本高、效率低、范圍小等問題,無法實現(xiàn)對歷史和在役運行設施狀態(tài)的全方位管理,涉及部門業(yè)務流轉的操作也極其繁瑣；對于已存在的一些設施臺賬管理系統(tǒng),缺乏準確識別目標用戶和對管理業(yè)務流程的全面分析,其功能單一且數(shù)據(jù)分散,用戶不能統(tǒng)一完成審核上報工作,統(tǒng)計不能集合最新最全的數(shù)據(jù),無法達到用戶的預期和目標。

對設施管理業(yè)務而言,設計系統(tǒng)功能需要了解使用系統(tǒng)的用戶如何工作,以及功能及操作方式是否能支持或者方便用戶的行為[4]。以行為為導向的設計在港口設施管理活動中通過建立用戶模型,結合實地調研方法能準確定位不同用戶在填報、提交、查看和審核信息的情境下完成港口設施數(shù)據(jù)歸檔的目標,將滿足具體用戶模型的需求放在系統(tǒng)設計首位,以用戶的行為和目標以及與其他用戶的交互為依據(jù),建立數(shù)據(jù)信息優(yōu)先層級,簡化港口設施管理業(yè)務流程,是本系統(tǒng)在需求分析和功能設計階段遵循的設計原則。

本文設計并實現(xiàn)的港口設施維護管理系統(tǒng)的主要特性如下：

(1) 數(shù)字化。以紙質記錄的港口設施信息為對象,借助計算機設備將其轉化為數(shù)字化模型,并通過軟件操作來完成數(shù)據(jù)信息的存儲、處理與輸出,構建全面、完備的數(shù)字化檔案。

(2) 規(guī)范化。對于港口管理而言,港口設施維護管理十分關鍵。為確保管理效率與質量,要求其管理指標滿足相關規(guī)范要求,實現(xiàn)規(guī)范化、標準化管理[5]。

(3) 整合化。這里的整合并非僅僅指單一無序數(shù)據(jù)資源的關聯(lián)整合,還要求實現(xiàn)多種平臺信息數(shù)據(jù)的共享,綜合各類數(shù)據(jù)進行分析,挖掘數(shù)據(jù)中潛在的價值。

(4) 智能化。在港口設施管理中引入信息化技術,推動管理實現(xiàn)智能化,可以為管理決策提供支持依據(jù),進一步降低管理成本,提高管理效益。

2 系統(tǒng)需求分析

2.1 用戶群分析

在管理活動中關注港口設施維護管理業(yè)務的實際需要,要求針對不同設施進行各類業(yè)務操作,如填報、審核與巡檢等,工作環(huán)境根據(jù)室內外操作涉及不同的業(yè)務流程,管理活動表現(xiàn)出一定的特殊性與復雜性。通過以往相關的項目經驗以及赴實地調研,涉及港口設施維護管理的主體主要是大、中、小型港口企業(yè)和政府管理機構。港口企業(yè)主要負責填報附屬的港口設施信息,政府管理機構根據(jù)管理職能劃分進行審核及上報工作。系統(tǒng)用戶除了業(yè)務管理與專業(yè)技術人員外,還涉及決策人員[6]。本系統(tǒng)中將用戶群劃分為三類,見表1。

表1 系統(tǒng)用戶表

三級用戶群之間存在管理與被管理的層級關系,港口企業(yè)用戶需根據(jù)附屬港口設施的實際使用情況填寫基本信息提交至二級管理部門,二級管理部門對照檔案檢查核實通過后提交至一級管理部門,一級管理部門留存建檔,并定期上報至上級交通運輸(港口)行政管理部門。

2.2 業(yè)務模型分析

港口設施維護管理工作的依據(jù)來源是港口設施的基本信息,港口企業(yè)根據(jù)港口設施實際使用情況需制訂并執(zhí)行定期維護計劃,根據(jù)港口設施基本信息、維護信息進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計,全面掌握港口設施健康狀況；同時港口設施項目建設檔案作為港口設施信息的管理依據(jù)應進行統(tǒng)一管理；此外,港口設施信息數(shù)據(jù)需按相關政策規(guī)定進行上報。通過整理各級用戶的港口設施維護業(yè)務管理活動目標,本系統(tǒng)將用戶的業(yè)務功能需求設定為以下5個部分：

(1) 基于設施臺賬的管理。設施臺賬管理主要指管理用戶、企業(yè)用戶需要填報、查詢和審核相關的港口設施信息。港口企業(yè)填報數(shù)據(jù)后向上級提交審核,如信息有誤則二級管理部門審核不通過并退回至港口企業(yè)用戶,通過后提交至一級管理部門匯總,一級管理部門進行信息上報。圖1展示了設施臺賬管理操作流程：

圖1 設施臺賬流程圖

(2) 基于設施維護的管理。對企業(yè)用戶和管理用戶而言需要完成設施資源的評估、檢測與維修等方面的管理,以保障港口設施運行在良好狀態(tài)下[7]。港口企業(yè)同已備案的檢測評估單位進行定檢和特檢,并將檢測結果填報至系統(tǒng),系統(tǒng)根據(jù)已存在的維護信息進行檢測評估數(shù)據(jù)匯總。圖2展示了設施檢測評估流程。

(3) 基于決策支持的管理。系統(tǒng)根據(jù)已填報的港口設施基本信息和維護信息自動計算匯總,并從不同維度統(tǒng)計顯示港區(qū)內設施資源的圖表化信息,為設施管理決策提供必要的數(shù)據(jù)支持條件。

圖2 檢測評估管理流程圖

(4) 基于公共基礎設施建設的管理。管理用戶通過本系統(tǒng)實現(xiàn)項目批文、檔案、文件等管理工作,以保障工程建設的質量安全。本功能由一級用戶進行系統(tǒng)填報。

(5) 基于統(tǒng)計報送信息的管理。該功能主要是一級用戶面向上級管理部門報送相關的港口設施基本信息。

3 系統(tǒng)子功能交互設計

對應上述業(yè)務流程的基礎上,根據(jù)實際工作中企業(yè)用戶和管理用戶需填報審核的具體項目內容,本系統(tǒng)在功能上設計開發(fā)了設施臺賬管理、設施維護管理、決策支持管理、公共基礎設施建設管理和設施綜合統(tǒng)計報送5類業(yè)務管理子系統(tǒng),如圖3所示。

圖3 港口設施維護管理系統(tǒng)功能結構設計

3.1 設施臺賬管理子系統(tǒng)

該子系統(tǒng)包含港口基礎信息管理、公共設施技術臺賬管理、企業(yè)設施技術臺賬管理、設施數(shù)字技術檔案管理和政策法規(guī)標準規(guī)范管理5項功能。港口設施包括碼頭泊位、防波堤和護岸、港池、航道、錨地、港區(qū)道路、港區(qū)鐵路、堆場、倉庫9種企業(yè)設施和航道、防波堤和護岸、錨地3種公共設施[8]。采用賬表及表單樣式針對在役設施的技術檔案文件、技術狀態(tài)數(shù)據(jù)等進行調取、查看,審批操作[9]。通過該功能,實現(xiàn)了技術檔案無紙化管理與多條件審批檢索,可以針對港口設施開展全周期動態(tài)跟蹤管理。

3.2 設施維護管理子系統(tǒng)

該子系統(tǒng)采用報表樣式進行信息錄入及管理,在功能上支持設施維護、檢測評估,臺賬變更功能；此外,系統(tǒng)也設置了設施突發(fā)事件備案管理功能,目的在于提高港口設施的耐久性與可靠性,保障其功能處于良好狀態(tài)。

3.3 決策支持管理子系統(tǒng)

該子系統(tǒng)包括設施臺賬數(shù)據(jù)匯總、技術狀態(tài)匯總、設施維護信息匯總和設施綜合統(tǒng)計報告,可以通過數(shù)據(jù)圖、表單等方式匯總數(shù)據(jù)統(tǒng)計結果,管理人員將依據(jù)這些統(tǒng)計信息,科學把握港口設施運行實際狀況,以提高決策質量。

3.4 公共基礎設施建設管理子系統(tǒng)

該子系統(tǒng)包括建設項目審批備案管理及過程備案管理功能,采用報表方式對項目建設各階段檔案、文件及關鍵節(jié)點信息進行建檔留存。

3.5 設施綜合統(tǒng)計報送子系統(tǒng)

該子系統(tǒng)將港口設施臺賬信息和維護信息合成港口設施維護基本信息,按照相關統(tǒng)計標準以表單形式匯總成統(tǒng)計報告并上傳。

4 系統(tǒng)功能實現(xiàn)

4.1 UI界面

本系統(tǒng)界面設計追求高效、直觀與友好。系統(tǒng)采用扁平式設計風格，展示不同用戶間的信息層級,引導用戶按照業(yè)務流程進行操作,圖4展示了一級系統(tǒng)用戶的首頁。

圖4 一級系統(tǒng)用戶首頁

4.2 技術特點

(1) 基于B/S模式實現(xiàn)系統(tǒng)開發(fā)。B/S模式是Browser/Server即瀏覽器/服務器模式[9-10]。本系統(tǒng)是基于B/S結構的web端應用系統(tǒng),結合服務體系架構(SOA)的思想進行設計,對日后數(shù)據(jù)量和用戶量的擴展有較強的靈活性和操作性[11]。由于港口設施維護管理工作涉及不同業(yè)務流轉,采用B/S模式對于異地管理更加高效、便捷；同時B/S模式簡化了開發(fā)過程,在后期響應維護上也能節(jié)約成本。

(2) 實現(xiàn)了系統(tǒng)功能高度集成。在本系統(tǒng)設計過程中,集成了用戶權限、單點登錄與各項功能。大部分功能的數(shù)據(jù)要求相互滲透、交叉,且部分要求集成至第三方軟件。在設計思想上引入了統(tǒng)一設計理念,并借助網(wǎng)絡控制技術,結合系統(tǒng)容錯、數(shù)據(jù)庫等技術,科學處理各子系統(tǒng)之間的關聯(lián),保障了系統(tǒng)整體的性能最優(yōu)化。

(3) 引入了權限控制技術。權限控制技術旨在保障數(shù)據(jù)安全,避免因非法訪問、惡意更改或病毒入侵等引起的數(shù)據(jù)損壞、泄露問題。在系統(tǒng)中設置了數(shù)據(jù)保護機制,對不同身份用戶設置相應的權限,不允許超越權限進行操作。

(4) 關聯(lián)查詢與操作。本系統(tǒng)的核心具體表現(xiàn)為業(yè)務管理及其相關應用,在業(yè)務管理功能實現(xiàn)目標的導向下,有針對性地進行了數(shù)據(jù)組織、應用與模型設計,實現(xiàn)了數(shù)據(jù)一體化。以港口設施臺賬為基礎,關聯(lián)了各類業(yè)務之間的數(shù)據(jù),在確保數(shù)據(jù)更新的一致性前提下,保障了系統(tǒng)運行的高效率和高質量[12-13]。

5 結語

港口設施維護管理系統(tǒng)的建設和開發(fā)是以B/S模式為基礎建立的信息化平臺,能夠實現(xiàn)港口設施維護的無紙化辦公作業(yè)需求,建立高效可留存的信息化檔案,促進智慧港口的建設與發(fā)展。針對港口設施維護現(xiàn)場辦公與PC端的業(yè)務聯(lián)動,國內各港區(qū)港口設施維護管理系統(tǒng)的統(tǒng)一建設，以及與其他平臺數(shù)據(jù)的有效關聯(lián)等問題,需待日后進一步研究和解決。