方案设计：水利工程巡检管理系统
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方案概览
本方案设计了一套完整的水利工程巡检与维护管理系统，涵盖标准化巡检、自动化数据采集、设备运行监控、维护保养管理、应急管理五大核心场景，通过物联网设备、GPS定位、传感器等技术，实现水利工程安全运行的数字化、智能化管理。
1. 标准化巡检管理
1.1 巡检流程
参考矿山安全巡检系统的巡检流程设计，流程类似但有以下特点：
- 工程类型分类：水库大坝、河道堤防、泵站水闸、灌区工程等不同类型有不同的巡检路线
- 检查项标准化：统一的检查标准和评判依据
- 隐患分级处理：按隐患等级自动流转处理流程
1.2 巡检路线设计
工程类型与巡检路线：
| 工程类型 | 主要检查点 | 巡检频率 |
|---|---|---|
| 水库大坝 | 坝体、溢洪道、输水洞、闸门 | 每天2次，汛期增加 |
| 河道堤防 | 堤顶、堤坡、护岸、穿堤建筑物 | 每天1次，汛期每天2次 |
| 泵站水闸 | 泵房、闸门、电气设备、水工建筑物 | 每天2次 |
| 灌区工程 | 干渠、支渠、建筑物、分水口 | 每周2-3次 |
检查点设置：
- 每个检查点设置 GPS 坐标范围（半径 30 米）
- 检查点必须按顺序完成，否则视为未完成
- 检查点包含标准检查项，必须逐项检查
1.3 检查项标准化
检查项分类：
- 外观检查：裂缝、变形、渗漏、冲刷等
- 结构检查：稳定性、强度、耐久性等
- 设备检查：运行状态、安全装置等
- 环境检查：周边环境、安全防护等
检查标准：
- 每个检查项有明确的评判标准（正常/异常/严重）
- 异常情况自动生成隐患工单
- 严重情况立即报警，通知相关人员
1.4 隐患分级处理
隐患分级：
| 隐患等级 | 严重程度 | 处理时限 | 通知对象 |
|---|---|---|---|
| 重大隐患（如坝体裂缝） | 严重 | 立即处理 | 管理处主任、水利局 |
| 一般隐患（如设备故障） | 一般 | 24小时内 | 管理处主任、相关责任人 |
| 小隐患（如标识不清） | 轻微 | 3天内 | 相关责任人 |
2. 自动化数据采集系统
2.1 监测参数
主要监测参数：
- 水位：水库水位、河道水位、渠道水位
- 流量：入库流量、出库流量、渠道流量
- 压力：水压力、土压力、结构应力
- 温度：水温、气温、结构温度
- 位移：坝体位移、闸门位移、结构变形
2.2 数据采集规则
采集频率：
- 实时监测：水位、流量、压力等关键参数每 5 分钟采集一次
- 定期监测：位移、温度等参数每小时采集一次
- 人工记录：外观检查等无法自动采集的数据
数据存储：
- 实时数据保存 1 年
- 历史数据保存 10 年
- 异常数据永久保存
2.3 异常预警规则
| 监测参数 | 正常范围 | 预警阈值 | 报警级别 |
|---|---|---|---|
| 水库水位 | 正常水位 | >警戒水位 | 一般 |
| 水库水位 | 正常水位 | >保证水位 | 严重 |
| 流量 | 正常范围 | >设计流量 | 严重 |
| 压力 | 正常范围 | >设计压力 | 严重 |
| 位移 | 正常范围 | >允许位移 | 严重 |
预警处理：
- 一般预警：通知设备管理员
- 严重预警：通知设备管理员、管理处主任、水利局
- 自动启动应急预案（如水位超警戒）
2.4 历史数据对比
对比分析：
- 与历史同期数据对比
- 与设计值对比
- 趋势分析，发现潜在问题
- 异常数据自动标记
3. 设备运行监控系统
3.1 设备监测点
主要监测设备：
- 闸门：运行状态、开度、启闭速度
- 水泵：运行状态、流量、压力、功率
- 电气设备：运行状态、电压、电流、功率
- 水工建筑物：结构状态、位移、应力
3.2 异常报警规则
参考矿山安全巡检系统的报警规则设计。
4. 维护保养管理系统
4.1 维护计划制定
维护类型：
- 日常维护：清洁、润滑、检查
- 定期维护：更换易损件、调试
- 大修：全面检修、改造
维护周期：
- 根据设备类型和使用情况制定
- 支持按时间周期（如每月、每季度）
- 支持按使用量周期（如运行小时数）
4.2 维护任务管理
任务派发：
- 维护任务自动派发
- 根据维护类型匹配维护人员
- 维护任务跟踪执行情况
维护记录：
- 维护前状态记录
- 维护过程记录（照片、视频）
- 维护后状态记录
- 维护材料消耗记录
4.3 备件库存管理
库存规则：
- 备件库存实时更新
- 库存不足自动提醒（低于安全库存）
- 备件领用记录完整
- 备件成本统计
5. 应急管理系统
5.1 汛期值班管理
值班排班：
- 汛期值班计划制定
- 值班人员排班
- 值班记录管理
- 值班到岗确认（GPS定位、拍照）
值班规则：
- 汛期 24 小时值班
- 值班人员必须到岗
- 值班记录实时上传
- 异常情况立即上报
5.2 应急预案管理
预案分类：
- 防汛预案：洪水、暴雨等
- 工程险情预案：坝体险情、闸门故障等
- 设备故障预案：设备故障、停电等
预案执行：
- 预案电子化，快速响应
- 预案执行流程清晰
- 预案执行情况跟踪
- 预案演练管理
5.3 应急资源管理
资源类型：
- 应急物资：沙袋、救生衣、照明设备等
- 应急设备：抽水机、发电机、通信设备等
- 应急人员：抢险队伍、技术人员等
资源管理：
- 资源台账管理
- 资源位置管理
- 资源调用记录
- 资源补充提醒
6. 数据模型设计
6.1 巡检记录（InspectionRecord）
参考矿山安全巡检系统的数据模型设计。
6.2 监测数据（MonitoringData）
typescript
interface MonitoringData {
id: string;
projectId: string; // 工程ID
projectName: string; // 工程名称
parameterType: string; // 参数类型（水位、流量、压力等）
parameterValue: number; // 参数值
unit: string; // 单位
normalRange: { // 正常范围
min: number;
max: number;
};
isAbnormal: boolean; // 是否异常
alarmLevel?: 'normal' | 'general' | 'critical';
timestamp: Date; // 时间戳
location?: string; // 监测位置
sensorId?: string; // 传感器ID
}6.3 维护记录（MaintenanceRecord）
typescript
interface MaintenanceRecord {
id: string;
equipmentId: string; // 设备ID
equipmentName: string; // 设备名称
maintenanceType: 'daily' | 'periodic' | 'overhaul';
maintenancePlanId: string; // 维护计划ID
assignedWorkerId: string; // 分配的维护人员
startTime: Date; // 开始时间
endTime?: Date; // 结束时间
beforeStatus: string; // 维护前状态
afterStatus?: string; // 维护后状态
materials: MaterialItem[]; // 消耗材料
images: string[]; // 维护照片
status: 'pending' | 'in-progress' | 'completed';
createdAt: Date;
updatedAt: Date;
}7. 权限设计
7.1 角色定义
| 角色 | 权限 |
|---|---|
| 超级管理员 | 所有权限 |
| 水利局领导 | 查看所有数据、统计数据、监督管理 |
| 管理处主任 | 查看本工程数据、统计数据、应急指挥 |
| 巡检人员 | 执行巡检、上报隐患、查看自己的记录 |
| 设备管理员 | 查看设备监控、处理设备异常、维保管理 |
| 值班人员 | 值班记录、应急响应 |
8. 技术架构
8.1 硬件层
- 传感器：水位计、流量计、压力传感器、位移传感器
- 定位设备：GPS定位设备
- 通信设备：有线网络、无线网络、4G/5G通信
- 移动设备：防潮手机/PDA（巡检人员使用）
8.2 软件层
- 后端：Java Spring Boot 微服务架构
- 前端：Vue 3 + Element Plus（PC 管理后台）
- 移动端：Android App（巡检人员使用）
- 数据库：MySQL + Redis + InfluxDB（时序数据）
9. 关键业务规则总结
9.1 巡检规则
- GPS 轨迹验证，防止假巡检
- 检查项标准化，检查内容全面
- 隐患分级处理，严重隐患立即报警
9.2 数据采集规则
- 关键参数实时监测
- 异常数据自动预警
- 历史数据对比分析
9.3 维护规则
- 维护计划自动生成
- 维护到期自动提醒
- 维护记录完整追溯
下一步：开发资产
在开发资产阶段，我们将：
- 创建 Cursor Skills（业务规则、数据模型）
- 创建 PROMPT 模板（需求调研、方案设计）
- 创建代码模板（API 接口、前端组件）