4.2.3 现代化灌区管理的技术体系
《全国现代灌溉发展规划》(2014年)提出了建设“配置优化、布局合理、设施完善、技术先进、用水高效、管理科学、生态良好、保障有力”的现代化灌区,是今后我国现代化灌区发展的指导纲领、行动指南和基本要求。多年来,宁夏灌区虽然进行了改革,取得了些经验,但总体上看改革的步伐缓慢,与国家对现代化灌区的要求还相距甚远,尤其在灌区管理的理念和机制方面与现代化灌区还很不适应。因此,在借鉴国际和国内先进的管理理论与经验的同时,还需要进行与现代化灌区相匹配的灌区管理理论的创新与尝试。
(1)闭环管理理念。闭环管理是指在闭环反馈、管理控制和信息技术等系统集成的基础上,采用封闭的管理模式管理整个机构,并将整个机构的各个子系统作为单独的闭环控制子系统,形成一个大的闭环控制系统,是当今最先进的管理手段之一。内部出现任何一个问题,系统都能及时反馈并做出相应的调节,从而使得整个系统能够进行良性循环,见图4.1。
图4.1 现代化灌区闭环管理原理示意图
(2)灌区闭环管理的基本内涵。灌区闭环管理是根据灌区管理的工作实际,以田间灌溉作为逻辑起点,按照灌溉工程级别,自下而上,收集汇总、科学计划,再将供水指标逐级下达,控制关键环节,及时反馈、灵活调配,实现管理智能、偏差最小、系统稳定、响应快速、抗干扰能力强的目标。
1)数学建模与灌区实际相结合。灌区闭环管理系统中的数学建模是进行控制系统设计的基础,对灌区管理而言,如果不能科学准确地对人、财、物进行抽象建模,那么在后续工作中就无法进行资源最佳配置,由此也将导致所有的预期管理目标都失效。
2)系统稳定性与灌区管理相协调。管理系统稳定是进行系统设计和控制的前提,而系统中各环节的迟延直接影响系统的稳定性。灌区管理中如果政令不能畅通,各部门各单位相互迟滞,则灌区运行必然出现失调,对于处于灌溉高峰季节的灌区运行而言将直接导致事故。
3)系统快速响应与灌区快速应变相匹配。一个良好的控制系统其快速响应特性是其重要的指标,也是衡量性能优劣的体现。灌区各部门的快速应变与执行力是衡量、实现应变力和管理高效的重要指标。面对发展机遇要能快速抓住并付诸实施,面对危机要能快速做出反应,面对正确决策要能快速执行。
4)系统准确性与灌区管理精准性相一致。控制系统中的“准确性”可通过对控制器的设计,实现系统输出达到希望值,且稳态误差最小。灌区管理中的计划管理、预算管理、质量管理、安全管理等均要体现其准确性,这就要求制订计划必须切合实际,管理措施到位,反馈信息及时,决策快速准确,这是一个典型的闭环控制系统。
5)系统的抗干扰性与灌区的抗风险能力相匹配。任何管理系统都会存在干扰,所以在灌区闭环管理系统的控制环节设计中要有裕度要求,要有容错能力。灌区管理中同样存在不确定性干扰和风险,因此必须要有危机管理和防范预案。
6)系统反馈与灌区信息反馈同步。反馈是区别于开环和闭环的重要特征。对管理问题的信息反馈大多数是以控制过程为目标的负反馈系统。在灌区运营中必须建立信息反馈回路,便于实时调整不可预见因素带来的偏差,保证准确地实现灌区管理目标。
(3)灌区闭环管理的实施步骤。
1)制定目标计划网络图。将灌区管理中要实现的总目标、分阶段目标进行分解,将关键节点和重要标志按照流程和逻辑关系进行连接,并以网络图的形式体现出来。网络图中的关键节点包含完成任务的内容、时间、数量和责任部门(管理处、管理所、管理段)、小组或个人。
2)合理配置资源。在计划分解后,应对一切可能引起灌区管理失常的扰动因素进行数学排列,按照提取关键要素的原则,高效合理地进行资源配置(人力、物力和财力),包括自身资源与社会资源。为确保计划目标的完成,要调动一切可以调动的力量进行资源支撑。
3)确定关键控制点与信息反馈点。对影响灌区管理全局的各个主要环节,必须要进行重点控制和建立信息反馈点。
4)误差测量与动态调节。误差是指执行的结果与执行的期望值之间的偏差,调节是指调整偏差的措施。误差测量与调节都必须做到实时处理。通过不断获取偏差、控制偏差和减小偏差,最终实现计划目标,这是衡量灌区管理水平的最本质特征。
5)系统评估。对灌区管理中完成任何一项任务的结果进行评估,包括来自外界的数据收集,根据评估的结果确定是否进行下一次的控制。
灌区闭环管理理论是在提炼了闭环管理最本质的特征并结合灌区实际进行实践而总结出来的。它涵盖了先进管理理论所具备的管理要素,并在灌区管理上进行了集成创新,在管理实践中得以应用,而且获得一定成功。它以实现灌区现代化管理为目标,运用信息、网络、计算机、无线通信技术和矩阵论、控制论等现代管理手段,通过集成和可视化操作企业中的目标计划、执行反馈、控制、评估等管理要素,高效精准地实现对灌区全业务的管理控制。