浅析水利信息工程的科学化管理

浅析水利信息工程的科学化管理

张勇

新疆维吾尔自治区塔里木河流域巴音郭楞管理局开都-孔雀河管理处库塔干渠管理站

【摘要】：随着国家加大水利信息化建设的力度，水情自动测报系统已在我国水利信息化的各个领域得到了广泛的应用。本文主要就系统在运行过程中如何对其进行管理和维护，以及如何去分析、判断和处理系统发生的故障，发表自己的管理建议、问题解决办法。

【关键词】：水情测报； 管理；水利；

1、水情自动测报系统概况

水情自动测报系统是综合运用计算机、电子、通信、遥感、水文、气象等多学科技术,完成对江河、水库和流域的降雨量、水位、流量、土壤蒸发、机组发电、闸门启闭等水情信息的实时采集、传输、处理、存储管理、预报、自动生成调度方案和发布的信息系统。自报式、应答式和混合式是水情测报系统工作体制的三种方式，根据各地建设水情测报系统的实际，因地制宜的选择。水情自动测报系统数据的传输方式主要有超短波、GSM /GPRS通信、短波、卫星通讯、PSTN、光纤通信等通信方式，水情自动测报通信方式选择,应根据工程需要、工程所在流域的具体情况,从性能、投资、效益等多方面综合比较确定通信方式,以合理的投资建立高性价比的系统。水情测报系统主要由遥测传感器、遥测终端、通信设备、信道、前置接收机、数据处理服务器、电源、处理软件等构成，由中心站、中继站、遥测站等三个功能部分组成。

图一：水情自动测报系统工作流程图

水情测报系统的具体功能有
　　 （1）数据接收、处理：实时接收、自动存贮遥测站的雨情、水情等信息；自动检查数据帧格式，并进行合理性判断；
　　 （2）应答、查询：定时或人工查询下属站点的雨情，水情及工作状态；
　　 （3）数据库管理：包含原始、历史、预报或成果数据库的形成、检索、查询等；
　　 （4）数据输出：可通过显示器（包括大屏幕显示）、打印机、绘图仪等输出雨量直方图、水位、流量过程线、等雨量线图等；
　　 （5）洪水预报及优化调度：包括洪水预报参数初始化、参数设置/修改、定时预报、脱机估报、水库优化调度，成果存贮、输出；
　　 （6）数据发布：可接入局域网或广域网实现数据共享，可实现多计算机串行通讯，通过可实现数据远程传输功能；
　　 （7）参数告警：根据设定的告警雨量、水位值，可实现自动声光告警，并可通过无线、有线方式实现远程语言报警；

2、管理、维护基础工作

（1）建立技术资料档案库

水情自动测报系统运行管理的一项重要的基础工作就是建立完整的技术资料档案。内容包括：从设备的招、投标文件，系统设计报告、 设备技术说明书、设备安装图纸、调式和安装报告、试验和验收报告、系统运行日志、系统的月度和年度运行报告、各类报表、设备台帐、系统的日常维护和检修记录。

（2）制定运行规范

要根据本系统的实际情况，制定一套切实可行的系统运行管理规范和操作规程，规范应对整套系统运行、操作、管理、维护、故障检修和考核做出具体的规定，使工作人员有章可循。

（3）编写运行报告

根据每日记录，统计出系统的利用率、通信的畅通率，数据的正确率（与人工报数据比较）和预报精确度等。编写系统的月度和年度运行报告，内容包括：系统通信情况、中心站运行和维护情况、中继站与遥测站的运行和维护情况、系统的升级改造、系统的故障以及处理情况、数据精度分析、系统尚存在的问题和处理意见等。通过总结、分析和比较，可以随时掌握系统的运行状况，及时发现和处理系统存在的问题和隐患，以确保系统安全可靠的运行。

（4）提高人员素质

由于水情自动测报系统的运行管理涉及到多学科、多种技术，因此，系统应配备通信、计算机及水文等专业的技术管理人员，负责系统的运行管理和维护。管理和维护人员首先应参与到系统的设计和安装全过程中，这样有利于尽快熟悉和掌握系统的原理。同时，还要加强技术培训，使管理和维护人员能熟练掌握系统的运行管理和维护技术。

3、日常使用和管理工作

（1）做好微机室的日常清洁、保养工作；

（2）系统使用制度化：按照操作规范手册执行任务、不做与该业务无关的其它工作；

（3）设备管理制度化：爱护和安全使用设备，不得随意拆改、移动、固定设备，禁止擅自拆装维修；加强设备供电系统运行管理，不得随意改变进线电源的电压等级及相序；

（4）服务器系统不直接对外发布信息，不使用外来光盘、U盘安装软件和存储水情数据；

（5）当系统出现运行故障时，技术人员应能熟练查找问题、解决问题，恢复系统后故障原因写入运行工作日志，登记备查；

（6）建立运行日志，值班人员应随时监测系统的运行状况，并对每日的系统运行情况进行详细记录，内容包括：数据的通讯、接收、运行、维护情况及系统发生的故障、处理结果、遗留问题等；

（7）中心站、遥测站管理制度化、规范化

中心站

定期对水情数据库进行整理与备份。 定期对局域网内的计算机进行查毒和杀毒。如系统装有备用接收设备的，应定期对系统进行主备用自动切换试验。定期对系统的UPS电源的自动切换功能进行试验。

遥测站和中继站的运行管理

定期校核水位，闸位，橡胶坝坝高，泵站运行的时间、流量、水量，渠道水位～流量关系曲线； 检查水位计的钢丝绳是否在码盘上，钢丝绳是否互相有缠绕，浮子和重锤是否有卡住现象，根据现场水位标尺的数据，校核数显水位仪（机械码水位计）的水位数据，转动水位计码盘，在遥测接收终端上测试水位计数据采集和传输是否正常清洗雨量筒、雨量漏斗、雨量翻斗内的灰尘和污物，疏通排水孔，调整雨量计翻斗的限位螺丝，利用量杯来校核雨量计精度，加水测试雨量计数据的采集和传输是否正常。模拟水位增量报，分别通过主备用通信机和主备用信道向中心站发送数据试验，并对主备用通信机进行自动切换试验。对测站存在的缺陷和故障隐患进行处理：更换设备上生锈的固定螺栓，对设备外部、太阳能光板、天线和桶外进行清洁、除尘，检查蓄电池和太阳能光板电压，充电回路，充电电流是否正常；冬季气温过低、结冰易造成传感器鼓膜的损坏，所以讯后把传感器取出观测井，拆卸时应关闭电源；电台、PLC、RTU处于长发状态，长收状态，进行数据校对时，应掉电处理；采取加强设备安全、正常运行的措施：工控机24小时运行，随时随地监视水位、闸位的变化情况，在电力系统不能保证正常运转的情况下方可断电，显示屏在无观测目的的情况下，可关闭电源开关，保证系统在节电模式下工作，UPS不间断电源可在系统缺省电力支持的情况下进行短时间的电力供应，但不应使UPS系统馈电，应保留一定的余电—避免系统损坏；保证监视摄像仪器摄像的清晰度，定期擦拭防护罩的灰尘；

4、讯前、讯后必须对系统进行全面检查维护，确保系统保持良好的运行状态

（1）中心站设备：包括服务器、UPS电源、数据交换机、电台、天线等硬件设备进行全面检查，保证局域网接发数据正常；

（2）对系统软件、应用软件（中心、遥测站的接收处理软件，调度、洪水预报软件、对外发布软件）进行全面的检查测试，保证软件系统的正常运行；

（3）对遥测站设备的工作环境进行细致的清理：清理积在液位传感器上的杂物，清理水位观测井进水口的水草和淤沙，检查闸位开度传感器磨损情况，在接地钢板上涂刷防锈漆；对设备外部、 太阳能光板、天线和桶外进行清洁、除尘；

（4）在注意检查设备的各相关部件的连接状况：电源接口漏电；天线接头；传感器接头；其它部件的接头；部件的防水胶带是否松动、脱落；检查所有接插件的连接是否可靠；

（5）用专用测试仪器测试主备用通信机的数据传输指标进行必要的工作状态测试，通讯费用按时足额交纳。

5、故障判断与检修

由于水情自动测报系统是综合运用计算机、电子、通信、遥感、水文、气象等多学科技术，多技术的复杂系统，属于实时监测系统,这就要求维护人员在系统发生故障的情况下，必须及时设法迅速排除问题故障，恢复系统正常运行。维护人员要及时准确地判断和处理问题，就要掌握系统的每一个部分的组成结构、原理和相互间的联系，利用软件、硬件功能法、分段排除法、逐级排查法，硬件替换法等方法来分析、判断和处理系统的故障。

（1）软件、硬件功能法：根据软、硬件的功能用途就能判断出问题的出现的问题原因及排除故障的处理办法

实例一：系统工控机在运行过程当中出现人为校核水位而系统不存储校核后数据的问题？

根据软件的功能判定：D:\RSVIEW FILES\KQ-91目录下的两个文件KQ-91.CSR.SAV    KQ-91.CSR文件部分损坏需要修复，系统管理人员可以把该文件的备份重新按原目录覆盖粘贴即可。

（2）分段排除法：根据具体的故障现象，从各个部分在系统中所担负的作用和它们之间的联系点分段分析，通过排除法尽可能的缩小故障范围，快速准确地判断出故障原因和故障设备。

实例二：数据通信全部中断故障？

经初步分析，引起系统通信中断的原因主要有以下几个方面：计算机、电台、接收天线、通讯信道、应用软件。

最终的结果是调度中心的电台功率衰减造成接收数据部分丢失

图二：通信故障排查流程图

（3）逐级排查法

　实例三：枢纽遥测站工控机突然出现蓝屏现象？

该地远离城市，交通不便，在发生问题的第一时间上报水情调度室，经过详细的询问故障发生的经过，初步确定发生问题的几个可能：系统软件问题 、硬件问题（显卡 硬盘 主板）。

图三：工控机蓝屏故障排查检修流程图

把调度分中心的工控机硬盘取下替换安装到该问题工控机（同型号功能类似），经过查找该工控机的硬盘损坏。

（4）硬件替换法：遥测终端机（RTU）一般均采用批次招标采购整体设备，配备一定数量的备品备件。在设备故障检修时，采用硬件替换法检查故障，恢复系统运行。

实例四：当某遥测站通信中断故障的处理，在确定软件、供电系统没有故障的情况下，可直接将已调试好的遥测终端机替换原来的故障终端机。

（5）遥测站和中继站故障处理的几点经验：

由于遥测站、中继站一般地处偏僻野外远离城市，工作条件和环境较差，因此，维护人员去现场检修前，就要做好充分的准备。要根据故障现象的分析和判断，针对性准备充足的备品和材料，对引起故障原因的所有细节都要考虑周到，那怕是小概率事件。

6、结束语

水情测报系统的管理维护人员应加强业务工作的学习，熟悉水利、计算机、通讯、水文等各种专业知识，熟练操作计算机，加强业务知识积累，做好运行日志的记录，在发生故障时能全面细致的分析、解决问题。随着科学技术的不断进步，新技术、高科技在水利部门的数据采集、防汛抗灾以及水情调度自动化中的应用将会日臻成熟和广泛，因此这将对系统的管理和维护提出更高的要求。

参考文献:

[1] SL61-2003.水文自动测报系统技术规范（中华人民共和国水利部  2003.5.26发布）

作者简介：姓名：张勇   出生年月：1974年12月  性别：男   工作单位：塔河流域巴音局库塔干渠管理站   职称：工程师  

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