淺析陜西水情自動測報系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)與管理

◎ 馬 陣

1 水情自動測報系統(tǒng)簡述

水情自動測報系統(tǒng)是綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)、電子、通信、遙感、水文、氣象等多學(xué)科技術(shù)，完成對江河、水庫和流域的降雨量、水位、流量、土壤蒸發(fā)等水情信息的實(shí)時采集、傳輸、處理、存儲、管理、預(yù)報和發(fā)布的信息系統(tǒng)。它是防汛抗旱的“千里眼”，是水文現(xiàn)代化的重要組成部分。水情自動測報系統(tǒng)主要由水文傳感器、數(shù)據(jù)采集終端（RTU）、數(shù)據(jù)傳輸信道、通信設(shè)備、應(yīng)用軟件、數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)和供電電源等構(gòu)成。

若以信息傳輸方式來區(qū)分，可分為有線傳輸（ISDN）、公用電話線(PSTN)和無線傳輸短波、超短波(UHF/VHF)、衛(wèi)星和移動短信（GSM、CDMA、GPRS）等方式。

若以其所處位置不同來區(qū)分，系統(tǒng)大致又可分為遙測站、中繼站（地面站、網(wǎng)管中心）和中心站，結(jié)合我省實(shí)際，本文主要對遙測站和中心站進(jìn)行分析探討。

2 發(fā)展歷程及現(xiàn)狀

陜西水情自動化測報發(fā)展大約歷經(jīng)以下了三個階段：

第一階段：上世紀(jì)九十年代初，陜西省水文局水情科與中國航空工業(yè)第631研究所協(xié)作研發(fā)的微機(jī)實(shí)時水情信息處理系統(tǒng)正式投入使用，實(shí)現(xiàn)了水情電報的計(jì)算機(jī)自動譯電、存入數(shù)據(jù)庫、檢索查詢、打印報表等功能，同時結(jié)束了傳統(tǒng)的人工翻譯水情電報的業(yè)務(wù)，使水情信息處理工作全面進(jìn)入計(jì)算機(jī)時代；1995年省水文局立項(xiàng)，研發(fā)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)下的水情信息處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)服務(wù)器采用Windows NT 3.5網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，水情數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)采用SQL Server 6.0，查詢工作站采用Windows98操作系統(tǒng)。采用C/S結(jié)構(gòu)的查詢方式，實(shí)現(xiàn)多用戶同時查詢，提高了水情信息查詢處理的速度和效率，為全國省級水情部門的首創(chuàng)。

第二階段：1996年～2006年，采用電信部門公用數(shù)據(jù)分組交換網(wǎng)（X.25和X.28）建成防汛水情計(jì)算機(jī)廣域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及六個地市局的水情分中心局域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，引進(jìn)安裝了水利部信息中心水情處理系統(tǒng)軟件。廣域網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)方式由1996年的電話線異步撥號升級為X.25分組數(shù)據(jù)專線方式，各分中心水情信息處理系統(tǒng)由單臺微機(jī)升級為局域網(wǎng)絡(luò)，全面提升了分中心到省中心的水情信息傳輸時效，實(shí)現(xiàn)了水文信息網(wǎng)上發(fā)布。

第三階段2006年至今，利用遠(yuǎn)程測控終端（RTU）、雷達(dá)水位、流量等自動化采集系統(tǒng)，通過GSM/GPRS、衛(wèi)星和陜西省水情傳輸廣域網(wǎng)（2MDDH光纖專線），通過水利部水文局開發(fā)的信息交換系統(tǒng)，已基本實(shí)現(xiàn)了從一線水文測站到地市再到省水文局的自動化采集傳輸。信息流程見圖2。

3 自動測報系統(tǒng)體系架構(gòu)

自動測報系統(tǒng)的體系架構(gòu)是水文信息化綜合體系的一部分，主要由信息采集、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、中心站（水文數(shù)據(jù)中心）構(gòu)成。其中信息采集部分主要由各類遙測站組成，中心站主要包括計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、信息交換、安全服務(wù)、數(shù)據(jù)服務(wù)和業(yè)務(wù)應(yīng)用支撐平臺，完成對信息的交換、匯集與存儲，提供數(shù)據(jù)安全服務(wù)，數(shù)據(jù)訪問服務(wù)，和業(yè)務(wù)應(yīng)用支撐服務(wù)。詳見圖3。

4 水情自動測報系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)與管理

4.1 建立完整的系統(tǒng)檔案

水情自動測報系統(tǒng)運(yùn)行管理的一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)工作就是建立完整的技術(shù)資料檔案。檔案內(nèi)容分為遙測站與中心站分別管理存放，主要內(nèi)容包括：中心站的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖、各類網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、計(jì)算機(jī)、服務(wù)器的說明書、保修卡、用戶口令、密碼等，各類支撐應(yīng)用平臺及數(shù)據(jù)庫的的操作說明、維護(hù)、備份、恢復(fù)等操作手冊；遙測站設(shè)備的技術(shù)說明書、各種圖紙、系統(tǒng)的各項(xiàng)設(shè)計(jì)報告、系統(tǒng)的安裝和調(diào)式報告、系統(tǒng)的試驗(yàn)和驗(yàn)收報告、系統(tǒng)運(yùn)行日志、系統(tǒng)的月度和年度運(yùn)行報告、各類報表、設(shè)備臺賬、系統(tǒng)的日常維護(hù)和檢修記錄、遙測站檔案（包括遙測站所在地、代管人、安裝及投運(yùn)時間、測站屬性、通信方式、遙測站改造和維護(hù)記錄、故障情況和處理記錄）等。

4.2 制定詳細(xì)完善的運(yùn)行規(guī)范

根據(jù)系統(tǒng)時間情況，制定切實(shí)有效的系統(tǒng)運(yùn)行管理規(guī)范和操作規(guī)程，規(guī)范應(yīng)對整個系統(tǒng)運(yùn)行、操作、管理、故障維修和考核制定具體規(guī)定，使工作人員有章可循。

4.3 系統(tǒng)運(yùn)行報告制度化

可根據(jù)每日的運(yùn)行記錄，統(tǒng)計(jì)出系統(tǒng)的可用率、暢通率、數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確率（與人工報數(shù)據(jù)比較）。編寫系統(tǒng)的每月運(yùn)行報告及汛期運(yùn)行報告、年度運(yùn)行報告，報告內(nèi)容可包含遙測站系統(tǒng)通信情況、故障及處理情況、數(shù)據(jù)精度分析、系統(tǒng)尚存在的問題和處理的意見等。通過總結(jié)、分析、比較，可基本掌握系統(tǒng)的運(yùn)行情況，及時發(fā)現(xiàn)問題并處理，確保整個系統(tǒng)的可靠、高效運(yùn)行。

4.4 建立系統(tǒng)的定期的巡檢維護(hù)模式

中心站應(yīng)隨時具備到遙測站檢修的工具、儀表和備件，以利于檢修。每年汛前和汛后對遙測站進(jìn)行一次巡檢和維護(hù)，并建立巡檢記錄，記錄內(nèi)容應(yīng)主要包含以下幾方面：

圖1 水情自動測報系統(tǒng)工作流程圖

圖2 陜西省水文信息流程圖

圖3 自動測報系統(tǒng)架構(gòu)示意圖

（1）檢查遙測站外部設(shè)備是否完好無損，檢查天線附近是否有障礙物阻擋信號，檢查遙測終端機(jī)中的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)是否正確。

（2）對設(shè)備外部、太陽能光板、天線和桶外進(jìn)行清潔、除塵。清洗雨量筒、雨量漏斗、雨量翻斗內(nèi)的灰塵和污物，疏通排水孔，調(diào)整雨量計(jì)翻斗的限位螺絲，利用量杯來校核雨量計(jì)精度，加水測試雨量計(jì)數(shù)據(jù)的采集和傳輸是否正常。

（3）脫開蓄電池和太陽能接收光板的連接插件，用萬用表檢查蓄電池和太陽能光板電壓，正常情況下，蓄電池電壓應(yīng)在12V以上，太陽能光板在陽光下應(yīng)有18V以上，將萬用表直流電流擋接入蓄電池和光板的充電回路，檢查充電電流是否正常。

（4）模擬雨量和水位增量報，分別通過主備用通信機(jī)和主備用信道向中心站發(fā)送數(shù)據(jù)試驗(yàn)，并對主備用通信機(jī)進(jìn)行自動切換試驗(yàn)。

5 建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化，運(yùn)維管理方式多樣化

5.1 建設(shè)要標(biāo)準(zhǔn)化、統(tǒng)一化

由于近年來我省自動測報系統(tǒng)建設(shè)較多，且建設(shè)模式為分批次采用不同設(shè)備、不同承建商建設(shè)，造成通信標(biāo)準(zhǔn)和信息接收處理系統(tǒng)多樣化，不僅在使用和管理上繁瑣、效率低下，也給后期運(yùn)維帶來了很多的困難。基于以上問題，我局根據(jù)水利部水文局頒布的通信規(guī)約開發(fā)了統(tǒng)一的信息接收處理平臺，規(guī)范了通信標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)處理標(biāo)準(zhǔn)，提高了使用和管理的工作效率。

5.2 運(yùn)維管理多樣化

經(jīng)過不斷的摸索、探索及考察，結(jié)合自身運(yùn)維管理隊(duì)伍人員不足，技術(shù)力量薄弱的實(shí)際情況，我省采用了自行運(yùn)維管理和服務(wù)外包相結(jié)合的模式，將其中部分重要的常年報汛水情站的運(yùn)維管理等業(yè)務(wù)外包給專業(yè)的公司，根據(jù)業(yè)務(wù)流程及需求，簽訂嚴(yán)格的服務(wù)外包合同，并依據(jù)服務(wù)響應(yīng)的時間、效率、效果，設(shè)立獎懲機(jī)制。不僅提高了自動測報系統(tǒng)的運(yùn)維管理能力，同時也培養(yǎng)出一批集水文、通信、計(jì)算機(jī)的復(fù)合型現(xiàn)代化人才隊(duì)伍。

5.3 轉(zhuǎn)變信息傳輸方式，減輕基層管理負(fù)擔(dān)，加強(qiáng)數(shù)據(jù)服務(wù)能力

目前我省水情信息傳輸方式基本為逐級上傳的模式，（見附圖2）在全國范圍內(nèi)看，水文信息的上傳也基本采用這種模式。這種逐級傳輸模式從管理上有責(zé)任主體明確，不易出現(xiàn)缺、遲、漏報問題的出現(xiàn)的優(yōu)勢，但近年來隨著自動測報系統(tǒng)的大規(guī)模建立，信息量和信息傳輸機(jī)制的改變，也給基層中心站（分局）的管理運(yùn)維帶來了巨大的挑戰(zhàn)，工作重點(diǎn)也從水文情報、預(yù)報中分散出來進(jìn)行對水情數(shù)據(jù)的甄別、處理、統(tǒng)計(jì)，對設(shè)備的運(yùn)維和管理。針對新形式下帶來的問題和挑戰(zhàn)，建議從以下兩方面進(jìn)行改變和轉(zhuǎn)變：

（1）設(shè)立專門機(jī)構(gòu)管理自動測報系統(tǒng)。

在基層中心站（分局）增加專門機(jī)構(gòu)或部門，調(diào)撥相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員，明確部門和個人的崗位職責(zé)，根據(jù)本文第四點(diǎn)所說的系統(tǒng)管理要求，制定相關(guān)規(guī)范制定，配備必須的巡檢設(shè)備和備品備件，專項(xiàng)管理轄區(qū)范圍內(nèi)的自動測報系統(tǒng)。

（2）轉(zhuǎn)變信息傳輸模式，解放基層中心站（分局）管理壓力。

采用廣播的方式，遙測站直接將采集到的水文數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)街行恼荆ㄊ∫患墸墒∫患壷行恼驹賹?shù)據(jù)分發(fā)。目前我省在建的采用衛(wèi)星通信的自動測報站就采用這一模式，不僅可以提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)男剩瑴p輕中間環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)管理壓力，還可以讓基層中心站（分局）把更多的精力投入到水文情報預(yù)報中，更可以借此加強(qiáng)省級中心站的數(shù)據(jù)分析、處理能力，加快數(shù)據(jù)處理自動化、智能化進(jìn)程，為水情服務(wù)從數(shù)據(jù)服務(wù)轉(zhuǎn)變?yōu)槌晒?wù)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

6 結(jié)語

加強(qiáng)水情自動測報系統(tǒng)的運(yùn)行管理和維護(hù)，有利于更好的為防汛、抗旱、減災(zāi)和水庫洪水調(diào)度發(fā)揮作用，為決策人員提供準(zhǔn)確的科學(xué)依據(jù)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，一系列新技術(shù)、高科技將使水文部門在數(shù)據(jù)采集、防汛抗災(zāi)中的應(yīng)用不斷成熟和廣泛，這也對水情自動測報系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、運(yùn)維和管理提出了更高的要求。陜西水利