山洪災害預警系統遠程運行維護技術研究

劉　超　虞邦義　馬　浩　劉懷利

（安徽省·水利部淮河水利委員會水利科學研究院　合肥　233088）

山洪災害預警系統遠程運行維護技術研究

劉超虞邦義馬浩劉懷利

（安徽省·水利部淮河水利委員會水利科學研究院合肥233088）

目前全國縣級山洪災害防治非工程措施項目已全部完成，補充完善項目（2013～2015年）正在全面實施，如何做好已建系統和補充完善系統后期運行維護工作，已成為各級水行政管理部門亟待研究解決的一項重要工作。本文從項目建設特點出發，提出了采用遠程監測的方式實現山洪災害防治非工程措施項目的運行維護思路，希望通過信息化的手段做到山洪災害防治的省級統一維護、統一管理，使整個系統能夠正常運行，發揮應有的作用。

山洪災害非工程措施遠程監測運行維護

1　引言

山洪災害防治非工程措施項目是國家為切實提高防災減災能力，有效防御山洪災害，確保人民群眾生命財產安全而啟動的重點項目，國家重視程度之高，中央財政支持力度之大，前所未有。“三分在建，七分在管”，運行維護工作的好壞將直接影響到整個系統的運行以及作用的發揮。特別在實際工作中，由于系統主要在汛期進行使用，在非汛期，由于自動監測站點和監測平臺未能進行有效及時的維護（部分自動監測站點存在被盜、失修、損壞等問題），常常造成在汛期到來時，系統由于出現故障而不能滿足系統應有的作用，因此加強對縣級山洪災害預警監測系統的運行維護工作尤為重要。本文結合山洪災害防治非工程措施項目實際，采用遠程監測的方式，將縣級監測預警平臺遠程托管到省級中心，進行統一管理，統一維護，為今后縣級山洪災害防治非工程措施的長效良性運行機制及全面提升管理與應用水平提供有效的保證。

2　非工程措施項目運行維護存在的問題

山洪災害非工程措施項目相對于水利等其他工程建設來說，有其自身特點。

（1）數量多，維檢難。截至2015年12月底，山洪災害非工程措施項目已覆蓋全國29個省（直轄市），2 058個項目縣，共建設自動監測站點6.48萬個、簡易站點43.02萬個、無線預警廣播25.48萬套、簡易報警設備116.37萬臺（套）。同時，根據國家防辦《關于報送山洪災害防治項目2016～2020年建設任務的通知》，“十三五”期間，還將進一步開展監測預警站點的建設。如此大規模的建設和大范圍的分布，為維護和檢修帶來了不小的困難。

（2）環節多，風險大。監測預警系統是整個山洪災害防治非工程措施項目中建設和運行管理的核心。該系統是由監測站點、通信設施、監測預警平臺軟件、預警設備組成的有機組合體，任何一個環節出現問題將影響整個系統的運行，甚至造成系統癱瘓，喪失山洪災害的預警預報能力。

（3）時效強，要求嚴。汛期必須保證設備時刻處于正常運行狀態，出現故障后立即處置，要求設備維護必須及時。

（4）專業強，技術高。雖在項目建設過程中對各級操作人員進行了培訓，但在設備出現故障時仍需專業人員對其維護、維修。

（5）維護高，資金缺。非工程措施項目建設都是自動測報設備、設施，后期需要投入大量的資金用于運行管理和維護。由于各級政府財力不同，仍有部分縣（區）無法落實運行維護資金。

基于以上存在問題，本文通過遠程監測、異地托管的方式探索山洪災害預警系統運行維護新技術，希望通過信息化的手段做到山洪災害防治的全省統一維護、統一管理。

3　遠程運行維護技術研究思路

以云技術、遠程控制、信息化手段為依托，將縣級山洪災害預警系統采用虛擬方式遠程托管到省中心平臺，對各防治縣已建各項山洪災害防治非工程措施的運行情況進行實時監控，包括自動監測站點、預警廣播站點、機房硬件設備、機房環境、平臺應用系統等相關參數。并安排專業維護工程師，通過建成的遠程維護平臺，定期對各縣級山洪災害預警系統軟硬件運行情況進行巡查監測，定期發布《運行情況簡報》。改變傳統信息自動化系統“反應式被動維護”為“主動式管理”。傳統運行維護方式的改變見圖1，全省云托管模式網絡拓撲結構見圖2。

4　主要研究內容

4.1遠程托管平臺技術

遠程監測系統以業務管理需求為基礎，針對山洪災害站點運行維護、平臺運行狀態監測、數據的安全備份、預警平臺的托管等系統維護管理的需求，根據山洪監測系統運維的業務管理的流程，合理設置軟件的應用模塊，使得系統建成之后，不僅可用作運行維護管理，也可實現山洪災害預警平臺的異地容災中心，當縣山洪災害預警平臺發生故障災難后，可以實現系統自動切換，云托管中心自動完成業務接管，使縣防辦人員的客戶端訪問實現平滑過渡，沒有任何影響。平臺部署架構圖如圖3所示。

圖1　傳統運行維護方式的改變圖

圖2　全省云托管模式網絡拓撲結構圖

圖3　山洪災害遠程托管平臺部署架構圖

4.2縣級監測平臺運行狀態獲取

4.2.1平臺運行環境監測

通過山洪災害防治非工程措施項目的建設，各防治縣通過配置相應傳感器實現了對縣級監測預警信息平臺機房的溫濕度、煙霧、漏水、UPS供配電、空調等平臺運行環境參數的數字化監控。遠程監測系統的建設通過縣級山洪災害監測預警的接口調用縣級平臺運行環境監測數據，實現對縣級平臺環境的實時運行情況監控。

4.2.2平臺運行設備

調用IT網絡管理軟件接口，對山洪災害監測與預警系統所布設的服務器主機、路由器、交換機、防火墻等硬件設備狀態進行監控，監控內容主要包括設備基本信息、設備開關狀態、IP地址、服務進程、CPU、內存、磁盤、網絡接口、網絡流量、連接數、日志等。設定異常閾值，一旦超過閾值后自動告警。監測采集的技術方案是SNMP+Telnet/SSH的采集模式，以優先采用SNMP采集模式，輔助以Telnet/SSH采集模式。

4.2.3應用系統運行監控

應用系統相關參數的的運行監控主要包括以下幾個方面：

4.2.3.1數據庫性能監控

對于使用了數據庫的業務系統，可以對數據庫的交互過程進行性能分析。平臺通過數據庫進程和端口抓取數據庫運行狀態，獲取數據庫的使用信息，包括數據庫運行狀況、數據連接狀態、內存使用情況、表空間使用情況、日志空間等。

4.2.3.2中間件性能監控

對于使用了中間件的業務系統，可以對的交易過程進行性能分析。平臺通過獲取中間件運行進程和日志抓取中間件的運行狀態信息，包括運行狀態、內存占用情況、CPU占用情況、訪問流量等。

4.2.3.3監測預警平臺服務狀態監控

山洪災害監測預警軟件定期對監測預警相關服務的運行狀態進行監控，監控內容主要包括：紅外云圖服務、全國雷達回波圖服務、氣象云圖服務、水汽云圖服務、傳真接收服務、傳真發送服務、雨情統計預警服務、短信接收服務、短信發送服務、系統服務、自動預警服務等。

4.2.3.4數據共享狀態監控

實現縣級山洪數據對國家、省、市縣不同級別和水文等不同部門的數據共享、上報狀態監視功能，主要監控共享類別包括：雨水情共享狀態、預警信息上報狀態；監控內容包括：是否成功、共享上報時間、共享上報數據基本信息等。并對共享中的異常情況通過提示信息的方式進行提醒。

4.3自動監測站點運行狀態獲取

通過技術手段對分布在各地山洪災害自動監測站點預警廣播站點的運行狀態進行實時監測，及時發現故障，及時分析故障原因，為及時解決故障提供支持和保障。主要功能包括：

（1）山洪設備管理。實現山洪設備的在線管理，狀態查詢。可以對設備的基本屬性進行維護，通過增刪改查形成設備檔案。

（2）自動監測站點運行狀態監測。分析自動監測站點數據采集的情況，對處于中斷狀態的站點進行招測，分析招測數據得到故障原因；對于能夠正常進行數據采集的站點分析數據的合理性，分析數據不合理的因素，及時提供給技術人員進行進一步的解決。

（3）無線預警廣播站點。通過在現場增加運行狀態數據采集裝置，對無線預警廣播站點運行狀態監控參數進行獲取，實現無線預警廣播的遠程監控。

（4）電信運營數據對接。通過和電信運營商的數據對接，獲取所有站點的通信運營數據，包括SIM卡號、運營商名稱、SIM類別、流量使用情況、資費情況、有效期等。

（5）設備運行狀態報表。根據長期的數據及設備的監測形成設備運行狀態報表。統計設備的運行使用的情況，累計的運行時間、故障次數、累計故障時間等。

5　總結

山洪災害預警系統遠程維護技術的研究，可以有效消除在汛期由于對平臺和監測站點維護不及時所造成的安全隱患。實現山洪災害縣級平臺的集中實時管理、遠程專人維護，給縣級預警系統的正常高效運行提供高規格保障。此外，實現遠程托管可以節約人力成本、運營成本，對資源節約有較大幫助