浅谈水情自动测报系统的日常管理和维护

浙江桐庐 富春江水力发电厂 陈 敏

摘要：随着科学技术的不断进步和国家对水利事业的日益重视，水情自动测报系统已在我国水文、防汛和水电厂水库调度领域得到了广泛的应用。但要确保系统的正常运行，离不开对系统进行日常的管理和维护。本文主要就系统在日常运行过程中如何进行有效的管理和维护、如何去分析判断和处理系统发生的各类故障以及在设备的维护和检修时应注意的方面作了总结,并提出了相应的解决办法,以利于更好发挥系统作用。

关键词：水情自动测报 管理 维护 故障处理. 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。通俗的说：它是江河和水库调度的“千里眼”，是水调自动化的重要组成部分，它为决策人员合理准确的调度提供科学的依据。水情自动测报系统系统主要由水文传感器、数据采集终端（RTU）、数据传输信道、通信设备、应用软件、数据处理计算机和供电电源等构成。若以信息传输方式来区分，可分为有线传输（ISDN）、微波、公用电话线(PSTN)、短波、超短波(UHF/VHF)、卫星（Inmartsa-C,Vsat）和移动短信（GSM、CDMA、GPRS）等方式。若以其所处位置不同来区分，系统又可分为遥测站、空间站、中继站（地面站、网管中心）和中心站。

空间信道 雨量传感器 遥通水位传感器测 信终机 其他传感器 端 机 人工置数器 太阳能接收蓄电池 对外发布 通信机 前置 接收 计算机 预报计算机 调度计算机 服 务 器 遥测站 中心站

图示1、水情自动测报系统工作流程图

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一、 做好基础工作 1、收集资料、建立档案

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： 设备的技术说明书、各种图纸、系统的各项设计报告、系统的安装和调式报告、系统的试验和验收报告、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、遥测站档案（包括遥测站所在地、代管人、安装及投运时间、测站属性、通信方式、遥测站改造和维护记录、故障情况和处理记录等）等。 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，统计出系统的可用率、系统的畅通率，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，系统应配备包括通信、计算机及水文等方面在内的专职管理人员，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。 二、日常使用和管理工作

1、水情自动测报系统属全天候连续运行的设备，任何人员无故不得将系统的设备关闭。

2、系统应指定专人负责管理，工作人员应熟练掌握系统的操作方法，按规范要求操作，严禁无关人员操作使用该系统。

3、工作人员不能擅自更改系统的应用程序、网络设置和各项技术参数，如果确因工作需要进行更改，必须经有关领导同意，并登记备查。

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4、系统属专用设备，不得他用或外借。没有系统管理人员同意，不得在系统设备上使用外来光盘或U盘。

5、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：数据的通讯情况、接收的水情数据是否正确、程序运行是否正常、系统的维护、系统发生的故障情况、故障原因和处理结果、遗留问题等。

6、当系统在运行中出现故障时，值班人员能处理的应及时处理，使系统尽快恢复运行，无法处理的应及时向领导和系统管理人员汇报，并做好记录。

三、系统的定期巡检和维护 1、中心站

a、定期对水情数据库进行整理与备份。

b、定期对系统内的每台计算机进行查毒和杀毒。 c、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。

d、定期对系统的UPS电源的自动切换功能进行试验。

e、定期对系统的运行情况进行分析，及时发现和处理系统存在的隐患和问题。 2、遥测站和中继站

每年汛前和汛后对遥测站和中继站进行一次巡检和维护，建立巡检记录，内容包括：

A、检查遥测站外部设备是否完好无损，检查天线附近是否有障碍物阻挡信号。

B、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

C、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。

D、脱开蓄电池和太阳能接收光板的连接插件，用万用表检查蓄电池和太阳能光板电压，正常情况下，蓄电池电压应在12V以上，太阳能光板在阳光下应有18V以上，将万用表直流电流挡接入蓄电池和光板的充电回路，检查充电电流是否正常。

E、对测站存在的缺陷和故障隐患进行处理。 F、检查所有接插件的连接是否可靠。

G、检查遥测终端机中的各项技术参数是否正确。

H、用专用测试仪器测试主备用通信机的信号强度是否符合要求。工作

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状况是否正常。

I、模拟雨量和水位增量报，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。

J、根据需要对测站程序进行升级。 K、更换设备上生锈的固定螺栓。

L、对设备外部、 太阳能光板、天线和桶外进行清洁、除尘。 四、 故障判断与检修

水情自动测报系统具有连续不间断运行的工作特性，这就要求维护人员在系统一旦发生故障的情况下，须及时设法迅速排除，使之尽快恢复正常运行。 由于水情自动测报系统是综合多学科、多技术的复杂系统，维护人员要准确及时地判断和处理问题，就要对系统的每一个组成部分，每一个子系统有一个清晰地了解，了解它们的结构、原理和相互间的联系，了解每一部分发生故障后会给整个系统所带来的后果，利用分段排除法、逐级排查法，器件替换法等方法来分析、判断和处理系统的故障。

1、 分段排除法

水情自动测报系统涉及到计算机、通信、传感器、遥测终端机等设备。当系统发生故障时，应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：系统通信全部中断故障的判断方法

2001年6月18日11时，本人所在单位的水情测报系统系统发生了数据通信全部中断故障，经初步分析，引起系统通信全部中断的原因主要有以下几个方面：

a、 计算机故障 b、 应用软件有问题 c、 电台的工作电源故障 d、 通讯电台故障 e、 接收天线故障 f、 通讯信道故障

g、 所有遥测站设备故障（小概率事件）

首先，排除了前置接收计算机硬件和应用软件没有发生故障，再根据计算机水情实时接收界面所反映的现象来判断通讯信道是否发生故障，当时的接收界面上显示中心站与卫星的同步信号和登陆信号都显示“NO”，信号强度为“0”，证明故障发生在电台、天线和信道中的某一部分，由于卫星信道受空间站（卫星）和北京卫星接收地面站的控制，因此，必须首先与卫星地面接收站联系，通过电话联系，确定卫星和地面站运行均正常，在检查天线接收器和电台电源正常后，确定了故障原因是电台引起，更换电台后，系统恢复正常运行。

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2、 逐级排查法

借助万用表逐级追踪信号或测量各测试点是否与正常时一致。逐级排查，寻找故障点。例：某遥测站通信正常，但遥测雨量停报。检查步骤如下图：

遥 测 雨 量 停 报 故 障 雨量计漏斗堵塞 雨量计翻斗卡住 用万用表检查干簧管是否损坏 堵塞 卡住 正常 坏 清扫漏斗 调整翻斗固定螺栓 检查雨量计上的信号线连接插件 更换干簧管 正常 检查雨量信号线是否短路或开路 正常 检查终端机上的信号线连接插件 正常 坏 处理或更换接插件 坏 处理或更换电源线 坏 处理或更换接插件 检查终端机中的数据采集电路板 坏 更换电路板 图示2、遥测雨量故障排查图

3、备品替换法

水情自动测报系统的实时性强，发生故障应尽快恢复。现在遥测终端机（RTU）一般均采用整体结构，应配备一定数量的备品备件，以应急用。在遥测站故障检修时，可以初步判断出故障模块并整体替换，先恢复系统运行。例如：某遥测站通信中断故障的处理。在确定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。

4、遥测站和中继站故障处理的几点经验：

由于遥测站、中继站与中心站一般都有较远的距离，且设备又安装在野外，有的站点地处偏僻，工作条件和环境较差，因此，维护人员去现场检修前，在单位就要做好充分的准备。本人从事系统维护工作多年，总结了如下几方面的工作经验：

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A、某个遥测站发生故障时，首先，要在单位查询该站近期的通信情况、来报的数据情况和以往的故障记录。从中来分析和判断故障出现的可能因素，这可以起到事倍功半的效果。

B、由于一部分遥测站和中继站离城镇较远，有的甚至安装在山顶，而一旦到了站点就是找个小螺丝都非常困难。因此，在外出检修前，要做好各方面的准备工作。首先，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。例如：某遥测站通信中断，不但要考虑到电台、天线、终端仪控制板、蓄电池和太阳能光板等重要部件，甚至还要考虑到信号馈线、接插件、电源连接线、电池连接螺栓等，其中只要有一个部分出问题，就可能导致通信中断。另外，还要准备好各类仪器、仪表、检修用材料、工器具和雨具等。尽量避免因备件和工具原因而无功而返。 C、所准备的全部备品和材料应在单位经过调试和测试，以免在现场检修时走不必要的弯路。

D、维护人员去遥测站检修时，往往会遇到降雨和烈日等恶劣气候，为减少维护人员在野外查询和处理故障的工作时间，同时也为了使系统尽早恢复运行。外出检修时，可准备一套附电台的遥测终端机（已在单位调试正常），直接更换之，回单位后再对拆回的故障设备进行检修。

E、对有多个遥测站发生的同一类型故障，应进行仔细的分析，一方面可能是设备到使用年限；另一方面可能就是系统的设计存在着某种缺陷。例如:当多个遥测站在阴雨天同时出现欠压报警甚至通信中断现象，那就不单是要对有报警的遥测站电池进行更换，还应该将同一时间安装的其它遥测站蓄电池予以更换。对于因设计缺陷而引起的故障，要与系统的研发单位共同查找原因，并设法改进。对安装同类型设备的其它遥测站，无论其是否因此已出现过问题，也均应对其进行改进，以防范于未然，这就好比汽车缺陷招回制度。

五、结束语

加强水情自动测报系统的运行管理和维护，有利于更好的发挥系统在防洪和发电调度中的作用，为决策人员的准确调度提供科学依据。随着科学技术的不断进步，新技术、高科技在水文部门的数据采集、防汛抗灾以及水调自动化中的应用将会日臻成熟和广泛，因此，这也将对系统的管理和维护提出更高的要求。

参考文献: 水情自动测报系统技术规范 水利部SL61-2003行业标准

水文仪器与水利水文自动化 姚永熙主编 河海大学出版社

作者简介：陈敏，41岁，大专文化，现在华东电网公司富春江水力发电厂从事水库调度和水情测报系统的管理工作。

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