朱文才，管利群

(吉林省水文水資源局通化分局，吉林 通化 134000)

水文自動測報系統(tǒng)由采集、傳遞和處理水文實時數(shù)據(jù)的各種傳感器、通訊設(shè)備和計算機等裝置組合而成。分成遙測站、信息傳輸通道和中心控制站(簡稱中心站)三部分，主要用于防汛和水利調(diào)度。在小流域范圍內(nèi)只需幾分鐘時間即能完成數(shù)據(jù)采集和處理，及時提供重點河段、水庫的雨情、水情。相對于傳統(tǒng)水文測報方式更為快捷、準確。

水文自動測報系統(tǒng)是由降雨、水位、流量信息系統(tǒng)采集、傳輸、存儲、預(yù)報所構(gòu)成的有機整體，共分為二個層次，以水情分中心為中心站，遙測站為水文信息采集站。系統(tǒng)為自報式和查詢～應(yīng)答方式相結(jié)合的工作體制。遙測站都具有自報功能，定時以自報、增量加報方式向中心站報告水文信息。遙測站接收設(shè)備定時段通電，隨時處于待命狀態(tài)，等待接收中心站發(fā)來指令后給予回答，發(fā)報實時數(shù)據(jù)。遙測站由數(shù)據(jù)采集設(shè)備、數(shù)據(jù)處理終端、通信傳輸模塊、供電系統(tǒng)、防雷設(shè)施等組成，中心站由專網(wǎng)路由器、交換機、職守電腦等組成。通信方式有 VHF、PSTN、海事衛(wèi)星 C、北斗衛(wèi)星、GSM/GPRS等多種通信方式?，F(xiàn)在多數(shù)采用GSM/GPRS信道通信方式。見圖1。

圖1 水文自動測報系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓樸圖

1 日常使用和管理工作

(1)水文自動測報系統(tǒng)屬全天候連續(xù)運行的設(shè)備，任何人員無故不得將系統(tǒng)的設(shè)備關(guān)閉。

(2)系統(tǒng)應(yīng)指定專人負責管理，工作人員應(yīng)熟練掌握系統(tǒng)的操作方法，按規(guī)范要求操作，嚴禁無關(guān)人員操作使用該系統(tǒng)。

(3)工作人員不能擅自更改系統(tǒng)的應(yīng)用程序、網(wǎng)絡(luò)設(shè)置和各項技術(shù)參數(shù)，如果確因工作需要進行更改，必須經(jīng)有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)同意，并登記備查。

(4)系統(tǒng)屬專用設(shè)備，不得他用或外借。沒有系統(tǒng)管理人員同意，不得在系統(tǒng)設(shè)備上使用外來光盤或U盤。

(5)建立運行日志，值班人員應(yīng)隨時監(jiān)測系統(tǒng)的運行狀況，并對每日的系統(tǒng)運行情況進行詳細記錄，內(nèi)容包括:數(shù)據(jù)的通訊情況、接收的水情數(shù)據(jù)是否正確、程序運行是否正常、系統(tǒng)的維護、系統(tǒng)發(fā)生的故障情況、故障原因和處理結(jié)果、遺留問題等。

2 系統(tǒng)運行維護

水文自動測報系統(tǒng)建成運行后，要重視系統(tǒng)的運行維護，維護工作包括日常維護和定期維護。

2.1 日常維護

中心站設(shè)專人值班，每日巡視中心站設(shè)備一次，對來自遙測站的雨量、水位、流量、電池電壓及數(shù)據(jù)傳送通道及設(shè)備工作狀態(tài)進行監(jiān)視和分析，做好記錄。遙測站經(jīng)常巡視觀測設(shè)備，發(fā)現(xiàn)設(shè)備堵、漏等現(xiàn)象及時清除。

2.2 定期維護

(1)中心站定期對水情數(shù)據(jù)庫進行整理與備份。定期對系統(tǒng)內(nèi)的每臺計算機進行查毒和殺毒。如系統(tǒng)裝有備用接收設(shè)備的，應(yīng)定期對系統(tǒng)進行主備用自動切換試驗。定期對系統(tǒng)的UPS電源的自動切換功能進行試驗。

(2)遙測站數(shù)據(jù)采集、處理終端的維護，汛前和汛后應(yīng)對測報系統(tǒng)各進行一次定期檢查，對系統(tǒng)設(shè)備的運行狀態(tài)進行全面檢查和測試，發(fā)現(xiàn)并排除故障，更換存在問題的設(shè)備或部件，并做好記錄。內(nèi)容包括:檢查遙測站數(shù)據(jù)采集設(shè)備是否完好無損，運行狀態(tài)是否正常;在遙測接收終端上測試數(shù)據(jù)采集和傳輸是否正常;清潔設(shè)備、清理積在雨量計中的雜物，清理水位井進水口的水草、淤沙等;檢查所有接插件的連接是否可靠;檢查遙測終端機中的各項技術(shù)參數(shù)是否正確;更換設(shè)備上生銹的固定螺栓。

(3)通信信道維護:檢查天線附近是否有障礙物阻擋信號，是否有信號干擾源。信號強度較弱時可加裝信號放大器。

(4)電源維護，根據(jù)要求對蓄電池進行充放電和容量校驗;清洗太陽能電池板，并檢查光板防護罩是否破損，有無遮擋;檢查開路電壓、短路電流是否符合要求。

3 系統(tǒng)故障處理

水文自動測報系統(tǒng)涉及到計算機、通信、傳感器、遙測終端機等設(shè)備，是綜合多學(xué)科、多技術(shù)的復(fù)雜系統(tǒng)，維護人員要準確及時地判斷和處理問題，就要對系統(tǒng)的每一個組成部分，每一個子系統(tǒng)有一個清晰地了解，了解它們的結(jié)構(gòu)、原理和相互間的聯(lián)系，了解每一部分發(fā)生故障后會給整個系統(tǒng)所帶來的后果，當系統(tǒng)發(fā)生故障時，應(yīng)根據(jù)具體的故障現(xiàn)象，從各個部分在系統(tǒng)中所擔負的作用和它們之間的聯(lián)系點分段分析，利用逐級排查法，快速準確地判斷出故障原因和故障設(shè)備。

3.1 水文自動測報系統(tǒng)的常見故障及排除

3.1.1 蜂鳴器不響或長鳴

蜂鳴器不響:檢查2A保險是否正常;判斷RTU有無其他故障，如果沒有，則仍可正常工作。

蜂鳴器長鳴:檢查可插拔芯片、液晶接口、鍵盤接口、主板與接口板的接口等處有無松動;檢查可插拔芯片管腳是否處于正常位置;從主板上拔掉液晶接口線、鍵盤接口線、主板接口板接口線，看故障是否還存在;嘗試初始化RTU，如能，初始化后看問題是否還存在。

3.1.2 液晶黑屏、無顯示、顯示內(nèi)容錯誤

液晶黑屏:檢查液晶連接線是否松動;檢查電路板是否有芯片松動;將接口板與主板斷開，再試;更換液晶。

液晶顯示內(nèi)容錯誤:初始化RTU;檢查電路板是否有芯片松動;將接口板與主板斷開，再試;更換液晶。

3.1.3 按鍵無反應(yīng)、部分失靈

按鍵無反應(yīng):按RESET鍵復(fù)位終端機，再操作鍵盤;檢查鍵盤連接線是否脫落;更換鍵盤控制芯片;如依舊無法排除，則主板故障。

3.1.4 雨量、水位采集故障

雨量不能采集:將雨量航空頭從終端機上拔掉用金屬物件短接雨量航空座的1針和3針，如雨量值應(yīng)相應(yīng)增加則故障在雨量線或雨量筒;如雨量值不隨短接次數(shù)發(fā)生相應(yīng)累加，則故障在雨量采集電路部分:

雨量值錯誤:檢查雨量計漏斗是否堵塞;翻斗是否卡住或被蛛網(wǎng)纏繞，干簧管是否損壞及數(shù)據(jù)線是否脫落。

水位數(shù)據(jù)錯誤:檢查水位計類型參數(shù)WS設(shè)置是否正確;檢查外部接線是否正確;檢查內(nèi)部配線是否松動、脫落。

3.1.5 不能正常通信

① 通信模塊不上電的情況:測量模塊供電電壓，應(yīng)為+12 V左右，若符合，則通信模塊有故障;測量主板12 V-O3處電壓，應(yīng)為12 V左右;若符合，則主板至模塊的供電配線有問題;若不符合，則主板有故障。

②通信模塊可以上電的情況:檢查SIM卡、模塊數(shù)據(jù)線、天線是否插好;用筆記本電腦檢查通信模塊配置;用筆記本電腦監(jiān)控RTU串口3，看數(shù)據(jù)格式是否符合協(xié)議;檢查通信網(wǎng)絡(luò)信號強度;確認SIM卡是否欠費;更換通信模塊、SIM卡。

3.1.6 初始化失敗

初始化很快退出(過程小于7秒)、初始化后參數(shù)沒有恢復(fù)默認設(shè)置。

故障原因:存儲器讀寫失敗。

排除方法:①更換NVRAM芯片;

② 更換液晶、液晶連接線、鍵盤連接線③ 如果故障依舊存在，主板故障

3.1.7 時鐘不走、時鐘不對

時鐘不走:復(fù)位終端機，看時鐘是否正常;如果不能恢復(fù)正常，則提取數(shù)據(jù)，并初始化RTU;如故障依據(jù)存在，主板故障。

時鐘不對:如中心微機時間正常。則設(shè)置RTU時鐘，繼續(xù)觀察，若仍有問題，則是主板故障。

3.2 排除故障應(yīng)注意的事項

1)對中心數(shù)據(jù)進行分析，確定測站大致故障原因。

2)根據(jù)分析，帶足相應(yīng)備件，主要包括:主板、接口板、通信模塊、充電控制器、液晶、避雷器、蓄電池、水位編碼器、干簧管、SIM卡。

3)確保備件已通過測試。

4)帶足工具:萬用表、直流烙鐵、焊錫絲、各型改錐、筆記本(帶串口)、監(jiān)控軟件、監(jiān)控線、USB-232轉(zhuǎn)接口，測試軟件。

4 結(jié)語

加強水情自動測報系統(tǒng)的運行管理和維護，有利于更好的發(fā)揮系統(tǒng)在防汛和水利調(diào)度中的作用，為決策人員的準確調(diào)度提供科學(xué)依據(jù)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，新技術(shù)、高科技在水文部門的數(shù)據(jù)采集、防汛抗災(zāi)以及水調(diào)自動化中的應(yīng)用將會日臻成熟和廣泛，因此，這也將對系統(tǒng)的管理和維護提出更高的要求。

［1］水文自動測報系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范.sL 61—2003.水利水電出版社，2003.

［2］王俊，熊明等.長江水文測報自動化技術(shù)研究.水利水電出版社，2009.