文宏亮

（陜西省水文水資源勘測(cè)局 陜西 西安 710068）

近幾年國(guó)家對(duì)水利建設(shè)非常重視，尤其是水文測(cè)報(bào)的基礎(chǔ)設(shè)施投資力度很大，水情信息快步進(jìn)入了廣泛使用遙測(cè)技術(shù)的自動(dòng)測(cè)報(bào)時(shí)期。

陜西省水文信息中心接收到的遙測(cè)站信息，從2010年的不到100站，增加到2014年的約3800站，據(jù)統(tǒng)計(jì)2014年汛期共接收、轉(zhuǎn)發(fā)水雨情信息1617萬(wàn)余條，這些數(shù)量巨大的信息雖然經(jīng)過(guò)了一定的處理，但仍然有部分差錯(cuò)信息進(jìn)入省級(jí)水情信息庫(kù)。

水文部門(mén)向來(lái)對(duì)差錯(cuò)控制比較嚴(yán)格，長(zhǎng)期堅(jiān)持“無(wú)錯(cuò)報(bào)、無(wú)漏報(bào)、無(wú)缺報(bào)、無(wú)遲報(bào)”的“四無(wú)要求”，經(jīng)過(guò)各級(jí)水文人員認(rèn)真的層層把關(guān)，差錯(cuò)率控制的很低，為防汛工作做出了巨大貢獻(xiàn)，但現(xiàn)在信息量劇增，靠人力來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)要求顯得越來(lái)越力不從心。

本文從實(shí)際應(yīng)用角度出發(fā)，編制計(jì)算機(jī)軟件自動(dòng)查詢(xún)實(shí)時(shí)水情數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)海量的水情信息迅速檢查出其中可能存在的錯(cuò)誤，及時(shí)反饋給值班人員，以提高水情信息質(zhì)量，確保水情信息的正常使用。

1 水情自動(dòng)測(cè)報(bào)流程

按照目前的遙測(cè)技術(shù)手段，水文水情遙測(cè)基本分為三個(gè)相對(duì)獨(dú)立單元。

第一單元為采集單元，包括各種采集儀器、短距離傳輸設(shè)備、RTU（遠(yuǎn)程終端控制系統(tǒng)）、供電系統(tǒng)等。誤差來(lái)源主要是采集儀器誤差，如雷達(dá)水位計(jì)或者翻斗式雨量計(jì)等儀器因客觀(guān)原因測(cè)得的數(shù)據(jù)有錯(cuò)誤，這些錯(cuò)誤數(shù)據(jù)由RTU經(jīng)GPRS、CDMA、SMS等信道傳輸給水情分中心。

第二單元為水情分中心單元，包含前端接收機(jī)、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、接收入庫(kù)軟件、交換轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)等，差錯(cuò)來(lái)源主要為軟件系統(tǒng)問(wèn)題導(dǎo)致的入庫(kù)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確和接收信道故障導(dǎo)致的缺漏報(bào)，錯(cuò)誤數(shù)據(jù)會(huì)上傳至省水情中心或者其他防汛部門(mén)。

第三單位為省級(jí)水情中心單元，包括水情信息交換轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)、省級(jí)水情數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、綜合業(yè)務(wù)系統(tǒng)、水情預(yù)報(bào)系統(tǒng)等。差錯(cuò)主要為對(duì)來(lái)自各分中心的水情異常數(shù)據(jù)沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理，轉(zhuǎn)發(fā)給其他防汛部門(mén)。

本文討論的差錯(cuò)控制程序，主要安裝在水情分中心和省級(jí)水情中心，對(duì)差錯(cuò)過(guò)濾處理后再對(duì)外轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)汛。

2 水情遙測(cè)誤差來(lái)源及控制

根據(jù)實(shí)際工作需求，誤差控制程序一般設(shè)置每5分鐘自動(dòng)檢查一次，同時(shí)值班員可隨時(shí)設(shè)定任意時(shí)間段進(jìn)行手動(dòng)即時(shí)檢查。按不同的信息內(nèi)容，將控制種類(lèi)可分為河道水情、雨量、水庫(kù)水情、缺漏等4類(lèi)。

2.1 河道水情信息錯(cuò)誤

河道水情信息的錯(cuò)誤，主要是信息中的水位或者流量信息錯(cuò)誤，由于遙測(cè)設(shè)備和儀器可能出現(xiàn)故障，測(cè)到的水位數(shù)據(jù)會(huì)出現(xiàn)異常跳高跳低或者短時(shí)間內(nèi)變化劇烈，另外流量和水位數(shù)據(jù)會(huì)明顯不對(duì)應(yīng)，必定是其中一個(gè)數(shù)據(jù)因子有錯(cuò)誤。

程序首先連接數(shù)據(jù)庫(kù)ST_RIVER_R河道實(shí)時(shí)水情表，讀取特定時(shí)間段內(nèi)所有河道水文信息，將這些信息按時(shí)間排序，然后對(duì)每條信息循環(huán)檢查處理，若同站相鄰兩條信息時(shí)間間隔小而水位差過(guò)大，可以判定屬于水位跳變錯(cuò)誤。

程序繼續(xù)連接該站號(hào)的水位流量關(guān)系數(shù)據(jù)表（ST_ZQRL_B），用內(nèi)插法根據(jù)報(bào)汛的水位數(shù)據(jù)算出一個(gè)理論流量，將算得的理論流量和信息里的報(bào)汛流量對(duì)比，差別超過(guò)一定比例，可以判斷產(chǎn)生了錯(cuò)誤。

2.2 水庫(kù)水情信息錯(cuò)誤

水庫(kù)信息常見(jiàn)的錯(cuò)誤是報(bào)送的水位和蓄水量信息不對(duì)應(yīng)，甚至出現(xiàn)數(shù)量級(jí)差錯(cuò)，影響區(qū)域內(nèi)蓄水總量的統(tǒng)計(jì)和對(duì)比分析。

程序首先讀取st_rsvr_r數(shù)據(jù)表中特定時(shí)間段內(nèi)所有水庫(kù)信息，關(guān)鍵是水庫(kù)的水位和蓄水量信息，然后對(duì)每條信息循環(huán)檢查處理，先連接該站的水位和蓄水量關(guān)系表ST_zvaRL_B，將查得的理論蓄水量和信息里的蓄水量對(duì)比，差別超過(guò)一定比例，可以判斷有錯(cuò)誤。

2.3 雨情信息錯(cuò)誤

雨情信息錯(cuò)誤，主要包括以下幾種情況：

（1）奇異數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，比如某遙測(cè)站測(cè)報(bào)的雨量達(dá)到大暴雨或者致災(zāi)級(jí)別，但周邊雨量普遍很小，就需要鑒別真?zhèn)巍?/p>

（2）累積日雨量和旬雨量不對(duì)應(yīng)，屬于統(tǒng)計(jì)錯(cuò)誤。

（3）累積旬雨量和月雨量不對(duì)應(yīng)錯(cuò)誤，屬于統(tǒng)計(jì)錯(cuò)誤。

檢查第一類(lèi)錯(cuò)誤，先查詢(xún)出最近的時(shí)段雨量和日雨量較大的測(cè)報(bào)信息，根據(jù)測(cè)站基本信息庫(kù)中的行政區(qū)位碼查找到相同縣區(qū)所有報(bào)汛站的站號(hào)；根據(jù)站號(hào)查詢(xún)出縣區(qū)內(nèi)其他站的雨量信息，分別統(tǒng)計(jì)相同的時(shí)段雨量和日雨量，挑選最大最小并算出均值：

發(fā)現(xiàn)單個(gè)遙測(cè)站雨量大于均值數(shù)倍以上程序立即將該雨量值與本縣區(qū)其他站比較，若其他遙測(cè)站點(diǎn)雨量值均遠(yuǎn)不及該站，可以判斷該站測(cè)報(bào)的數(shù)值可能為奇異值，需要核實(shí)后處理。周邊站臨近時(shí)段均未下雨，僅個(gè)別遙測(cè)站有雨量且較大，也需要值班人員核實(shí)。

檢查第二和第三類(lèi)錯(cuò)誤，首先連接數(shù)據(jù)庫(kù)中雨量統(tǒng)計(jì)表st_pstat_r，將信息里的旬或月雨量與數(shù)據(jù)庫(kù)中的日雨量累計(jì)值比較，一般信息里旬或月雨量應(yīng)等于或略大于累計(jì)值，超過(guò)一定閥值即需要核實(shí)。

2.4 水情遙測(cè)缺漏報(bào)差錯(cuò)

缺漏報(bào)指應(yīng)該報(bào)汛而沒(méi)有報(bào)和信息缺項(xiàng)。缺漏報(bào)檢查主要監(jiān)控遙測(cè)站信息的報(bào)送情況，由于水情遙測(cè)站主要靠GPRS或者CDMA網(wǎng)絡(luò)報(bào)送信息，而遙測(cè)站大多處于偏遠(yuǎn)山區(qū)，網(wǎng)絡(luò)信號(hào)較弱且不穩(wěn)定，或者有時(shí)發(fā)生設(shè)備故障，若沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)并檢修處理，就會(huì)延誤和缺漏汛情的報(bào)送。

程序首先讀取報(bào)汛站基本屬性表，按照站號(hào)查詢(xún)特定時(shí)段內(nèi)實(shí)時(shí)雨水情，得到最新的信息時(shí)間和時(shí)段內(nèi)報(bào)送信息數(shù)量，根據(jù)時(shí)段長(zhǎng)和信息數(shù)量分析報(bào)汛是否穩(wěn)定，是否出現(xiàn)設(shè)備停報(bào)情況，尤其在分中心，若設(shè)定所有遙測(cè)站每天定時(shí)發(fā)平安報(bào)，即有無(wú)汛情都至少發(fā)一條信息，可以迅速判斷信道是否暢通。

在數(shù)據(jù)庫(kù)ST_STSMTASK_B表中設(shè)定好每個(gè)遙測(cè)站確定的報(bào)汛任務(wù)，就可以比對(duì)實(shí)時(shí)信息和報(bào)汛任務(wù)，從而發(fā)現(xiàn)漏報(bào)。

3 誤差處理及結(jié)論

所有檢查出的誤差由程序提示錯(cuò)誤原因，并顯示對(duì)比信息，如將理論推算的流量和報(bào)送的流量對(duì)比，雨量特大值與周邊雨量對(duì)比，計(jì)算的水庫(kù)蓄水量和報(bào)送的值對(duì)比，由值班人員處理。

水情信息差錯(cuò)控制程序還可以根據(jù)實(shí)際需要檢查墑情信息、冰清信息等其他種類(lèi)、類(lèi)型錯(cuò)誤。程序使用DELPHI7.0編制，數(shù)據(jù)庫(kù)為SQL server 2005，在WIN7系統(tǒng)測(cè)試正常。

經(jīng)以上分析，使用計(jì)算機(jī)程序?qū)b測(cè)的海量水情信息進(jìn)行批量檢查十分必要，可以快速發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中的奇異值等差錯(cuò)，將可疑信息從數(shù)據(jù)庫(kù)提出并提示值班人員核實(shí)，確認(rèn)后再重新寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)并向其他防汛部門(mén)轉(zhuǎn)發(fā)，程序不對(duì)實(shí)時(shí)水情數(shù)據(jù)庫(kù)做直接修改或刪除，保證了水情數(shù)據(jù)的安全，為水情信息的進(jìn)一步正常使用奠定了基礎(chǔ)。陜西水利