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(xué)研究院　合肥　233088）

山洪災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)遠程運行維護技術(shù)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(xué)研究院合肥233088）

目前全國縣級山洪災(zāi)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(tǒng)和補充完善系統(tǒng)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(shè)特點出發(fā)，提出了采用遠程監(jiān)測的方式實現(xiàn)山洪災(zāi)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(zāi)害防治的省級統(tǒng)一維護、統(tǒng)一管理，使整個系統(tǒng)能夠正常運行，發(fā)揮應(yīng)有的作用。

山洪災(zāi)害非工程措施遠程監(jiān)測運行維護

1　引言

山洪災(zāi)害防治非工程措施項目是國家為切實提高防災(zāi)減災(zāi)能力，有效防御山洪災(zāi)害，確保人民群眾生命財產(chǎn)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(tǒng)的運行以及作用的發(fā)揮。特別在實際工作中，由于系統(tǒng)主要在汛期進行使用，在非汛期，由于自動監(jiān)測站點和監(jiān)測平臺未能進行有效及時的維護（部分自動監(jiān)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(tǒng)由于出現(xiàn)故障而不能滿足系統(tǒng)應(yīng)有的作用，因此加強對縣級山洪災(zāi)害預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)的運行維護工作尤為重要。本文結(jié)合山洪災(zāi)害防治非工程措施項目實際，采用遠程監(jiān)測的方式，將縣級監(jiān)測預(yù)警平臺遠程托管到省級中心，進行統(tǒng)一管理，統(tǒng)一維護，為今后縣級山洪災(zāi)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(yīng)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(zāi)害非工程措施項目相對于水利等其他工程建設(shè)來說，有其自身特點。

（1）數(shù)量多，維檢難。截至2015年12月底，山洪災(zāi)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(shè)自動監(jiān)測站點6.48萬個、簡易站點43.02萬個、無線預(yù)警廣播25.48萬套、簡易報警設(shè)備116.37萬臺（套）。同時，根據(jù)國家防辦《關(guān)于報送山洪災(zāi)害防治項目2016～2020年建設(shè)任務(wù)的通知》，“十三五”期間，還將進一步開展監(jiān)測預(yù)警站點的建設(shè)。如此大規(guī)模的建設(shè)和大范圍的分布，為維護和檢修帶來了不小的困難。

（2）環(huán)節(jié)多，風(fēng)險大。監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)是整個山洪災(zāi)害防治非工程措施項目中建設(shè)和運行管理的核心。該系統(tǒng)是由監(jiān)測站點、通信設(shè)施、監(jiān)測預(yù)警平臺軟件、預(yù)警設(shè)備組成的有機組合體，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題將影響整個系統(tǒng)的運行，甚至造成系統(tǒng)癱瘓，喪失山洪災(zāi)害的預(yù)警預(yù)報能力。

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

（4）專業(yè)強，技術(shù)高。雖在項目建設(shè)過程中對各級操作人員進行了培訓(xùn)，但在設(shè)備出現(xiàn)故障時仍需專業(yè)人員對其維護、維修。

（5）維護高，資金缺。非工程措施項目建設(shè)都是自動測報設(shè)備、設(shè)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(qū)）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(jiān)測、異地托管的方式探索山洪災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)運行維護新技術(shù)，希望通過信息化的手段做到山洪災(zāi)害防治的全省統(tǒng)一維護、統(tǒng)一管理。

3　遠程運行維護技術(shù)研究思路

以云技術(shù)、遠程控制、信息化手段為依托，將縣級山洪災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)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(zāi)害防治非工程措施的運行情況進行實時監(jiān)控，包括自動監(jiān)測站點、預(yù)警廣播站點、機房硬件設(shè)備、機房環(huán)境、平臺應(yīng)用系統(tǒng)等相關(guān)參數(shù)。并安排專業(yè)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(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)軟硬件運行情況進行巡查監(jiān)測，定期發(fā)布《運行情況簡報》。改變傳統(tǒng)信息自動化系統(tǒng)“反應(yīng)式被動維護”為“主動式管理”。傳統(tǒng)運行維護方式的改變見圖1，全省云托管模式網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)見圖2。

4　主要研究內(nèi)容

4.1遠程托管平臺技術(shù)

遠程監(jiān)測系統(tǒng)以業(yè)務(wù)管理需求為基礎(chǔ)，針對山洪災(zāi)害站點運行維護、平臺運行狀態(tài)監(jiān)測、數(shù)據(jù)的安全備份、預(yù)警平臺的托管等系統(tǒng)維護管理的需求，根據(jù)山洪監(jiān)測系統(tǒng)運維的業(yè)務(wù)管理的流程，合理設(shè)置軟件的應(yīng)用模塊，使得系統(tǒng)建成之后，不僅可用作運行維護管理，也可實現(xiàn)山洪災(zāi)害預(yù)警平臺的異地容災(zāi)中心，當(dāng)縣山洪災(zāi)害預(yù)警平臺發(fā)生故障災(zāi)難后，可以實現(xiàn)系統(tǒng)自動切換，云托管中心自動完成業(yè)務(wù)接管，使縣防辦人員的客戶端訪問實現(xiàn)平滑過渡，沒有任何影響。平臺部署架構(gòu)圖如圖3所示。

圖1　傳統(tǒng)運行維護方式的改變圖

圖2　全省云托管模式網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)圖

圖3　山洪災(zāi)害遠程托管平臺部署架構(gòu)圖

4.2縣級監(jiān)測平臺運行狀態(tài)獲取

4.2.1平臺運行環(huán)境監(jiān)測

通過山洪災(zāi)害防治非工程措施項目的建設(shè)，各防治縣通過配置相應(yīng)傳感器實現(xiàn)了對縣級監(jiān)測預(yù)警信息平臺機房的溫濕度、煙霧、漏水、UPS供配電、空調(diào)等平臺運行環(huán)境參數(shù)的數(shù)字化監(jiān)控。遠程監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè)通過縣級山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警的接口調(diào)用縣級平臺運行環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對縣級平臺環(huán)境的實時運行情況監(jiān)控。

4.2.2平臺運行設(shè)備

調(diào)用IT網(wǎng)絡(luò)管理軟件接口，對山洪災(zāi)害監(jiān)測與預(yù)警系統(tǒng)所布設(shè)的服務(wù)器主機、路由器、交換機、防火墻等硬件設(shè)備狀態(tài)進行監(jiān)控，監(jiān)控內(nèi)容主要包括設(shè)備基本信息、設(shè)備開關(guān)狀態(tài)、IP地址、服務(wù)進程、CPU、內(nèi)存、磁盤、網(wǎng)絡(luò)接口、網(wǎng)絡(luò)流量、連接數(shù)、日志等。設(shè)定異常閾值，一旦超過閾值后自動告警。監(jiān)測采集的技術(shù)方案是SNMP+Telnet/SSH的采集模式，以優(yōu)先采用SNMP采集模式，輔助以Telnet/SSH采集模式。

4.2.3應(yīng)用系統(tǒng)運行監(jiān)控

應(yīng)用系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)的的運行監(jiān)控主要包括以下幾個方面：

4.2.3.1數(shù)據(jù)庫性能監(jiān)控

對于使用了數(shù)據(jù)庫的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，可以對數(shù)據(jù)庫的交互過程進行性能分析。平臺通過數(shù)據(jù)庫進程和端口抓取數(shù)據(jù)庫運行狀態(tài)，獲取數(shù)據(jù)庫的使用信息，包括數(shù)據(jù)庫運行狀況、數(shù)據(jù)連接狀態(tài)、內(nèi)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(jiān)控

對于使用了中間件的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，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(tài)信息，包括運行狀態(tài)、內(nèi)存占用情況、CPU占用情況、訪問流量等。

4.2.3.3監(jiān)測預(yù)警平臺服務(wù)狀態(tài)監(jiān)控

山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警軟件定期對監(jiān)測預(yù)警相關(guān)服務(wù)的運行狀態(tài)進行監(jiān)控，監(jiān)控內(nèi)容主要包括：紅外云圖服務(wù)、全國雷達回波圖服務(wù)、氣象云圖服務(wù)、水汽云圖服務(wù)、傳真接收服務(wù)、傳真發(fā)送服務(wù)、雨情統(tǒng)計預(yù)警服務(wù)、短信接收服務(wù)、短信發(fā)送服務(wù)、系統(tǒng)服務(wù)、自動預(yù)警服務(wù)等。

4.2.3.4數(shù)據(jù)共享狀態(tài)監(jiān)控

實現(xiàn)縣級山洪數(shù)據(jù)對國家、省、市縣不同級別和水文等不同部門的數(shù)據(jù)共享、上報狀態(tài)監(jiān)視功能，主要監(jiān)控共享類別包括：雨水情共享狀態(tài)、預(yù)警信息上報狀態(tài)；監(jiān)控內(nèi)容包括：是否成功、共享上報時間、共享上報數(shù)據(jù)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(jiān)測站點運行狀態(tài)獲取

通過技術(shù)手段對分布在各地山洪災(zāi)害自動監(jiān)測站點預(yù)警廣播站點的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)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(shè)備管理。實現(xiàn)山洪設(shè)備的在線管理，狀態(tài)查詢?？梢詫υO(shè)備的基本屬性進行維護，通過增刪改查形成設(shè)備檔案。

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

（3）無線預(yù)警廣播站點。通過在現(xiàn)場增加運行狀態(tài)數(shù)據(jù)采集裝置，對無線預(yù)警廣播站點運行狀態(tài)監(jiān)控參數(shù)進行獲取，實現(xiàn)無線預(yù)警廣播的遠程監(jiān)控。

（4）電信運營數(shù)據(jù)對接。通過和電信運營商的數(shù)據(jù)對接，獲取所有站點的通信運營數(shù)據(jù)，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(shè)備運行狀態(tài)報表。根據(jù)長期的數(shù)據(jù)及設(shè)備的監(jiān)測形成設(shè)備運行狀態(tài)報表。統(tǒng)計設(shè)備的運行使用的情況，累計的運行時間、故障次數(shù)、累計故障時間等。

5　總結(jié)

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