王 培，王美玲，曹曉寧

（江蘇省水文水資源勘測(cè)局，江蘇 南京 210029）

0 引言

江蘇水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)按照統(tǒng)一平臺(tái)、管理、標(biāo)準(zhǔn)的要求，通過(guò)對(duì)已建水文自動(dòng)測(cè)報(bào)站整合、新建水文自動(dòng)測(cè)報(bào)站集成，解決了幾十年來(lái)水文自動(dòng)測(cè)報(bào)多系統(tǒng)、平臺(tái)運(yùn)行及信息孤島等問(wèn)題，建成了覆蓋全省的高效可靠、先進(jìn)實(shí)用的水文信息采集系統(tǒng)。全省省級(jí)以上報(bào)汛站、資料整編站、小型水庫(kù)預(yù)警站、中小河流范圍內(nèi)的水文站、地下水站全部實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)報(bào)。自動(dòng)采集站點(diǎn)達(dá)2000 多個(gè)，主要監(jiān)測(cè)雨量、地表水和地下水水位、墑情、閘位、風(fēng)速、風(fēng)向及運(yùn)行狀態(tài)等信息。但是，隨著系統(tǒng)建設(shè)范圍的進(jìn)一步擴(kuò)大，測(cè)站分布地域越來(lái)越廣泛，自然環(huán)境優(yōu)劣不一，特別是測(cè)報(bào)方式改革以來(lái)，全省范圍內(nèi)全面使用遙測(cè)報(bào)汛代替人工報(bào)汛，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性的要求越來(lái)越高，如何科學(xué)管理和維護(hù)水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)變得非常迫切。本文從江蘇水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)的運(yùn)維現(xiàn)狀出發(fā)，提出一套智慧化的運(yùn)維管理方案，為系統(tǒng)的精細(xì)化管理和運(yùn)行提供一個(gè)新的思路和解決方案。

1 系統(tǒng)運(yùn)維現(xiàn)狀與問(wèn)題分析

1.1 系統(tǒng)運(yùn)維簡(jiǎn)介

江蘇省水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)以江蘇省地方編制的《江蘇省水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸規(guī)約》[1]為數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)由數(shù)據(jù)傳感器、遠(yuǎn)程終端控制單元（RTU）、數(shù)據(jù)傳輸單元（DTU）、數(shù)據(jù)傳輸信道、采集服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器等構(gòu)成，數(shù)據(jù)傳輸采用 GPRS/CDMA 為主/備雙信道，水文要素?cái)?shù)據(jù)通過(guò)主信道傳輸?shù)椒种行?，?dāng)主信道不通時(shí)，數(shù)據(jù)通過(guò)備用信道傳輸?shù)绞≈行钠脚_(tái)，再通過(guò)水利專網(wǎng)分發(fā)至分中心采集服務(wù)器，數(shù)據(jù)在分中心落地入庫(kù)。最后數(shù)據(jù)交換軟件將數(shù)據(jù)從分中心數(shù)據(jù)庫(kù)同步到省中心數(shù)據(jù)庫(kù)，以便數(shù)據(jù)對(duì)外應(yīng)用和發(fā)布，其通信結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 江蘇省水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)報(bào)汛通信結(jié)構(gòu)圖

自測(cè)報(bào)方式改革以來(lái)，全省范圍內(nèi)全面使用遙測(cè)報(bào)汛代替人工報(bào)汛，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性的要求越來(lái)越高，為了加強(qiáng)系統(tǒng)的維護(hù)和管理，江蘇水文制定了《江蘇省水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)管理辦法》，要求各地市每月1次對(duì)系統(tǒng)及測(cè)站進(jìn)行巡檢。江蘇水文利用自主研發(fā)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)工具，監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的在線率、完整率及故障處置效率。除了政策和技術(shù)手段，江蘇水文還積極尋找過(guò)硬的市場(chǎng)服務(wù)，每年汛前對(duì)全省水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)進(jìn)行檢查，并提供全年的技術(shù)支持和保障服務(wù)，為各級(jí)運(yùn)維人員提供技術(shù)支撐。

1.2 問(wèn)題分析

盡管江蘇水文部門(mén)為測(cè)報(bào)系統(tǒng)的維護(hù)制定了專門(mén)的管理辦法，但全省2000 多個(gè)站點(diǎn)分布在不同地域，布設(shè)線長(zhǎng)、面廣，各地運(yùn)維工作很重?？偨Y(jié)當(dāng)前面臨的問(wèn)題，主要表現(xiàn)在：

1）實(shí)時(shí)性不足。依靠各地的巡檢難以快速地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，同時(shí)發(fā)現(xiàn)依賴于人工判斷。在汛情緊張時(shí)，只能通過(guò)值班等制度上進(jìn)行補(bǔ)充。

2）人力成本高。目前省中心和19個(gè)分中心需配備 2～4 名專職維護(hù)人員，檢查和維護(hù)任務(wù)占據(jù)每日工作量的 80% 以上，與測(cè)報(bào)系統(tǒng)的采集自動(dòng)化不匹配。

3）運(yùn)維耗時(shí)長(zhǎng)。運(yùn)維工作多依賴維護(hù)人員的技術(shù)水平和經(jīng)驗(yàn)判斷，但是運(yùn)維人員的水平參差不齊，一旦主觀判斷失誤，運(yùn)維工作將面臨更大延遲。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，出現(xiàn)的故障點(diǎn)主要集中有5類，占總體故障數(shù)目的 50% 以上。

4）考核激勵(lì)缺失?！督K省水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)管理辦法》雖然規(guī)定了對(duì)分中心運(yùn)維工作的考核，但是目前的運(yùn)維體系無(wú)法對(duì)運(yùn)維人員的工作效率及效果進(jìn)行量化，考核結(jié)果只能根據(jù)數(shù)據(jù)的暢通情況和省中心的運(yùn)維記錄判斷，數(shù)據(jù)來(lái)源較單一，沒(méi)有形成科學(xué)的考核激勵(lì)制度來(lái)刺激下級(jí)運(yùn)維人員對(duì)工作的責(zé)任意識(shí)。

運(yùn)維工作如何化被動(dòng)為主動(dòng)，降低人力使用成本，切實(shí)為發(fā)揮水利信息化的優(yōu)勢(shì)做服務(wù)，成為當(dāng)前必須要解決的問(wèn)題。

2 智慧化運(yùn)維平臺(tái)設(shè)計(jì)

2.1 平臺(tái)目標(biāo)

智慧化的運(yùn)維管理平臺(tái)將為系統(tǒng)建立完善的運(yùn)維機(jī)制，包括詳盡的數(shù)據(jù)分析、科學(xué)的規(guī)則管理、高效的處置推薦、精細(xì)的考核量化、合理的人員激勵(lì)等。平臺(tái)利用現(xiàn)代化的信息手段如“互聯(lián)網(wǎng) +”技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析手段等，通過(guò)對(duì)海量的自動(dòng)采集數(shù)據(jù)和歷年維護(hù)記錄的分析，并依賴專家推薦，建立運(yùn)維模型，為自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)科學(xué)、主動(dòng)、精準(zhǔn)地處理運(yùn)維工作，甚至可以預(yù)警可能發(fā)生的運(yùn)維事件，最大限度發(fā)揮人力和資源優(yōu)勢(shì)，保障水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)高效、可靠運(yùn)行。

2.2 平臺(tái)結(jié)構(gòu)

根據(jù)江蘇水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)的現(xiàn)狀和運(yùn)維所面臨的問(wèn)題，本文提出智慧化運(yùn)維平臺(tái)以采集層、服務(wù)層、應(yīng)用層三層架構(gòu)，具體結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 智慧化運(yùn)維平臺(tái)結(jié)構(gòu)圖

以自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)的測(cè)站設(shè)備、采集平臺(tái)和遙測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，監(jiān)測(cè)采集平臺(tái)的運(yùn)行情況、各個(gè)遙測(cè)站點(diǎn)的硬件設(shè)備狀況，并提取數(shù)據(jù)庫(kù)的遙測(cè)數(shù)據(jù)，根據(jù)監(jiān)測(cè)，提取和分析數(shù)據(jù)暢通率、數(shù)據(jù)完整率、系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)和故障維護(hù)情況，對(duì)水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)的整體運(yùn)行情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析和考核，同時(shí)為系統(tǒng)故障的診斷進(jìn)行告警和跟蹤，并做出智能調(diào)度、方案決策和處置推薦。運(yùn)維過(guò)程中積累的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)可以自動(dòng)錄入知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)，為后期運(yùn)行維護(hù)提供參考意見(jiàn)。

2.3 實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與統(tǒng)計(jì)

平臺(tái)以自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)數(shù)據(jù)、采集平臺(tái)運(yùn)行狀態(tài)和分中心的硬件設(shè)備狀態(tài)為基礎(chǔ)，監(jiān)測(cè)自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)并統(tǒng)計(jì)，具體包括：

1）對(duì)自動(dòng)測(cè)報(bào)站點(diǎn)的實(shí)時(shí)入庫(kù)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，并根據(jù)自報(bào)判斷系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)是否正常。根據(jù)實(shí)時(shí)入庫(kù)數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)判斷數(shù)據(jù)的通暢率和正確率，如果某個(gè)分中心整體通暢率均低于系統(tǒng)設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)，則可能是分中心數(shù)據(jù)庫(kù)、采集平臺(tái)或者通信網(wǎng)絡(luò)故障；否則可能是測(cè)站設(shè)備或者通信信道故障。

2）根據(jù)自動(dòng)測(cè)報(bào)數(shù)據(jù)的采集、到達(dá)平臺(tái)及入庫(kù)三者時(shí)間之間的關(guān)系判斷系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性及運(yùn)行狀態(tài)，如果采集時(shí)間與到達(dá)平臺(tái)的時(shí)間差超出閾值，則數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性較差，可能是系統(tǒng)的采集平臺(tái)或者通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài)故障；如果到達(dá)平臺(tái)與入庫(kù)的時(shí)間差超出閾值，則可能是系統(tǒng)的采集平臺(tái)或者數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行狀態(tài)故障。

3）監(jiān)測(cè)各測(cè)站站點(diǎn)的設(shè)備狀態(tài)，如蓄電池電壓、硬件儀表、來(lái)數(shù)信道等狀態(tài)，根據(jù)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)結(jié)果判斷硬件設(shè)備或者通信信道的運(yùn)行情況，及時(shí)告警。

4）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的自動(dòng)測(cè)報(bào)數(shù)據(jù)和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)數(shù)據(jù)的入庫(kù)、在線、信道、硬件運(yùn)行等情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并生成專業(yè)報(bào)表。

2.4 智能處置知識(shí)庫(kù)

通過(guò)專業(yè)總結(jié)、實(shí)踐檢驗(yàn)的問(wèn)題處置預(yù)案，可以有效地降低系統(tǒng)運(yùn)維成本，縮短故障恢復(fù)時(shí)間。一方面建設(shè)有廠商專業(yè)指導(dǎo)、領(lǐng)域?qū)＜艺J(rèn)可的系統(tǒng)內(nèi)置專家知識(shí)庫(kù)，這部分知識(shí)庫(kù)匯聚有廠家多年的業(yè)務(wù)運(yùn)維積累，也有內(nèi)部專家多年現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)記錄總結(jié)，具有很高的權(quán)威性，具體包括測(cè)站狀態(tài)、通信信道、數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)質(zhì)量等方面；另一方面發(fā)揮運(yùn)維人員主觀能動(dòng)性，結(jié)合當(dāng)?shù)靥厣?，主?dòng)提出更優(yōu)異的處置預(yù)案，供全省運(yùn)維人員共享。

平臺(tái)結(jié)合故障現(xiàn)象，配合專家?guī)祛A(yù)案，自動(dòng)完成必要前置檢查，將故障現(xiàn)象、推薦預(yù)案、前置檢查結(jié)果一起反饋給屬地運(yùn)維人員，可以極大地降低其學(xué)習(xí)成本。通過(guò)每一次的維護(hù)記錄，又可以進(jìn)一步豐富處置預(yù)案及其評(píng)估效果。

2.5 運(yùn)維考核

全面的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)平臺(tái)只能實(shí)現(xiàn)故障快速發(fā)現(xiàn)定位，但是保障水文自動(dòng)測(cè)報(bào)工作繼續(xù)高效開(kāi)展還需要各級(jí)運(yùn)維人員高度的責(zé)任意識(shí)和主人翁精神，加以合理的考核激勵(lì)[4-5]。

1）數(shù)據(jù)質(zhì)量。自動(dòng)測(cè)報(bào)數(shù)據(jù)的完整性和正確性直接關(guān)乎報(bào)汛工作的正常開(kāi)展，是系統(tǒng)的生命線，汛期要求尤甚。平臺(tái)以測(cè)站和分中心為單位，對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量進(jìn)行分析，形成報(bào)告。

2）運(yùn)維日志。檢測(cè)的每一次系統(tǒng)故障，對(duì)維護(hù)過(guò)程進(jìn)行全鏈路跟蹤，包括運(yùn)維時(shí)長(zhǎng)、運(yùn)維內(nèi)容、恢復(fù)正常時(shí)間點(diǎn)及運(yùn)維效果反饋等，可以為后續(xù)的預(yù)案和運(yùn)維其他方面（如人員和物資調(diào)度等）的改進(jìn)提供依據(jù)。

綜合上述2個(gè)方面形成對(duì)分中心的綜合評(píng)分，激勵(lì)分中心運(yùn)維人員對(duì)運(yùn)維工作的重視，積極增強(qiáng)自身專業(yè)知識(shí)。但考核不是最終目的，只有不斷積極分析和改進(jìn)運(yùn)維流程，才能保障好全省水文自動(dòng)測(cè)報(bào)工作。

3 結(jié)語(yǔ)

江蘇水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)集成并整合了全省省級(jí)以上水情報(bào)汛站、水情分中心和省水情中心，后期還會(huì)進(jìn)一步發(fā)展，運(yùn)維管理平臺(tái)對(duì)全省的水文自動(dòng)測(cè)報(bào)數(shù)據(jù)以可視化和智慧化的方式進(jìn)行科學(xué)、有效管理，及時(shí)掌握系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，并結(jié)合智能處置知識(shí)庫(kù)為運(yùn)維人員提供高效的診斷和決策，同時(shí)科學(xué)地對(duì)運(yùn)維人員進(jìn)行綜合考核評(píng)分，刺激工作人員的積極性和主動(dòng)性，提高江蘇水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)的精細(xì)化管理水平。但是目前的運(yùn)維工作僅限于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題到解決問(wèn)題的過(guò)程，后期可以嘗試結(jié)合硬件設(shè)備的使用狀態(tài)、網(wǎng)絡(luò)擁塞率等情況，預(yù)警可能存在的問(wèn)題，把問(wèn)題消滅在萌芽狀態(tài)。