水文遙測站常見故障處理方法分析

摘 要：本文首先分析水文遙測站的系統(tǒng)結構，然后探討水文遙測站常見的故障及原因，最后提出預防和解決水文遙測站日常故障的一般措施，以有效提高水文遙測站的維護管理水平，為水文遙測站工作人員提供實踐參考。

關鍵詞：水文遙測站；常見故障；處理方法

中圖分類號：P336 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2018）10-0082-02

Analysis of Common Fault Handling Methods for

Hydrological Telemetry Station

WANG Yongzhe

（Luohe Hydrology and Water Resources Survey Bureau，Luohe Henan 462000）

Abstract： This paper first analyzed the system structure of hydrological telemetering station， and then discussed the common faults and causes of hydrological telemetry stations. Finally， it put forward the general measures to prevent and solve the daily failures of hydrological telemetry stations， so as to effectively improve the maintenance and management level of hydrological telemetry stations， and provide practical reference for the personnel of hydrometric telemetry stations.

Keywords： hydrological telemetry station；common faults；treatment method

水文遙測站的建立和應用有效增大了水文實時檢測的站點密度和覆蓋范圍，全方位提升了水文數(shù)據(jù)信息收集的自動化水平，為防洪減災等水文預測工作奠定了堅實的數(shù)據(jù)基礎。但隨著水文遙測系統(tǒng)投入使用的時間越來越長，在正常維護過程中難免會出現(xiàn)一系列問題，以水文遙測站的問題居多。

1 水文遙測站結構

水文遙測站是各類水文遙測設備的集合，肩負著水文數(shù)據(jù)信息收集、傳輸、處理等多項任務。水文遙測站的結構簡單，大致可以分為四部分，包括遙測終端模塊（RTU）、遙測供電模塊、遙測數(shù)據(jù)采集模塊和遙測數(shù)據(jù)傳輸模塊。四個模塊協(xié)調(diào)配合，共同形成一個完整的水文遙測站工作系統(tǒng)，可以完成水文數(shù)據(jù)信息采集自動化、水文數(shù)據(jù)信息輸送自動化等。其中，遙測終端模塊（RTU）是水文遙測站的核心組件，主要由鍵盤、液晶屏、主板CPU等構成；遙測數(shù)據(jù)采集模塊由水位計、雨量計、接口板都部件構成。遙測終端模塊（RTU）和遙測數(shù)據(jù)采集模塊的作用是負責水文數(shù)據(jù)信息（水位信息、雨量信息等）的實時收集、信息存儲和數(shù)據(jù)傳輸控制等工作。遙測數(shù)據(jù)傳輸模塊有三個主要部分，分別是天線、通信模塊和信號防雷器，天線接收通信信號，通過通信模塊連接遙測終端模塊（RTU）的數(shù)據(jù)傳輸信道，將水文數(shù)據(jù)信息（水位信息、雨量信息等）實時整點傳輸給中心站。遙測供電模塊一般由外置太陽能電池板、充電控制設備和可存儲電能的蓄電池或者鋰電池組成，滿足水文遙測站系統(tǒng)基本的用電需求。水文遙測站結構見圖1。

2 水文遙測站常見的故障及原因

2.1 水文遙測站常見的故障

水文遙測站發(fā)生的故障大致可以分為硬件故障和軟件故障兩個類型。其中，硬件故障主要是由于水文遙測站系統(tǒng)的某個功能模塊硬件損壞或者缺少帶來的。比如，遙測終端模塊（RTU）的主板功能缺失，導致無法正常接收、處理和傳送信息。遙測供電模塊中太陽能電池板電能輸出不足，充電蓄電池老化等故障導致無法滿足水文遙測站系統(tǒng)的用電需求。遙測數(shù)據(jù)采集模塊水位計、雨量計器件損壞，可能會導致無法采集有效的水文數(shù)據(jù)信息（水位信息、雨量信息等）或者信息失真。除此之外，還會出現(xiàn)各類因為線路老化而出現(xiàn)的系統(tǒng)癱瘓故障。軟件故障主要是由于數(shù)據(jù)信息傳輸過程中通信協(xié)議紊亂而造成的。通過對本站多年故障數(shù)據(jù)分析得知，水文遙測站主要受硬件故障影響，70%的常見故障是由于器件老化、外部損壞等原因引起的，25%的常見故障是由于軟件故障造成的，主要受通信中斷、信號干擾等因素的影響，5%的故障是由工作人員人為操作不當引起的。因此，在水文遙測站常見故障預防和處理過程中，應該重點分析水文遙測站常見的硬件故障，同時兼顧軟件故障及操作不當?shù)墓收蟍1]。

2.2 故障原因

水文遙測站發(fā)生故障的原因很多，簡單來說可以分為外部原因和內(nèi)部原因兩大部分。外部原因主要是設備一般長期處于室外環(huán)境，缺少相應的保護措施，溫差大，氣候惡劣，且水文遙測站地理位置偏僻，人工維護難度大等。內(nèi)部原因主要是設備壽命受設備器件的影響，個別組件壽命較短，如主板CPU、接口電路老化現(xiàn)象等。在水文遙測站的日常工作過程中，偶爾也會因為人為操作不當?shù)仍蛟斐伤倪b測站故障，導致其無法正常運行，從而帶來一定的經(jīng)濟和數(shù)據(jù)損失。如果可以針對水文遙測站經(jīng)常出現(xiàn)的一些故障給出快速有效的解決辦法，將在很大程度上提升水文遙測站的運行效率，避免或大大減小因各種因素帶來的故障損失[2]。

3 水文遙測站常見故障處理方法

3.1 水文遙測站故障預防原則

組織人員定期對水文遙測站系統(tǒng)的硬件進行維護和檢修，及時優(yōu)化水文遙測站戶外設備的周邊環(huán)境，為水文遙測站的戶外設備提供良好的使用環(huán)境，避免大溫差、強腐蝕等極端環(huán)境的出現(xiàn)。定期更換供電設備，保證供電的持續(xù)性。本著先更換后維修的基本原則，避免因為設備故障導致系統(tǒng)癱瘓的情況出現(xiàn)。

3.2 水文遙測站供電故障處理

水文遙測站的一切工作都基于供電，沒有供電，水文遙測站的工作將無法順利進行。遇到系統(tǒng)斷電或間歇供電的情況時，應首先考慮更換電源設備，保證水文遙測站能正常工作。然后，對更換的電源設備進行檢修，對線路、指示燈、電流電壓等基本指標進行測試，找出故障點。在無備用供電設備的條件下，首先應測量蓄電池或者鋰電池電壓是否合格，判斷電池的性能是否穩(wěn)定。若不合格，則要馬上更換電池，然后測試太陽能電池板輸出，如正常輸出則可以排除太陽能電池板故障。若太陽能電池板和充電蓄電池等均無故障，則重點檢查系統(tǒng)線路是否接觸不良或者充電控制器工作指示燈是否亮起等。在線路一切正常且太陽能電池板和蓄電池均穩(wěn)定的情況下，則重點考慮充電控制故障。

3.3 中心站數(shù)據(jù)消失故障處理

①檢查水文遙測站系統(tǒng)供電是否存在故障，遙測供電模塊各部分線路是否有老化現(xiàn)象、線頭連接是否出現(xiàn)松動，電池、太陽能電池板輸出電壓是否滿足工作電壓要求等。若有問題，要及時采取措施解決。

②檢查遙測終端模塊（RTU）是否正常工作。通過液晶顯示屏可以看到終端模塊的工作信息，若發(fā)現(xiàn)頁面靜止或者出現(xiàn)黑屏、藍屏等現(xiàn)象，則可以判斷出現(xiàn)故障。如果按重置鍵問題仍未解決，則應解決終端模塊的主板故障。

③檢查數(shù)據(jù)傳輸模塊各類工作指示燈是否正常。遙測數(shù)據(jù)傳輸模塊中有各種數(shù)據(jù)傳輸指示燈，發(fā)送一組測試數(shù)據(jù)，觀察工作指示燈是否正常，對出現(xiàn)故障的部分則應考慮更換電路板。

④檢查各模塊接口線路是否存在故障，是否出現(xiàn)接觸不良、短路斷路等故障現(xiàn)象。

3.4 遙測數(shù)據(jù)采集模塊處理方法

①檢查采集接口電路是否發(fā)生故障，接觸是否良好，若電路正常，則檢查水位器和雨量器是否正常，若存在故障，則要立刻更換水位器和雨量器；②檢查數(shù)據(jù)傳輸線是否出現(xiàn)腐蝕風化等故障，通信線路是否正常，是否出現(xiàn)接錯或者接反的情況，若存在故障，則要重新布線；③手動測試水位計或者雨量器顯示是否故障，觀察終端機雨量或者水位變化情況和手動測試的模擬值量值是否相同，確定故障后要立刻更換水位計或雨量器。

4 結語

水文遙測站是水文巡測工作的基礎，其可以為水文遙測系統(tǒng)提供安全、可靠、準確的水文數(shù)據(jù)信息，為災情預測、防洪防汛等提供有力的技術支持。面對水文遙測站日常工作中經(jīng)常會出現(xiàn)的各類故障問題，通過整理分析發(fā)生故障的原因，在實踐工作中總結應對各類故障的處理方法，可以有效提升水文遙測站的運行水平和服務質量。

參考文獻：

[1]龔然會.水文遙測系統(tǒng)站內(nèi)信息顯示終端設計[J].廣西水利水電，2016（11）：15-16.

[2]劉鐵剛，黃靖.水文遙測的探討[J].中國西部科技，2017（1）：18-19.