水資源監(jiān)測(cè)站試運(yùn)行考核相關(guān)問(wèn)題研究

陳錦云 ，梅 林 ，董建凡 ，鄭孝慶

（1. 廣西壯族自治區(qū)水資源管理服務(wù)中心，廣西 南寧 530023；2. 水利部信息中心，北京 100053）

根據(jù) SZY 202—2016《水資源監(jiān)測(cè)站建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則》[1]，水資源監(jiān)測(cè)站單站安裝調(diào)試完成后，首先應(yīng)逐個(gè)進(jìn)行安裝階段驗(yàn)收，驗(yàn)收合格的可進(jìn)入站群整體試運(yùn)行，不合格的要繼續(xù)進(jìn)行安裝調(diào)試，站群試運(yùn)行是開(kāi)展合同完工驗(yàn)收前的必經(jīng)程序。按水利部及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、文件的要求，廣西水資源監(jiān)控能力建設(shè)項(xiàng)目辦公室開(kāi)展了水資源監(jiān)測(cè)站群的試運(yùn)行工作，在試運(yùn)行工作實(shí)踐中，經(jīng)深入分析，發(fā)現(xiàn)個(gè)別考核指標(biāo)與站群實(shí)際試運(yùn)行情況有所偏離或者難以實(shí)際實(shí)施。在全面分析站群試運(yùn)行工作內(nèi)容及考核評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)體系的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際工作對(duì)考核指標(biāo)提出一些改進(jìn)意見(jiàn)，使站群試運(yùn)行考核工作更具可操作性。

1 試運(yùn)行必備條件

站群整體試運(yùn)行前，應(yīng)對(duì)照安裝設(shè)計(jì)圖紙和設(shè)備清單逐個(gè)測(cè)站進(jìn)行檢查驗(yàn)收，檢查驗(yàn)收內(nèi)容主要包括資料、安裝質(zhì)量及功能檢查驗(yàn)收。資料檢查驗(yàn)收內(nèi)容包括站點(diǎn)資料（一站一冊(cè)）、技術(shù)文檔和隨機(jī)文件 3 個(gè)部分；安裝質(zhì)量及功能檢查驗(yàn)收內(nèi)容包括監(jiān)測(cè)站外觀及完整性、安裝質(zhì)量、功能性能指標(biāo)、數(shù)據(jù)上報(bào)情況、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)合理性 5 個(gè)部分。開(kāi)展工作時(shí)，可先進(jìn)行內(nèi)業(yè)檢查，重點(diǎn)從資料正確性、完整性與合理性，以及報(bào)文收發(fā)連續(xù)性、及時(shí)性等方面進(jìn)行審核，內(nèi)業(yè)檢查符合要求再進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢查驗(yàn)收。現(xiàn)場(chǎng)檢查驗(yàn)收的重點(diǎn)是：對(duì)照設(shè)備配置清單，檢查監(jiān)測(cè)站設(shè)備完整性及安裝調(diào)試完成情況；通過(guò)監(jiān)控平臺(tái)查詢監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)聯(lián)調(diào)接收情況；通過(guò)查讀計(jì)量器具示值、數(shù)傳設(shè)備（RTU）示值、監(jiān)控平臺(tái)接收數(shù)據(jù)，檢查三者之間的一致性。特別值得注意的是，要求具備遠(yuǎn)程配置參數(shù)功能的監(jiān)測(cè)站，還要進(jìn)行遠(yuǎn)程配置監(jiān)測(cè)設(shè)備參數(shù)、校時(shí)、IP 更改等實(shí)際操作檢查，當(dāng)具備了上述條件后，可進(jìn)行安裝階段驗(yàn)收，安裝階段驗(yàn)收合格的站點(diǎn)方可進(jìn)入站群整體試運(yùn)行。

2 站群試運(yùn)行考核

站群試運(yùn)行開(kāi)始前，應(yīng)當(dāng)編制考核大綱（或工作方案），明確試運(yùn)行組織管理與工作職責(zé)、試運(yùn)行考核目標(biāo)與指標(biāo)、考核指標(biāo)判標(biāo)準(zhǔn)與處理辦法、故障響應(yīng)與控制要求、試運(yùn)行結(jié)束條件與提交成果要求等內(nèi)容，參與試運(yùn)行工作各方應(yīng)按大綱（或工作方案）認(rèn)真履職。

試運(yùn)行組織管理一般由建設(shè)單位（項(xiàng)目業(yè)主）負(fù)責(zé)，職責(zé)劃分按項(xiàng)目承建單位（施工單位）、集成單位（監(jiān)控平臺(tái)開(kāi)發(fā)單位）、監(jiān)理單位和取用水戶監(jiān)督管理單位（一般為相關(guān)水行政主管部門(mén)）、受監(jiān)控單位（取用水戶）區(qū)別確定。

2.1 試運(yùn)行考核指標(biāo)設(shè)定

根據(jù) SZY 202—2016《水資源監(jiān)測(cè)站建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則》7.2 的規(guī)定，試運(yùn)行考核指標(biāo)一般有：設(shè)備可靠性、運(yùn)行完好率、系統(tǒng)到報(bào)率（含上報(bào)率、完整率和及時(shí)率，以下簡(jiǎn)稱三率）、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)（流量和水位）準(zhǔn)確性等方面。

2.1.1 設(shè)備可靠性

設(shè)備可靠性是指站群設(shè)備運(yùn)行應(yīng)可靠穩(wěn)定，主要設(shè)備平均無(wú)故障時(shí)間（MTBF）大于等于 25 000 h，當(dāng)小于此指標(biāo)要求時(shí)，應(yīng)對(duì)故障設(shè)備予以更換。

2.1.2 運(yùn)行完好率

運(yùn)行完好率是指每天正常運(yùn)行監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)量占當(dāng)天參與試運(yùn)行的全部監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)量的比例，按取用水監(jiān)測(cè)站和水源地水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站 2 種情況判斷。

1）取用水監(jiān)測(cè)站，其完好率大于等于 95% 是通過(guò)試運(yùn)行的必備條件。具體地，要求試運(yùn)行期間站群連續(xù)運(yùn)行 30 d 的完好率大于等于 95%，且采集的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)已接入省級(jí)節(jié)點(diǎn)信息平臺(tái)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)。當(dāng)部分站點(diǎn)出現(xiàn)各種故障（含斷電或者電源故障等），導(dǎo)致系統(tǒng)（站群）持續(xù)運(yùn)行 30 d 的運(yùn)行完好率低于 95%，承建單位應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)排查，并在 72 h 內(nèi)排除故障、完成整改和消缺，整改結(jié)果需經(jīng)過(guò)監(jiān)理方確認(rèn)，并做出詳細(xì)記錄。如試運(yùn)行期間出現(xiàn) 3 次以上不能在 72 h 內(nèi)完成整改的故障，導(dǎo)致運(yùn)行完好率連續(xù)低于 95%（因不可抗力或受人為惡意破壞的情況影響除外），則將判定不能通過(guò)試運(yùn)行。

2）水源地水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站，其完好率要求試運(yùn)行期內(nèi)連續(xù) 30 d 正常運(yùn)行。具體地，應(yīng)連續(xù) 30 d 運(yùn)行正常無(wú)故障、監(jiān)測(cè)參數(shù)齊全無(wú)間斷，且監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)已采集進(jìn)入監(jiān)控平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)，運(yùn)行完好率即為達(dá)標(biāo)。

2.1.3 系統(tǒng)到報(bào)率評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)

試運(yùn)行期間每天記錄系統(tǒng)三率，要求考核期滿時(shí)累計(jì)三率均大于等于 90%。計(jì)算水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站完整率時(shí)，應(yīng)按全部監(jiān)測(cè)項(xiàng)目傳送條數(shù)累加計(jì)算。如果三率指標(biāo)中的一項(xiàng)低于規(guī)定，承建單位應(yīng)在 72 h內(nèi)排除故障、完成整改和消缺，其結(jié)果需經(jīng)過(guò)監(jiān)理方確認(rèn)，并做出詳細(xì)記錄，將三率恢復(fù)至 90% 以上，否則將認(rèn)定為試運(yùn)行不合格。三率具體計(jì)算方法如下：

1）上報(bào)率 = 每天上報(bào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù) /（應(yīng)報(bào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)×統(tǒng)計(jì)天數(shù)）× 100%，應(yīng)報(bào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)為參與試運(yùn)行全部監(jiān)測(cè)點(diǎn)總數(shù)。

2）完整率 =（∑ 每天監(jiān)測(cè)點(diǎn)上報(bào)小時(shí)水量條數(shù) +∑ 每天監(jiān)測(cè)點(diǎn)上報(bào)日水量條數(shù)）/（應(yīng)報(bào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù) ×25× 統(tǒng)計(jì)天數(shù)）×100%。

3）及時(shí)率 =（∑ 每天監(jiān)測(cè)點(diǎn)按時(shí)上報(bào)小時(shí)水量條數(shù) + ∑ 每天監(jiān)測(cè)點(diǎn)按時(shí)上報(bào)日水量條數(shù)）/（應(yīng)報(bào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù) ×25× 統(tǒng)計(jì)天數(shù)）×100%。

按時(shí)的定義為小時(shí)水量按北京時(shí)間每個(gè)小時(shí)整點(diǎn)報(bào)送 1 次，日水量（上一天的日水量）在每天 8 時(shí)整報(bào)送，日水量統(tǒng)計(jì)時(shí)長(zhǎng)為當(dāng)日 0 時(shí)至次日 0 時(shí)。平臺(tái)接收小時(shí)和日水量的時(shí)間最遲不得超過(guò) 6 h（含延遲到下一日），否則視為不按時(shí)。

2.1.4 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性要求

試運(yùn)行期間應(yīng)對(duì)流量、水位等監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效性監(jiān)視，當(dāng)站點(diǎn)出現(xiàn)異常值時(shí)（連續(xù)負(fù)值、極大值、突變值等），在完成報(bào)文接收、數(shù)據(jù)庫(kù)等檢查確認(rèn)后，承建單位應(yīng)派出技術(shù)人員赴現(xiàn)場(chǎng)排查，在 72 h內(nèi)排除故障、完成整改和消缺，并重新進(jìn)行比對(duì)監(jiān)測(cè)，確保測(cè)量精度的準(zhǔn)確性，其結(jié)果需經(jīng)過(guò)監(jiān)理方確認(rèn)，并做出詳細(xì)記錄，對(duì)恢復(fù)故障的站點(diǎn)要繼續(xù)進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)，如站點(diǎn)完成整改和消缺后仍出現(xiàn)異常值，且該類型站點(diǎn)數(shù)量超過(guò)投入試運(yùn)行站點(diǎn)總數(shù)量的 10%，則將認(rèn)定不能通過(guò)試運(yùn)行。

2.2 故障響應(yīng)與質(zhì)量控制要求

2.2.1 監(jiān)測(cè)值與標(biāo)準(zhǔn)值偏差響應(yīng)

監(jiān)測(cè)值與標(biāo)準(zhǔn)值偏差，是將讀取到的監(jiān)測(cè)示值與按國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法進(jìn)行人工監(jiān)測(cè)得到的數(shù)值進(jìn)行比較，兩者之間的差值為偏差。具體偏差允許范圍按國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定執(zhí)行。出現(xiàn)大于允許偏差范圍的監(jiān)測(cè)站數(shù)量，是站群質(zhì)量的反映，應(yīng)按以下方法進(jìn)行質(zhì)量控制：

1）水質(zhì)監(jiān)測(cè)站應(yīng)按全部試運(yùn)行站點(diǎn)總數(shù)的100% 進(jìn)行偏差比對(duì)。可將采用人工取樣經(jīng)實(shí)驗(yàn)室分析（國(guó)標(biāo)方法）所得的監(jiān)測(cè)結(jié)果（標(biāo)準(zhǔn)值），與水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站示值（與人工現(xiàn)場(chǎng)取樣同一時(shí)間的自動(dòng)監(jiān)測(cè)結(jié)果）進(jìn)行比較，若兩者偏差大于允許偏差的1/2 以上時(shí)，應(yīng)先進(jìn)行設(shè)備調(diào)試再開(kāi)展試運(yùn)行。

2）取水監(jiān)測(cè)站可參照水利行業(yè)平行檢測(cè)規(guī)范，按投入試運(yùn)行監(jiān)測(cè)站總數(shù)的 7% 比例抽樣進(jìn)行偏差比對(duì)?？蓪⒂?jì)量校準(zhǔn)結(jié)果（標(biāo)準(zhǔn)值）與取水監(jiān)測(cè)站示值（與校準(zhǔn)同時(shí)的監(jiān)測(cè)值）進(jìn)行比較，若兩者偏差大于 ±3% 時(shí)，應(yīng)先進(jìn)行設(shè)備調(diào)校再開(kāi)展試運(yùn)行。

2.2.2 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)異常響應(yīng)

如果出現(xiàn)監(jiān)測(cè)水量極大值（如超最大取水能力、異常大等）、極小值（如零值、負(fù)值等）、空值，或者監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不穩(wěn)定頻繁波動(dòng)等問(wèn)題，承建單位應(yīng)及時(shí)檢查故障原因并限時(shí)排除故障，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整編和修正。

1）水質(zhì)監(jiān)測(cè)站出現(xiàn)監(jiān)測(cè)值負(fù)值或零值時(shí)啟動(dòng)異常響應(yīng)。具體地，當(dāng) pH、夏季水溫、電導(dǎo)率等出現(xiàn)零值，其他監(jiān)測(cè)參數(shù)出現(xiàn)負(fù)值時(shí)，基本可判斷監(jiān)測(cè)設(shè)備已發(fā)生故障。在一般情況下，應(yīng)根據(jù)水源實(shí)際水質(zhì)狀況（水源地水質(zhì)類別）或者供水廠和其他管理部門(mén)同期水質(zhì)監(jiān)測(cè)成果進(jìn)行比較，若水質(zhì)指標(biāo)或者類別兩者存在較大差異，可初步判斷監(jiān)測(cè)錯(cuò)誤，應(yīng)及時(shí)檢查故障原因并限時(shí)排除故障。

2）取水監(jiān)測(cè)站出現(xiàn)監(jiān)測(cè)值超閾值時(shí)啟動(dòng)異常響應(yīng)。具體地，應(yīng)參考取水許可水量（取水許可證或取水許可登記表中載明的日最大取水能力），以及管道設(shè)計(jì)、水泵額定流量等指標(biāo)，在對(duì)實(shí)際取用水情況進(jìn)行調(diào)查的基礎(chǔ)上，進(jìn)行分析對(duì)比和數(shù)據(jù)修正。

2.2.3 設(shè)備發(fā)生故障響應(yīng)

通過(guò)監(jiān)控平臺(tái)檢查，遇到以下情況時(shí)應(yīng)當(dāng)及時(shí)處理：

1）數(shù)據(jù)不上報(bào)或上報(bào)次數(shù)、及時(shí)率明顯不能符合要求。應(yīng)當(dāng)初步判斷為設(shè)備故障，承建單位應(yīng)立即檢查故障原因并限時(shí)（72 h 以內(nèi)）排除故障，進(jìn)行整改和消缺。

2）取用水戶自行計(jì)量數(shù)據(jù)與本項(xiàng)目計(jì)量設(shè)備數(shù)據(jù)嚴(yán)重不一致。不管取水戶對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果是否提出計(jì)量質(zhì)疑，承建單位都應(yīng)首先對(duì)監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)行安裝調(diào)試檢查，同時(shí)收集管道最大取水能力、取用水習(xí)慣、批準(zhǔn)的用水計(jì)劃及日常用水記錄等相關(guān)資料，對(duì)監(jiān)測(cè)水量進(jìn)行復(fù)核計(jì)算。若仍存在明顯不一致的，按照規(guī)定委托有相關(guān)資質(zhì)的第三方進(jìn)行計(jì)量檢測(cè)（或校準(zhǔn)）或向計(jì)量行政主管部門(mén)申請(qǐng)計(jì)量檢定仲裁，條件具備時(shí)應(yīng)申請(qǐng)納入強(qiáng)制檢定范圍。

2.3 試運(yùn)行結(jié)束條件

當(dāng)取用水監(jiān)測(cè)站試運(yùn)行時(shí)間大于 3 個(gè)月，水源地水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站試運(yùn)行時(shí)間大于 1 個(gè)月，應(yīng)當(dāng)及時(shí)對(duì)試運(yùn)行期間的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行匯總統(tǒng)計(jì)，符合以下條件的即可結(jié)束試運(yùn)行，以便進(jìn)行驗(yàn)收、移交應(yīng)用等工作：

1）設(shè)備運(yùn)行與數(shù)據(jù)上報(bào)的各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)標(biāo)。具體地，設(shè)備的 TMTBF大于等于 25 000 h；水源地水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站應(yīng)連續(xù)運(yùn)行 30 d 無(wú)故障。站群持續(xù)運(yùn)行 30 d 的運(yùn)行完好率大于等于 95%。持續(xù) 30 d 起算時(shí)間從試運(yùn)行結(jié)束之日起往前倒推，達(dá)到 30 d 以上即可。站群監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)上報(bào)率、完整率、及時(shí)率均大于等于 90%。

2）試運(yùn)行期間監(jiān)測(cè)站點(diǎn)運(yùn)行過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的相關(guān)問(wèn)題整改消缺已完成。如果試運(yùn)行期間出現(xiàn)因平臺(tái)或者網(wǎng)絡(luò)故障引起監(jiān)測(cè)站點(diǎn)批量掉線的問(wèn)題，項(xiàng)目總承包單位（集成或監(jiān)控平臺(tái)開(kāi)發(fā)單位）應(yīng)在 24 h內(nèi)恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)與平臺(tái)正常運(yùn)行，故障期間的監(jiān)測(cè)站群試運(yùn)行情況參考補(bǔ)發(fā)的數(shù)據(jù)判斷并填報(bào)試運(yùn)行指標(biāo)記錄表。

如因個(gè)別監(jiān)測(cè)站點(diǎn)連續(xù)不達(dá)標(biāo)導(dǎo)致監(jiān)測(cè)站群試運(yùn)行指標(biāo)不達(dá)標(biāo)，可將此系列監(jiān)測(cè)站點(diǎn)從本次試運(yùn)行監(jiān)測(cè)站群剔除，整改后順延至與下一批監(jiān)測(cè)站站群合并后重新開(kāi)展試運(yùn)行考核。

如不能達(dá)到上述條件，承建單位應(yīng)全面排查原因，對(duì)系統(tǒng)（站群）進(jìn)行排查整改，整改完成后重新開(kāi)始試運(yùn)行。

3 實(shí)例研究

針對(duì)國(guó)家水資源監(jiān)控能力建設(shè)廣西項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)例研究，站群試運(yùn)行范圍包括取用水監(jiān)測(cè)站 1 804 個(gè)（非農(nóng)站點(diǎn) 1 300 個(gè)、農(nóng)業(yè)站點(diǎn) 504 個(gè)），要求非農(nóng)站點(diǎn)持續(xù) 30 d 站群正常運(yùn)行率達(dá) 95% 以上，數(shù)據(jù)上報(bào)率達(dá)到 95%，完整率達(dá)到 90%，及時(shí)率達(dá)到80%，農(nóng)業(yè)取用水站群監(jiān)測(cè)信息在灌溉引水期內(nèi)至少有連續(xù)日（不低于 7 d）取水量數(shù)據(jù)上報(bào)且及時(shí)接入省級(jí)平臺(tái)交換庫(kù)；水源地水質(zhì)監(jiān)測(cè)站 31 個(gè)，要求持續(xù) 30 d 站群正常按 6 次/d 間隔（即每天監(jiān)測(cè)時(shí)點(diǎn)分別為北京時(shí)間 04:00，08:00，12:00，16:00，20:00，24:00）監(jiān)測(cè)運(yùn)行率達(dá) 95% 以上、監(jiān)測(cè)參數(shù)齊全，數(shù)據(jù)上報(bào)率達(dá)到 95%，完整率達(dá)到 90%，及時(shí)率達(dá)到 80%。站群試運(yùn)行時(shí)間為 2019 年 5—7 月。

3.1 試運(yùn)行考核指標(biāo)情況

3.1.1 系統(tǒng)運(yùn)行完好率情況

隨著試運(yùn)行工作推進(jìn)，站群完好率不斷提高，但是仍不能完全消除隨機(jī)事件導(dǎo)致的完好率下降。試運(yùn)行期間站群完好率情況如圖 1 所示。

圖 1 試運(yùn)行期間站群完好率隨日期變化曲線

3.1.2 系統(tǒng)到報(bào)情況

試運(yùn)行期間，取用水監(jiān)測(cè)點(diǎn)（非農(nóng)業(yè)、農(nóng)業(yè)）及水源地水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)站三率指標(biāo)情況如下：

1）1 300 個(gè)非農(nóng)業(yè)取用水監(jiān)測(cè)站（站群）5 月1 日—7 月 31 日三率統(tǒng)計(jì)情況如圖 2 所示，選取 5 月 1—31 日進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，上報(bào)率為 97.22%，完整率為 97.22%，及時(shí)率為 94.21%，正常運(yùn)行率為 95.00%，滿足非農(nóng)業(yè)取用水在線監(jiān)測(cè)站點(diǎn)達(dá)到持續(xù)運(yùn)行 30 d 正常運(yùn)行率、上報(bào)率、完整率、及時(shí)率分別大于等于 95% ，95%，90%，80% 的要求。

圖 2 試運(yùn)行期間非農(nóng)業(yè)取用水監(jiān)測(cè)站（站群）三率統(tǒng)計(jì)情況

2）504 個(gè)農(nóng)業(yè)取用水監(jiān)測(cè)站（站群）5 月 1 日—7 月 31 日三率統(tǒng)計(jì)情況如圖 3 所示，監(jiān)測(cè)信息滿足在灌溉引水期內(nèi)至少有連續(xù) 7 d 取用水量數(shù)據(jù)上報(bào)且及時(shí)接入省級(jí)平臺(tái)交換庫(kù)的要求，試運(yùn)行情況達(dá)標(biāo)。

圖 3 試運(yùn)行期間農(nóng)業(yè)取用水監(jiān)測(cè)站（站群）三率統(tǒng)計(jì)情況

3）31 個(gè)飲用水水源地水質(zhì)監(jiān)測(cè)站 5 月 1 日—7 月31 日三率統(tǒng)計(jì)情況詳如圖 4 所示，選取 5 月 1—31 日進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，上報(bào)率為 99.55%，完整率為 94.29%，及時(shí)率為 94.29%，正常運(yùn)行率為 96.55%，水質(zhì)監(jiān)測(cè)站的完整率與及時(shí)率基本一致，故曲線重合。滿足列入“全國(guó)重要飲用水水源地目錄”的地表水水源地水質(zhì)站點(diǎn)投入試運(yùn)行，且連續(xù) 30 d 站群正常按 6 次/d 間隔，監(jiān)測(cè)運(yùn)行率達(dá) 95% 以上，監(jiān)測(cè)參數(shù)齊全，數(shù)據(jù)上報(bào)率達(dá)到 95%，完整率達(dá)到 90%，及時(shí)率達(dá)到 80% 的試運(yùn)行考核要求。

圖 4 試運(yùn)行期間飲用水水源地水質(zhì)監(jiān)測(cè)站（站群） 三率統(tǒng)計(jì)情況

3.1.3 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性

經(jīng)過(guò)對(duì)試運(yùn)行期間出現(xiàn)的各種問(wèn)題整改消缺，并對(duì)異常數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，監(jiān)測(cè)到的水量、水質(zhì)數(shù)據(jù)基本符合真實(shí)情況。

1）取用水監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)基本符合實(shí)際情況。a. 通過(guò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)整理收集各取用水監(jiān)測(cè)站點(diǎn)取水量閾值，控制取用水監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)上下限；b. 水利部水資源監(jiān)控能力建設(shè)項(xiàng)目辦公室通過(guò)統(tǒng)一下發(fā)的水資源監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)處理軟件排查異常監(jiān)測(cè)站點(diǎn)。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，廣西本級(jí)平臺(tái)采用小時(shí)水量累計(jì)計(jì)算日用水量的方式，試運(yùn)行期間累計(jì)監(jiān)測(cè)水量為 44.55 億 m3（不含特殊區(qū)站點(diǎn)），其中非農(nóng)業(yè)累計(jì)監(jiān)測(cè)水量為 10.58 億 m3，農(nóng)業(yè)累計(jì)監(jiān)測(cè)水量為 33.97 億 m3。

2）水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)試運(yùn)行期間未出現(xiàn)明顯異常。系統(tǒng)里尚無(wú)檢查處理機(jī)制，主要通過(guò)第三方比測(cè)解決監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量問(wèn)題。

3.2 試運(yùn)行期間故障響應(yīng)與質(zhì)量控制要求

站群試運(yùn)行期間，偶發(fā)監(jiān)測(cè)站故障問(wèn)題，均及時(shí)進(jìn)行排查檢修。取用水監(jiān)測(cè)站點(diǎn)存在的主要問(wèn)題包括通信信號(hào)不穩(wěn)定、關(guān)停并轉(zhuǎn)或其他客觀原因、人為破壞、設(shè)備故障等。如受廣西 2019 年 4 月開(kāi)始的汛期強(qiáng)對(duì)流天氣及暴雨影響，現(xiàn)場(chǎng)移動(dòng)公司基站 2G/3G 信號(hào)不穩(wěn)定，導(dǎo)致數(shù)據(jù)上傳存在間歇性；廣西扶南東亞糖業(yè)有限公司、廣西華錫集團(tuán)股份有限公司車河選礦廠（回水泵房）等取水戶正在管道改造，設(shè)備待遷移；河池市自來(lái)水有限責(zé)任公司城西水廠 1 號(hào)井監(jiān)測(cè)表頭損壞，容縣城南供水有限公司 RTU 設(shè)備損壞，廣西東泥天等水泥有限公司太陽(yáng)能接進(jìn)線接觸不良，導(dǎo)致太陽(yáng)能饋電等設(shè)備故障。

對(duì)于試運(yùn)行期間出現(xiàn)的問(wèn)題，均督促承建單位對(duì)不正常監(jiān)測(cè)站 72 h 內(nèi)趕赴現(xiàn)場(chǎng)核查并完成數(shù)據(jù)恢復(fù)上報(bào)處置。

3.3 試運(yùn)行結(jié)論

廣西水資源監(jiān)控能力建設(shè)項(xiàng)目站群試運(yùn)行時(shí)間為 2019 年 5 月 1 日—7 月 31 日，站群試運(yùn)行工作順利，試運(yùn)行各項(xiàng)指標(biāo)滿足要求，運(yùn)行穩(wěn)定，在線率符合條件要求，滿足技術(shù)評(píng)估條件。

4 相關(guān)問(wèn)題研究

實(shí)際工作中，在對(duì)各項(xiàng)試運(yùn)行指標(biāo)進(jìn)行考核時(shí)，發(fā)現(xiàn)個(gè)別指標(biāo)沒(méi)有具體可行的統(tǒng)計(jì)方法，個(gè)別指標(biāo)還存在評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不夠合理等方面問(wèn)題。

4.1 完好率考核標(biāo)準(zhǔn)過(guò)于嚴(yán)格

根據(jù)試運(yùn)行結(jié)束條件，站群持續(xù)運(yùn)行 30 d 的運(yùn)行完好率大于等于 95% 才算通過(guò)試運(yùn)行，此條件過(guò)于嚴(yán)格，不符合目前我國(guó)水資源自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)與設(shè)備大多數(shù)屬于民用等級(jí)，很少采用工業(yè)級(jí)甚至軍工級(jí)產(chǎn)品的實(shí)際情況，監(jiān)測(cè)設(shè)備智能化、模塊化技術(shù)也還不夠成熟，國(guó)內(nèi)各監(jiān)控設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)大多數(shù)仍為小型企業(yè)，大多數(shù)均是購(gòu)買第三方配件進(jìn)行組裝生產(chǎn)，產(chǎn)品研發(fā)和售后服務(wù)能力有限，生產(chǎn)的水資源遙測(cè)終端機(jī)性能穩(wěn)定性還不夠高，十分容易受雷電、電磁、電流波動(dòng)等干擾影響，特別是計(jì)量傳感器，有時(shí)還不如傳統(tǒng)的機(jī)械式水表計(jì)量穩(wěn)定，相比國(guó)外而言，仍屬于中下水平。本項(xiàng)考核標(biāo)準(zhǔn)要求監(jiān)測(cè)站持續(xù)運(yùn)行 30 d 的完好率大于等于 95%，若中間有 1 d 不滿足，則將前功盡棄。例如，國(guó)家水資源監(jiān)控能力建設(shè)廣西（2016—2018 年）項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中，對(duì) 2016 年完成的 112 個(gè)取用水監(jiān)測(cè)站點(diǎn)進(jìn)行試運(yùn)行，試運(yùn)行期間為 2018 年 6 月 1 日—8 月 31 日，由于各種原因，站群試運(yùn)行完好率大于等于 95% 的連續(xù)最長(zhǎng)天數(shù)為 25 d，始終無(wú)法達(dá)到連續(xù) 30 d 的要求，原因有監(jiān)測(cè)站偶發(fā)故障、系統(tǒng)平臺(tái)問(wèn)題，還有人為、自然因素等各個(gè)方面，如果允許扣除一定因素和比例的故障站點(diǎn)后再計(jì)算（這些站點(diǎn)須整改），相對(duì)較容易接受。

為此，建議適當(dāng)降低比例要求，并采取按試運(yùn)行期間綜合計(jì)算完好率的方法，允許剔除一定比例的故障站點(diǎn)。此外，需要國(guó)家從政策層面進(jìn)行積極引導(dǎo)，建立完善市場(chǎng)激勵(lì)機(jī)制，提高監(jiān)測(cè)設(shè)備（主要是計(jì)量與數(shù)據(jù)采集設(shè)備）技術(shù)與質(zhì)量。實(shí)施部門(mén)要做好水資源監(jiān)控設(shè)備先進(jìn)技術(shù)推廣應(yīng)用的頂層設(shè)計(jì)，各項(xiàng)目實(shí)施單位在進(jìn)行設(shè)備采購(gòu)時(shí)，要嚴(yán)格執(zhí)行項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格設(shè)備質(zhì)量檢測(cè)管理，要做好招標(biāo)詳細(xì)設(shè)計(jì)報(bào)告，設(shè)計(jì)報(bào)告要有明確的技術(shù)性能與指標(biāo)參數(shù)要求，要有清晰齊全規(guī)范的設(shè)計(jì)（施工）圖紙，要有數(shù)據(jù)質(zhì)量及其接入考評(píng)方法規(guī)定，還要有監(jiān)測(cè)站建設(shè)施工須提供的資料清單目錄。要限制技術(shù)精度等級(jí)低、性能指標(biāo)差、功耗過(guò)高、穩(wěn)定性差的產(chǎn)品入圍招標(biāo)，基于這一點(diǎn)，建議統(tǒng)一編制水資源監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)站網(wǎng)設(shè)計(jì)施工方案，提供招標(biāo)設(shè)計(jì)文件范本，供今后各地自行補(bǔ)充開(kāi)展水資源監(jiān)測(cè)站建設(shè)時(shí)參考使用，保障此類項(xiàng)目自一開(kāi)始就朝著良性運(yùn)行、達(dá)標(biāo)可控、管理有效和應(yīng)用可行的方向邁進(jìn)。

4.2 主要設(shè)備的平均無(wú)故障時(shí)間無(wú)具體考核方法

SZY 202—2016《水資源監(jiān)測(cè)站建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則》7.2 規(guī)定，設(shè)備 TMTBF大于等于 25 000 h，SZY 203—2016《水資源監(jiān)測(cè)設(shè)備技術(shù)要求》[2]第 6 章規(guī)定，流量監(jiān)測(cè)儀器和遙測(cè)終端機(jī) TMTBF大于等于 25 000 h。當(dāng)不滿足此指標(biāo)要求時(shí)，應(yīng)對(duì)故障設(shè)備予以更換。

但在實(shí)際試運(yùn)行時(shí)，無(wú)法按照上述標(biāo)準(zhǔn)對(duì) MTBF 這項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行具體計(jì)算來(lái)考核的，首先，從時(shí)間上考慮，25 000 h 相當(dāng)于 2.85 a，而試運(yùn)行時(shí)間僅 3 個(gè)月，是難以按實(shí)際發(fā)生的平均無(wú)故障時(shí)間來(lái)統(tǒng)計(jì) MTBF 具體數(shù)值的；其次，MTBF 計(jì)算中要考慮產(chǎn)品中每個(gè)器件的失效率，但器件在不同的環(huán)境、使用條件下其失效率有很大的差別，例如，不同的環(huán)境、電壓下的失效率肯定是不同的，在計(jì)算可靠性指標(biāo)時(shí)，必須考慮各種因素，在試運(yùn)行過(guò)程中，幾乎無(wú)法通過(guò)人工進(jìn)行計(jì)算。

廣西水資源監(jiān)控能力建設(shè)項(xiàng)目辦公室采取按照產(chǎn)品故障率的計(jì)算方法進(jìn)行推算，以在試運(yùn)行期間產(chǎn)生故障的產(chǎn)品總數(shù)來(lái)進(jìn)行考核評(píng)價(jià)，具體如下：

產(chǎn)品的故障總數(shù)與壽命單位總數(shù)之比叫故障率（Failure rate），常用 λ 表示。例如正在運(yùn)行中的 100 只硬盤(pán)，1 a 之內(nèi)出現(xiàn)了 2 次故障，則每個(gè)硬盤(pán)的故障率為 0.02 次/a。當(dāng)產(chǎn)品的壽命服從指數(shù)分布時(shí)，其故障率的倒數(shù)即為 TMTBF。即 TMTBF=1/λ。

若已知 TMTBF，可反推得 λ =1/TMTBF。根據(jù) SZY 202—2016《水資源監(jiān)測(cè)站建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則》7.2 規(guī)定，設(shè)備 TMTBF≥25 000 h，約等于 2.85 a，即 34.2 個(gè)月，則每月的故障率為 λ =1/25 000 h =1/2.85 a =1/34.2 月即，0.029 2 次/月。按參與試運(yùn)行批次監(jiān)測(cè)設(shè)備推算，每個(gè)月平均出現(xiàn)故障的監(jiān)測(cè)設(shè)備總數(shù) = λ×0.029 2（個(gè)），若投入試運(yùn)行監(jiān)測(cè)設(shè)備為 1 000 個(gè)，則每個(gè)月平均出現(xiàn)故障的監(jiān)測(cè)設(shè)備總數(shù)= 1 000×0.029 2 = 29.2（個(gè)），實(shí)際工作中，按出現(xiàn)故障監(jiān)測(cè)設(shè)備總數(shù)小于 30 個(gè)/月進(jìn)行考核，3 個(gè)月累計(jì)出現(xiàn)故障監(jiān)測(cè)設(shè)備總數(shù)不應(yīng)多于 90 個(gè)（可重復(fù)計(jì)數(shù)），如超過(guò)此比例，承建單位應(yīng)對(duì)該批次設(shè)備進(jìn)行質(zhì)量溯源檢查并整改。實(shí)踐證明，這樣考核是基本可行的，得到各方的認(rèn)同。

4.3 試運(yùn)行考核指標(biāo)對(duì)水源地水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站不適用

本研究 2.1 提到的試運(yùn)行考核指標(biāo)，對(duì)取水監(jiān)測(cè)站試運(yùn)行是適用的，但對(duì)水源地水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站試運(yùn)行則不適用，且缺少操作性。在實(shí)際工作中，執(zhí)行 HJ 915—2017《地表水自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范（試行）》[3]的規(guī)定，主要對(duì)系統(tǒng)聯(lián)機(jī)與整體運(yùn)行情況、各個(gè)監(jiān)測(cè)儀器性能指標(biāo)、數(shù)據(jù)平臺(tái)運(yùn)行、采水和預(yù)處理、配水、反沖洗等功能及輔助設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行測(cè)試。具體考核方法如下：

1）以考核“儀器運(yùn)行有效率”是否達(dá)標(biāo)代替MBTF。要求“儀器運(yùn)行有效率”應(yīng)不小于 90%。儀器運(yùn)行有效率 = 有效運(yùn)行時(shí)數(shù)/運(yùn)行考核總時(shí)數(shù)×100%，其中，有效運(yùn)行時(shí)數(shù)為系統(tǒng)所有儀器設(shè)備運(yùn)行正常時(shí)其監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)有效的時(shí)數(shù)總和。儀器設(shè)備預(yù)熱、停電、校準(zhǔn)和公共通訊線路故障等引起的無(wú)效數(shù)據(jù)時(shí)數(shù)不計(jì)入運(yùn)行考核總時(shí)數(shù)和無(wú)效運(yùn)行時(shí)數(shù)中。

2）以第三方水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果，比對(duì)檢查設(shè)備監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，實(shí)際水樣檢測(cè)比對(duì)合格率應(yīng)不小于 85%。合格率是指比對(duì)合格次數(shù)占該水質(zhì)監(jiān)測(cè)站全部比對(duì)次數(shù)的比例。根據(jù)《國(guó)家水資源監(jiān)控能力建設(shè)項(xiàng)目地表水飲用水水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)指南（試行）》，比對(duì)合格是指：水溫相差在 ± 0.5℃，pH 相差在±0.5 以內(nèi)，溶解氧、電導(dǎo)率、濁度、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮等指標(biāo)值相對(duì)誤差小于等于 ±15%。

3）除了實(shí)際取樣比對(duì)外，還要進(jìn)行質(zhì)控樣比對(duì)，全面檢查儀器設(shè)備的檢出限與準(zhǔn)確度和精密度。比對(duì)符合性判斷標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行 HJ 915—2017《地表水自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范（試行）》附錄 A 表 A.2 的控制要求。

4.4 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性判斷方法和整編規(guī)則未作統(tǒng)一規(guī)定

SZY 202—2016《水資源監(jiān)測(cè)站建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則》規(guī)定，試運(yùn)行中要對(duì)流量、水位等監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性進(jìn)行考核，但該標(biāo)準(zhǔn)并沒(méi)有給出監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性判斷方法和整編規(guī)則。廣西水資源監(jiān)控能力建設(shè)項(xiàng)目辦公室開(kāi)展了監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)估、控制技術(shù)規(guī)程編制，初步提出了監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性判斷的方法和控制規(guī)程，簡(jiǎn)要介紹如下：

1）數(shù)據(jù)偏大的情形。某小時(shí)或者某日水量數(shù)據(jù)過(guò)大（單點(diǎn)跳變、持續(xù)大、異常大、某時(shí)段內(nèi)大等），超過(guò)通常小時(shí)水量或日水量的數(shù)倍，可認(rèn)為數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。整編規(guī)則是參照正常時(shí)段小時(shí)水量或者日水量進(jìn)行修訂，同時(shí)按取水許可水量（日最大取水流量）、運(yùn)行水泵銘牌標(biāo)稱額定流量等進(jìn)行校核。

2）數(shù)據(jù)偏小的情形。某小時(shí)或者某日水量數(shù)據(jù)過(guò)?。ㄘ?fù)值、單點(diǎn)跳變、持續(xù)小、異常小、某時(shí)段內(nèi)小等），小于通常小時(shí)或日水量的數(shù)倍，可認(rèn)為數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。整編規(guī)則是參照正常時(shí)段小時(shí)或日水量進(jìn)行修訂，同時(shí)按取水許可水量（日最大取水流量、日最小用水量等）、運(yùn)行水泵銘牌標(biāo)稱額定流量等進(jìn)行校核。

3）數(shù)據(jù)不匹配的情形。日水量與當(dāng)天的小時(shí)水量累計(jì)值不匹配，連續(xù)多日累計(jì)水量無(wú)變化（在用水、設(shè)備正常情況下），可認(rèn)為數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。應(yīng)檢查小時(shí)和日水量數(shù)據(jù)報(bào)送是否缺失，如缺失應(yīng)參照 1）和 2）方法進(jìn)行補(bǔ)全（假定取用水正常情況下），如無(wú)缺失，則應(yīng)查找是否為運(yùn)算程序、時(shí)間戳出錯(cuò)等問(wèn)題。

4）數(shù)據(jù)為 0 或者空值的情形。對(duì)水量出現(xiàn) 0 值或者空值的情況，應(yīng)當(dāng)查明真實(shí)取用水情況，如取用水戶不用水，則數(shù)據(jù)屬于正確范圍；如實(shí)際正在用水，可認(rèn)為數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，此時(shí)應(yīng)先對(duì)監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)行檢查維護(hù)，再按前述方法進(jìn)行整編修訂。

5）水質(zhì)監(jiān)測(cè)站參數(shù)數(shù)據(jù)為空的情形。若存在1 個(gè)或多個(gè)參數(shù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為空，則屬于監(jiān)測(cè)不準(zhǔn)確。若水質(zhì)數(shù)據(jù)明顯超出合理范圍（如標(biāo)準(zhǔn)限值、水質(zhì)類別等），可認(rèn)為是異常數(shù)據(jù)。整編規(guī)則是及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)充召測(cè)，或者去掉該次監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

6）數(shù)據(jù)處理操作通常流程。出現(xiàn)上述數(shù)據(jù)問(wèn)題時(shí)，一般情況下，應(yīng)先排查原始報(bào)文接收解釋情況，再檢查數(shù)據(jù)庫(kù)（匯聚庫(kù)、業(yè)務(wù)庫(kù)）數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確，然后再檢查現(xiàn)場(chǎng)取用水實(shí)際情況，最后對(duì)監(jiān)測(cè)站設(shè)備進(jìn)行逐一檢查維護(hù)。

相關(guān)指標(biāo)在實(shí)際考核中提出的調(diào)整建議如表 1所示。

表 1 相關(guān)指標(biāo)實(shí)際考核方法調(diào)整建議

5 結(jié)語(yǔ)

監(jiān)測(cè)體系建設(shè)是國(guó)家水資源監(jiān)控能力建設(shè)的重要內(nèi)容，是直接采集水量水質(zhì)信息數(shù)據(jù)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，也是為實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理“三條紅線”控制指標(biāo)完成情況考核而提供的重要統(tǒng)計(jì)信息來(lái)源[7-9]。

本次基于現(xiàn)有水資源監(jiān)測(cè)站試運(yùn)行考核指標(biāo)合理性和可行性進(jìn)行研究，提出了比較符合實(shí)際的、具有實(shí)際操作性的試運(yùn)行考核方法，包括試運(yùn)行起始條件、考核指標(biāo)的設(shè)定與評(píng)判方法、監(jiān)測(cè)站的故障響應(yīng)、質(zhì)量控制要求和具體調(diào)整建議等，提供了構(gòu)建科學(xué)合理、具有較強(qiáng)操作性的試運(yùn)行考核指標(biāo)體系的思路。調(diào)整建議對(duì)確保監(jiān)測(cè)站建設(shè)質(zhì)量合格、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)正確有效是十分重要的，對(duì)三大監(jiān)測(cè)體系及時(shí)投入實(shí)際使用具有重要的意義。