數(shù)字航道動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)航標(biāo)告警原因分析與應(yīng)對(duì)措施探討

王雅琴 郭堯

摘 要：數(shù)字航道動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)報(bào)警信息是數(shù)字航道系統(tǒng)運(yùn)行狀況的體現(xiàn)，軟件平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)通信、采集終端工作的穩(wěn)定性以及外場(chǎng)環(huán)境的變化，都會(huì)對(duì)報(bào)警產(chǎn)生影響，分析判斷報(bào)警的真實(shí)性、準(zhǔn)確性，以及采取相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，是保證數(shù)字航道系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：數(shù)字航道動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè);航標(biāo)遙測(cè)遙控系統(tǒng);告警分析應(yīng)對(duì)

中圖分類號(hào)：U61 ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1006—7973（2020）08-0046-03

自數(shù)字航道系統(tǒng)在武漢航道局試運(yùn)行以來(lái)，航標(biāo)遙測(cè)遙控監(jiān)測(cè)已成為該局航道維護(hù)日常工作開(kāi)展的主要內(nèi)容，包括利用系統(tǒng)對(duì)航標(biāo)信息、航標(biāo)配布、終端狀況、報(bào)警信息等進(jìn)行了定期巡查和及時(shí)維護(hù)等。其中及時(shí)發(fā)現(xiàn)航標(biāo)異常報(bào)警、進(jìn)一步提升報(bào)警信息處置效率，是真正發(fā)揮數(shù)字航道建設(shè)成效，推動(dòng)長(zhǎng)江航道運(yùn)行維護(hù)轉(zhuǎn)型發(fā)展的重中之重。

1 航標(biāo)遙測(cè)遙控系統(tǒng)

航標(biāo)遙測(cè)遙控系統(tǒng)是數(shù)字航道系統(tǒng)中最重要的一部分。該系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)對(duì)長(zhǎng)江上重點(diǎn)水道的航標(biāo)遙測(cè)遙控終端全面實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程動(dòng)態(tài)監(jiān)視和狀態(tài)控制。

1.1系統(tǒng)組成

航標(biāo)遙測(cè)遙控系統(tǒng)主要由航標(biāo)遙測(cè)遙控終端、信息傳輸系統(tǒng)及數(shù)字航道系統(tǒng)等3個(gè)部分組成。

航標(biāo)遙測(cè)遙控終端：安裝在的航標(biāo)上，利用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)和傳感器監(jiān)測(cè)其設(shè)備工作狀態(tài)，包括航標(biāo)位置電壓充電電流、閃光周期等參數(shù)。

信息傳輸系統(tǒng)：主要依靠全球移動(dòng)通信技術(shù)（GSM）、長(zhǎng)江專網(wǎng)等構(gòu)建信息傳輸?shù)赖溃远绦畔⒌确绞綄⒑綐?biāo)終端上報(bào)的信息傳回綜合監(jiān)控系統(tǒng)。

數(shù)字航道系統(tǒng)：由前置通信機(jī)、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、地理信息系統(tǒng)（GIS）平臺(tái)等組成，以電子航道圖系統(tǒng)和信息管理系統(tǒng)為基本數(shù)據(jù)源，將航標(biāo)終端傳輸?shù)男畔⒃陔娮雍降缊D中疊加顯示，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)航標(biāo)相關(guān)指令的發(fā)送及處理功能。

1.2工作原理

航標(biāo)上安裝的數(shù)字航道航標(biāo)終端在每個(gè)輪詢周期（目前設(shè)置的是30min），通過(guò)GPS天線接收GPS信號(hào)以測(cè)定航標(biāo)位置，并由傳感器測(cè)定航標(biāo)燈工作狀態(tài)。GSM模塊對(duì)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼后傳送至數(shù)字航道系統(tǒng)。數(shù)字航道系統(tǒng)在GIS平臺(tái)上準(zhǔn)確顯示所接收的航標(biāo)信息，監(jiān)控人員就可以實(shí)時(shí)獲取航標(biāo)工作狀態(tài)、航標(biāo)燈地理位置、電源系統(tǒng)等技術(shù)信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)航標(biāo)技術(shù)狀態(tài)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控。

航標(biāo)一旦發(fā)生異常，系統(tǒng)立即進(jìn)入報(bào)警狀態(tài)并發(fā)出提示。在航標(biāo)動(dòng)態(tài)報(bào)警列表窗口中進(jìn)行顯示。監(jiān)控人員發(fā)現(xiàn)航標(biāo)發(fā)生異常后，首先可通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)中航標(biāo)歷史信息查看功能了解航標(biāo)報(bào)警前技術(shù)信息，結(jié)合天氣等外部條件對(duì)報(bào)警情況進(jìn)行綜合分析，并對(duì)報(bào)警進(jìn)行確認(rèn)，然后立即通知相關(guān)船舶前往恢復(fù)。同時(shí)，監(jiān)控人員還可通過(guò)數(shù)字航道系統(tǒng)中的航標(biāo)指令發(fā)送功能設(shè)置航標(biāo)終端輪詢周期、位移門(mén)限、航標(biāo)燈明滅等相關(guān)信息，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)航標(biāo)遠(yuǎn)程遙控功能。

整個(gè)監(jiān)控過(guò)程實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程化和信息化，大大減少航道工作船艇巡航次數(shù)和相關(guān)從業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約資源，降低成本。

2航標(biāo)報(bào)警原因分析和應(yīng)對(duì)措施

2.1航標(biāo)報(bào)警分類

航標(biāo)的報(bào)警信息主要由系統(tǒng)平臺(tái)軟件對(duì)RTU終端傳回的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析后在顯示界面上予以提示。RTU終端采集的主要工作參數(shù)有：燈浮標(biāo)位置、工作電壓、工作電流、燈質(zhì)等，根據(jù)航標(biāo)監(jiān)控的實(shí)際需要可以按不同時(shí)間間隔對(duì)上述參數(shù)進(jìn)行自采集，通過(guò)GRS和GSM方式將數(shù)據(jù)傳回，然后通過(guò)系統(tǒng)解析出來(lái)。

根據(jù)RTU采集的數(shù)據(jù)，目前常見(jiàn)重要的報(bào)警項(xiàng)有：航標(biāo)燈報(bào)警、漂移報(bào)警、位移報(bào)警、定位無(wú)效、電壓報(bào)警、燈器通訊報(bào)警、超時(shí)報(bào)警、終端故障、參數(shù)未同步。

2.2航標(biāo)報(bào)警原因分析和應(yīng)對(duì)措施

（1）航標(biāo)燈報(bào)警：①檢測(cè)串口燈質(zhì)不匹配。其原因當(dāng)平臺(tái)對(duì)比終端上報(bào)“燈質(zhì)”和數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)置“燈質(zhì)”不一致產(chǎn)生報(bào)警。對(duì)應(yīng)措施：查看航標(biāo)基礎(chǔ)信息，燈質(zhì)設(shè)置是否有誤;下發(fā)遙測(cè)遙控指令“參數(shù)設(shè)置”，修正終端燈質(zhì)設(shè)置;若平臺(tái)處置無(wú)法消除報(bào)警，則現(xiàn)場(chǎng)檢查;若航標(biāo)燈終端故障，上報(bào)燈質(zhì)有誤。即現(xiàn)場(chǎng)燈質(zhì)正常，但上報(bào)燈質(zhì)有誤，取回終端，維修。②檢測(cè)燈亮報(bào)警。其原因?qū)Ρ绕脚_(tái)檢測(cè)終端上報(bào)數(shù)據(jù)中“日光閾值”和“當(dāng)前日光值”。當(dāng)前日光大于閾值（208）時(shí)應(yīng)該滅燈，當(dāng)應(yīng)該滅燈時(shí)，而上報(bào)數(shù)據(jù)中“燈亮狀態(tài)”為亮?xí)r產(chǎn)生報(bào)警。對(duì)應(yīng)措施：檢查日光閾值是否設(shè)置為208，并修正;遙測(cè)遙控中是否設(shè)置強(qiáng)制燈亮，并改正;檢查當(dāng)前日光值、電流值和燈亮滅狀態(tài)，如果異常，現(xiàn)場(chǎng)取回維修。（白天正常下，日光值為208-255，電流值為10毫安以下） ③檢測(cè)燈滅報(bào)警。其原因是對(duì)比平臺(tái)檢測(cè)終端上報(bào)數(shù)據(jù)中“日光閾值”和“當(dāng)前日光值”。當(dāng)前日光小于閾值（208）時(shí)應(yīng)該亮燈，當(dāng)應(yīng)該亮燈時(shí)，而上報(bào)數(shù)據(jù)中“燈亮狀態(tài)”為滅時(shí)產(chǎn)生報(bào)警。對(duì)應(yīng)措施：檢查日光閾值是否設(shè)置為208，并修正;遙測(cè)遙控中是否設(shè)置強(qiáng)制燈滅，并改正;在平臺(tái)中檢查當(dāng)前日光值、電流值和亮滅狀態(tài)。如果異常，需現(xiàn)場(chǎng)檢查終端光敏感是否有被遮蔽或掉落等情況，若無(wú)法解決異常，取回維修。（晚上正常下，日光值為50以下，電流值為100毫安以上）④檢測(cè)航標(biāo)燈工作高電壓報(bào)警。其原因是當(dāng)平臺(tái)檢測(cè)終端上報(bào)數(shù)據(jù)中“航標(biāo)燈工作電壓”大于數(shù)據(jù)庫(kù)中高電壓門(mén)限時(shí)產(chǎn)生。對(duì)應(yīng)措施：檢查閾值，是否設(shè)置合理并改正;查看報(bào)警航標(biāo)動(dòng)態(tài)重航標(biāo)工作電壓是否低于最高電壓門(mén)限，并對(duì)航標(biāo)進(jìn)行信息上數(shù);注意觀察，如過(guò)高，則取回維修。⑤檢測(cè)航標(biāo)燈工作低電壓報(bào)警。其原因是當(dāng)平臺(tái)檢測(cè)終端上報(bào)數(shù)據(jù)中“航標(biāo)燈工作電壓”小于數(shù)據(jù)庫(kù)中低電壓門(mén)限時(shí)產(chǎn)生。對(duì)應(yīng)措施：檢查閾值，是否設(shè)置合理并改正;若持續(xù)低壓報(bào)警，則可能電池老化，取回更換電池;如電壓過(guò)低（低于1V），則可能是終端芯片問(wèn)題，取回維修。⑥終端上報(bào)航標(biāo)燈亮滅狀態(tài)異常。其原因是終端上報(bào)數(shù)據(jù)中的報(bào)警信息，燈亮滅狀態(tài)異常（該亮沒(méi)亮、該滅沒(méi)滅）。對(duì)應(yīng)措施：同檢測(cè)燈亮、燈滅報(bào)警。⑦終端上報(bào)航標(biāo)燈亮滅狀態(tài)異?！貜?fù)。其原因是終端上報(bào)數(shù)據(jù)中的報(bào)警信息，再次上報(bào)航標(biāo)燈報(bào)警。對(duì)應(yīng)措施：同檢測(cè)燈亮、燈滅報(bào)警。

（2）漂移報(bào)警：①檢測(cè)漂移報(bào)警。其原因是平臺(tái)檢測(cè)終端上報(bào)數(shù)據(jù)中“當(dāng)前坐標(biāo)”與數(shù)據(jù)庫(kù)中“基點(diǎn)坐標(biāo)”的距離大于“漂移閾值”時(shí)產(chǎn)生。②檢測(cè)上報(bào)漂移報(bào)警。其原因是平臺(tái)檢測(cè)終端上報(bào)數(shù)據(jù)中“偏差距離”大于數(shù)據(jù)庫(kù)中“漂移閾值”時(shí)產(chǎn)生。③終端上報(bào)漂移報(bào)警。其原因是終端上報(bào)數(shù)據(jù)中的報(bào)警信息。④終端上報(bào)漂移報(bào)警—重復(fù)。其原因是終端上報(bào)數(shù)據(jù)中的報(bào)警信息，再次上報(bào)漂移報(bào)警。針對(duì)以上四種報(bào)警類別，對(duì)應(yīng)措施：檢查“漂移閾值”和“偏差距離”設(shè)置，是否合理并修正，并對(duì)其進(jìn)行遙測(cè)遙控-終端控制-信息查詢;檢查計(jì)算偏差和上報(bào)偏差，若數(shù)值相差較大，下發(fā)指令同步“基點(diǎn)坐標(biāo)”。然后對(duì)其進(jìn)行遙測(cè)遙控-終端控制-信息查詢;若計(jì)算偏差和上報(bào)偏差基本一致，且超出閾值范圍，則判斷為航標(biāo)漂移，需現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)。

（3）位移報(bào)警：①檢測(cè)位移報(bào)警。其原因是平臺(tái)檢測(cè)終端上報(bào)數(shù)據(jù)中“當(dāng)前坐標(biāo)”與數(shù)據(jù)庫(kù)中“基點(diǎn)坐標(biāo)”的距離大于“位移閾值”時(shí)產(chǎn)生。②檢測(cè)上報(bào)位移報(bào)警。其原因是平臺(tái)檢測(cè)終端上報(bào)數(shù)據(jù)中“偏差距離”大于數(shù)據(jù)庫(kù)中“位移閾值”時(shí)產(chǎn)生。③終端上報(bào)位移報(bào)警。其原因是終端上報(bào)數(shù)據(jù)中的報(bào)警信息。④終端上報(bào)位移報(bào)警—重復(fù)。其原因是終端上報(bào)數(shù)據(jù)中的報(bào)警信息，再次上報(bào)位移報(bào)警。針對(duì)以上四種報(bào)警類別，對(duì)應(yīng)措施：檢查“位移閾值”和“偏差距離”設(shè)置，是否合理并修正，并對(duì)其進(jìn)行遙測(cè)遙控-終端控制-信息查詢;檢查計(jì)算偏差和上報(bào)偏差，若數(shù)值相差較大，下發(fā)指令同步“基點(diǎn)坐標(biāo)”。然后對(duì)其進(jìn)行遙測(cè)遙控-終端控制-信息查詢;若計(jì)算偏差和上報(bào)偏差基本一致，且超出閾值范圍，則判斷為航標(biāo)漂移，需現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)。

（4）定位無(wú)效。其原因是GPS模塊定位異常，可能為天氣原因?qū)е翯PS搜索困難或GPS模塊故障。對(duì)應(yīng)措施：遙測(cè)遙控進(jìn)行上數(shù);若反復(fù)或長(zhǎng)期定位無(wú)效，取回維修。

（5）電壓報(bào)警：其原因是終端工作電壓異常，平臺(tái)檢測(cè)終端上報(bào)數(shù)據(jù)中“終端工作電壓”與數(shù)據(jù)庫(kù)中電壓門(mén)限不同時(shí)產(chǎn)生。對(duì)應(yīng)措施：檢查閾值，是否設(shè)置合理并改正;查看報(bào)警航標(biāo)動(dòng)態(tài)重航標(biāo)工作電壓是否低于最高電壓門(mén)限，并對(duì)航標(biāo)進(jìn)行信息上數(shù);注意觀察，如過(guò)高，則取回維修。

（6）燈器通訊報(bào)警：其原因是燈器通訊異常。終端和燈器RS485通信異常，可能為燈器板出現(xiàn)故障。對(duì)應(yīng)措施：遙測(cè)遙控進(jìn)行上數(shù);若反復(fù)或長(zhǎng)期燈器通訊報(bào)警，取回維修。

（7）超時(shí)報(bào)警：其報(bào)警原因較多。沒(méi)有按照正常輪詢周期上數(shù)，上數(shù)周期為0.5個(gè)小時(shí)，平臺(tái)判斷滯后2個(gè)小時(shí)，即超時(shí)報(bào)警實(shí)際超時(shí)時(shí)間為2.5個(gè)小時(shí)。對(duì)應(yīng)措施：用白名單電話給超時(shí)航標(biāo)撥打電話，如停機(jī)，聯(lián)系相應(yīng)部門(mén);如關(guān)機(jī)，取回維修;如暫時(shí)無(wú)法接通，過(guò)半小時(shí)后再撥;如接通，繼續(xù)觀察。另也可能航標(biāo)被打，需現(xiàn)場(chǎng)檢查。如長(zhǎng)時(shí)間超時(shí)報(bào)警，取回維修。若大面積出現(xiàn)超時(shí)報(bào)警，可能是系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題，上報(bào)監(jiān)控中心。

（8）終端故障：其報(bào)警原因較多。如終端GPS模塊功能異常、終端用于存儲(chǔ)參數(shù)的EEPROM讀寫(xiě)異常、終端用于采集電壓和電流的AD功能單元異常、終端用于串口通信的RS485芯片異常、終端監(jiān)測(cè)到充電電壓或者電流異常、終端用于檢測(cè)電池電量的芯片功能異常等。對(duì)應(yīng)措施：建議取回維修。

（9）參數(shù)未同步：其原因是終端上報(bào)參數(shù)與平臺(tái)不同步。當(dāng)終端上報(bào)參數(shù)與平臺(tái)不同步，且超過(guò)24小時(shí)未同步，系統(tǒng)顯示參數(shù)未同步。對(duì)應(yīng)措施：通過(guò)遙測(cè)遙控下發(fā)指令，修正終端參數(shù)。

3 航標(biāo)遙測(cè)遙控系統(tǒng)的展望

航標(biāo)遙測(cè)遙控系統(tǒng)已在航道維護(hù)管理中發(fā)揮巨大的作用。主動(dòng)獲取航標(biāo)動(dòng)態(tài)信息，使航道維護(hù)管理實(shí)現(xiàn)主動(dòng)預(yù)防;及時(shí)獲取航標(biāo)異常信息，大大縮短失常標(biāo)志恢復(fù)周期;有效區(qū)分航標(biāo)失常情況，及時(shí)處置報(bào)警航標(biāo)。利用好信息化手段，極大地提高航道維護(hù)的工作效率。

未來(lái)，隨著航道科技的不斷發(fā)展，該系統(tǒng)必將在不斷總結(jié)和創(chuàng)新中得到進(jìn)一步完善，為長(zhǎng)江航道數(shù)字化管理和信息化運(yùn)用貢獻(xiàn)力量。