全流域水情自動測報(bào)系統(tǒng)運(yùn)維一體化探索與實(shí)踐

侯 忠

(中國電建集團(tuán)國外投資有限公司,北京市 100048)

0 引 言

水情自動測報(bào)系統(tǒng)是運(yùn)用遙測、通信和計(jì)算機(jī)等多種先進(jìn)技術(shù)，實(shí)時(shí)收集、處理水雨情信息，進(jìn)行水文預(yù)報(bào)，為水電站安全運(yùn)行和水庫調(diào)度決策提供實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐，以實(shí)現(xiàn)水電工程防洪、發(fā)電等的優(yōu)化調(diào)度，充分發(fā)揮工程效益的技術(shù)保障系統(tǒng)。

隨著“一帶一路”建設(shè)的不斷深入，沿線國家已建成數(shù)十座大中型水電站，而水情自動測報(bào)系統(tǒng)憑借實(shí)時(shí)的水雨情監(jiān)測和準(zhǔn)確的洪水預(yù)報(bào)，在降低洪澇災(zāi)害、減輕防洪壓力以及增發(fā)電量等方面發(fā)揮著越來越重要的作用，這也對其運(yùn)行可靠性提出了更高的要求。水情自動測報(bào)系統(tǒng)的運(yùn)維保障不但受專業(yè)性強(qiáng)、遙測站在流域內(nèi)分布范圍廣、環(huán)境惡劣造成運(yùn)行工況相對極端等因素影響，還受到國外水電項(xiàng)目技術(shù)人員配置少、基礎(chǔ)設(shè)施條件薄弱等條件制約，運(yùn)行維護(hù)難度頗大。

面對國外水情自動測報(bào)系統(tǒng)運(yùn)維過程中的難點(diǎn)、痛點(diǎn)，通過梳理總結(jié)老撾境內(nèi)水情自動測報(bào)系統(tǒng)運(yùn)維一體化成功經(jīng)驗(yàn)，為“一帶一路”上的“七明珠”——南歐江7座梯級水電站安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行保駕護(hù)航。

1 運(yùn)維實(shí)踐

南歐江是湄公河左岸老撾境內(nèi)最大支流，發(fā)源于我國云南省江城縣與老撾豐沙里省接壤的邊境山脈一帶，流域面積約為2.5萬km2，河流長475 km。南歐江流域位于老撾北部高原，地勢北高南低，流域西部、北部為中老邊界，分別毗鄰中國云南省西雙版納州、普洱市，東部為老、越邊界。區(qū)域整體交通條件極差，南部比北部略好，而流域東部毗鄰越南的山區(qū)基本屬于無人區(qū)。區(qū)域內(nèi)的村寨間多數(shù)僅修葺了交通便道，絕大部分只能依靠當(dāng)?shù)啬ν小⑼侠瓩C(jī)通行，部分路段只能步行。山區(qū)性氣候明顯，暴雨時(shí)空分布不均，洪水由暴雨形成，河道水位暴漲暴落極為常見。

南歐江干流河段按照一庫七級方案開發(fā)，從下游至上游依序?yàn)橐患壷疗呒?，分兩期建設(shè)，是“一帶一路”明星工程項(xiàng)目，受到中老兩國政府和社會各界高度重視。

南歐江流域從2013年底開始建設(shè)了水情自動測報(bào)系統(tǒng)，水雨情遙測站覆蓋整個(gè)南歐江流域，包括1個(gè)水情中心站和68個(gè)水雨情遙測站，屬特大型水情自動測報(bào)系統(tǒng)，是目前老撾在運(yùn)規(guī)模最大、覆蓋面積最廣的水情自動測報(bào)系統(tǒng)。南歐江水情自動測報(bào)系統(tǒng)自2014年建成投運(yùn)以來，運(yùn)行維護(hù)班組嚴(yán)格執(zhí)行汛前檢查、汛期巡查和汛后故障檢修制度，保證了系統(tǒng)正常穩(wěn)定運(yùn)行。通過布設(shè)在全流域范圍內(nèi)的水情遙測站，實(shí)時(shí)監(jiān)測掌握流域水情情勢，并通過設(shè)立在瑯勃拉邦南歐江電力運(yùn)維中心的水情中心站匯集數(shù)據(jù)研判流域水情發(fā)展趨勢，及時(shí)發(fā)布水文預(yù)報(bào)信息。南歐江水情自動測報(bào)系統(tǒng)在南歐江流域防洪度汛和發(fā)電調(diào)度過程中有著難以替代的重要作用，被譽(yù)為監(jiān)測南歐江流域水雨情信息的前哨和“眼睛”。

為確保南歐江水情自動測報(bào)系統(tǒng)正常穩(wěn)定運(yùn)行，系統(tǒng)建設(shè)單位中國電建集團(tuán)國外投資有限公司結(jié)合國外實(shí)際情況，打破國內(nèi)水電站水情自動測報(bào)系統(tǒng)遙測設(shè)備和中心站軟硬設(shè)備各自運(yùn)維的傳統(tǒng)，以系統(tǒng)運(yùn)維規(guī)范為準(zhǔn)則，以運(yùn)行大數(shù)據(jù)共享為基礎(chǔ)，以狀態(tài)檢修為目標(biāo)，以屬地化建設(shè)為保障，依托移動網(wǎng)絡(luò)、即時(shí)通信等新興技術(shù)打破系統(tǒng)運(yùn)維過程中前臺應(yīng)用與后臺服務(wù)、現(xiàn)地監(jiān)測設(shè)備和遠(yuǎn)端服務(wù)設(shè)備間的邏輯或空間上束縛，打通各運(yùn)維環(huán)節(jié)過程中的信息孤島，實(shí)現(xiàn)水情自動測報(bào)系統(tǒng)全過程、全生命周期統(tǒng)一運(yùn)行維護(hù)管理，搭建起一體化高效運(yùn)維管理新模式，為國外水情自動測報(bào)系統(tǒng)長期安全穩(wěn)定運(yùn)行提供可靠保障。

1.1 設(shè)立專門組織機(jī)構(gòu)強(qiáng)化運(yùn)維管理

為應(yīng)對國外特大型水情自動測報(bào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)營管理，建設(shè)單位在系統(tǒng)建設(shè)之初就設(shè)立南歐江梯級水電站水情中心，統(tǒng)籌水情自動測報(bào)系統(tǒng)建設(shè)和運(yùn)營管理。管理過程中，在借鑒國內(nèi)水情自動測報(bào)系統(tǒng)成熟的制度規(guī)范基礎(chǔ)上，結(jié)合老撾南歐江流域水文氣候特點(diǎn)，在運(yùn)行過程中逐步完成相關(guān)運(yùn)維規(guī)程、規(guī)范等規(guī)章制度的完善修訂，使其更能貼合南歐江流域水情自動測報(bào)系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)管理工作實(shí)際，避免系統(tǒng)建設(shè)周期長、國外人員變動頻繁或運(yùn)行維護(hù)操作不當(dāng)?shù)仍蛟斐上到y(tǒng)不能正常運(yùn)行的情況發(fā)生。

1.2 構(gòu)建一體化運(yùn)維管理體系

強(qiáng)化水情自動測報(bào)系統(tǒng)源頭管控，提升系統(tǒng)可靠性。通過前移運(yùn)維管理陣線，強(qiáng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)、建設(shè)過程標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，并按照全生命周期管理理念，重點(diǎn)從遙測設(shè)備選型、系統(tǒng)集成、安裝調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)四個(gè)方面，對系統(tǒng)進(jìn)行全面質(zhì)量管控。

持續(xù)完善管理體制，加強(qiáng)運(yùn)維人員技術(shù)培訓(xùn)和意識培養(yǎng)，全面提升運(yùn)維水平。全面梳理水情自動測報(bào)系統(tǒng)現(xiàn)有的規(guī)劃設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行維護(hù)等標(biāo)準(zhǔn)體系，并結(jié)合南歐江氣候水文特點(diǎn)，制定并持續(xù)提升運(yùn)行維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)運(yùn)維管理要求和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的融合統(tǒng)一，運(yùn)維工作逐步實(shí)現(xiàn)表單化、流程化、信息化。制度和技術(shù)保障方面，構(gòu)建“培訓(xùn)需求分析—培訓(xùn)—培訓(xùn)總結(jié)反饋—持續(xù)改進(jìn)培訓(xùn)計(jì)劃”的PDCA閉環(huán)培訓(xùn)模塊，加強(qiáng)人員技術(shù)培訓(xùn)和“第一次就把事情做好”的質(zhì)量意識，形成良好的運(yùn)維人才培養(yǎng)機(jī)制，提升運(yùn)維保障能力和水平。

構(gòu)建水情自動測報(bào)系統(tǒng)運(yùn)行指標(biāo)管理體系，開展智能輔助決策，持續(xù)提升運(yùn)維能力。面對老撾道路、通信等薄弱的基礎(chǔ)設(shè)施與水情自動測報(bào)系統(tǒng)高可靠性和快速運(yùn)維響應(yīng)之間的矛盾，運(yùn)維管理團(tuán)隊(duì)通過實(shí)踐中持續(xù)對蓄電池非浮充時(shí)間電壓變化、遙測數(shù)據(jù)中斷頻次、機(jī)箱溫度、服務(wù)器磁盤空間和內(nèi)存占用率等數(shù)據(jù)與常見故障間的關(guān)聯(lián)性進(jìn)行分析、探索和總結(jié)，構(gòu)建了水情自動測報(bào)系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性指標(biāo)。通過監(jiān)視、跟蹤設(shè)備工況運(yùn)行指標(biāo)，并通過大數(shù)據(jù)平臺開展綜合分析和智能輔助決策，實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行情況評估和故障提前預(yù)判，避免了發(fā)生故障不能及時(shí)處理的情況發(fā)生，極大程度地提升了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

1.3 系統(tǒng)運(yùn)維一體化創(chuàng)新管理

水情自動測報(bào)系統(tǒng)具有專業(yè)性強(qiáng)、系統(tǒng)復(fù)雜程度高的特點(diǎn)，國內(nèi)類似的項(xiàng)目一般由運(yùn)行和維護(hù)兩個(gè)部門或班組負(fù)責(zé)。系統(tǒng)建設(shè)單位基于國外運(yùn)維人員配置較少和基本素質(zhì)高的基本情況，自水情自動測報(bào)系統(tǒng)投運(yùn)后一直積極探索運(yùn)行、維護(hù)一體化。通過逐步強(qiáng)化運(yùn)維人員的技術(shù)培訓(xùn)，分步實(shí)現(xiàn)“專一、會二、懂三”，一專多能；并同步整合運(yùn)行和維護(hù)工作，最終打破原有運(yùn)行、維護(hù)的專業(yè)界限，運(yùn)維組織體系結(jié)構(gòu)趨于扁平化。

南歐江流域水情自動測報(bào)系統(tǒng)運(yùn)維人員配置中方員工6人，老撾籍員工4人，雨季(主汛期)時(shí)配備5人參與運(yùn)行倒班，剩余5人輪流負(fù)責(zé)汛期測流、遙測站設(shè)備搶修工作；旱季則3人參與運(yùn)行倒班，剩余人員參與汛前、汛后設(shè)備巡檢維護(hù)工作。南歐江梯級電站水情測報(bào)系統(tǒng)覆蓋范圍大、距離遠(yuǎn)、交通不便，遙測站是在無人值守條件下工作，為確保系統(tǒng)安全可靠、穩(wěn)定正常地運(yùn)行，必須組織一個(gè)管理維護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行的工作班子，采用委托管理、實(shí)時(shí)監(jiān)控、定期巡查、出現(xiàn)故障及時(shí)維護(hù)的運(yùn)行管理模式，對水情自動測報(bào)系統(tǒng)進(jìn)行有效的維護(hù)和管理，確保系統(tǒng)正常運(yùn)行。

水情中心站需要配置專業(yè)運(yùn)行管理人員對系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，管理人員嚴(yán)格按照操作守則進(jìn)行值班操作，實(shí)時(shí)監(jiān)視系統(tǒng)的運(yùn)行狀況并作好記錄；一旦發(fā)現(xiàn)問題，首先進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)，如不能恢復(fù)正常，立即赴現(xiàn)場維護(hù)，確保系統(tǒng)的有效工作時(shí)間達(dá)到技術(shù)指標(biāo)。在水情自動測報(bào)系統(tǒng)運(yùn)行期間，野外遙測站設(shè)備除進(jìn)行日常維護(hù)外，在汛前、汛后將對系統(tǒng)進(jìn)行兩次全面檢查維護(hù)，在系統(tǒng)投入運(yùn)行的前兩三年根據(jù)運(yùn)行情況適當(dāng)增加定期檢查次數(shù)。定期檢查工作主要包括對遙測站的傳感器、遙測終端、電源系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行全面檢查和測試，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)排除故障，或更換存在問題的零部件。

當(dāng)水情遙測站出現(xiàn)故障，水情中心站將派專業(yè)維修人員在最短時(shí)間內(nèi)到達(dá)現(xiàn)場進(jìn)行檢修，排除故障。完成修理任務(wù)后，應(yīng)把故障部位和性質(zhì)、更換部件和排除故障所用時(shí)間等記入技術(shù)檔案。為縮短維修時(shí)間，分中心站應(yīng)儲備足夠的備品備件和配備專用車輛。

系統(tǒng)運(yùn)行過程中，水情中心運(yùn)行值班人員不但對水情自動測報(bào)系統(tǒng)軟件平臺進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，還參與系統(tǒng)各種故障現(xiàn)象的原因分析和故障點(diǎn)判斷，與維護(hù)人員一同編制故障消缺任務(wù)單。維護(hù)人員根據(jù)故障消缺任務(wù)單中分析的故障點(diǎn)準(zhǔn)備及調(diào)試設(shè)備備品備件。為確保野外的遙測設(shè)備能第一時(shí)間完成檢修維護(hù)并恢復(fù)正常運(yùn)行，運(yùn)行人員與前往現(xiàn)場維護(hù)人員密切配合，維護(hù)人員按標(biāo)準(zhǔn)檢查維護(hù)流程對遙測站進(jìn)行維護(hù)，運(yùn)行人員則查看軟件平臺監(jiān)測的遙測站工況(設(shè)備電池電壓、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、傳感器識別、自動發(fā)報(bào)功能)是否恢復(fù)正常，必要時(shí)邀請廠家給予必要的遠(yuǎn)程技術(shù)協(xié)助?，F(xiàn)場檢修維護(hù)結(jié)束后，由維護(hù)人員及時(shí)更新水情自動測報(bào)系統(tǒng)—戶外遙測站故障事件庫，并對故障產(chǎn)生原因進(jìn)行分析、故障原因檢查結(jié)論、問題處理過程和維護(hù)要點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)記錄。

1.4 持續(xù)深入推進(jìn)屬地化建設(shè)

南歐江流域位于中老兩國交界山區(qū)，流域面積廣，交通多有不便，為了確保南歐江流域水情自動測報(bào)系統(tǒng)一體化運(yùn)維管理模式的正常、高效實(shí)施，對于屬地員工在專業(yè)和技能方面的要求應(yīng)契合屬地化培訓(xùn)、發(fā)展。

如何安全、高效地組織老撾籍員工從事專業(yè)性強(qiáng)、工作范圍廣的南歐江流域水情自動測報(bào)系統(tǒng)運(yùn)維工作，是屬地化建設(shè)的重點(diǎn)。水情自動測報(bào)系統(tǒng)建設(shè)單位通過與老撾當(dāng)?shù)馗咝?、政府合作，招聘高質(zhì)量屬地員工，再加以管理制度、標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)維流程和專業(yè)技能多階段的培訓(xùn)，使得屬地員工能夠快速理解、基本掌握相關(guān)技術(shù)技能要求。屬地化推進(jìn)過程中，中、老運(yùn)維人員先建立類似“師徒”關(guān)系，中方員工首先將保障安全生產(chǎn)必要事項(xiàng)、行之有效的工作方法、準(zhǔn)確簡明運(yùn)維工作標(biāo)準(zhǔn)、便捷的工作流程等制度化及標(biāo)準(zhǔn)化，降低老撾籍員工學(xué)習(xí)和工作門檻；通過中方員工積累“傳幫帶”工作經(jīng)驗(yàn)和對整個(gè)培訓(xùn)過程持續(xù)改進(jìn)，直至老撾籍員工能獨(dú)立、完善的完成水情中心站、遙測站設(shè)備巡檢、維護(hù)、搶修等工作。之后中方人員則通過技術(shù)把關(guān)、工作策劃和績效管理等環(huán)節(jié)，激發(fā)屬地員工工作活力，促進(jìn)運(yùn)維工作持續(xù)高效地開展。

2 實(shí)施成效

水情自動測報(bào)系統(tǒng)運(yùn)維一體化實(shí)施，運(yùn)維團(tuán)隊(duì)不但需要掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、通信、水文氣象等專業(yè)知識，還要全方位了解、掌握水情自動測報(bào)系統(tǒng)中心站軟硬件設(shè)備和遙測站設(shè)備的運(yùn)行操作、工作原理和具備故障分析能力，對員工個(gè)人技能水平的提升起到強(qiáng)有力的促進(jìn)作用。

南歐江流域水情自動測報(bào)系統(tǒng)于2014年5月投入運(yùn)行，受老撾當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟(jì)發(fā)展限制，系統(tǒng)遙測站運(yùn)行環(huán)境條件惡劣，道路交通、通信條件較差，給系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)帶來很大困難。系統(tǒng)在老撾南歐江的廣袤山水之間從無到有，在運(yùn)維人員持續(xù)優(yōu)化、精心的運(yùn)維管理下確保了系統(tǒng)正常穩(wěn)定運(yùn)行，為南歐江流域防洪度汛和梯級電站發(fā)電調(diào)度發(fā)揮了巨大的技術(shù)支撐作用。南歐江水情自動測報(bào)系統(tǒng)被譽(yù)為南歐江流域的“眼睛”，多次被中老兩國官方媒體報(bào)道稱贊；老方稱贊南歐江水情自動測報(bào)系統(tǒng)“填補(bǔ)了老撾相關(guān)領(lǐng)域多項(xiàng)空白，是南歐江流域的‘眼睛’”。同時(shí)，系統(tǒng)科學(xué)的預(yù)報(bào)為南歐江流域提高發(fā)電效益、防汛抗旱、調(diào)度決策提供了可靠依據(jù)，在保障電站及沿河居民安全生產(chǎn)的同時(shí)，為豐富老撾南歐江流域水文、氣象資料作出了積極貢獻(xiàn)，在助力當(dāng)?shù)胤罏?zāi)減災(zāi)方面發(fā)揮了重要作用。

經(jīng)系統(tǒng)運(yùn)維一體化實(shí)踐，不但大幅減少了中方運(yùn)維人員需求，還在屬地化建設(shè)方面取得豐碩成果，極大提升了運(yùn)維效能，確保系統(tǒng)在各種條件下安全穩(wěn)定運(yùn)行。系統(tǒng)遙測站月均暢通率均在95%以上，重要遙測站點(diǎn)暢通率達(dá)到99%，為南歐江流域7座大型水電站的發(fā)電防洪調(diào)度和洪水資源化利用提供了準(zhǔn)確的水雨情數(shù)據(jù)支撐。自南歐江流域水情自動系統(tǒng)投運(yùn)以來，通過指導(dǎo)優(yōu)化調(diào)度，梯級電站累計(jì)增發(fā)電量4.7億kW·h，并使南歐江沿岸居民免受洪災(zāi)影響，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

3 結(jié) 語

通過對南歐江流域水情自動測報(bào)系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)分析，研究總結(jié)了南歐江流域水情自動測報(bào)系統(tǒng)一體化運(yùn)維管理方法；該方法能夠較好地適應(yīng)老撾南歐江流域水情遙測站點(diǎn)多、站點(diǎn)變化多、維護(hù)難度大的特點(diǎn)，對于類似國外水情自動測報(bào)系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)具有一定的借鑒意義。