沂沭泗水資源監(jiān)控系統(tǒng)運行維護總結(jié)及發(fā)展探討

于百奎

（沂沭泗水利管理局水文局（信息中心），江蘇 徐州 221000）

0 引言

沂沭泗水資源監(jiān)控系統(tǒng)是指分布于沂沭泗流域的21 處流量在線監(jiān)測站和沂沭泗水資源信息管理平臺。系統(tǒng)依托于淮河流域水資源監(jiān)控能力建設(shè)一期、二期項目分步建成，是實行流域最嚴(yán)格水資源管理制度的重要技術(shù)手段，對支撐水資源定量管理和落實“三條紅線”執(zhí)行情況考核提供可靠的數(shù)據(jù)保障[1]。

沂沭泗水資源監(jiān)控系統(tǒng)自2012 年開始實施建設(shè)，2018 年相繼竣工驗收并交付運行[2]。2022 年沂沭泗水資源監(jiān)控系統(tǒng)運行維護經(jīng)費落實到位，項目開展運行維護工作。因系統(tǒng)缺少維護，站點各類傳感器、模塊配件等硬件設(shè)施老化損壞嚴(yán)重，數(shù)據(jù)庫表、業(yè)務(wù)平臺等軟件系統(tǒng)也難以滿足管理單位的工作需求，導(dǎo)致2022 年運行維護難度極大。因此，如何恢復(fù)沂沭泗水資源監(jiān)控系統(tǒng)正常運行，充分發(fā)揮系統(tǒng)的功能效用，是開展運維工作的一項重點和難點。

1 沂沭泗水資源監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀及運行維護情況

1.1 沂沭泗水資源監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀

1.1.1 流量在線監(jiān)測站

沂沭泗直管水資源流量在線監(jiān)測站點中有9 處采用二線能坡法，12 處采用雷達波法，運維前測站運行情況見表1，測站多建在沂沭泗流域重要河（湖）口，地理位置較為分散，分布于山東、江蘇2 省5 市，共7 個縣（區(qū)）；站點屬地管理單位多，分屬于9 個基層單位。

表1 沂沭泗直管水資源流量在線監(jiān)測站信息表

1.1.2 沂沭泗水資源信息管理平臺

沂沭泗水資源信息管理服務(wù)系統(tǒng)平臺是沂沭泗水資源監(jiān)控系統(tǒng)的信息展示窗口，作為一級模塊嵌入淮河流域水資源管理信息平臺，便于淮委統(tǒng)一管理，平臺提供信息的接收、查詢、分析等功能。

該平臺依托國家水資源監(jiān)控能力建設(shè)（沂沭泗局2016 年實施項目）Ⅱ標(biāo)段項目建成，經(jīng)過多年升級完善，最終形成現(xiàn)在的系統(tǒng)服務(wù)平臺。系統(tǒng)部署在淮河水利委員會水文局（信息中心）管理機房內(nèi)；數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)傳輸接收查詢系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析平臺等應(yīng)用系統(tǒng)安裝在相應(yīng)的服務(wù)器內(nèi)。

1.2 2022 年運維工作

2022 年度結(jié)合經(jīng)費及系統(tǒng)現(xiàn)狀運行情況，確定運維工作優(yōu)先順序。

一是保障正常站點運行。全年對21 處站點進行日常巡檢維護不低于4 次/站。二是維修恢復(fù)重要故障站點。因前期缺少經(jīng)費來源，質(zhì)保期后大部分站點通信欠費中斷，續(xù)費后仍有11 處站點故障，其中二線能坡法故障站點8 處，雷達波故障站點3 處。根據(jù)管理單位需要，2022 年優(yōu)先恢復(fù)后營站、鄭集河站、宿遷閘站、楊官屯站共4 處二線能坡法站，其中宿遷閘站、楊官屯站僅恢復(fù)單側(cè)測流系統(tǒng)；恢復(fù)老萬福河站（雷達波法）太陽能供電系統(tǒng)。三是結(jié)合經(jīng)費使用，更換部分老化配件，降低站點故障頻次。包括更換站點太陽能充電控制系統(tǒng)蓄電池、金屬支架、傳感器配件等。經(jīng)過運維工作后，21 處測站均有流量數(shù)據(jù)接入系統(tǒng)，但洙趙新河站、蔡河站、復(fù)新河閘站、宿遷閘站、楊官屯站5 處二線能坡法站點仍未完全恢復(fù)。全年監(jiān)測數(shù)據(jù)上報率90.99%。

沂沭泗水資源信息管理平臺建成以來運行穩(wěn)定正常，系統(tǒng)出現(xiàn)問題后能夠及時恢復(fù)運行。2022年度，主要受網(wǎng)絡(luò)安全攻防演練及服務(wù)器宕機等因素影響，平臺出現(xiàn)5 次系統(tǒng)數(shù)據(jù)中斷或無法打開情況。全年應(yīng)用系統(tǒng)可用率98.9%。

2 運維中存在的主要問題

2.1 站點故障多，維修成本高

沂沭泗水資源流量在線監(jiān)測站已投入運行5～7年，因缺少經(jīng)費，質(zhì)保期后未開展維護工作。雷達波測站設(shè)備多建在露天處，水位計等配件老化、站點蓄電能力降低等因素導(dǎo)致站點故障多發(fā)；二線能坡法站ADCP 探頭埋設(shè)在水下，易受通航船只拋錨拖拽、漁船撒網(wǎng)等人類活動干擾破壞丟失。沂沭泗水資源監(jiān)控站點故障11 處，占五成以上，2022 年經(jīng)費嚴(yán)重不足，僅供恢復(fù)部分故障站點。

隨著5G 網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)應(yīng)用，流域內(nèi)部分GPRS 網(wǎng)絡(luò)基站已停止維護，而站點通信模塊（DTU）僅支持GPRS 網(wǎng)絡(luò)，運行維護過程中出現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸中斷情況，后期通信模塊需陸續(xù)升級更換至4G，相應(yīng)的遠(yuǎn)程控制終端（RTU）也需升級更新，站點通信模塊升級成本高[3]。

2.2 數(shù)據(jù)精度不高，缺少復(fù)核校對

受自然因素（如河流沖刷）、工程因素（如河道清淤擴挖、河堤硬化加固等）等影響，沂沭泗部分流量在線監(jiān)測站所在斷面發(fā)生較大改變；自測站建成以來，由于缺少大斷面測量、水準(zhǔn)點引測校核等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集，斷面、水位基值變化導(dǎo)致流量計算結(jié)果精度不高。

2.3 通信協(xié)議、庫表結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)不一致，數(shù)據(jù)存儲分散

21 處流量在線監(jiān)測站由3 家單位承建，通信協(xié)議均為私有協(xié)議，報文解譯軟件由各承建單位開發(fā)，且測驗接收平臺部署于不同服務(wù)器，采用數(shù)據(jù)庫（Oracle、MySQL、SQLServer）不同，數(shù)據(jù)存儲位置、庫表結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)不一致；沂沭泗水資源信息服務(wù)系統(tǒng)模塊是在淮委一期系統(tǒng)統(tǒng)一框架下定制開發(fā)，僅具備基本數(shù)據(jù)查詢檢索功能，未充分考慮遠(yuǎn)期水資源管理部門日常性業(yè)務(wù)需求，功能模塊不完善，已有模塊設(shè)定不易調(diào)整。系統(tǒng)軟件及硬件均未存放在水資源管理責(zé)任單位駐地，數(shù)據(jù)維護和系統(tǒng)平臺管理不便。

2.4 運維涉及專業(yè)知識面廣，缺乏標(biāo)準(zhǔn)流程規(guī)范

流量監(jiān)測站現(xiàn)場維護要求技術(shù)人員具有登高、潛水等特種作業(yè)資質(zhì)證書，同時涉及水文、通信、計算機、數(shù)據(jù)庫等各專業(yè)知識，運行維護隊伍專業(yè)要求高。因站點采用設(shè)備廠家、型號性能不一，各施工單位技術(shù)交底不徹底，缺少站點設(shè)備日常檢測、故障排查及解決方案等操作說明，運維過程中對RTU 進行參數(shù)設(shè)置、測試維護、通訊模塊升級等操作難度大[4]。

3 運維建議及發(fā)展探討

3.1 申請專項維修經(jīng)費，恢復(fù)站點正常運行

項目前期運維重點是恢復(fù)故障站點和保障監(jiān)測數(shù)據(jù)精度，管理單位應(yīng)積極申請專項資金用于修復(fù)故障站點、水位基值校核和流量比測率定工作。建議通過運維經(jīng)費分階段逐步恢復(fù)故障站點，或密切關(guān)注國控站點定額標(biāo)準(zhǔn)修訂，及時調(diào)整額度，申請流量比測經(jīng)費，開展相應(yīng)的流量比測及分析工作，研判儀器采集數(shù)據(jù)與水文要素變化的規(guī)律，定期調(diào)整參數(shù)，確保獲取準(zhǔn)確河道流量數(shù)據(jù)。

3.2 發(fā)揮流域管理單位特性，加強與其他水利單位站點共享共維

沂沭泗流域地跨豫、皖、蘇、魯4 省，是南水北調(diào)東線工程重要輸水通道。應(yīng)發(fā)揮流域管理單位特性，加強與地方水文、水利部門協(xié)調(diào)聯(lián)系，根據(jù)雙方已建或規(guī)劃建設(shè)流量監(jiān)測站點，實現(xiàn)站點數(shù)據(jù)共享；后營站、金牛電站、宿遷閘等附近設(shè)有水文站點，可根據(jù)報汛水位進行水位基值修正，根據(jù)人工實測流量進行比測率定；規(guī)劃新建站點應(yīng)充分利用周邊已建水位遙測站等，精簡建設(shè)內(nèi)容；楊官屯河站、大沙河站、姚樓河站是南水北調(diào)東線的重要監(jiān)測斷面，建議加強與流域內(nèi)南水北調(diào)機構(gòu)進行水資源監(jiān)測合作交流，摸索“數(shù)據(jù)共享，測站共維”的運維管理模式。

3.3 制定流域水資源監(jiān)控系統(tǒng)運維管理制度，統(tǒng)一通信規(guī)約和庫表結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)

建議結(jié)合流域“十四五”規(guī)劃流量站建設(shè)項目，將業(yè)務(wù)系統(tǒng)遷移至管理單位本地，統(tǒng)一數(shù)據(jù)接收、處理、存儲平臺和數(shù)據(jù)傳輸通信規(guī)約、數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。同時，制定沂沭泗水資源監(jiān)控系統(tǒng)運維管理制度，明確各級管理單位及運維部門的責(zé)任分工，各司其職做好監(jiān)督檢查、巡檢維護工作，做好影像、文字等記錄臺賬，建立健全運維績效評估體系，使運維管理工作制度化、規(guī)范化[4]。

3.4 整合數(shù)據(jù)資源，共享水資源監(jiān)測數(shù)據(jù)

沂沭泗水資源監(jiān)控站不僅指流域自建流量監(jiān)測站點，還包括直管范圍內(nèi)非農(nóng)取水戶等流量監(jiān)測信息，目前已全部納入國家水資源監(jiān)控系統(tǒng)平臺，淮委流域水資源管理信息平臺無法共享查看取水戶監(jiān)測數(shù)據(jù)。建議根據(jù)水資源管理需求，協(xié)調(diào)監(jiān)測數(shù)據(jù)共享，相應(yīng)完善沂沭泗水資源信息管理平臺功能模塊。

4 結(jié)語

2022 年沂沭泗水資源監(jiān)控系統(tǒng)運維工作保障了流量在線監(jiān)測站及應(yīng)用系統(tǒng)的正常運行，水資源監(jiān)測數(shù)據(jù)上報率和準(zhǔn)確率顯著提高，但仍未達到水資源監(jiān)控系統(tǒng)管理的預(yù)期目標(biāo)，后續(xù)仍需不斷總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，完善各類規(guī)章制度和豐富運維手段，確保水資源監(jiān)控系統(tǒng)長期有效運行并發(fā)揮效益，推進水資源信息化高質(zhì)量發(fā)展，促進流域水資源優(yōu)化配置和高效利用