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山东省水文报汛系统管理探析王沁刘薇郭成

发表时间：2021/7/27 来源：《基层建设》2021年第14期作者：王沁刘薇郭成

[导读] 随着国家对水利信息化的大力投入，越来越多的自动化遥测站点投入使用。本文对山东省水文遥测系统的问题和应对措施进行了探析，为提高信息的可靠性

         山东省水文中心
         摘要：随着国家对水利信息化的大力投入，越来越多的自动化遥测站点投入使用。本文对山东省水文遥测系统的问题和应对措施进行了探析，为提高信息的可靠性、实时性和准确性，强化对防汛抗旱、抢险救灾等工作信息服务的保障能力打下坚实的基础。
         关键词：水文报汛、遥测、管理、信息化平台

         水文报汛系统是一种对于河道、水库、湖泊进行雨水情信息监控的系统，水文报汛系统监测内容包括：雨量、流量、水位、蒸发量、含沙量、土壤含水量等雨水情数据，其利用传感器对监测点进行实时数据采集，通过远程传输，实现对整体雨水情的分析与监控。
         1、现状
         近几年来，随着国家防汛抗旱指挥系统一期及二期工程、山东省中小河流水文监测系统、山东省大江大河水文监测系统建设工程水文业务系统等多个工程的建设，山东省水文报汛系统已经建成由1个省级中心、16个市级分中心、75处县级分中心、2633处报汛站（其中水文站458处、雨量站1823处、水位站200处、工程站152处、墒情站155处）组成的自动测报系统，具有雨水情自动测报、雨水情信息综合分析与监控、洪水预报功能。该系统为山东省防汛抗旱、防灾减灾提功力的有力的保证与支撑。
         2、山东省水文报汛系统简介
         2.1数据传输流程
         报汛站的雨水墒情信息由传感器采集后通过有线或者超短波方式传输至RTU，RTU将信号转化为数字信息并存储后通过GPRS或物联网信道将数字信号发送至市级水文中心。报汛站的RTU采用以自主报汛为主，定时响应市级中心或县级中心的招测的自报兼应答工作体制。市级中心的遥测数据接收平台首先将遥测信息存储至遥测数据库，再通过程序判断信息的合规性，经计算进入实时雨水情数据库。其后数据交换系统将实时雨水情数据库中的数据通过水利骨干网（光缆）同步到省级水文中心以及相邻市级水文中心。
         水情信息服务系统具体传输流程见下图：

         2.2水情信息服务收平台
         水情信息服务收平台包括两个大功能：一是数据接收平台，二是信息查询与分析平台。
         数据接收平台是针对雨量、水文、水位自动遥测设备产生的遥测数据进行接收、汇编、整理、转发等统一处理的平台。平台前端有数据接收服务结合各地市分中心遥测终端设备的使用情况，同时能够保证数据接收后存入标准雨水情库的时效性，信息接收与汇聚采用并发接收及轮询的混合机制，针对每种遥测终端设备都提供对应的接收服务，同时为每台设备建立独立连接管理数据与通信链路。
         平台后端有数据库监控服务将数据存储到遥测中间库，采用轮询机制方式监控遥测中间库中的数据，实现雨水情信息的实时入库。同时数据同步写入主数据库、备份数据库，实现统计表与实时表联动，截留无雨、错报、误报等数据，能够根据降水情况设定数值，对所收到的报文或实时雨水情进行过滤，异常数据报警提示。
         平台同时具有报警值守功能，监测并显示实时水雨情、设备、系统信息、软件状态、机房状态等异常数据，发现设备故障、错报及漏报等问题，通过声音、短信等方式通知值班人员。
         信息查询与分析平台是一个综合的信息查询分析系统，系统采用应用支撑平台的技术架构，根据水文情报预报业务需求，整合现有水文情报预报业务系统信息服务功能，结合应用服务的门户技术，提供门户框架、统一用户管理、空间分析、信息发布、搜索引擎、图形操作、报表、图表和监视告警、水情会商等服务。主要功能包括：雨情图制作系统、水情分析系统、报汛质量统计、洪水预报展示、水情综合数据监控、水情会商模块、水情值班管理、系统管理模块、微信发布模块、水情移动查询系统、短信发布系统11个系统模块组成。系统层次结构示意图见下图。
         3、山东省水文报汛系统存在的问题
         3.1遥测设备品类多，部分设备质量不稳定
         山东省水文遥测报汛系统是由多个项目分期、分批建立起来的，前后历经20年的设备更新与换型。特别是近几年建设速度明显增快，截止2020年底，报汛站的数量较2016年底提高了180%，传感器和RTU的品牌和型号也由2003年的1-2种提高到了30多家。遥测设备采用的通讯协议有厂家自定协议、山东省通讯规约、国家通讯规约三种，其中厂家通讯规约各不兼容。部分厂家的遥测设备故障率较，某品牌在东营安装54台设备，汛期故障率达到50%；经全省在用设备统计，故障占比较高的原因多为雨量筒堵塞、电池馈电造成的不上数、跳数。
         3.2缺乏管理与维护人员
         目前全省各市水情中心人员配备普遍偏少，据统计截止2020年汛前，省水情处加全省16市专门从事水情工作的职工只有90人，个别市分中心只有3人。水情职工除了完成防汛抗旱值班工作，还承担了本区域年度用水总量的监测任务，以及水文调查工作，自动遥测设备、计算机设备的维护，工作量是过去的几倍，人均负担工作过多。
         3.3信息化建设尚不完善
         长期以来，由于水文经费投入不足，信息采集手段和传输方式比较落后，水文信息化平台和通信设施设备老化失修等问题比较突出，距离当前防汛抗旱指挥决策对水文报汛信息采集的要求有较大差距。
         山东省水情信息服务系统层次结构示意图

         4、山东省水文报汛系统建议级对策
         4.1自动遥测设备的规范化、统一化
         加快遥测设备的规范化、统一化。一是采用省内调换，将相同型号的设备尽量调整到一个市，保证一个市内设备型号不超过三种。二是统一信息接收软件，强制要求今后进入山东省水文系统的遥测设备必须兼容现有的信息接收软件，加速淘汰不能被标准接收软件的遥测设备。三是规范遥测设备参数、通讯协议、使用维护方式，方便管理与维护。
         4.2推进购买第三方服务
         大力推进购买第三方服务。采用第三方委托方式，保障、维修自动遥测设备，既能解决水情工作人员不足的问题，也能缩短响应时间，缩短维修时间。
         4.3加强管理制度，深化县级中心责任落实
         首先将管理制度与考核制度提高到一个新的层次，把健全和贯彻管理制度放到与技术设备水平提升同一高度上来。建立一套高效的考核制度，定期对市级中心的报汛质量进行考核。强化县级中心的责任落实制度，其内容应当包括设备检修、响应时效、巡测报汛质量等，确保责任压实到位。
         4.4进一步提升信息化建设水平
         持续对水文遥测信息化设备进行升级，以应对雨水情数据量的爆发性增长。避免信息处理软硬件的升级速度低于测站数量与水情信息增长的速度。大力提升水情信息平台处理的速度和效率，在面对大暴雨、大洪水时，发挥出系统应有的作用。
         加强软件平台的建设水平，采用信息化手段提升管理组织能力与对外服务水平。进一步完善APP、异常信息自动报警、雨水情综合分析模块等内容建设，采用技术手段缩短设备维护响应时间。
         结束语
         水文报汛系统系统的管理与应用与人民群众的生命财产安全息息相关。我们深刻认识到，新形势下对水文报汛系统和信息服务保障能力提出了更高的要求，我们一定要认真巩固提升信息的可靠性、实时性和准确性；强化提升对防汛抗旱、抢险救灾等工作信息服务的保障能力。以信息服务能力的提升促进水安全保障体系的建设，推动经济社会的可持续发展。
         参考文献：
         1、山东省国家防汛抗旱指挥系统二期水程信息采集系统初步设计报告内部刊印
         2、水情遥测系统的应用与改进河南水利与南水北调 2017-3 36-37 宋柏琦
         3、郑州水文遥测设备管理和维护体会河南水利与南水北调 2015-18 31-32
         作者简介：
         王沁单位山东省水文中心邮编 250013
         王沁（1980—），男，汉族，山东省济南人，济南大学本科，河海大学第二学位，山东省水文中心工程师。研究方向：水文情报预报，水文信息化。