全流域水情自动测报系统运维一体化探索与实践
时间：2023-06-23 18:10:05 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
侯 忠
(中国电建集团国外投资有限公司,北京市 100048)
水情自动测报系统是运用遥测、通信和计算机等多种先进技术，实时收集、处理水雨情信息，进行水文预报，为水电站安全运行和水库调度决策提供实时准确的数据支撑，以实现水电工程防洪、发电等的优化调度，充分发挥工程效益的技术保障系统。
随着“一带一路”建设的不断深入，沿线国家已建成数十座大中型水电站，而水情自动测报系统凭借实时的水雨情监测和准确的洪水预报，在降低洪涝灾害、减轻防洪压力以及增发电量等方面发挥着越来越重要的作用，这也对其运行可靠性提出了更高的要求。水情自动测报系统的运维保障不但受专业性强、遥测站在流域内分布范围广、环境恶劣造成运行工况相对极端等因素影响，还受到国外水电项目技术人员配置少、基础设施条件薄弱等条件制约，运行维护难度颇大。
面对国外水情自动测报系统运维过程中的难点、痛点，通过梳理总结老挝境内水情自动测报系统运维一体化成功经验，为“一带一路”上的“七明珠”——南欧江7座梯级水电站安全经济运行保驾护航。
南欧江是湄公河左岸老挝境内最大支流，发源于我国云南省江城县与老挝丰沙里省接壤的边境山脉一带，流域面积约为2.5万km2，河流长475 km。南欧江流域位于老挝北部高原，地势北高南低，流域西部、北部为中老边界，分别毗邻中国云南省西双版纳州、普洱市，东部为老、越边界。区域整体交通条件极差，南部比北部略好，而流域东部毗邻越南的山区基本属于无人区。区域内的村寨间多数仅修葺了交通便道，绝大部分只能依靠当地摩托、拖拉机通行，部分路段只能步行。山区性气候明显，暴雨时空分布不均，洪水由暴雨形成，河道水位暴涨暴落极为常见。
南欧江干流河段按照一库七级方案开发，从下游至上游依序为一级至七级，分两期建设，是“一带一路”明星工程项目，受到中老两国政府和社会各界高度重视。
南欧江流域从2013年底开始建设了水情自动测报系统，水雨情遥测站覆盖整个南欧江流域，包括1个水情中心站和68个水雨情遥测站，属特大型水情自动测报系统，是目前老挝在运规模最大、覆盖面积最广的水情自动测报系统。南欧江水情自动测报系统自2014年建成投运以来，运行维护班组严格执行汛前检查、汛期巡查和汛后故障检修制度，保证了系统正常稳定运行。通过布设在全流域范围内的水情遥测站，实时监测掌握流域水情情势，并通过设立在琅勃拉邦南欧江电力运维中心的水情中心站汇集数据研判流域水情发展趋势，及时发布水文预报信息。南欧江水情自动测报系统在南欧江流域防洪度汛和发电调度过程中有着难以替代的重要作用，被誉为监测南欧江流域水雨情信息的前哨和“眼睛”。
为确保南欧江水情自动测报系统正常稳定运行，系统建设单位中国电建集团国外投资有限公司结合国外实际情况，打破国内水电站水情自动测报系统遥测设备和中心站软硬设备各自运维的传统，以系统运维规范为准则，以运行大数据共享为基础，以状态检修为目标，以属地化建设为保障，依托移动网络、即时通信等新兴技术打破系统运维过程中前台应用与后台服务、现地监测设备和远端服务设备间的逻辑或空间上束缚，打通各运维环节过程中的信息孤岛，实现水情自动测报系统全过程、全生命周期统一运行维护管理，搭建起一体化高效运维管理新模式，为国外水情自动测报系统长期安全稳定运行提供可靠保障。
1.1 设立专门组织机构强化运维管理
为应对国外特大型水情自动测报系统的设计、建设和运营管理，建设单位在系统建设之初就设立南欧江梯级水电站水情中心，统筹水情自动测报系统建设和运营管理。管理过程中，在借鉴国内水情自动测报系统成熟的制度规范基础上，结合老挝南欧江流域水文气候特点，在运行过程中逐步完成相关运维规程、规范等规章制度的完善修订，使其更能贴合南欧江流域水情自动测报系统运行维护管理工作实际，避免系统建设周期长、国外人员变动频繁或运行维护操作不当等原因造成系统不能正常运行的情况发生。
1.2 构建一体化运维管理体系
强化水情自动测报系统源头管控，提升系统可靠性。通过前移运维管理阵线，强化系统设计、建设过程标准化、规范化，并按照全生命周期管理理念，重点从遥测设备选型、系统集成、安装调试和运行维护四个方面，对系统进行全面质量管控。
持续完善管理体制，加强运维人员技术培训和意识培养，全面提升运维水平。全面梳理水情自动测报系统现有的规划设计、建设、运行维护等标准体系，并结合南欧江气候水文特点，制定并持续提升运行维护标准，促进运维管理要求和技术标准的融合统一，运维工作逐步实现表单化、流程化、信息化。制度和技术保障方面，构建“培训需求分析—培训—培训总结反馈—持续改进培训计划”的PDCA闭环培训模块，加强人员技术培训和“第一次就把事情做好”的质量意识，形成良好的运维人才培养机制，提升运维保障能力和水平。
构建水情自动测报系统运行指标管理体系，开展智能辅助决策，持续提升运维能力。面对老挝道路、通信等薄弱的基础设施与水情自动测报系统高可靠性和快速运维响应之间的矛盾，运维管理团队通过实践中持续对蓄电池非浮充时间电压变化、遥测数据中断频次、机箱温度、服务器磁盘空间和内存占用率等数据与常见故障间的关联性进行分析、探索和总结，构建了水情自动测报系统设备运行稳定性指标。通过监视、跟踪设备工况运行指标，并通过大数据平台开展综合分析和智能辅助决策，实现设备运行情况评估和故障提前预判，避免了发生故障不能及时处理的情况发生，极大程度地提升了系统运行的可靠性。
1.3 系统运维一体化创新管理
水情自动测报系统具有专业性强、系统复杂程度高的特点，国内类似的项目一般由运行和维护两个部门或班组负责。系统建设单位基于国外运维人员配置较少和基本素质高的基本情况，自水情自动测报系统投运后一直积极探索运行、维护一体化。通过逐步强化运维人员的技术培训，分步实现“专一、会二、懂三”，一专多能；
并同步整合运行和维护工作，最终打破原有运行、维护的专业界限，运维组织体系结构趋于扁平化。
南欧江流域水情自动测报系统运维人员配置中方员工6人，老挝籍员工4人，雨季(主汛期)时配备5人参与运行倒班，剩余5人轮流负责汛期测流、遥测站设备抢修工作；
旱季则3人参与运行倒班，剩余人员参与汛前、汛后设备巡检维护工作。南欧江梯级电站水情测报系统覆盖范围大、距离远、交通不便，遥测站是在无人值守条件下工作，为确保系统安全可靠、稳定正常地运行，必须组织一个管理维护系统运行的工作班子，采用委托管理、实时监控、定期巡查、出现故障及时维护的运行管理模式，对水情自动测报系统进行有效的维护和管理，确保系统正常运行。
水情中心站需要配置专业运行管理人员对系统进行实时监控，管理人员严格按照操作守则进行值班操作，实时监视系统的运行状况并作好记录；
一旦发现问题，首先进行远程维护，如不能恢复正常，立即赴现场维护，确保系统的有效工作时间达到技术指标。在水情自动测报系统运行期间，野外遥测站设备除进行日常维护外，在汛前、汛后将对系统进行两次全面检查维护，在系统投入运行的前两三年根据运行情况适当增加定期检查次数。定期检查工作主要包括对遥测站的传感器、遥测终端、电源系统的运行状态进行全面检查和测试，发现问题及时排除故障，或更换存在问题的零部件。
当水情遥测站出现故障，水情中心站将派专业维修人员在最短时间内到达现场进行检修，排除故障。完成修理任务后，应把故障部位和性质、更换部件和排除故障所用时间等记入技术档案。为缩短维修时间，分中心站应储备足够的备品备件和配备专用车辆。
系统运行过程中，水情中心运行值班人员不但对水情自动测报系统软件平台进行实时监控，还参与系统各种故障现象的原因分析和故障点判断，与维护人员一同编制故障消缺任务单。维护人员根据故障消缺任务单中分析的故障点准备及调试设备备品备件。为确保野外的遥测设备能第一时间完成检修维护并恢复正常运行，运行人员与前往现场维护人员密切配合，维护人员按标准检查维护流程对遥测站进行维护，运行人员则查看软件平台监测的遥测站工况(设备电池电压、数据准确性、传感器识别、自动发报功能)是否恢复正常，必要时邀请厂家给予必要的远程技术协助。现场检修维护结束后，由维护人员及时更新水情自动测报系统—户外遥测站故障事件库，并对故障产生原因进行分析、故障原因检查结论、问题处理过程和维护要点进行详细记录。
1.4 持续深入推进属地化建设
南欧江流域位于中老两国交界山区，流域面积广，交通多有不便，为了确保南欧江流域水情自动测报系统一体化运维管理模式的正常、高效实施，对于属地员工在专业和技能方面的要求应契合属地化培训、发展。
如何安全、高效地组织老挝籍员工从事专业性强、工作范围广的南欧江流域水情自动测报系统运维工作，是属地化建设的重点。水情自动测报系统建设单位通过与老挝当地高校、政府合作，招聘高质量属地员工，再加以管理制度、标准化运维流程和专业技能多阶段的培训，使得属地员工能够快速理解、基本掌握相关技术技能要求。属地化推进过程中，中、老运维人员先建立类似“师徒”关系，中方员工首先将保障安全生产必要事项、行之有效的工作方法、准确简明运维工作标准、便捷的工作流程等制度化及标准化，降低老挝籍员工学习和工作门槛；
通过中方员工积累“传帮带”工作经验和对整个培训过程持续改进，直至老挝籍员工能独立、完善的完成水情中心站、遥测站设备巡检、维护、抢修等工作。之后中方人员则通过技术把关、工作策划和绩效管理等环节，激发属地员工工作活力，促进运维工作持续高效地开展。
水情自动测报系统运维一体化实施，运维团队不但需要掌握计算机网络、通信、水文气象等专业知识，还要全方位了解、掌握水情自动测报系统中心站软硬件设备和遥测站设备的运行操作、工作原理和具备故障分析能力，对员工个人技能水平的提升起到强有力的促进作用。
南欧江流域水情自动测报系统于2014年5月投入运行，受老挝当地社会经济发展限制，系统遥测站运行环境条件恶劣，道路交通、通信条件较差，给系统运行维护带来很大困难。系统在老挝南欧江的广袤山水之间从无到有，在运维人员持续优化、精心的运维管理下确保了系统正常稳定运行，为南欧江流域防洪度汛和梯级电站发电调度发挥了巨大的技术支撑作用。南欧江水情自动测报系统被誉为南欧江流域的“眼睛”，多次被中老两国官方媒体报道称赞；
老方称赞南欧江水情自动测报系统“填补了老挝相关领域多项空白，是南欧江流域的‘眼睛’”。同时，系统科学的预报为南欧江流域提高发电效益、防汛抗旱、调度决策提供了可靠依据，在保障电站及沿河居民安全生产的同时，为丰富老挝南欧江流域水文、气象资料作出了积极贡献，在助力当地防灾减灾方面发挥了重要作用。
经系统运维一体化实践，不但大幅减少了中方运维人员需求，还在属地化建设方面取得丰硕成果，极大提升了运维效能，确保系统在各种条件下安全稳定运行。系统遥测站月均畅通率均在95%以上，重要遥测站点畅通率达到99%，为南欧江流域7座大型水电站的发电防洪调度和洪水资源化利用提供了准确的水雨情数据支撑。自南欧江流域水情自动系统投运以来，通过指导优化调度，梯级电站累计增发电量4.7亿kW·h，并使南欧江沿岸居民免受洪灾影响，产生了良好的经济效益和社会效益。
通过对南欧江流域水情自动测报系统运行维护实践经验分析，研究总结了南欧江流域水情自动测报系统一体化运维管理方法；
该方法能够较好地适应老挝南欧江流域水情遥测站点多、站点变化多、维护难度大的特点，对于类似国外水情自动测报系统运行维护具有一定的借鉴意义。
