鄧名春

(三明市洪水預(yù)警報(bào)中心，福建 三明 365000)

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三明市洪水預(yù)警報(bào)系統(tǒng)的故障分析與檢修

鄧名春

(三明市洪水預(yù)警報(bào)中心，福建 三明 365000)

三明市洪水預(yù)警報(bào)系統(tǒng)自1999年開始建設(shè)，經(jīng)過不斷升級(jí)改造和完善，截止2015年共建有各類站點(diǎn)350個(gè)，覆蓋三明市沙溪、金溪、尤溪三大流域約2.3 萬 km2流域面積，監(jiān)控三明市所有小(1)型以上水庫、流域梯級(jí)發(fā)電水庫、13個(gè)主要水文測(cè)站和所有鄉(xiāng)鎮(zhèn)，中心站設(shè)在三明市防汛辦。系統(tǒng)建成后，在歷次抗擊特大暴雨洪災(zāi)中發(fā)揮了巨大的效益。該文簡(jiǎn)要介紹了三明市洪水預(yù)警報(bào)系統(tǒng)建設(shè)概況和系統(tǒng)的工作原理，分析了系統(tǒng)常見的幾種故障以及故障的原因和檢修。

洪水預(yù)警報(bào)系統(tǒng)；故障分析；檢修

1　系統(tǒng)概況

三明市洪水預(yù)警報(bào)系統(tǒng)自1999年開始建設(shè)，經(jīng)過不斷升級(jí)改造和完善，截止2015年共建有各類站點(diǎn)350個(gè)，覆蓋三明市沙溪、金溪、尤溪三大流域約2.3 萬 km2流域面積，監(jiān)控三明市所有小(1)型以上水庫、流域梯級(jí)發(fā)電水庫、13個(gè)主要水文測(cè)站和所有鄉(xiāng)鎮(zhèn)，中心站設(shè)在三明市防汛辦。系統(tǒng)建成后，在歷次抗擊特大暴雨洪災(zāi)中發(fā)揮了巨大的效益，為群眾轉(zhuǎn)移贏得了寶貴時(shí)間，時(shí)任副總理的溫家寶同志曾在2002年視察建寧災(zāi)區(qū)時(shí)，對(duì)洪水預(yù)警報(bào)系統(tǒng)在抗洪搶險(xiǎn)過程中發(fā)揮的作用給予高度評(píng)價(jià)。

2　系統(tǒng)的工作原理

系統(tǒng)采用自動(dòng)采集累計(jì)雨量和實(shí)時(shí)水位數(shù)據(jù)，通過超短波通信向中繼站或小中繼自動(dòng)發(fā)送信息、中心站定時(shí)向中繼站進(jìn)行招測(cè)的工作體制，同時(shí)利用計(jì)算機(jī)對(duì)接收的水文信息進(jìn)行檢錯(cuò)、處理，實(shí)現(xiàn)雨量、水位實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示、報(bào)表、越限報(bào)警等功能[1]。

如圖1所示，三明市洪水預(yù)警報(bào)系統(tǒng)由3類站點(diǎn)組成：水位雨量測(cè)站(雨量測(cè)站)、中繼站(小中繼站)、中心站(分中心站)。

2.1水位雨量測(cè)站(雨量測(cè)站)

進(jìn)行原始水位和雨量數(shù)據(jù)采集。雨量每增加1mm，水位每變幅1公分并且與上次發(fā)送時(shí)間間隔>5min時(shí)時(shí)則自動(dòng)通過電臺(tái)經(jīng)天線發(fā)送一次數(shù)據(jù)。

2.2中繼站

接收雨量測(cè)站(或水位雨量測(cè)站)的信號(hào)，經(jīng)再生調(diào)制后儲(chǔ)存，接到中心站招測(cè)指令后轉(zhuǎn)發(fā)。

小中繼站：接收雨量測(cè)站(或水位雨量測(cè)站)的信號(hào)，經(jīng)再生調(diào)制后實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)[2]。

2.3中心站(分中心站)

向中繼發(fā)送招測(cè)指令，接收中繼信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，形成可查詢的數(shù)據(jù)和圖表。

圖1　三明市洪水預(yù)警報(bào)系統(tǒng)的組成

3　系統(tǒng)故障的排查

從三明中心站來看，系統(tǒng)常見的故障現(xiàn)像主要有：接收不到任何信號(hào)、接收到中繼信號(hào)但無測(cè)站信號(hào)、部分站點(diǎn)信號(hào)接收不到、收到的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。

主要的故障原因有：中心站自身故障、中繼站故障(接收支、收發(fā)支路故障)、測(cè)站發(fā)不出無線電信號(hào)或能發(fā)出信號(hào)但數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。

3.1當(dāng)接收不到任何信號(hào)時(shí)

1)可能的原因：中繼站發(fā)生故障或中心站發(fā)生故障。

2)故障排查方法：要求接收此中繼站的分中心站發(fā)送請(qǐng)求取數(shù)指令，若能取到數(shù)，則中心站故障，若取不到，則為中繼站故障。

3.2當(dāng)只接收到中繼信號(hào)，但無測(cè)站信號(hào)時(shí)

原因：中繼站接收支路故障。

3.3當(dāng)部分站點(diǎn)信號(hào)接收不到時(shí)

1)可能的原因：中繼站發(fā)生故障和測(cè)站發(fā)不出無線信號(hào)。

2)故障排查方法：當(dāng)某個(gè)中繼站所帶的測(cè)站均收不到信號(hào)時(shí)，為中繼站發(fā)生故障；當(dāng)個(gè)別點(diǎn)收不到信號(hào)時(shí)，為測(cè)站發(fā)不出無線信號(hào)故障。

3.4當(dāng)收到的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確時(shí)

1)可能的原因：雨量故障、水位故障、干擾。

2)故障排查方法：收到水位值與實(shí)地測(cè)量值不同時(shí)，為水位故障，收到的雨量數(shù)據(jù)與測(cè)量值不同時(shí)，為雨量故障。同時(shí)，兩者不排除干擾原因所在[3]。

4　系統(tǒng)故障的分析與檢修

4.1中繼站故障的分析與檢修

三明中繼站站點(diǎn)結(jié)構(gòu)如圖2所示，故障原因可能有：蓄電池電壓低、接收支路有故障、收發(fā)支路有故障，中繼站范圍沒有設(shè)置好。

圖2　三明中繼站站點(diǎn)的結(jié)構(gòu)

1)蓄電池電壓低：由太陽能充電電路故障或蓄電池性能不良引起。處理方法：用萬用表測(cè)量蓄電池兩端電壓，如蓄電池電壓低，則更換蓄電池。

2)接收支路有故障：將接收支路的饋線接至發(fā)射輸出并接功率計(jì)。RTU接一手持編程器，手動(dòng)發(fā)射按按鈕，若反射波大，則可能饋線接觸不良，饋線進(jìn)水，避雷器進(jìn)水，天線不良，視情況予以更換。若反射波不大，饋線接回接收支路。用多功能測(cè)試儀模擬發(fā)射某站點(diǎn)信號(hào)。若接收電臺(tái)指示燈不亮，則接收電臺(tái)壞，更換新接收電臺(tái)。否則RTU主板有燈亮，如沒有，測(cè)RTU主板有故障，更換RTU主板。

3)收發(fā)支路有故障：將收發(fā)支路的饋線接至發(fā)射輸出并接功率計(jì)，要求中心站發(fā)射取數(shù)指令，若反射波大，則可能饋線接觸不良，饋線進(jìn)水，避雷器進(jìn)水，天線不良，視情況予以更換。若反射波不大，檢查收發(fā)電臺(tái)，如指示燈不亮，則接收電臺(tái)壞，更換新接收電臺(tái)。否則RTU主板有燈亮，如沒有，測(cè)RTU主板有故障，更換RTU主板[4]。

4)中繼范圍沒有設(shè)置好：用手持編程器檢查中繼站RTU主板的站址范圍是否包含這些站點(diǎn)。若未包含，重新設(shè)置范圍，若已包含，則屬信道不暢或測(cè)站頻率與之不對(duì)應(yīng)。

4.2中心站故障檢修

三明中心站結(jié)構(gòu)如圖3所示，故障原因可能有：電源故障，收發(fā)電臺(tái)壞，饋線支路不良。

圖3　三明中心站或縣級(jí)分中心站結(jié)構(gòu)

檢查及故障處理方法：用萬用表測(cè)量蓄電池兩端電壓，如蓄電池電壓低，則更換蓄電池。若電壓正常，打開手持機(jī)，設(shè)置好對(duì)應(yīng)頻率，發(fā)送請(qǐng)求取數(shù)指令，若收發(fā)電臺(tái)指示燈不閃亮，或聽不到手持機(jī)發(fā)出聲響，更換新電臺(tái)。否則饋線接觸不良，饋線進(jìn)水，避雷器進(jìn)水，天線不良，應(yīng)檢查后更換[5]。

4.3水位雨量站(雨量站)故障檢修

水位雨量站(雨量站)結(jié)構(gòu)如圖4所示，可能出現(xiàn)的故障有如下幾種：站點(diǎn)發(fā)不出無線電信號(hào)，站點(diǎn)發(fā)出無線電信號(hào)但中繼站未收到、水位數(shù)據(jù)與實(shí)地測(cè)量不同、雨量數(shù)據(jù)偏小或無雨量數(shù)據(jù)。

圖4水位雨量站(雨量站)結(jié)構(gòu)

1)站點(diǎn)發(fā)不出信號(hào)

故障原因可能有：蓄電池電壓低、RTU主板損壞、發(fā)射電臺(tái)壞、天饋線進(jìn)水，接觸不良，避雷器進(jìn)水或損壞，天線損壞。

檢查及故障處理方法：用萬用表測(cè)量蓄電池兩端電壓，如蓄電池電壓低，則更換蓄電池。若電壓正常，連接上手持編程器，按下發(fā)射按鈕，如RTU主板指示燈不亮，則更換RTU主板。若RTU指示燈亮，在發(fā)射電臺(tái)的輸出端接一功率計(jì)，按下發(fā)射按鈕，若功率計(jì)無功率指示，換一新電臺(tái)。若功率指示正常，但反射波大，則為天饋線進(jìn)水，避雷器進(jìn)水，接解不良，天線不良，應(yīng)檢查天饋線、避雷器。

2)站點(diǎn)能發(fā)出無線電信號(hào)，但中繼未收到信號(hào)

故障原因及處理方法：發(fā)射電臺(tái)有頻率偏移或頻率和中繼站接收的頻率不同，應(yīng)調(diào)整電臺(tái)頻率與中繼對(duì)應(yīng)。若仍收不到，該點(diǎn)發(fā)射的信號(hào)弱或站點(diǎn)至中繼站的通路有阻擋，或者方向不對(duì)，應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)天線方向至信號(hào)最佳位置，加大信號(hào)功率或遷移地點(diǎn)。

3)水位數(shù)據(jù)與實(shí)地測(cè)量不同

故障處理方法：連接一新水位計(jì)，將RTU連接手持編程器，按下發(fā)射按鈕，若編程器上讀取水位數(shù)據(jù)與水位計(jì)上讀數(shù)相同，則說明水位計(jì)壞。否則，水位頭壞或主板壞，更換水位頭或主板。

4)雨量數(shù)據(jù)偏小或無雨量數(shù)據(jù)

故障處理方法：檢查雨量筒進(jìn)水口是否被堵，若被堵，疏通雨量筒，否則打開雨量筒，檢查雨量翻斗是否卡太緊或支撐螺絲是否太低，若正常，打開手持機(jī)，輸入本測(cè)站對(duì)應(yīng)頻率，翻動(dòng)雨量翻斗，如一邊有一邊無聲響，則無聲響一邊干簧管損壞或磁鐵與干簧管距離太大，若兩邊都無聲響，則干簧管兩邊損壞、磁鐵與干簧管距離太大、磁鐵失磁或雨量連接線斷，應(yīng)檢查后予以更換。

5　結(jié)　語

三明市洪水預(yù)警報(bào)系統(tǒng)均采用國(guó)產(chǎn)系統(tǒng)，總站數(shù)達(dá)350個(gè)。在維護(hù)管理過程中發(fā)現(xiàn)：故障率較高的是RTU主板，這與站點(diǎn)所在的地的溫度、濕度、是否雷區(qū)以及防雷接地的可靠性息息相關(guān)；其次是充電二極管未接，至使電池電壓逐漸下降以致不能工作；天饋線老化、避雷器和天饋線進(jìn)水、人為破壞等也是造成系統(tǒng)故障的一個(gè)重要因素；常見的故障還有干簧管壞、水位計(jì)不準(zhǔn)、電臺(tái)壞等。但經(jīng)過這幾年的維護(hù)管理，基本上能保持正常運(yùn)行，完好率達(dá)到95%以上。目前三明市正在開展山洪災(zāi)害防治項(xiàng)目建設(shè)，通過建設(shè)，系統(tǒng)將進(jìn)一步得到完善，在防汛搶險(xiǎn)救災(zāi)難中發(fā)揮更大的作用。

[1]邵平.洪水預(yù)警報(bào)系統(tǒng)的故障分析[J] 水利科技，2004(02)：5-6.

[2]陳謀育.晉江流域洪水預(yù)警報(bào)系統(tǒng)通訊與信息保障探討[J].水利信息化,2010(03):69-72.

[3]陳陽珊.洪水預(yù)警報(bào)系統(tǒng)遙測(cè)站點(diǎn)的故障檢修[J].水利科技,2010(03):25-27.

[4]吳金塔,鮑文昕,梁立峰.福建省洪水預(yù)警報(bào)系統(tǒng)的建設(shè)與思考[J].水利水文自動(dòng)化,2006(04):1-5.

[5]梁立峰,鮑文昕,張海強(qiáng),邵平,廖立偉.福建省洪水預(yù)警報(bào)系統(tǒng)移動(dòng)式綜合分析平臺(tái)[J].水利科技,2011(04):11-15.

1007-7596(2016)07-0097-03

2016-05-26

鄧名春(1982-)，男，福建沙縣人，工程師，從事洪水預(yù)警報(bào)系統(tǒng)的維護(hù)管理工作。

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