基于鱼骨图的取水实时监控系统的改善分析——以桐庐县为例

徐晓军，扶　俊，陈　琳

(1.桐庐县水利水电局，浙江　杭州　311500；2.衢州正帆科技电子有限公司，浙江　衢州　324099)



基于鱼骨图的取水实时监控系统的改善分析
——以桐庐县为例

徐晓军1，扶俊1，陈琳2

(1.桐庐县水利水电局，浙江杭州311500；2.衢州正帆科技电子有限公司，浙江衢州324099)

取水实时监控系统是水资源精细化管理的重要支撑，是实行最严格水资源管理制度的具体工作，改进和完善取水实时监控系统有助于提高系统稳定性和准确性，更有助于准确掌握取水户取水情况，征收水资源费，加强水资源管理。利用原因型鱼骨图，对影响取水实时监控系统健康运行的原因进行了“人”“事” “地”“物”4方面分析，同时针对原因根据对策型鱼骨图提出了相应的系统改善的具体对策和提高管理水平的几点建议。

取水实时监控系统；鱼骨图；水资源管理

随着经济的发展和人口的增加，我国对水资源的需求不断增加，但我国对水资源的合理开发保护和节约意识还不强，对水资源管理的精细化程度还不够。十三五规划建议明确提出 “实行最严格的水资源管理制度，以水定产、以水定城，建设节水型社会”[1]。取水实时监控系统作为实行最严格水资源管理制度的一项具体工作，对准确掌握取水户取水情况，统计评价企业及社会用水情况，下达用水计划，控制用水总量，水资源精细化管理有着重要的意义。桐庐县较早开展了取水实时监控系统建设管理工作，通过近些年的建设运行维护管理，系统运行良好，但也存在着一些问题，对照最严格的水资源管理制度的要求，还需要进一步优化完善，提高系统的稳定性和准确性。本文利用鱼骨图分析法，通过对桐庐县取水实时监控系统近些年建设运行维护管理的资料、数据、做法进行分析评价，梳理了取水实时监控系统中存在的问题和不足，针对这些问题和不足，提出了相应的改进和完善措施，从硬件提升和加强管理两方面着手，切实改善取水实时监控系统运行的可靠性、稳定性和准确性。

1　桐庐县取水实时监控系统现状

取水实时监控系统信息采集终端安装是水资源管理信息化建设的重要组成部分,也是信息平台的主要数据来源[2]。结合水资源管理的要求和实际情况，桐庐县于2008年安装了第1批取水实时监控系统装置，于2012年安装了第2批取水实时监控计量设施，全面完成年取水量5万m3以上的取水户的取水实时监控计量设施的安装，其余年取水量较小的取水户则以计时器、电能表、水表等老式计量设施为主。

本系统采用基于GPRS及WEB技术的取水实时监控技术，实现对全县较大取水户取水情况的实时远程监测和统计，同时具备可扩展性和兼容性。系统主要构架由电磁流量计(或其他计量设施)、水资源信息采集仪、GPRS传输模块、GPRS运行网、10 M光纤数据专线、用户端路由器、系统管理服务器、内部网络和查询工作站组成(见图1)。

图1　取水实时监控系统构架图

桐庐县水行政主管部门严格按照取水实时监控系统的建设要求，通过公开招投标方式确定了具有建设能力的企业完成建设任务，同时委托专业技术团队进行维护巡查，基本上保证了系统的平稳运行。但随着水资源管理的日趋严格，监管队伍管理能力和技术力量未能及时提高和改善，取水户对取水计量设施的保护和责任意识未能较好的履行，取水计量设施的长期运行也暴露出一些计量设施不准、信号传输中断、计量设施被雷击坏等问题。

2　取水实时监控系统的鱼骨图分析

2.1鱼骨图概述

鱼骨图是日本管理大师石川馨先生在1953年提出和发展出来的，又称石川图。鱼骨图分析法是一种发现问题，追踪根本原因以及针对原因找到相应对策及解决措施的系统分析方法。鱼骨图被广泛应用于质量管理、项目管理、企业管理等各个管理领域[3]。鱼骨图又分为问题型、原因型、对策型3类，本文主要利用原因型鱼骨图对取水实时监控系统进行分析，同时提出相应改善对策。

2.2鱼骨图分析取水实时监控系统

鱼骨图分析法现场作业主要从人(man)、机(machine)、料(material)、法(method)、环(environment)、测(measure)“6M”6个方面入手，而管理类问题一般从人(who)、事(what)、时(when)、地(where)、物(which)“5W”入手。经过前期的调研和分析整理，结合取水实时监控系统管理实际，主要对为什么取水实时监控系统稳定性和准确性较差的原因进行分析，具体从“人”“事”“地”“物”展开[4]。

“人”的因素，参与取水实时监控系统中的“人”主要包括系统主管人、系统建设人、系统维护人、取水人等4类。系统管理人主要存在系统专业能力不高、监管人员配备不足、监管能力手段不强等问题；系统建设人主要存在未按照《浙江省取水许可制度实施细则》和《浙江省取水实时监控系统建设技术导则》建设安装取水计量设施导致计量存在误差的问题；系统维护人主要存在系统维护巡查力度不够，维修时效性与实效性较差等问题；取水人则主要存在对取水计量设施保护意识差，甚至存在私自断电、打开防护箱、破坏取水计量设施等问题。

“事”的因素，主要指取水实时监控系统安装、数据采集、传输、显示等贯穿于系统整个运行过程的正常发生的事件和突发事件。正常发生事件易引起问题的主要有计量数据采集发送模式(通讯采集、累积量脉冲采集、4～20 mA电流采集)，未进行常规定期流量率定；突发事件易引起问题的主要有计量受雷击，管道被挖断，取水管道空管运行等等情况。

“地”的因素，地方环境因素也是影响取水实时监控系统造成运行的重要因素，主要有安装环境因素，比如计量设施安装在沿河边的独立取水泵房内易在夏天遭雷击，安装在高温、潮湿、水质较差的环境中计量设施较易发生故障等[5]。另外还有外部环境因素，比如计量设施所在处的电网突然停电、厂区服务器检修停电、管网改造破管、GPRS网络中断等也会影响系统的运行。

“物”的因素，取水实时监控系统的“物”主要指系统的硬件设施。系统的硬件设施除计量设施外，还有水资源信息采集仪、GPRS传输模块和服务器等。桐庐县计量设施以管道式电磁流量计为主，少数为插入式电磁流量计及超声波流量计，一些老式的流量计精度不够高，且运行较长时间后易产生误差。

根据前述4大因素绘制取水实时监控系统的原因型鱼骨分析见图2。

图2　取水实时监控的原因型鱼骨分析图(标记“()”的为主要因素，标记“○”的为次要因素)

根据图2分析结果可知，影响取水实时监控系统健康运行的原因总的来说是系统本身存在不足和管理不到位，外部环境变化、安装环境较差、计量设施稳定性差、信号传输不稳定等，均可通过系统改善得以解决；而管理人监管不力、取水人不保护计量设施、维护人维保效果不佳、计量设施采购建设环节等均可通过加强管理、严格规范加以落实。

3　取水实时监控系统的优化对策

针对基于鱼骨图的影响取水实时监控系统因素的分析，本文将主要基于对策型鱼骨图从系统提升和管理完善两方面入手，具体的对策型鱼骨图分析见图3。

图3　取水实时监控的对策型鱼骨分析图(标记“()”的为对策针对的主要因素)

3.1取水实时监控系统的系统提升

取水实时监控系统的硬件和软件是系统得以正常稳定运行的必要条件，因此有效提升系统软硬件是十分必要的，针对现实情况，大体主要可以分现场计量设施及监控装置改造和系统软件功能完善。

3.1.1现场计量设备及监控装置

3.1.1.1监控装置采用低功耗供电，利用太阳能电池

低功耗供电，利用太阳能电池会有效杜绝雷电的损坏，及220 VAC供电故障造成的监控缺失。如果有条件，可把原有电磁流量计转换器升级为电池供电转换器，使整套现场的计量仪表及监控装置可以全部采用太阳能供电。确保现场供电稳定可靠，不受取水用户供电的影响。

3.1.1.2安装监控时预留检测管段

为了保证计量仪表的计量精度，对计量设施进行周期性率定是非常必要的。现在一般安装的流量计大部分是没有预留现场比对率定的管段。建议在流量计的前或后加装一段现场测试用的管道，在此管段上可以进行外夹式超声波流量计比对、插入式电磁流量计或插入式涡轮流量计的比对，以适应不同工况下的比对测试。测试管段见图4。

图4　测试管段测试位置图

3.1.1.3增加防护箱开门、停电报警

为了预防取水用户自行对计量仪表、监控装置进行一些不正常调整及断电，对监控装置防护箱设置开门报警及断电报警，只要一打开防护箱的门，信息中心就会出现这个取水点的开门报警信息；只要监控装置外供电源一断电，内置后备电源就马上对装置进行供电，并向信息中心发出断电报警。

3.1.2系统软件功能完善

3.1.2.1完善取水户取水信息表现方式和内容

为了方便管理人员掌握取水单位的基本情况和取水情况，对取水户的基本信息进行逐一登记展现，同时对取水户每小时、每天取水量的记录，以柱状图、散点图等方式直观展示出来，便于取水异常情况的发现和处理。

3.1.2.2增加取水计划和总量控制预报警功能

为了最严格地控制取水总量，落实用水计划制度，把年初下达的用水计划量分摊到每个月或每个季度中，当每个月或每个季度取水量超过设定的取水计划量时，系统自动发出报警信息，以便管理人员提前合理的调度及告知取水户。

3.1.2.3增加短信息发送功能，加强沟通

在取水实时监控系统中增加信息的短信发送平台，把报警信息、文件通知、宣传内容选择性地实时的发送到管理人员及相应取水户负责人的手机上，这样可以减少一些不必要的取用水矛盾，加强管理人员和取水的沟通交流，提升水资源管理的时效性。

3.1.2.4增加通知单及各类报表自动生成打印功能

报表自动生成打印功能，可以较大减少水资源系统管理员的工作量，规范工作流程。杜绝收费工作中一些人为的干扰因素。

3.2取水实时监控系统的管理对策和建议

3.2.1加强宣传教育，提高从业人员专业素质

广泛开展以取水户为主的实行最严格水资源管理制度相关的水资源宣传教育，提高节水意识和计量设施保护意识，定期开展取水实时监控系统功能使用和计量设施保护等的培训讲座。管理人员和维护人员积极参加相关专业技术培训和知识更新，提高从业人员专业素质。

3.2.2现场与远程协同监管，建立健全日常巡查机制

现场与远程协同监管，一方面通过远程取水实时监控系统监控监管，另一方面开展现场定期巡查和不定期检查，建立健全水资源日常巡查机制，及时有效掌握取水户取水情况及系统运行情况。

3.2.3规范计量设施建设安装和维护保养

计量设施的建设安装要严格执行安装各项技术标准,如直管段长度、水流状态、有无变径、是否水平等安装条件必须符合规范要求[6]。系统维护保养则最好通过市场化委托具有专业技术力量和维护保养经验的服务团队，同时管理部门制定相应的制度，对其维保质量进行绩效评估，做出奖惩措施。

3.2.4做好监控系统的资金保障和政策保障

取水实时监控系统的健康运行既需要技术和人员的投入，也少不了资金的保障。设立系统维护保养专项经费，对老旧计量设施改造给予一定的财政补助，将有效保障系统健康运行。同时，在现有法律法规框架内，制定符合实际情况的计量设施管理规章制度，提出计量设施安装的指导意见和技术准则，规范选型、安装、监管和校准、维修工作。

4　结　语

取水实时监控系统的健康运行是有效掌握和控制用水量的重要技术手段，是实行最严格水资源管理制度的主要抓手。本文通过对影响取水实时监控系统健康运行的“人”“机”“环”“测”鱼骨图，分析归纳了系统本身存在不足和管理不到位2大因素，并针对性地提出了太阳能供电、安装增加检测预留段等系统提升措施和加强宣传教育、重视监管等管理对策和建议，为取水实时监控系统的正常稳定运行提供了一定的借鉴作用。

[1]新华社．中共十八届五中全会在京举行[N].新华日报，2015-10-30(1).

[2]王磊，俞建军．浙江省水资源管理信息化建设实践与体会[J]．浙江水利科技，2013 (6) :20-21．

[3]余虹．鱼骨图分析法在节能评估中的应用[D]．武汉：华中科技大学，2010 :14-17．

[4]李治志.基于鱼骨图的计算机网络系统稳定性的优化[J]．信息与电脑，2009(7):71-72．

[5]王萱，杜鹏飞，潘明杰，等．浙江省水资源取水计量管理现状及对策[J]．浙江水利科技，2012 (5) :71-72．

[6]李清欣，邹伟．取水计量设施在水资源管理中的应用[J]．黑龙江水利科技，2007 (2) :178-179．

(责任编辑姚小槐)

2016-01-25

徐晓军(1989-)，男，工程师，硕士研究生，主要从事水资源管理。E-mail:xxj19890531@163.com

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1008-701X(2016)03-0084-04

10.13641/j.cnki.33-1162/tv.2016.03.027