山洪灾害预警系统远程运行维护技术研究

刘　超　虞邦义　马　浩　刘怀利

（安徽省·水利部淮河水利委员会水利科学研究院　合肥　233088）

山洪灾害预警系统远程运行维护技术研究

刘超虞邦义马浩刘怀利

（安徽省·水利部淮河水利委员会水利科学研究院合肥233088）

目前全国县级山洪灾害防治非工程措施项目已全部完成，补充完善项目（2013～2015年）正在全面实施，如何做好已建系统和补充完善系统后期运行维护工作，已成为各级水行政管理部门亟待研究解决的一项重要工作。本文从项目建设特点出发，提出了采用远程监测的方式实现山洪灾害防治非工程措施项目的运行维护思路，希望通过信息化的手段做到山洪灾害防治的省级统一维护、统一管理，使整个系统能够正常运行，发挥应有的作用。

山洪灾害非工程措施远程监测运行维护

1　引言

山洪灾害防治非工程措施项目是国家为切实提高防灾减灾能力，有效防御山洪灾害，确保人民群众生命财产安全而启动的重点项目，国家重视程度之高，中央财政支持力度之大，前所未有。“三分在建，七分在管”，运行维护工作的好坏将直接影响到整个系统的运行以及作用的发挥。特别在实际工作中，由于系统主要在汛期进行使用，在非汛期，由于自动监测站点和监测平台未能进行有效及时的维护（部分自动监测站点存在被盗、失修、损坏等问题），常常造成在汛期到来时，系统由于出现故障而不能满足系统应有的作用，因此加强对县级山洪灾害预警监测系统的运行维护工作尤为重要。本文结合山洪灾害防治非工程措施项目实际，采用远程监测的方式，将县级监测预警平台远程托管到省级中心，进行统一管理，统一维护，为今后县级山洪灾害防治非工程措施的长效良性运行机制及全面提升管理与应用水平提供有效的保证。

2　非工程措施项目运行维护存在的问题

山洪灾害非工程措施项目相对于水利等其他工程建设来说，有其自身特点。

（1）数量多，维检难。截至2015年12月底，山洪灾害非工程措施项目已覆盖全国29个省（直辖市），2 058个项目县，共建设自动监测站点6.48万个、简易站点43.02万个、无线预警广播25.48万套、简易报警设备116.37万台（套）。同时，根据国家防办《关于报送山洪灾害防治项目2016～2020年建设任务的通知》，“十三五”期间，还将进一步开展监测预警站点的建设。如此大规模的建设和大范围的分布，为维护和检修带来了不小的困难。

（2）环节多，风险大。监测预警系统是整个山洪灾害防治非工程措施项目中建设和运行管理的核心。该系统是由监测站点、通信设施、监测预警平台软件、预警设备组成的有机组合体，任何一个环节出现问题将影响整个系统的运行，甚至造成系统瘫痪，丧失山洪灾害的预警预报能力。

（3）时效强，要求严。汛期必须保证设备时刻处于正常运行状态，出现故障后立即处置，要求设备维护必须及时。

（4）专业强，技术高。虽在项目建设过程中对各级操作人员进行了培训，但在设备出现故障时仍需专业人员对其维护、维修。

（5）维护高，资金缺。非工程措施项目建设都是自动测报设备、设施，后期需要投入大量的资金用于运行管理和维护。由于各级政府财力不同，仍有部分县（区）无法落实运行维护资金。

基于以上存在问题，本文通过远程监测、异地托管的方式探索山洪灾害预警系统运行维护新技术，希望通过信息化的手段做到山洪灾害防治的全省统一维护、统一管理。

3　远程运行维护技术研究思路

以云技术、远程控制、信息化手段为依托，将县级山洪灾害预警系统采用虚拟方式远程托管到省中心平台，对各防治县已建各项山洪灾害防治非工程措施的运行情况进行实时监控，包括自动监测站点、预警广播站点、机房硬件设备、机房环境、平台应用系统等相关参数。并安排专业维护工程师，通过建成的远程维护平台，定期对各县级山洪灾害预警系统软硬件运行情况进行巡查监测，定期发布《运行情况简报》。改变传统信息自动化系统“反应式被动维护”为“主动式管理”。传统运行维护方式的改变见图1，全省云托管模式网络拓扑结构见图2。

4　主要研究内容

4.1远程托管平台技术

远程监测系统以业务管理需求为基础，针对山洪灾害站点运行维护、平台运行状态监测、数据的安全备份、预警平台的托管等系统维护管理的需求，根据山洪监测系统运维的业务管理的流程，合理设置软件的应用模块，使得系统建成之后，不仅可用作运行维护管理，也可实现山洪灾害预警平台的异地容灾中心，当县山洪灾害预警平台发生故障灾难后，可以实现系统自动切换，云托管中心自动完成业务接管，使县防办人员的客户端访问实现平滑过渡，没有任何影响。平台部署架构图如图3所示。

图1　传统运行维护方式的改变图

图2　全省云托管模式网络拓扑结构图

图3　山洪灾害远程托管平台部署架构图

4.2县级监测平台运行状态获取

4.2.1平台运行环境监测

通过山洪灾害防治非工程措施项目的建设，各防治县通过配置相应传感器实现了对县级监测预警信息平台机房的温湿度、烟雾、漏水、UPS供配电、空调等平台运行环境参数的数字化监控。远程监测系统的建设通过县级山洪灾害监测预警的接口调用县级平台运行环境监测数据，实现对县级平台环境的实时运行情况监控。

4.2.2平台运行设备

调用IT网络管理软件接口，对山洪灾害监测与预警系统所布设的服务器主机、路由器、交换机、防火墙等硬件设备状态进行监控，监控内容主要包括设备基本信息、设备开关状态、IP地址、服务进程、CPU、内存、磁盘、网络接口、网络流量、连接数、日志等。设定异常阈值，一旦超过阈值后自动告警。监测采集的技术方案是SNMP+Telnet/SSH的采集模式，以优先采用SNMP采集模式，辅助以Telnet/SSH采集模式。

4.2.3应用系统运行监控

应用系统相关参数的的运行监控主要包括以下几个方面：

4.2.3.1数据库性能监控

对于使用了数据库的业务系统，可以对数据库的交互过程进行性能分析。平台通过数据库进程和端口抓取数据库运行状态，获取数据库的使用信息，包括数据库运行状况、数据连接状态、内存使用情况、表空间使用情况、日志空间等。

4.2.3.2中间件性能监控

对于使用了中间件的业务系统，可以对的交易过程进行性能分析。平台通过获取中间件运行进程和日志抓取中间件的运行状态信息，包括运行状态、内存占用情况、CPU占用情况、访问流量等。

4.2.3.3监测预警平台服务状态监控

山洪灾害监测预警软件定期对监测预警相关服务的运行状态进行监控，监控内容主要包括：红外云图服务、全国雷达回波图服务、气象云图服务、水汽云图服务、传真接收服务、传真发送服务、雨情统计预警服务、短信接收服务、短信发送服务、系统服务、自动预警服务等。

4.2.3.4数据共享状态监控

实现县级山洪数据对国家、省、市县不同级别和水文等不同部门的数据共享、上报状态监视功能，主要监控共享类别包括：雨水情共享状态、预警信息上报状态；监控内容包括：是否成功、共享上报时间、共享上报数据基本信息等。并对共享中的异常情况通过提示信息的方式进行提醒。

4.3自动监测站点运行状态获取

通过技术手段对分布在各地山洪灾害自动监测站点预警广播站点的运行状态进行实时监测，及时发现故障，及时分析故障原因，为及时解决故障提供支持和保障。主要功能包括：

（1）山洪设备管理。实现山洪设备的在线管理，状态查询。可以对设备的基本属性进行维护，通过增删改查形成设备档案。

（2）自动监测站点运行状态监测。分析自动监测站点数据采集的情况，对处于中断状态的站点进行招测，分析招测数据得到故障原因；对于能够正常进行数据采集的站点分析数据的合理性，分析数据不合理的因素，及时提供给技术人员进行进一步的解决。

（3）无线预警广播站点。通过在现场增加运行状态数据采集装置，对无线预警广播站点运行状态监控参数进行获取，实现无线预警广播的远程监控。

（4）电信运营数据对接。通过和电信运营商的数据对接，获取所有站点的通信运营数据，包括SIM卡号、运营商名称、SIM类别、流量使用情况、资费情况、有效期等。

（5）设备运行状态报表。根据长期的数据及设备的监测形成设备运行状态报表。统计设备的运行使用的情况，累计的运行时间、故障次数、累计故障时间等。

5　总结

山洪灾害预警系统远程维护技术的研究，可以有效消除在汛期由于对平台和监测站点维护不及时所造成的安全隐患。实现山洪灾害县级平台的集中实时管理、远程专人维护，给县级预警系统的正常高效运行提供高规格保障。此外，实现远程托管可以节约人力成本、运营成本，对资源节约有较大帮助