徐曉軍，扶　俊，陳　琳

(1.桐廬縣水利水電局，浙江　杭州　311500；2.衢州正帆科技電子有限公司，浙江　衢州　324099)

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基于魚骨圖的取水實時監(jiān)控系統(tǒng)的改善分析
——以桐廬縣為例

徐曉軍1，扶俊1，陳琳2

(1.桐廬縣水利水電局，浙江杭州311500；2.衢州正帆科技電子有限公司，浙江衢州324099)

取水實時監(jiān)控系統(tǒng)是水資源精細(xì)化管理的重要支撐，是實行最嚴(yán)格水資源管理制度的具體工作，改進(jìn)和完善取水實時監(jiān)控系統(tǒng)有助于提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，更有助于準(zhǔn)確掌握取水戶取水情況，征收水資源費，加強水資源管理。利用原因型魚骨圖，對影響取水實時監(jiān)控系統(tǒng)健康運行的原因進(jìn)行了“人”“事” “地”“物”4方面分析，同時針對原因根據(jù)對策型魚骨圖提出了相應(yīng)的系統(tǒng)改善的具體對策和提高管理水平的幾點建議。

取水實時監(jiān)控系統(tǒng)；魚骨圖；水資源管理

隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人口的增加，我國對水資源的需求不斷增加，但我國對水資源的合理開發(fā)保護(hù)和節(jié)約意識還不強，對水資源管理的精細(xì)化程度還不夠。十三五規(guī)劃建議明確提出 “實行最嚴(yán)格的水資源管理制度，以水定產(chǎn)、以水定城，建設(shè)節(jié)水型社會”[1]。取水實時監(jiān)控系統(tǒng)作為實行最嚴(yán)格水資源管理制度的一項具體工作，對準(zhǔn)確掌握取水戶取水情況，統(tǒng)計評價企業(yè)及社會用水情況，下達(dá)用水計劃，控制用水總量，水資源精細(xì)化管理有著重要的意義。桐廬縣較早開展了取水實時監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)管理工作，通過近些年的建設(shè)運行維護(hù)管理，系統(tǒng)運行良好，但也存在著一些問題，對照最嚴(yán)格的水資源管理制度的要求，還需要進(jìn)一步優(yōu)化完善，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。本文利用魚骨圖分析法，通過對桐廬縣取水實時監(jiān)控系統(tǒng)近些年建設(shè)運行維護(hù)管理的資料、數(shù)據(jù)、做法進(jìn)行分析評價，梳理了取水實時監(jiān)控系統(tǒng)中存在的問題和不足，針對這些問題和不足，提出了相應(yīng)的改進(jìn)和完善措施，從硬件提升和加強管理兩方面著手，切實改善取水實時監(jiān)控系統(tǒng)運行的可靠性、穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。

1　桐廬縣取水實時監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀

取水實時監(jiān)控系統(tǒng)信息采集終端安裝是水資源管理信息化建設(shè)的重要組成部分,也是信息平臺的主要數(shù)據(jù)來源[2]。結(jié)合水資源管理的要求和實際情況，桐廬縣于2008年安裝了第1批取水實時監(jiān)控系統(tǒng)裝置，于2012年安裝了第2批取水實時監(jiān)控計量設(shè)施，全面完成年取水量5萬m3以上的取水戶的取水實時監(jiān)控計量設(shè)施的安裝，其余年取水量較小的取水戶則以計時器、電能表、水表等老式計量設(shè)施為主。

本系統(tǒng)采用基于GPRS及WEB技術(shù)的取水實時監(jiān)控技術(shù)，實現(xiàn)對全縣較大取水戶取水情況的實時遠(yuǎn)程監(jiān)測和統(tǒng)計，同時具備可擴展性和兼容性。系統(tǒng)主要構(gòu)架由電磁流量計(或其他計量設(shè)施)、水資源信息采集儀、GPRS傳輸模塊、GPRS運行網(wǎng)、10 M光纖數(shù)據(jù)專線、用戶端路由器、系統(tǒng)管理服務(wù)器、內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和查詢工作站組成(見圖1)。

圖1　取水實時監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)架圖

桐廬縣水行政主管部門嚴(yán)格按照取水實時監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)要求，通過公開招投標(biāo)方式確定了具有建設(shè)能力的企業(yè)完成建設(shè)任務(wù)，同時委托專業(yè)技術(shù)團隊進(jìn)行維護(hù)巡查，基本上保證了系統(tǒng)的平穩(wěn)運行。但隨著水資源管理的日趨嚴(yán)格，監(jiān)管隊伍管理能力和技術(shù)力量未能及時提高和改善，取水戶對取水計量設(shè)施的保護(hù)和責(zé)任意識未能較好的履行，取水計量設(shè)施的長期運行也暴露出一些計量設(shè)施不準(zhǔn)、信號傳輸中斷、計量設(shè)施被雷擊壞等問題。

2　取水實時監(jiān)控系統(tǒng)的魚骨圖分析

2.1魚骨圖概述

魚骨圖是日本管理大師石川馨先生在1953年提出和發(fā)展出來的，又稱石川圖。魚骨圖分析法是一種發(fā)現(xiàn)問題，追蹤根本原因以及針對原因找到相應(yīng)對策及解決措施的系統(tǒng)分析方法。魚骨圖被廣泛應(yīng)用于質(zhì)量管理、項目管理、企業(yè)管理等各個管理領(lǐng)域[3]。魚骨圖又分為問題型、原因型、對策型3類，本文主要利用原因型魚骨圖對取水實時監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行分析，同時提出相應(yīng)改善對策。

2.2魚骨圖分析取水實時監(jiān)控系統(tǒng)

魚骨圖分析法現(xiàn)場作業(yè)主要從人(man)、機(machine)、料(material)、法(method)、環(huán)(environment)、測(measure)“6M”6個方面入手，而管理類問題一般從人(who)、事(what)、時(when)、地(where)、物(which)“5W”入手。經(jīng)過前期的調(diào)研和分析整理，結(jié)合取水實時監(jiān)控系統(tǒng)管理實際，主要對為什么取水實時監(jiān)控系統(tǒng)穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性較差的原因進(jìn)行分析，具體從“人”“事”“地”“物”展開[4]。

“人”的因素，參與取水實時監(jiān)控系統(tǒng)中的“人”主要包括系統(tǒng)主管人、系統(tǒng)建設(shè)人、系統(tǒng)維護(hù)人、取水人等4類。系統(tǒng)管理人主要存在系統(tǒng)專業(yè)能力不高、監(jiān)管人員配備不足、監(jiān)管能力手段不強等問題；系統(tǒng)建設(shè)人主要存在未按照《浙江省取水許可制度實施細(xì)則》和《浙江省取水實時監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則》建設(shè)安裝取水計量設(shè)施導(dǎo)致計量存在誤差的問題；系統(tǒng)維護(hù)人主要存在系統(tǒng)維護(hù)巡查力度不夠，維修時效性與實效性較差等問題；取水人則主要存在對取水計量設(shè)施保護(hù)意識差，甚至存在私自斷電、打開防護(hù)箱、破壞取水計量設(shè)施等問題。

“事”的因素，主要指取水實時監(jiān)控系統(tǒng)安裝、數(shù)據(jù)采集、傳輸、顯示等貫穿于系統(tǒng)整個運行過程的正常發(fā)生的事件和突發(fā)事件。正常發(fā)生事件易引起問題的主要有計量數(shù)據(jù)采集發(fā)送模式(通訊采集、累積量脈沖采集、4～20 mA電流采集)，未進(jìn)行常規(guī)定期流量率定；突發(fā)事件易引起問題的主要有計量受雷擊，管道被挖斷，取水管道空管運行等等情況。

“地”的因素，地方環(huán)境因素也是影響取水實時監(jiān)控系統(tǒng)造成運行的重要因素，主要有安裝環(huán)境因素，比如計量設(shè)施安裝在沿河邊的獨立取水泵房內(nèi)易在夏天遭雷擊，安裝在高溫、潮濕、水質(zhì)較差的環(huán)境中計量設(shè)施較易發(fā)生故障等[5]。另外還有外部環(huán)境因素，比如計量設(shè)施所在處的電網(wǎng)突然停電、廠區(qū)服務(wù)器檢修停電、管網(wǎng)改造破管、GPRS網(wǎng)絡(luò)中斷等也會影響系統(tǒng)的運行。

“物”的因素，取水實時監(jiān)控系統(tǒng)的“物”主要指系統(tǒng)的硬件設(shè)施。系統(tǒng)的硬件設(shè)施除計量設(shè)施外，還有水資源信息采集儀、GPRS傳輸模塊和服務(wù)器等。桐廬縣計量設(shè)施以管道式電磁流量計為主，少數(shù)為插入式電磁流量計及超聲波流量計，一些老式的流量計精度不夠高，且運行較長時間后易產(chǎn)生誤差。

根據(jù)前述4大因素繪制取水實時監(jiān)控系統(tǒng)的原因型魚骨分析見圖2。

圖2　取水實時監(jiān)控的原因型魚骨分析圖(標(biāo)記“()”的為主要因素，標(biāo)記“○”的為次要因素)

根據(jù)圖2分析結(jié)果可知，影響取水實時監(jiān)控系統(tǒng)健康運行的原因總的來說是系統(tǒng)本身存在不足和管理不到位，外部環(huán)境變化、安裝環(huán)境較差、計量設(shè)施穩(wěn)定性差、信號傳輸不穩(wěn)定等，均可通過系統(tǒng)改善得以解決；而管理人監(jiān)管不力、取水人不保護(hù)計量設(shè)施、維護(hù)人維保效果不佳、計量設(shè)施采購建設(shè)環(huán)節(jié)等均可通過加強管理、嚴(yán)格規(guī)范加以落實。

3　取水實時監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)化對策

針對基于魚骨圖的影響取水實時監(jiān)控系統(tǒng)因素的分析，本文將主要基于對策型魚骨圖從系統(tǒng)提升和管理完善兩方面入手，具體的對策型魚骨圖分析見圖3。

圖3　取水實時監(jiān)控的對策型魚骨分析圖(標(biāo)記“()”的為對策針對的主要因素)

3.1取水實時監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)提升

取水實時監(jiān)控系統(tǒng)的硬件和軟件是系統(tǒng)得以正常穩(wěn)定運行的必要條件，因此有效提升系統(tǒng)軟硬件是十分必要的，針對現(xiàn)實情況，大體主要可以分現(xiàn)場計量設(shè)施及監(jiān)控裝置改造和系統(tǒng)軟件功能完善。

3.1.1現(xiàn)場計量設(shè)備及監(jiān)控裝置

3.1.1.1監(jiān)控裝置采用低功耗供電，利用太陽能電池

低功耗供電，利用太陽能電池會有效杜絕雷電的損壞，及220 VAC供電故障造成的監(jiān)控缺失。如果有條件，可把原有電磁流量計轉(zhuǎn)換器升級為電池供電轉(zhuǎn)換器，使整套現(xiàn)場的計量儀表及監(jiān)控裝置可以全部采用太陽能供電。確?，F(xiàn)場供電穩(wěn)定可靠，不受取水用戶供電的影響。

3.1.1.2安裝監(jiān)控時預(yù)留檢測管段

為了保證計量儀表的計量精度，對計量設(shè)施進(jìn)行周期性率定是非常必要的。現(xiàn)在一般安裝的流量計大部分是沒有預(yù)留現(xiàn)場比對率定的管段。建議在流量計的前或后加裝一段現(xiàn)場測試用的管道，在此管段上可以進(jìn)行外夾式超聲波流量計比對、插入式電磁流量計或插入式渦輪流量計的比對，以適應(yīng)不同工況下的比對測試。測試管段見圖4。

圖4　測試管段測試位置圖

3.1.1.3增加防護(hù)箱開門、停電報警

為了預(yù)防取水用戶自行對計量儀表、監(jiān)控裝置進(jìn)行一些不正常調(diào)整及斷電，對監(jiān)控裝置防護(hù)箱設(shè)置開門報警及斷電報警，只要一打開防護(hù)箱的門，信息中心就會出現(xiàn)這個取水點的開門報警信息；只要監(jiān)控裝置外供電源一斷電，內(nèi)置后備電源就馬上對裝置進(jìn)行供電，并向信息中心發(fā)出斷電報警。

3.1.2系統(tǒng)軟件功能完善

3.1.2.1完善取水戶取水信息表現(xiàn)方式和內(nèi)容

為了方便管理人員掌握取水單位的基本情況和取水情況，對取水戶的基本信息進(jìn)行逐一登記展現(xiàn)，同時對取水戶每小時、每天取水量的記錄，以柱狀圖、散點圖等方式直觀展示出來，便于取水異常情況的發(fā)現(xiàn)和處理。

3.1.2.2增加取水計劃和總量控制預(yù)報警功能

為了最嚴(yán)格地控制取水總量，落實用水計劃制度，把年初下達(dá)的用水計劃量分?jǐn)偟矫總€月或每個季度中，當(dāng)每個月或每個季度取水量超過設(shè)定的取水計劃量時，系統(tǒng)自動發(fā)出報警信息，以便管理人員提前合理的調(diào)度及告知取水戶。

3.1.2.3增加短信息發(fā)送功能，加強溝通

在取水實時監(jiān)控系統(tǒng)中增加信息的短信發(fā)送平臺，把報警信息、文件通知、宣傳內(nèi)容選擇性地實時的發(fā)送到管理人員及相應(yīng)取水戶負(fù)責(zé)人的手機上，這樣可以減少一些不必要的取用水矛盾，加強管理人員和取水的溝通交流，提升水資源管理的時效性。

3.1.2.4增加通知單及各類報表自動生成打印功能

報表自動生成打印功能，可以較大減少水資源系統(tǒng)管理員的工作量，規(guī)范工作流程。杜絕收費工作中一些人為的干擾因素。

3.2取水實時監(jiān)控系統(tǒng)的管理對策和建議

3.2.1加強宣傳教育，提高從業(yè)人員專業(yè)素質(zhì)

廣泛開展以取水戶為主的實行最嚴(yán)格水資源管理制度相關(guān)的水資源宣傳教育，提高節(jié)水意識和計量設(shè)施保護(hù)意識，定期開展取水實時監(jiān)控系統(tǒng)功能使用和計量設(shè)施保護(hù)等的培訓(xùn)講座。管理人員和維護(hù)人員積極參加相關(guān)專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)和知識更新，提高從業(yè)人員專業(yè)素質(zhì)。

3.2.2現(xiàn)場與遠(yuǎn)程協(xié)同監(jiān)管，建立健全日常巡查機制

現(xiàn)場與遠(yuǎn)程協(xié)同監(jiān)管，一方面通過遠(yuǎn)程取水實時監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控監(jiān)管，另一方面開展現(xiàn)場定期巡查和不定期檢查，建立健全水資源日常巡查機制，及時有效掌握取水戶取水情況及系統(tǒng)運行情況。

3.2.3規(guī)范計量設(shè)施建設(shè)安裝和維護(hù)保養(yǎng)

計量設(shè)施的建設(shè)安裝要嚴(yán)格執(zhí)行安裝各項技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),如直管段長度、水流狀態(tài)、有無變徑、是否水平等安裝條件必須符合規(guī)范要求[6]。系統(tǒng)維護(hù)保養(yǎng)則最好通過市場化委托具有專業(yè)技術(shù)力量和維護(hù)保養(yǎng)經(jīng)驗的服務(wù)團隊，同時管理部門制定相應(yīng)的制度，對其維保質(zhì)量進(jìn)行績效評估，做出獎懲措施。

3.2.4做好監(jiān)控系統(tǒng)的資金保障和政策保障

取水實時監(jiān)控系統(tǒng)的健康運行既需要技術(shù)和人員的投入，也少不了資金的保障。設(shè)立系統(tǒng)維護(hù)保養(yǎng)專項經(jīng)費，對老舊計量設(shè)施改造給予一定的財政補助，將有效保障系統(tǒng)健康運行。同時，在現(xiàn)有法律法規(guī)框架內(nèi)，制定符合實際情況的計量設(shè)施管理規(guī)章制度，提出計量設(shè)施安裝的指導(dǎo)意見和技術(shù)準(zhǔn)則，規(guī)范選型、安裝、監(jiān)管和校準(zhǔn)、維修工作。

4　結(jié)　語

取水實時監(jiān)控系統(tǒng)的健康運行是有效掌握和控制用水量的重要技術(shù)手段，是實行最嚴(yán)格水資源管理制度的主要抓手。本文通過對影響取水實時監(jiān)控系統(tǒng)健康運行的“人”“機”“環(huán)”“測”魚骨圖，分析歸納了系統(tǒng)本身存在不足和管理不到位2大因素，并針對性地提出了太陽能供電、安裝增加檢測預(yù)留段等系統(tǒng)提升措施和加強宣傳教育、重視監(jiān)管等管理對策和建議，為取水實時監(jiān)控系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運行提供了一定的借鑒作用。

[1]新華社．中共十八屆五中全會在京舉行[N].新華日報，2015-10-30(1).

[2]王磊，俞建軍．浙江省水資源管理信息化建設(shè)實踐與體會[J]．浙江水利科技，2013 (6) :20-21．

[3]余虹．魚骨圖分析法在節(jié)能評估中的應(yīng)用[D]．武漢：華中科技大學(xué)，2010 :14-17．

[4]李治志.基于魚骨圖的計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)穩(wěn)定性的優(yōu)化[J]．信息與電腦，2009(7):71-72．

[5]王萱，杜鵬飛，潘明杰，等．浙江省水資源取水計量管理現(xiàn)狀及對策[J]．浙江水利科技，2012 (5) :71-72．

[6]李清欣，鄒偉．取水計量設(shè)施在水資源管理中的應(yīng)用[J]．黑龍江水利科技，2007 (2) :178-179．

(責(zé)任編輯姚小槐)

2016-01-25

徐曉軍(1989-)，男，工程師，碩士研究生，主要從事水資源管理。E-mail:xxj19890531@163.com

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