王雅琴 郭尧

摘 要：数字航道动态监测报警信息是数字航道系统运行状况的体现，软件平台、网络通信、采集终端工作的稳定性以及外场环境的变化，都会对报警产生影响，分析判断报警的真实性、准确性，以及采取相应的应对措施，是保证数字航道系统稳定运行的基础。

关键词：数字航道动态监测;航标遥测遥控系统;告警分析应对

中图分类号：U61             文献标识码：A            文章编号：1006—7973（2020）08-0046-03

自数字航道系统在武汉航道局试运行以来，航标遥测遥控监测已成为该局航道维护日常工作开展的主要内容，包括利用系统对航标信息、航标配布、终端状况、报警信息等进行了定期巡查和及时维护等。其中及时发现航标异常报警、进一步提升报警信息处置效率，是真正发挥数字航道建设成效，推动长江航道运行维护转型发展的重中之重。

1 航标遥测遥控系统

航标遥测遥控系统是数字航道系统中最重要的一部分。该系统主要实现对长江上重点水道的航标遥测遥控终端全面实现远程动态监视和状态控制。

1.1系统组成

航标遥测遥控系统主要由航标遥测遥控终端、信息传输系统及数字航道系统等3个部分组成。

航标遥测遥控终端：安装在的航标上，利用全球卫星定位系统和传感器监测其设备工作状态，包括航标位置电压充电电流、闪光周期等参数。

信息传输系统：主要依靠全球移动通信技术（GSM）、长江专网等构建信息传输道道，以短信息等方式将航标终端上报的信息传回综合监控系统。

数字航道系统：由前置通信机、数据库服务器、地理信息系统（GIS）平台等组成，以电子航道图系统和信息管理系统为基本数据源，将航标终端传输的信息在电子航道图中叠加显示，同时实现对航标相关指令的发送及处理功能。

1.2工作原理

航标上安装的数字航道航标终端在每个轮询周期（目前设置的是30min），通过GPS天线接收GPS信号以测定航标位置，并由传感器测定航标灯工作状态。GSM模块对收集的数据进行编码后传送至数字航道系统。数字航道系统在GIS平台上准确显示所接收的航标信息，监控人员就可以实时获取航标工作状态、航标灯地理位置、电源系统等技术信息，实现对航标技术状态的动态监控。

航标一旦发生异常，系统立即进入报警状态并发出提示。在航标动态报警列表窗口中进行显示。监控人员发现航标发生异常后，首先可通过监控系统中航标历史信息查看功能了解航标报警前技术信息，结合天气等外部条件对报警情况进行综合分析，并对报警进行确认，然后立即通知相关船舶前往恢复。同时，监控人员还可通过数字航道系统中的航标指令发送功能设置航标终端轮询周期、位移门限、航标灯明灭等相关信息，进而实现航标远程遥控功能。

整个监控过程实现远程化和信息化，大大减少航道工作船艇巡航次数和相关从业人员的劳动强度，节约资源，降低成本。

2航标报警原因分析和应对措施

2.1航标报警分类

航标的报警信息主要由系统平台软件对RTU终端传回的数据进行处理分析后在显示界面上予以提示。RTU终端采集的主要工作参数有：灯浮标位置、工作电压、工作电流、灯质等，根据航标监控的实际需要可以按不同时间间隔对上述参数进行自采集，通过GRS和GSM方式将数据传回，然后通过系统解析出来。

根据RTU采集的数据，目前常见重要的报警项有：航标灯报警、漂移报警、位移报警、定位无效、电压报警、灯器通讯报警、超时报警、终端故障、参数未同步。

2.2航标报警原因分析和应对措施

（1）航标灯报警：①检测串口灯质不匹配。其原因当平台对比终端上报“灯质”和数据库设置“灯质”不一致产生报警。对应措施：查看航标基础信息，灯质设置是否有误;下发遥测遥控指令“参数设置”，修正终端灯质设置;若平台处置无法消除报警，则现场检查;若航标灯终端故障，上报灯质有误。即现场灯质正常，但上报灯质有误，取回终端，维修。②检测灯亮报警。其原因对比平台检测终端上报数据中“日光阈值”和“当前日光值”。当前日光大于阈值（208）时应该灭灯，当应该灭灯时，而上报数据中“灯亮状态”为亮时产生报警。对应措施：检查日光阈值是否设置为208，并修正;遥测遥控中是否设置强制灯亮，并改正;检查当前日光值、电流值和灯亮灭状态，如果异常，现场取回维修。（白天正常下，日光值为208-255，电流值为10毫安以下） ③检测灯灭报警。其原因是对比平台检测终端上报数据中“日光阈值”和“当前日光值”。当前日光小于阈值（208）时应该亮灯，当应该亮灯时，而上报数据中“灯亮状态”为灭时产生报警。对应措施：检查日光阈值是否设置为208，并修正;遥测遥控中是否设置强制灯灭，并改正;在平台中检查当前日光值、电流值和亮灭状态。如果异常，需现场检查终端光敏感是否有被遮蔽或掉落等情况，若无法解决异常，取回维修。（晚上正常下，日光值为50以下，电流值为100毫安以上）④检测航标灯工作高电压报警。其原因是当平台检测终端上报数据中“航标灯工作电压”大于数据库中高电压门限时产生。对应措施：检查阈值，是否设置合理并改正;查看报警航标动态重航标工作电压是否低于最高电压门限，并对航标进行信息上数;注意观察，如过高，则取回维修。⑤检测航标灯工作低电压报警。其原因是当平台检测终端上报数据中“航标灯工作电压”小于数据库中低电压门限时产生。对应措施：检查阈值，是否设置合理并改正;若持续低压报警，则可能电池老化，取回更换电池;如电压过低（低于1V），则可能是终端芯片问题，取回维修。⑥终端上报航标灯亮灭状态异常。其原因是终端上报数据中的报警信息，灯亮灭状态异常（该亮没亮、该灭没灭）。对应措施：同检测灯亮、灯灭报警。⑦终端上报航标灯亮灭状态异常—重复。其原因是终端上报数据中的报警信息，再次上报航标灯报警。对应措施：同检测灯亮、灯滅报警。

（2）漂移报警：①检测漂移报警。其原因是平台检测终端上报数据中“当前坐标”与数据库中“基点坐标”的距离大于“漂移阈值”时产生。②检测上报漂移报警。其原因是平台检测终端上报数据中“偏差距离”大于数据库中“漂移阈值”时产生。③终端上报漂移报警。其原因是终端上报数据中的报警信息。④终端上报漂移报警—重复。其原因是终端上报数据中的报警信息，再次上报漂移报警。针对以上四种报警类别，对应措施：检查“漂移阈值”和“偏差距离”设置，是否合理并修正，并对其进行遥测遥控-终端控制-信息查询;检查计算偏差和上报偏差，若数值相差较大，下发指令同步“基點坐标”。然后对其进行遥测遥控-终端控制-信息查询;若计算偏差和上报偏差基本一致，且超出阈值范围，则判断为航标漂移，需现场维护。

（3）位移报警：①检测位移报警。其原因是平台检测终端上报数据中“当前坐标”与数据库中“基点坐标”的距离大于“位移阈值”时产生。②检测上报位移报警。其原因是平台检测终端上报数据中“偏差距离”大于数据库中“位移阈值”时产生。③终端上报位移报警。其原因是终端上报数据中的报警信息。④终端上报位移报警—重复。其原因是终端上报数据中的报警信息，再次上报位移报警。针对以上四种报警类别，对应措施：检查“位移阈值”和“偏差距离”设置，是否合理并修正，并对其进行遥测遥控-终端控制-信息查询;检查计算偏差和上报偏差，若数值相差较大，下发指令同步“基点坐标”。然后对其进行遥测遥控-终端控制-信息查询;若计算偏差和上报偏差基本一致，且超出阈值范围，则判断为航标漂移，需现场维护。

（4）定位无效。其原因是GPS模块定位异常，可能为天气原因导致GPS搜索困难或GPS模块故障。对应措施：遥测遥控进行上数;若反复或长期定位无效，取回维修。

（5）电压报警：其原因是终端工作电压异常，平台检测终端上报数据中“终端工作电压”与数据库中电压门限不同时产生。对应措施：检查阈值，是否设置合理并改正;查看报警航标动态重航标工作电压是否低于最高电压门限，并对航标进行信息上数;注意观察，如过高，则取回维修。

（6）灯器通讯报警：其原因是灯器通讯异常。终端和灯器RS485通信异常，可能为灯器板出现故障。对应措施：遥测遥控进行上数;若反复或长期灯器通讯报警，取回维修。

（7）超时报警：其报警原因较多。没有按照正常轮询周期上数，上数周期为0.5个小时，平台判断滞后2个小时，即超时报警实际超时时间为2.5个小时。对应措施：用白名单电话给超时航标拨打电话，如停机，联系相应部门;如关机，取回维修;如暂时无法接通，过半小时后再拨;如接通，继续观察。另也可能航标被打，需现场检查。如长时间超时报警，取回维修。若大面积出现超时报警，可能是系统或网络问题，上报监控中心。

（8）终端故障：其报警原因较多。如终端GPS模块功能异常、终端用于存储参数的EEPROM读写异常、终端用于采集电压和电流的AD功能单元异常、终端用于串口通信的RS485芯片异常、终端监测到充电电压或者电流异常、终端用于检测电池电量的芯片功能异常等。对应措施：建议取回维修。

（9）参数未同步：其原因是终端上报参数与平台不同步。当终端上报参数与平台不同步，且超过24小时未同步，系统显示参数未同步。对应措施：通过遥测遥控下发指令，修正终端参数。

3 航标遥测遥控系统的展望

航标遥测遥控系统已在航道维护管理中发挥巨大的作用。主动获取航标动态信息，使航道维护管理实现主动预防;及时获取航标异常信息，大大缩短失常标志恢复周期;有效区分航标失常情况，及时处置报警航标。利用好信息化手段，极大地提高航道维护的工作效率。

未来，随着航道科技的不断发展，该系统必将在不断总结和创新中得到进一步完善，为长江航道数字化管理和信息化运用贡献力量。