信息组-提高水量异常预警及时性

1、 绍兴市自来水有限公司2016年QC成果发布材料提高水量异常预警及时性信息化QC第3小组2016年3月一、小组概况课题名称提高水量异常预警及时性小组名称绍兴水司信息化QC第3小组成立时间2013年3月小组类型攻关型组长沈建鑫小组成员6人活动日期2015年3月2015年12月活动次数15次活动地点自来水公司表1-1 制表人：高琦 小组成员序号姓名职务文化程度职务职称1沈建鑫副总经理大学组长工程师2吴丽峰处长大学副组长工程师3刘建忠副处长大学组员助理工程师4冯波员工大学组员助理工程师5高琦员工大学组员助理工程师6王铁松员工大学组员助理工程师表1-2 制表人：高琦 QC小组成员共6人，成员均具有大学

2、学历且理论功底扎实、实践经验丰富，活动期间共进行了15次小组活动，成员出勤率为100%。全体成员对课题均具有浓厚的兴趣和强烈的工作责任心。二、选择课题1、选题背景近年来，公司引入DMA分区计量概念，逐渐缩小计量分析区域，特别是从2012年开始，加大了分区计量的建设与管理力度，以划小计量单元格，及时掌握水量变化，达到为科学控制管网漏损提供技术支撑的目的。经过几年的建设，已取得一定的成效，截止目前，公司由原先的5个分区发展到目前的29个分区，共新建流量计80只，小区考核表1095只，单元考核表15500只。实现了“公司、分公司、区域、小区、单元”点、线、面结合的五级分区化管理。而分区计量分析系统，

3、主要通过实时获取分区内各流量计瞬时流量监测值，通过组合运算得到分区瞬时流量，以图形化曲线的方式实时展现分区瞬时流量变化，并与过去两天相同时间点数据进行曲线比对，直观反映当前瞬时流量变化情况。在对分区进行瞬时流量曲线分析的同时显示分区内各流量点的瞬时流量曲线，同样是三日同期对比，帮助缩小流量突变定位范围；同时再结合分区内压力、水质、大用户水量变化曲线进一步缩短判断管网异常的时间，提高调度综合分析效率。实时监控图2、确定课题 在此背景下，如何提高水量异常的预警及时性，从而使调度人员能在第一时间有针对性发布抢修、检漏、隐患点盯防等一线指令及远程处理控制就显得尤为重要。基于以上目标，小组成员经过讨论，

4、决定将“提高水量异常预警及时性”作为本次QC小组活动的课题。三、制定活动计划表3-1 制表人：吴丽峰四、设定目标及可行性分析1、现状分析公司将各个大区划分为不同数目小区，以越城区为例，共分为8个二级分区，如图4-1所示。图4-1越城区二级分区划分图小组成员根据公司调度中心相关的水量异常登记台帐，将从2014年1月份至2014年12月份发生在越城区范围内水量异常情况进行了统计分析，具体情况如下：序号日期片区发生时间定位时间水量异常现状描述分析定位耗时(分)11月3日老城区10:5711:26压力突降约0.1，流量上升近300方2921月5日昌安片6:356:58压力突降约0.1，流量上升近300

5、方2331月14日绍大线片14:4115:45流量同比增加500方6441月16日辕门片2:192:45流量增加150方左右2655月22日城东片（高新区）17:4018:24流量突然增加650方4467月8日山阴路片15:4316:51压力突降约0.1，流量增约加150方6877月23日越东路以东片12:5813:42流量增加100方4487月31日二环路以北片14:3215:22压力突降约0.1，流量增约加100方5098月7日辕门片2:223:45流量增加60多方83108月8日越东路以东片16:1817:34流量突增150方76118月21日辕门片12:0513:15流量突增500方7

6、0128月24日城东片（高新区）9:4410:20流量突增60方36138月28日山阴路片11:1112:08流量突增150方57148月29日越东路以东片19:5420:37流量增加150多方43158月31日老城区12:2614:02流量突增400方96169月5日昌安片14:4115:57突增100多方76179月12日绍大线片7:298:53流量突增150方84189月13日二环路以北片8:269:15流量突增150方491910月14日山阴路片20:4022:29流量从20:40逐渐上升400多方1092010月18日昌安片14:2515:10流量突增200方452110月20日老城

7、区9:2710:06压力突降、凤鸣平水、高级中学等多个站点流量突增，越城中心片突增392210月20日城东片（高新区）10:3111:25流量突增300方542311月18日二环路以北片9:3310:26流量突增400方532412月6日越东路以东片0:163:28流量增加近100方1922512月10日绍大线片10:0210:48流量增加300方462612月13日辕门片7:369:04流量增加300方88平均耗时63表4-1 制表人：刘建忠2、设定目标小组人员进过讨论，决定将水量异常预警的分析耗时从原来的平均63分钟降到30分钟内作为本次活动的目标。3、可行性分析（1）小组以越城分公司二级

8、分区为研究区域，分别统计了该地区二级分区面积、日水量、最小净水量和远传水表比例等信息，并根据这些信息对各二级分区进行统计分析。具体分区如表4-2所示。一级分区二级分区远传大表区域名称区域面积区域日水量序号片区名称片区面积片区日水量面积占比占区域水量比最小净水量在装数量远传日水量远传水量占片区水量比越城分公司112.7969261YC_1越东路以东片21201619%2%437145772%2YC_2城东片（高新区）6.5140476%14%6920402329%3YC_3老城区13.13870812%40%56926718019%4YC_4昌安片15.21467213%15%185105539

9、38%5YC_5二环路以北片14.7398913%4%666178545%6YC_6辕门片2.646192%5%1087169037%7YC_7绍大线片14.61383013%14%7815367827%8YC_8山阴路片25504522%5%908180436%表4-2 制表人：刘建忠结论：由上表可见，在各级分区中，远传水量占片区水量比重较大，当分区水量异常时，有相当一部分原因可能出自远传水量。（2）小组人员对发生水量异常的原因进行了深入分析，统计如下： 序号水量异常原因14年出现次数百分比1管道作业（排放/冲洗）519.20%2爆管/施工挖破623.10%3远传大表水量异常1246.20%

10、4流量计异常311.50%总计26100%表4-3 制表人：刘建忠结论：由上表可知，在影响水量异常的原因中，远程大表水量异常所占的比重较多。（3）另外，为了摸清现状,小组通过现场查看、计量分析、查询相关记录并对整个预警分析过程进行跟踪，分析论证导致预警时间消耗量大的几个因素，并进行统计，具体如下：序号水量异常原因分析及措施耗时（分钟）1管道作业（排放/冲洗）若流量突增，压力突降，核实是否有管道作业。<52爆管/施工挖破若流量突增，压力突降，且无管道作业，可能爆管，上报部门领导，通知抢修中心或分公司现场检查。<53远传大表水量异常若流量突增，压力无明显变化，待远传大表数据上传后分析是

11、否大用户水量异常；若压力点有明显变化，通知抢修中心或分公司现场远程大表检查。5-1204流量计异常若流量计瞬时与累计不呈线性关系，则可能流量计死机，若累计停止可能为流量计输出端故障，通知高层分公司检查。<5表4-4 制表人：刘建忠结论：由上表可知，在影响水量异常预警的分析中，远传大表水量异常分析的耗时最多，是症结所在。（4）由上可见，造成供水管网水量异常预警分析耗时较长的主要原因是远传大表水量异常定位困难，使得抢修工作无从下手，严重影响水量异常处置的及时性，而引起这一现象的主要问题是远传大表数据及时性不够。相信通过小组的努力，为计量分析和查漏控制提供更充分更及时的数据支持，进步空间还很大

12、。（5）导致管网水量异常的情况比较复杂，但通过现状分析，我们认为只要能为水量异常分析工作提供必要的水量分析数据支持，缩小分析范围，提高分析针对性，及时查找并定位问题的概率就会大大提高。通过以上分析，小组成员认为，确立的要求是客观可行的，小组有能力实现。五、原因分析QC小组成员集思广益，利用“头脑风暴法”分别从人、机、料、法、环等几个方面就分析的问题进行了充分的探讨，经整理后见如下系统图：图5-1 制图人：冯波六、要因确认 通过以上原因分析，QC小组对以上末端原因进行分析，结果如下表:序号末端因素确认方法确认内容确认结果负责人是否要因1未按规定进行培训测试调查统计是否按规定进行培训公司一贯以来注

13、重对员工的教育培训，除定期培训外，每年还开展针对性的技术比武，以提高员工的业务水平。高琦否2没有制定相关考核细则查阅规定是否制定相关考核细则公司有完善的岗位工作标准、调度应急预案、员工责任追究等相关制度。高琦否3压力点设置不合理现场调查压力点数量位置是否设置合理公司压力监测点实现了每4平方公里一个压力点，大大小于行业每10平方公里一个压力点的标准。并且合作开发管网压力水锤监测仪，实现管网压力数据的毫秒级采集传输，大大提升了管网运行监控的感知能力。冯波否4没有经常性校验更换现场调查远传大表是否经常校验或更换公司有详尽的大表远传监测设备管理办法，一旦发现远传大表有问题，会及时进行校验或更换，以确保

14、计量数据的准确性。刘建忠否5数据传输间隔过长调查分析数据传输的间隔是否满足预警要求压力、流量等监测设备均具备分钟级的采集上发间隔，满足预警需求，但远程大表设备乃是2小时上发一次数据，大大影响水量异常的预警分析。冯波是6流量对比数据观测不直观现场调查流量数据观测预警是否方便直接系统以图形化曲线的方式在同一界面上实时展现各分区瞬时流量变化，并与过去两天相同时间点数据进行曲线比对，能直观反映当前瞬时流量变化情况。刘建忠否7报警方式不合理调查分析报警设置及通知方式是否合理预警展现形式上，我们结合了GIS系统，以曲线和地理信息进行报警数据展示，使报警由点到面，较以往数据单一报警模式，内容更丰富。预警通知

15、方式上，包括弹出框报警、RTX报警及短信报警等，调度人员能随时随地接收到管网报警信息，做到报警零遗漏。冯波否8数据传输不稳定现场调查数据传输是否稳定部分站点存在信号干扰，监测数据经常出现时断时续现象。冯波是表6-1 制表人：冯波 根据以上分析，得出主要的原因有两条：数据传输间隔过长及数据传输不稳定。七、制定对策针对要因一数据传输间隔过长，小组人员进行了如下尝试：1. 缩短上发间隔：公司现在普遍使用的远传设备为DataRTU H86A型GPRS遥测终端机，该终端机采用一次性锂电池供电，5分钟采集一次数据，2小时上发可持续工作2年。若缩短上发时间，改为5分钟一发，仅能工作2个月既要更换电池，故不可

16、行。图7-1 DataRTU H86型远传设备2. 改变供电方式为市电或太阳能：小组人员对多处远传设备现场进行了实地考察，发现设备多安装于野外，环境较恶劣，且无市电可供。如用太阳能则成本太高，故不可行。图7-2 远传设备安装现场3. 在原设备上修改程序增加限制实时报警功能：原设备CPU老旧，存储芯片容量有限，无法加入新代码，故不可行。结论：要解决数据传输间隔过长的问题需要升级旧设备，对设备CPU进行更新换代，扩大存储芯片容量，写入新代码，增加水量突变达到限制实时上传数据的功能。针对要因二数据传输不稳定，小组人员进行如下测试：1. 公司目前共安装有300多套水表，全部采用GPRS无线通讯模式。小

17、组对部分数据经常出现时断时续现象的几处大表远传监测站点进行对比分析与现场信号干扰测试，最终找到了问题的根源，是由于附近有一较强信号干扰源导致大表远传监测信号被干扰，影响正常通讯。鉴于此现象，小组先后通过对远传监测设备进行移位、将通讯天线由内置方式调整为外置方式以加强信号发送强度，但是最终结果均不能彻底解决问题。图7-3 原大表远传设备天线内置2. 之后小组又通过多方咨询与技术调研，提出尝试CDMA无线通讯技术，该技术允许所有使用者同时使用全部频带(1.2288Mhz)，且把其他使用者发出讯号视为杂讯，完全不必考虑到讯号碰撞问题。小组对镜湖区域两个有问题的大表进行了切换测试，经过一段时间的观察，

18、发现信号干扰的问题有所好转，基本杜绝了数据缺失的现象。结论：要解决数据传输不稳定的问题，需要对有问题的站点进行传输通讯模式的切换。具体对策表如下：要 因对 策目 标措 施完成时间负责人检查人数据传输间隔过长修改大表报警方式实现大表逢变则报升级旧设备，对设备CPU进行更新换代，扩大存储芯片容量，写入新代码，增加水量突变达到限制实时上传数据的功能。2015.9冯波吴丽峰数据传输不稳定调整数据通讯模式消除信号干扰对通讯信号不稳定的站点将数据通讯模式调整为CDMA无线通讯。2015.9刘建忠吴丽峰表7-1 制表人：冯波八、对策实施1、小组在设备中加入代码增加了脉冲量分时段报警的功能，设备在5分钟内如果

19、检测到第1路脉冲计量的数大于等于报警上限，设备将产生报警，报警数据将通过打包的方式发送给平台上位机，一共发送5条数据，即报警前4条+报警数据；并对脉冲量间隔报警及设备功耗进行了测试。 图8-1 测试记录单2、接下来，小组协配水表所经过近两个月的时间，陆续将在装的300多套大表远传监测硬件设备统一升级改造，将原DataRTU H86A更新为DataRTU H86B型设备，升级后的设备可实现流量逢变则报，以提升数据监控的有效性、及时性，解决因正常数据传输间隔过长的弊端。图8-2 现场设备升级3、 最后，小组对通讯信号不稳定的几个大表远传设备通讯模式进行了切换。将原GPRS无线通讯模式调整为CDMA

20、无线通讯模式。图8-3 大表现场九、效果检查1、使用效果 通过一系列的有效措施，小组对活动实施后2015年8月12月份发生在越城区范围内水量异常情况再次进行了统计分析，具体情况如下：序号日期片区发生时间定位时间水量异常现状描述分析定位耗时(分)18月5日老城区19:5220:08水量突增300方1628月10日昌安片7:157:24水量突增200方938月12日绍大线片0:141:01水量突增300方4748月12日辕门片15:4615:56水量突增250方1058月20日城东片（高新区）18:0018:17水量突增100方1768月28日山阴路片18:4818:57水量突增350方979月16日越东路以东片9:399:55水量突增1000方1689月29日二环路以北片15:0215:25水量突增500方23911月27日老城区12:4813:06水量突增900方181012月16日山阴路片22:5023:00水量偏大100多方101112月24日二环北路以北片7:368:10水量突增100方34平均耗时19表9-1 制表人：高琦 由上表可知，通过小组的本次活动，极大的缩短了发生水量异常时预警