信息組-提高水量異常預(yù)警及時性

1、 紹興市自來水有限公司2016年QC成果發(fā)布材料提高水量異常預(yù)警及時性信息化QC第3小組2016年3月一、小組概況課題名稱提高水量異常預(yù)警及時性小組名稱紹興水司信息化QC第3小組成立時間2013年3月小組類型攻關(guān)型組長沈建鑫小組成員6人活動日期2015年3月2015年12月活動次數(shù)15次活動地點自來水公司表1-1 制表人：高琦 小組成員序號姓名職務(wù)文化程度職務(wù)職稱1沈建鑫副總經(jīng)理大學(xué)組長工程師2吳麗峰處長大學(xué)副組長工程師3劉建忠副處長大學(xué)組員助理工程師4馮波員工大學(xué)組員助理工程師5高琦員工大學(xué)組員助理工程師6王鐵松員工大學(xué)組員助理工程師表1-2 制表人：高琦 QC小組成員共6人，成員均具有大學(xué)

2、學(xué)歷且理論功底扎實、實踐經(jīng)驗豐富，活動期間共進行了15次小組活動，成員出勤率為100%。全體成員對課題均具有濃厚的興趣和強烈的工作責(zé)任心。二、選擇課題1、選題背景近年來，公司引入DMA分區(qū)計量概念，逐漸縮小計量分析區(qū)域，特別是從2012年開始，加大了分區(qū)計量的建設(shè)與管理力度，以劃小計量單元格，及時掌握水量變化，達到為科學(xué)控制管網(wǎng)漏損提供技術(shù)支撐的目的。經(jīng)過幾年的建設(shè)，已取得一定的成效，截止目前，公司由原先的5個分區(qū)發(fā)展到目前的29個分區(qū)，共新建流量計80只，小區(qū)考核表1095只，單元考核表15500只。實現(xiàn)了“公司、分公司、區(qū)域、小區(qū)、單元”點、線、面結(jié)合的五級分區(qū)化管理。而分區(qū)計量分析系統(tǒng)，

3、主要通過實時獲取分區(qū)內(nèi)各流量計瞬時流量監(jiān)測值，通過組合運算得到分區(qū)瞬時流量，以圖形化曲線的方式實時展現(xiàn)分區(qū)瞬時流量變化，并與過去兩天相同時間點數(shù)據(jù)進行曲線比對，直觀反映當(dāng)前瞬時流量變化情況。在對分區(qū)進行瞬時流量曲線分析的同時顯示分區(qū)內(nèi)各流量點的瞬時流量曲線，同樣是三日同期對比，幫助縮小流量突變定位范圍；同時再結(jié)合分區(qū)內(nèi)壓力、水質(zhì)、大用戶水量變化曲線進一步縮短判斷管網(wǎng)異常的時間，提高調(diào)度綜合分析效率。實時監(jiān)控圖2、確定課題 在此背景下，如何提高水量異常的預(yù)警及時性，從而使調(diào)度人員能在第一時間有針對性發(fā)布搶修、檢漏、隱患點盯防等一線指令及遠(yuǎn)程處理控制就顯得尤為重要?；谝陨夏繕?biāo)，小組成員經(jīng)過討論，

4、決定將“提高水量異常預(yù)警及時性”作為本次QC小組活動的課題。三、制定活動計劃表3-1 制表人：吳麗峰四、設(shè)定目標(biāo)及可行性分析1、現(xiàn)狀分析公司將各個大區(qū)劃分為不同數(shù)目小區(qū)，以越城區(qū)為例，共分為8個二級分區(qū)，如圖4-1所示。圖4-1越城區(qū)二級分區(qū)劃分圖小組成員根據(jù)公司調(diào)度中心相關(guān)的水量異常登記臺帳，將從2014年1月份至2014年12月份發(fā)生在越城區(qū)范圍內(nèi)水量異常情況進行了統(tǒng)計分析，具體情況如下：序號日期片區(qū)發(fā)生時間定位時間水量異?，F(xiàn)狀描述分析定位耗時(分)11月3日老城區(qū)10:5711:26壓力突降約0.1，流量上升近300方2921月5日昌安片6:356:58壓力突降約0.1，流量上升近300

5、方2331月14日紹大線片14:4115:45流量同比增加500方6441月16日轅門片2:192:45流量增加150方左右2655月22日城東片（高新區(qū)）17:4018:24流量突然增加650方4467月8日山陰路片15:4316:51壓力突降約0.1，流量增約加150方6877月23日越東路以東片12:5813:42流量增加100方4487月31日二環(huán)路以北片14:3215:22壓力突降約0.1，流量增約加100方5098月7日轅門片2:223:45流量增加60多方83108月8日越東路以東片16:1817:34流量突增150方76118月21日轅門片12:0513:15流量突增500方7

6、0128月24日城東片（高新區(qū)）9:4410:20流量突增60方36138月28日山陰路片11:1112:08流量突增150方57148月29日越東路以東片19:5420:37流量增加150多方43158月31日老城區(qū)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日紹大線片7:298:53流量突增150方84189月13日二環(huán)路以北片8:269:15流量突增150方491910月14日山陰路片20:4022:29流量從20:40逐漸上升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、區(qū)9:2710:06壓力突降、鳳鳴平水、高級中學(xué)等多個站點流量突增，越城中心片突增392210月20日城東片（高新區(qū)）10:3111:25流量突增300方542311月18日二環(huán)路以北片9:3310:26流量突增400方532412月6日越東路以東片0:163:28流量增加近100方1922512月10日紹大線片10:0210:48流量增加300方462612月13日轅門片7:369:04流量增加300方88平均耗時63表4-1 制表人：劉建忠2、設(shè)定目標(biāo)小組人員進過討論，決定將水量異常預(yù)警的分析耗時從原來的平均63分鐘降到30分鐘內(nèi)作為本次活動的目標(biāo)。3、可行性分析（1）小組以越城分公司二級

8、分區(qū)為研究區(qū)域，分別統(tǒng)計了該地區(qū)二級分區(qū)面積、日水量、最小凈水量和遠(yuǎn)傳水表比例等信息，并根據(jù)這些信息對各二級分區(qū)進行統(tǒng)計分析。具體分區(qū)如表4-2所示。一級分區(qū)二級分區(qū)遠(yuǎn)傳大表區(qū)域名稱區(qū)域面積區(qū)域日水量序號片區(qū)名稱片區(qū)面積片區(qū)日水量面積占比占區(qū)域水量比最小凈水量在裝數(shù)量遠(yuǎn)傳日水量遠(yuǎn)傳水量占片區(qū)水量比越城分公司112.7969261YC_1越東路以東片21201619%2%437145772%2YC_2城東片（高新區(qū)）6.5140476%14%6920402329%3YC_3老城區(qū)13.13870812%40%56926718019%4YC_4昌安片15.21467213%15%185105539

9、38%5YC_5二環(huán)路以北片14.7398913%4%666178545%6YC_6轅門片2.646192%5%1087169037%7YC_7紹大線片14.61383013%14%7815367827%8YC_8山陰路片25504522%5%908180436%表4-2 制表人：劉建忠結(jié)論：由上表可見，在各級分區(qū)中，遠(yuǎn)傳水量占片區(qū)水量比重較大，當(dāng)分區(qū)水量異常時，有相當(dāng)一部分原因可能出自遠(yuǎn)傳水量。（2）小組人員對發(fā)生水量異常的原因進行了深入分析，統(tǒng)計如下： 序號水量異常原因14年出現(xiàn)次數(shù)百分比1管道作業(yè)（排放/沖洗）519.20%2爆管/施工挖破623.10%3遠(yuǎn)傳大表水量異常1246.20%

10、4流量計異常311.50%總計26100%表4-3 制表人：劉建忠結(jié)論：由上表可知，在影響水量異常的原因中，遠(yuǎn)程大表水量異常所占的比重較多。（3）另外，為了摸清現(xiàn)狀,小組通過現(xiàn)場查看、計量分析、查詢相關(guān)記錄并對整個預(yù)警分析過程進行跟蹤，分析論證導(dǎo)致預(yù)警時間消耗量大的幾個因素，并進行統(tǒng)計，具體如下：序號水量異常原因分析及措施耗時（分鐘）1管道作業(yè)（排放/沖洗）若流量突增，壓力突降，核實是否有管道作業(yè)。<52爆管/施工挖破若流量突增，壓力突降，且無管道作業(yè)，可能爆管，上報部門領(lǐng)導(dǎo)，通知搶修中心或分公司現(xiàn)場檢查。<53遠(yuǎn)傳大表水量異常若流量突增，壓力無明顯變化，待遠(yuǎn)傳大表數(shù)據(jù)上傳后分析是

11、否大用戶水量異常；若壓力點有明顯變化，通知搶修中心或分公司現(xiàn)場遠(yuǎn)程大表檢查。5-1204流量計異常若流量計瞬時與累計不呈線性關(guān)系，則可能流量計死機，若累計停止可能為流量計輸出端故障，通知高層分公司檢查。<5表4-4 制表人：劉建忠結(jié)論：由上表可知，在影響水量異常預(yù)警的分析中，遠(yuǎn)傳大表水量異常分析的耗時最多，是癥結(jié)所在。（4）由上可見，造成供水管網(wǎng)水量異常預(yù)警分析耗時較長的主要原因是遠(yuǎn)傳大表水量異常定位困難，使得搶修工作無從下手，嚴(yán)重影響水量異常處置的及時性，而引起這一現(xiàn)象的主要問題是遠(yuǎn)傳大表數(shù)據(jù)及時性不夠。相信通過小組的努力，為計量分析和查漏控制提供更充分更及時的數(shù)據(jù)支持，進步空間還很大

12、。（5）導(dǎo)致管網(wǎng)水量異常的情況比較復(fù)雜，但通過現(xiàn)狀分析，我們認(rèn)為只要能為水量異常分析工作提供必要的水量分析數(shù)據(jù)支持，縮小分析范圍，提高分析針對性，及時查找并定位問題的概率就會大大提高。通過以上分析，小組成員認(rèn)為，確立的要求是客觀可行的，小組有能力實現(xiàn)。五、原因分析QC小組成員集思廣益，利用“頭腦風(fēng)暴法”分別從人、機、料、法、環(huán)等幾個方面就分析的問題進行了充分的探討，經(jīng)整理后見如下系統(tǒng)圖：圖5-1 制圖人：馮波六、要因確認(rèn) 通過以上原因分析，QC小組對以上末端原因進行分析，結(jié)果如下表:序號末端因素確認(rèn)方法確認(rèn)內(nèi)容確認(rèn)結(jié)果負(fù)責(zé)人是否要因1未按規(guī)定進行培訓(xùn)測試調(diào)查統(tǒng)計是否按規(guī)定進行培訓(xùn)公司一貫以來注

13、重對員工的教育培訓(xùn)，除定期培訓(xùn)外，每年還開展針對性的技術(shù)比武，以提高員工的業(yè)務(wù)水平。高琦否2沒有制定相關(guān)考核細(xì)則查閱規(guī)定是否制定相關(guān)考核細(xì)則公司有完善的崗位工作標(biāo)準(zhǔn)、調(diào)度應(yīng)急預(yù)案、員工責(zé)任追究等相關(guān)制度。高琦否3壓力點設(shè)置不合理現(xiàn)場調(diào)查壓力點數(shù)量位置是否設(shè)置合理公司壓力監(jiān)測點實現(xiàn)了每4平方公里一個壓力點，大大小于行業(yè)每10平方公里一個壓力點的標(biāo)準(zhǔn)。并且合作開發(fā)管網(wǎng)壓力水錘監(jiān)測儀，實現(xiàn)管網(wǎng)壓力數(shù)據(jù)的毫秒級采集傳輸，大大提升了管網(wǎng)運行監(jiān)控的感知能力。馮波否4沒有經(jīng)常性校驗更換現(xiàn)場調(diào)查遠(yuǎn)傳大表是否經(jīng)常校驗或更換公司有詳盡的大表遠(yuǎn)傳監(jiān)測設(shè)備管理辦法，一旦發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)傳大表有問題，會及時進行校驗或更換，以確保

14、計量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。劉建忠否5數(shù)據(jù)傳輸間隔過長調(diào)查分析數(shù)據(jù)傳輸?shù)拈g隔是否滿足預(yù)警要求壓力、流量等監(jiān)測設(shè)備均具備分鐘級的采集上發(fā)間隔，滿足預(yù)警需求，但遠(yuǎn)程大表設(shè)備乃是2小時上發(fā)一次數(shù)據(jù)，大大影響水量異常的預(yù)警分析。馮波是6流量對比數(shù)據(jù)觀測不直觀現(xiàn)場調(diào)查流量數(shù)據(jù)觀測預(yù)警是否方便直接系統(tǒng)以圖形化曲線的方式在同一界面上實時展現(xiàn)各分區(qū)瞬時流量變化，并與過去兩天相同時間點數(shù)據(jù)進行曲線比對，能直觀反映當(dāng)前瞬時流量變化情況。劉建忠否7報警方式不合理調(diào)查分析報警設(shè)置及通知方式是否合理預(yù)警展現(xiàn)形式上，我們結(jié)合了GIS系統(tǒng)，以曲線和地理信息進行報警數(shù)據(jù)展示，使報警由點到面，較以往數(shù)據(jù)單一報警模式，內(nèi)容更豐富。預(yù)警通知

15、方式上，包括彈出框報警、RTX報警及短信報警等，調(diào)度人員能隨時隨地接收到管網(wǎng)報警信息，做到報警零遺漏。馮波否8數(shù)據(jù)傳輸不穩(wěn)定現(xiàn)場調(diào)查數(shù)據(jù)傳輸是否穩(wěn)定部分站點存在信號干擾，監(jiān)測數(shù)據(jù)經(jīng)常出現(xiàn)時斷時續(xù)現(xiàn)象。馮波是表6-1 制表人：馮波 根據(jù)以上分析，得出主要的原因有兩條：數(shù)據(jù)傳輸間隔過長及數(shù)據(jù)傳輸不穩(wěn)定。七、制定對策針對要因一數(shù)據(jù)傳輸間隔過長，小組人員進行了如下嘗試：1. 縮短上發(fā)間隔：公司現(xiàn)在普遍使用的遠(yuǎn)傳設(shè)備為DataRTU H86A型GPRS遙測終端機，該終端機采用一次性鋰電池供電，5分鐘采集一次數(shù)據(jù)，2小時上發(fā)可持續(xù)工作2年。若縮短上發(fā)時間，改為5分鐘一發(fā)，僅能工作2個月既要更換電池，故不可

16、行。圖7-1 DataRTU H86型遠(yuǎn)傳設(shè)備2. 改變供電方式為市電或太陽能：小組人員對多處遠(yuǎn)傳設(shè)備現(xiàn)場進行了實地考察，發(fā)現(xiàn)設(shè)備多安裝于野外，環(huán)境較惡劣，且無市電可供。如用太陽能則成本太高，故不可行。圖7-2 遠(yuǎn)傳設(shè)備安裝現(xiàn)場3. 在原設(shè)備上修改程序增加限制實時報警功能：原設(shè)備CPU老舊，存儲芯片容量有限，無法加入新代碼，故不可行。結(jié)論：要解決數(shù)據(jù)傳輸間隔過長的問題需要升級舊設(shè)備，對設(shè)備CPU進行更新?lián)Q代，擴大存儲芯片容量，寫入新代碼，增加水量突變達到限制實時上傳數(shù)據(jù)的功能。針對要因二數(shù)據(jù)傳輸不穩(wěn)定，小組人員進行如下測試：1. 公司目前共安裝有300多套水表，全部采用GPRS無線通訊模式。小

17、組對部分?jǐn)?shù)據(jù)經(jīng)常出現(xiàn)時斷時續(xù)現(xiàn)象的幾處大表遠(yuǎn)傳監(jiān)測站點進行對比分析與現(xiàn)場信號干擾測試，最終找到了問題的根源，是由于附近有一較強信號干擾源導(dǎo)致大表遠(yuǎn)傳監(jiān)測信號被干擾，影響正常通訊。鑒于此現(xiàn)象，小組先后通過對遠(yuǎn)傳監(jiān)測設(shè)備進行移位、將通訊天線由內(nèi)置方式調(diào)整為外置方式以加強信號發(fā)送強度，但是最終結(jié)果均不能徹底解決問題。圖7-3 原大表遠(yuǎn)傳設(shè)備天線內(nèi)置2. 之后小組又通過多方咨詢與技術(shù)調(diào)研，提出嘗試CDMA無線通訊技術(shù)，該技術(shù)允許所有使用者同時使用全部頻帶(1.2288Mhz)，且把其他使用者發(fā)出訊號視為雜訊，完全不必考慮到訊號碰撞問題。小組對鏡湖區(qū)域兩個有問題的大表進行了切換測試，經(jīng)過一段時間的觀察，

18、發(fā)現(xiàn)信號干擾的問題有所好轉(zhuǎn)，基本杜絕了數(shù)據(jù)缺失的現(xiàn)象。結(jié)論：要解決數(shù)據(jù)傳輸不穩(wěn)定的問題，需要對有問題的站點進行傳輸通訊模式的切換。具體對策表如下：要 因?qū)?策目 標(biāo)措 施完成時間負(fù)責(zé)人檢查人數(shù)據(jù)傳輸間隔過長修改大表報警方式實現(xiàn)大表逢變則報升級舊設(shè)備，對設(shè)備CPU進行更新?lián)Q代，擴大存儲芯片容量，寫入新代碼，增加水量突變達到限制實時上傳數(shù)據(jù)的功能。2015.9馮波吳麗峰數(shù)據(jù)傳輸不穩(wěn)定調(diào)整數(shù)據(jù)通訊模式消除信號干擾對通訊信號不穩(wěn)定的站點將數(shù)據(jù)通訊模式調(diào)整為CDMA無線通訊。2015.9劉建忠吳麗峰表7-1 制表人：馮波八、對策實施1、小組在設(shè)備中加入代碼增加了脈沖量分時段報警的功能，設(shè)備在5分鐘內(nèi)如果

19、檢測到第1路脈沖計量的數(shù)大于等于報警上限，設(shè)備將產(chǎn)生報警，報警數(shù)據(jù)將通過打包的方式發(fā)送給平臺上位機，一共發(fā)送5條數(shù)據(jù)，即報警前4條+報警數(shù)據(jù)；并對脈沖量間隔報警及設(shè)備功耗進行了測試。 圖8-1 測試記錄單2、接下來，小組協(xié)配水表所經(jīng)過近兩個月的時間，陸續(xù)將在裝的300多套大表遠(yuǎn)傳監(jiān)測硬件設(shè)備統(tǒng)一升級改造，將原DataRTU H86A更新為DataRTU H86B型設(shè)備，升級后的設(shè)備可實現(xiàn)流量逢變則報，以提升數(shù)據(jù)監(jiān)控的有效性、及時性，解決因正常數(shù)據(jù)傳輸間隔過長的弊端。圖8-2 現(xiàn)場設(shè)備升級3、 最后，小組對通訊信號不穩(wěn)定的幾個大表遠(yuǎn)傳設(shè)備通訊模式進行了切換。將原GPRS無線通訊模式調(diào)整為CDMA

20、無線通訊模式。圖8-3 大表現(xiàn)場九、效果檢查1、使用效果 通過一系列的有效措施，小組對活動實施后2015年8月12月份發(fā)生在越城區(qū)范圍內(nèi)水量異常情況再次進行了統(tǒng)計分析，具體情況如下：序號日期片區(qū)發(fā)生時間定位時間水量異?，F(xiàn)狀描述分析定位耗時(分)18月5日老城區(qū)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日紹大線片0:141:01水量突增300方4748月12日轅門片15:4615:56水量突增250方1058月20日城東片（高新區(qū)）18:0018:17水量突增100方1768月28日山陰路片18:4818:57水量突增350方979月16日越東路以東片9:399:55水量突增1000方1689月29日二環(huán)路以北片15:0215:25水量突增500方23911月27日老城區(qū)12:4813:06水量突增900方181012月16日山陰路片22:5023:00水量偏大100多方101112月24日二環(huán)北路以北片7:368:10水量突增100方34平均耗時19表9-1 制表人：高琦 由上表可知，通過小組的本次活動，極大的縮短了發(fā)生水量異常時預(yù)警