國家自動氣象站應急保障方法探討

馬 雷，周 圣，陳 蘊，張 錦，肖艷林

(1．貴州省水城縣氣象局，貴州 水城 553600；2．貴州省盤州市氣象局，貴州 盤州 553536；3．貴州省六盤水市氣象局，貴州 六盤水 553001)

國家自動氣象站應急保障方法探討

馬 雷1，周 圣2，陳 蘊1，張 錦1，肖艷林3

(1．貴州省水城縣氣象局，貴州 水城 553600；2．貴州省盤州市氣象局，貴州 盤州 553536；3．貴州省六盤水市氣象局，貴州 六盤水 553001)

該文主要對國家自動氣象站應急保障方法進行探討，全文主要涉及自動氣象站的計算機、采集器、傳感器、通訊線路以及網絡傳輸等部分的應急故障分析處理，計算機和采集器故障建議更換設備，傳感器需要做好日常維護，通訊線路故障分析建議采用排除法，還可以共享手機網絡傳輸數據，這些解決方法能有效提高臺站數據資料質量，保證數據資料及時傳輸。

自動氣象站；故障分析；解決方法

1 引言

隨著氣象站自動化程度越來越高，傳統的地面觀測業務向綜合氣象業務轉化，除了做好常規觀測業務以外，還需要做好氣象服務工作和應急保障工作，對于新型自動站(DZZ4)的保障工作，已經有很多人通過實踐做出了比較好的分析和總結，唐燕等比較全面的分析了DZZ4型自動站觀測中的常見故障，閆平等人著重分析DZZ4型自動站電源系統故障的處理方法，司馬坤等對新型自動站采集器常見故障進行分析處理，以上文獻著重從理論上對自動站進行解析，本文希望結合實際工作中的經驗，側重從具體問題出發探討自動站的保障工作，文中還涉及對故障處理方法和網絡傳輸處理的新思考，希望在遇到類似問題情況下能及時找到和排除故障。

2 保障整體考量

2.1 故障分析和判斷的基本原則

安全原則、邏輯原則、分解原則、替代原則。

在出現故障時第一要考慮的是安全，其次分析電路，找出可能出現故障的幾個部件或者部位，然后分成小的部分逐一排查，必要時采用逐一替換的方法，基本就能解決遇到的問題。

2.2 故障分析和判斷的基本方法

替代方法、測量的方法。

靈活運用萬用表，用萬用表測量關鍵點的電信號參數，分析判斷可能出現故障的組件或者部位，確定故障部位，然后采用替換的方法，替換掉壞的組件。這些方法可以配合使用，為找到并排除故障服務。

3 具體應急處理

3.1 計算機

計算機出現故障一般難以及時排除，需要及時啟用備份計算機，能做到換接上數據線，備份計算機就能正常工作，在保證數據資料正常的情況下，再去排查計算機的故障或者讓專業人員來維修。注意需要定期對備份機進行測試，保證能夠正常工作。

3.2 采集器

幾乎所有數據異常或者缺失都有可能是采集器故障引起，筆者的經驗是：出現故障，只要采集器狀態燈閃爍正常，一般不優先考慮采集器故障，采集器出現故障的可能性相對比較低。

如果需要判斷采集器是否正常，用筆記本直接接上采集器上的調試串口，用串口調試助手直接查看采集器狀態。

采集器出現故障，直接更換備件,有稱重雨量或者能見度的還需要進行采集器參數配置，具體方法如下：

計算機通信參數設置:波特率9600，基偶校驗N， 數據位8，停止為1。

稱重雨量傳感器：

SENST RAW 1

COMDEV 5 WUSH_HP

SETCOMEX 5 9600 8 N 1

稱重的線接入主采集器標識為RS485的com5口。

能見度：本站接入能見度為安徽藍盾光電子股份有限公司產品

參數設置如下：

SUPER ADMIN

SENST VI 1

COMDEV 1 HW_N1

SETCOMEX 1 4800 8 N 1

VARCH VI NODE:0 COM.01 V

每一步進行修改參數后，采集器應返回值為T。

如果為其他廠家設備，波特率設置需要和設備廠家提供的數據一致。

3.3 傳感器

3.3.1 風凍結處理 本站冬季風向風速會出現凍結，采用常規現場維護，考慮風塔高度和結冰期行動不方便，有出現安全隱患可能，遇到持續過程也容易出現反復凍結的情況，目前較好的處理的方法：一是提前加保溫棉、涂防凍霜或者安裝加熱裝置，二是采用保護裝置防止傳感器連接部位直接暴露在空氣中。

3.3.2 常遇到的雨量問題處理 黃潔萍 、劉晉生對雨量維護方法和故障處理進行了分析，但仍需要注意的有：

①去除之前時次出現雨量野值或者修訂雨量數據，需要對有影響時次的長Z文件進行維護，否則氣象資料業務系統(MDOS)會對24 h內出現的雨量數據矛盾情況提出疑誤。

②稱重雨量時常在小時最后1 min出現0.1 mm野值數據，遇此情況，本站直接聯系廠家，經過廠家處理以后設備恢復正常工作。

3.3.3 氣溫和地溫 溫度出現負值情況，一般是傳感器沒有接上或者中間斷路，先換上備份設備，再去檢查接口，排查線路問題。

溫度出現偏差或跳變，傳感器出現故障可能性比較大，直接更換備件。

3.3.4 濕度 濕度傳感器長時間處在高濕環境下，會出現滯后現象，導致濕度值偏高，干燥后能恢復正常，如果干燥后濕度傳感器不能恢復正常，或者出現偏低情況，建議更換傳感器。

3.4 線路

本文線路指計算機和采集器之間線路，為便于單獨分析問題把自動站分為3個部分室內計算機部分(包括計算機和測報軟件)、計算機和采集器之間的線路、采集器部分(包括采集器、電源、傳感器及傳感器和采集器之間線路)。

計算機和測報軟件正常運行視為室內計算機部分正常；通過筆記本連接采集器，數據正常采集，視為采集器部分正常。

因為室內計算機部分和采集器部分實際工作總結比較好判斷，而采集器到計算機主機之間線路比較長，出現故障，難以快速直接檢查，可以采用排除法檢查，前不久本站出現了新站(DZZ4)和老站(DT85)通訊故障情況。

3.4.1 臺站出現的故障處理及思考 臺站出現的DZZ4通訊故障處理情況。發現故障后，首先啟用備份自動站保證數據正常傳輸。檢查室內計算機部分與采集器部分均正常，確定為通訊線路出現故障。通訊線路包括光纖、信號轉換模塊和室內RS232線路，光纖線路可以通過光纖筆檢測，RS232數據線可以用測針對2-3,3-2,5-5線路進行通斷檢測。

本次臺站故障最后檢測為RS232數據線出現斷路。故障處理之初首先忽略了RS232線路故障，著重于關注光纖和通訊模塊，在測定光纖線路和檢查通訊模塊后，才對RS232線路進行排查，花費不少時間。后來與無錫設備廠家溝通，其給出的建議是信號轉換模塊比較穩定，出現問題的可能性低，可以通過收/發信號燈判斷通訊情況。

DT85通訊故障情況：

臨時處理方法：用比較好的網線臨時接通，由于線路較長，兩端的信號隔離器需要接上(不然可能會出現亂碼情況，無法獲取數據)，數據恢復正常。在網上買結實的4芯屏蔽線路，重新挖地溝，做好防鼠處理，數據恢復正常。

3.4.2 通訊線路故障判斷的基本方法和應急處理 出現線路通訊故障的表現形式為計算機無法獲取采集器數據資料，測報軟件實時資料全無，通訊檢測的基本方法是測量線路通斷。光纖通斷可以通過光纖筆檢測或者通過對應的收發信號燈閃爍情況初步判斷，銅芯線纜需要測量線路兩端通斷來判斷。

實際工作中，線路較長，通斷不易直接測量，可以檢測采集器狀態和測報軟件狀態，若二者均正常，可通過排除法判斷故障為通訊故障。

出現線路通訊故障，優先排查連接計算機的RS232線路和接口端，若判斷為觀測場到測報室之間線路故障，可以通過拉網線來臨時接通，保證數據傳輸。

3.5 網絡

內網不通時，可以通過外網連接VPN傳輸數據。內、外網都不通時，除了3/4G網卡之外，還可以采用手機共享無線網絡，用共享的網絡連接VPN傳輸數據，經過臺站測試能保證正常工作。

具體方法：首先用數據線連接電腦，安裝好手機驅動，保證手機能正常連通電腦，在手機設置中的“WLAN熱點和網絡共享”里找到“USB共享網絡選項”，打開連接，共享手機網絡給電腦，電腦連上網絡后，連接VPN,傳輸資料。

目前智能手機都具備共享網絡功能，3/4G網卡時常不太好用，建議臺站把手機共享網絡作為應急網絡傳輸的一個選項。

4 小結

①設備保障維護工作需要多動手，多總結經驗，遇到問題冷靜處理，在工作中不斷提高。

②平時處理問題多用基本原則、基本方法思考處理問題，有提高助于自身綜合保障素養。

③計算機、采集器出現故障一般采用直接更換的方法處理，掛接稱重雨量和能見度傳感器需要先配置參數。

④傳感器需要做好日常維護工作，風傳感器經常凍結的臺站，建議提前做好風向風速的防凍結處理，傳感器設備出現故障，建議直接更換設備。

⑤采集器到計算機主機之間的線路故障，可以采用排除法確定，接口線路出現故障及時用備用的接口線替換，觀測場到測報室之間線路故障，可以臨時用網線代替(線路較長，兩端分別接上串口隔離器)，盡快保證數據接通。

⑥內外網同時不通，建議用手機共享4G網絡，連接VPN，保證數據及時傳輸。

[1]唐燕,潘來,陳蘊，等.DZZ4型自動氣象觀測中常見的故障診斷方法[J].貴州氣象,2015,39(6):83-87.

[2] 閆平,高超越,趙建凱.淺析DZZ4型自動氣象站電源系統常見故障處理[J].內蒙古氣象,2015(1):47-48.

[3] 司馬坤,馬前進.新型自動氣象站采集器常見故障分析[J].農業開發與裝備,2015(10):101.

[4] 楊秋云,楊曉蕊,王愛萍，等.凍雨天氣如何確保風的正常觀測[J].貴州氣象,2012,36(4):63-64.

[5] 田劍平,田仁德,成春麗，等.冬季風速儀凍結后的維護改造方法[J].貴州氣象,2014,38:40-41.

[6] 黃潔萍，張新惠.遙測雨量傳感器的維護和檢定[J].廣東氣象，2011,33(3)：65-66.

[7] 郝智力.自動站雨量傳感器常見故障的分析與處理[J].陜西氣象，2014(1)：46-47.

[8] 李黃.自動氣象站實用手冊[M].北京:氣象出版社，2007.

Discussion on emergency support method of national automatic weather stations

MA Lei1, ZHOU Sheng2, CHEN Yun1, ZHANG Jin1, XIAO Yanlin3

(1.Shuicheng Meteorology Bureau of Guizhou Province, Shuicheng 553600, Guizhou;2. Panxian Meteorology Bureau of Guizhou Province, Panxian 553536, Guizhou;3. Liupanshui Municipal Meteorology Bureau of Guizhou Province, Liupanshui 553001, Guizhou)

This paper discussed the national emergency protection methods for automatic meteorological station. It analyzed the emergency and failure analysis and solution of the computer automatic meteorological station, collector, sensors, communications lines, and network transmission parts, the recommendation of equipment replacement of computer and automatic faults, the daily maintenance of sensors, the malfunction analysis of communication lines, and the sharing of mobile phone network data transmission. These solutions can effectively improve the quality of data stations, ensure that the data transmission in time.

automatic weather station；failure analysis；solution

1003-6598( 2017) 02-0077-03

2016-10-26

馬雷(1990—),男,助工,主要從事縣級綜合氣象業務管理工作，E-mail:461449061@qq.com。

P415.1+2

B