自動氣象以及通訊網絡保障措施

劉非

摘要：伴隨我國科技水平的不斷進步，我國的氣象觀測工作中自動氣象站的應用也越來越廣泛。自動氣象站的建立和運行需要應用到較多的高新技術設備，以便數據的精確采集和傳輸，從而使氣象觀測任務可以順利完成。為了保證自動氣象站的各類設備可以穩定運行，氣象站工作人員就需要加強對設備的維護以及通訊網絡的保護工作。鑒于此，文章對自動氣象設備維護及通訊網絡的保障工作要點進行了研究，以供參考。

關鍵詞：自動氣象站;設備維護;通訊網絡保障

中圖分類號：P40 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）04-0013-02

1 自動氣象站運行概述

天氣情況對于人們的生產生活有著直接的影響，現代人們的日常生活中對于天氣情況的了解是非常必要的。自動氣象站在氣象服務中發揮了重要作用，其可以實現對氣象的自動觀測并對相關數據進行自動存儲。自動氣象站可以不間斷的觀測氣象且無需人工操作，伴隨環境的變化，自動氣象站中的傳感器可以通過感應元件將所觀測到的氣象參數進行電信號轉換并對其進行處理，在得出具體的氣象要素數值后，通過自動氣象站中的通訊系統回傳相關數據。高精度自動氣象站可以對環境的溫濕度、風速、降雨量、太陽輻射總量、氣壓、日照時長、環境氣體等氣象要素進行持續觀測。然后通過GPS定位系統、GPRS，GSM通信和Modem等設備連接，可以將觀測數據第一時間回傳至數據中心。但是，由于自動氣象站的作業地點通常在野外，且環境較為復雜，所以自動氣象站內的設備嘗嘗受到外界影響導致故障或損壞，這不但會造成一定的經濟損失，還會嚴重影響氣象站的正常運行。所以，為了保證自動氣象站正常工作，設備維保人員應不斷加強對站內各類設備的檢修與維護，并強化對通訊網絡系統的保護，從而保證自動氣象站觀測數據的準確性。

2 自動氣象設備與通訊網絡的重要性

自動氣象站內的各類設備和通訊網絡系統是自動氣象站正常運轉的基礎。當前我國的自動其場站應用較為廣泛的就是大規模集成電路，可以實現自動化持續觀測。當前我國普遍應用的新型自動氣象站不但觀測數據精確，且性能十分穩定，這也使得對氣象站的維護工作變得更加便捷，在降低工作量的同時也節約了維護工作成本。但是，由于氣象站對于氣象數據的采集及傳輸工作十分重要，所以，對于相關設備及通訊網絡的維護工作也不能被忽視，稍有疏忽，就有可能造成數據的錯誤或丟失。因此，為了使自動氣象站保持正常運轉，相關工作人員應建立健全的設備及通訊網絡維護體系，針對設備特點，制定出據有針對性的維護管理措施，以保證數據觀測及回傳的準確性。

3 氣象站設備異常現象分析

自動氣象站中的設備在運行過程中容易受到多方面因素的影響，導致自身出現一定的故障問題。文章對常見的幾種故障進行了總結：第一，面板顯示故障，部分帶有顯示面板的設備，由于出現故障或是受到外界信號干擾導致數據顯示不正常或是信號燈出現異常，此為故障均歸為顯示問題;第二，機械故障，即部分設備脫離檢測位置，或是傳感器的某些運動部件出現無法正常擺動的情況;第三，連接問題，此為問題較為常見，即設備在線路的鏈接方面出現松動或斷開的現象，導致設備停止運行。

4 自動氣象站設備的維護措施研究

4.1 采集器維護

在自動氣象站中最為核心的設備就是采集器，如果采集器出現故障，則會導致自動氣象站無法進行工作。當前，dzz6型采集器在我國的氣象站應用較為廣泛，由于部分氣象站對于設備的管理和維護工作不到位，導致采集器比較容易出現功能性障礙，由此可見，對設備的日常維護工作是十分必要的。設備維護人員應注重對采集器的日常清理，在安裝固定工作完成后，不能對其進行隨意移動。為了保證計算機和采集器的時間同步，工作人員每周要對其進行重啟操作，以保證數據的準確性。此外，還要注重對采集器指示燈閃爍情況的觀察，看其是否處于閃爍狀態以及頻率是否處于正常范圍。在經歷極端天氣時，要對采集器的狀態進行及時觀察，如果出現異常情況應進行及時解決。對于狀態燈不亮的問題，工作人員要對供電系統進行查驗，如果未檢測到12V直流電流的輸出，就需要對交流電源和開關進行關閉;如果指示燈有電流輸出的顯示，而采集器沒電，則可以判定為故障出現在輸出線的輸出保險上。當出現數據異常問題時，有可能的氣象站與采集器連接方面的問題，針對這種情況，工作人員可以對采集器進行復位處理，如果問題沒有得到解決，則可以嘗試對采集器內存進行清空，若上述方法扔無法解決，就需要及時對采集器進行保修或更換。

4.2 溫濕傳感器維護

通常情況下，溫濕傳感器的故障率較低，如不出現人為破壞問題，其可以持續對周圍的溫度和濕度進行監測。當前我國自動氣象站對鉑電阻溫濕傳感器的應用較為普遍，該傳感器是由防塵濾膜外層架或是金屬保護套構成。設備維護人員需要定期清理傳感器內部，并對濾膜受損程度進行定期檢查。在清理過程中，禁止用手直接與濕敏電阻接觸，以防傳感器的靈敏度受到影響。同時，要對線路的鏈接情況進行檢查，防止因線路松動對數據傳輸造成影響。如果周圍環境的溫度或濕度超出測量極限值，會引起傳感器的數據異常，應進行及時檢修;對于偶發數據異常，工作人員可對傳感器的接地裝置進行檢查;如果出現了數據丟失問題，工作人員應對丟失的數據進行補充，并對傳感器進行維修或更換。

4.3 淺層地溫傳感器維護

淺層地溫傳感器的運行比較容易受到天氣因素的影響，在經歷梅雨季節或是潮濕天氣時，十分容易造成傳感器的故障問題。持續的降雨容易使雨水灌入傳感器中造成傳感器部件銹蝕或是內部線路被破壞，這對于傳感器的正常運行影響較大。在維護工作中，工作人員應在降雨后檢查傳感器的接線管處是否正常;要對箱體上的積水和雜物等進行及時清理，對箱體的密封狀態進行檢查，同時還要防止維護工作中外力對箱體造成的破壞;要保持地溫傳感器的支架與地面平行，保持線路的整齊，并對其埋設情況進行檢查。

4.4 能見度傳感器維護

對于能見度傳感器的維護工作需要注意一下幾方面：首先應及時對鏡頭上及采樣區的灰塵、降水水漬或其他異物進行清理，在清理過程禁止用手電等進行直接照射且不能直視;其次，要對其供電設施進行檢查，定期對電池進行充放電處理，以保證電池的使用壽命，保證其持續穩定的供電性能;第三，要及時校準能見度傳感器，以提升光學參數的準確性。在能見度準確性方面，在傳感器的應用過程中會出現能見度缺測或是數值異常現象。針對能見度缺測，工作人員應對其接觸情況、電池狀態或是傳感器端口進行檢查，對于出現問題的地方及時處理或更換。能見度數值異常，應檢查傳感器是否被異物遮擋或是傳感器附近是否有較強光源，應及時對其進行處理，以保證能見度傳感器的正常運行。

4.5 電路電纜維護

電路電纜是氣象站各類設備正常運行的基礎，其中，傳輸電纜的作用更加重要，應在維護工作中引起足夠重視。傳輸電纜應與電線電路保持一定間距，避免電流對數據的傳輸造成影響。工作人員要對線路接口進行及時檢查，避免連接短路問題的出現。在自動氣象站中所應用的電纜較細，所以其容易受到外力影響導致損壞，由于自動氣象站大多分布在野外地區，所以電纜也容易被昆蟲或其他動物的咬斷。如果氣象站的數據出現異常變化，工作人員應及時對線路和電纜進行檢查，如果發現線路破損應及時修補或更換，并進行試驗直到傳感器數據傳輸正常。

4.6 自動氣象站防范雷擊的應對措施

4.6.1 接地系統

接地系統對于氣象站防雷具有重要作用，雷擊產生的電流可以通過接地系統導入大地，使氣象站免收雷擊侵害。當前的自動氣象站多采用的是聯合共用接地方式，即把觀測場防雷地、及電子設備保護地和工作地連接到一起，共用為一個接地系統。這種接地方式優勢較為明前，其可以使地網間的電位差減小，從而使設備避免因高地位反擊受到損壞。需要注意的是基地網電阻應控制在4Ω內。在觀測場中的數據采集箱、風桿或金屬圍欄等都需要與地網進行連接，以此實現雷擊電流的泄放，從而使接地系統的導電性和熱穩定性得到提升。

4.6.2 直擊雷防護

自動氣象站中的高聳設備容易受到直擊雷的危害，例如固定風向風速傳感器的風桿通常在10m左右，容易使傳感器成為直擊雷的目標。對于直擊雷的防護，工作人員可以在風桿頂部安裝避雷針，并將引下線與避雷針相固定，最后將下引線與接地相連，從而起到防雷效果。引下線的材料通常為截面積大于25mm2的鋼絞線，引下線應自上而下與風桿上層帶絕緣子的拉線固定，用扎線每間隔1m進行固定，在固定環節，必須將引線拉直，使其接地途徑最短。在接近地面的位置，引下線容易受到外力因素出現損壞，安裝時可應用套管進行保護，當引下線截面出現30%以上的銹蝕現象時，就需對其進行更換。

5 通訊網絡的維護措施研究

自動氣象站所采集的氣象數據，都需要通過通訊錄網絡進行回傳，所以通訊網絡的狀態也是保證氣象站工作質量的關鍵，如果出現網絡癱瘓問題，則會導致氣象數據無法傳輸。所以，氣象站應建立科學完善的通訊網絡系統，并對其進行日常維護。因為自動氣象站在日常作業中，可以有效對各類氣象要素進行采集、分析和處理，且精度很高，但是如果通訊網絡出現問題，就會使相應的數據無法正常回傳到氣象中心，甚至會出現數據丟失等嚴重問題。這就要求自動氣象站的工作人員具有一定的網絡安全知識，能夠對通訊網絡進行故障維護及緊急搶修。

在氣象站的通訊系統中，計算機處于核心地位，氣象站工作人員應使用正版的操作系統及殺毒軟件對計算機進行維護，以防止通訊網絡受到病毒攻擊。此外，氣象站還可以與通信運營商協議加密專屬網絡，防止網絡中各類外部信息的侵入。

相關維護人員要制定出周期性的通訊網絡維護計劃，并制定出緊急事故處理預案，在遭遇突發性故障時，可以有效對通訊網絡進行修復。只有不斷完善對氣象站通訊網絡的管理與維護，才可以保證氣象數據順利傳輸。

6 結語

通過對全文的總結可以得知，自動氣象站設備和通訊網絡是保證氣象站正常運行的關鍵，站內設備負責對各類氣象數據的觀測和采集，然后通過通訊網絡進行傳輸。由此可見，保證設備與通訊網絡的穩定性就是保證自動氣象站的工作質量。相關工作人員應制定出具有針對性的計劃對站內設備及通訊網絡進行管理與維護，從而全面保障自動氣象站的氣象觀測工作，以便更好地服務于我國的氣象事業。

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