都蘭縣氣象站自動放球系統(tǒng)業(yè)務(wù)運(yùn)行常見故障分析

張淑婷

（青海省都蘭縣氣象局，青海 格爾木816009）

隨著氣象業(yè)務(wù)現(xiàn)代化的快速發(fā)展，新型觀測儀器設(shè)備不斷投入應(yīng)用于氣象測報(bào)業(yè)務(wù)中，氣象測報(bào)業(yè)務(wù)逐漸實(shí)現(xiàn)了自動化、智能化發(fā)展。自動放球系統(tǒng)是高空氣象觀測系統(tǒng)的關(guān)鍵輔助設(shè)備，與L 波段雷達(dá)配合來完成高空氣象探測業(yè)務(wù)自動放球。自動放球系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高空氣象探測業(yè)務(wù)中人工放球向自動放球的轉(zhuǎn)變，減輕了工作人員工作量，提高了工作效率，在一定程度上克服了基層臺站在大風(fēng)等惡劣天氣條件下放球難等弊端。但放球過程中因操作流程、系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性等因素影響，運(yùn)行期間可能會出現(xiàn)故障問題，影響高空氣象探測質(zhì)量。對自動放球系統(tǒng)構(gòu)成及系統(tǒng)功能進(jìn)行介紹，分析總結(jié)都蘭縣氣象站日常業(yè)務(wù)運(yùn)行中出現(xiàn)的問題，針對故障問題探討解決處理方法，以確保自動放球系統(tǒng)正常運(yùn)行，降低錯(cuò)情率，提升高空氣象探測的業(yè)務(wù)質(zhì)量。

1 自動放球系統(tǒng)構(gòu)成

自動放球系統(tǒng)包括自動放球方艙、探空工作室和氫氣源三部分。其中自動放球方艙由氣體控制室、電氣控制室和氣球施放室組成，各室之間采用物理性隔斷，上方有地面自動測風(fēng)儀；氣體室內(nèi)裝設(shè)有氣源輸送和控制機(jī)構(gòu)，電氣控制室裝設(shè)有供電控制裝置、信號傳輸監(jiān)控系統(tǒng)、機(jī)械及電氣驅(qū)動控制模塊以及UPS 電源、空調(diào)、防爆燈等設(shè)備；放球室內(nèi)主要裝設(shè)有自動充氣機(jī)施放裝置、防爆燈、氫氣濃度檢測儀、攝像機(jī)，室內(nèi)頂部安裝有隨動擋風(fēng)頂蓋。探空工作室是高空氣象觀測業(yè)務(wù)工作室，室內(nèi)有控制自動放球系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)，該計(jì)算機(jī)利用信號傳輸監(jiān)控系統(tǒng)與自動放球方艙相連。氫氣源設(shè)備主要包括氫氣瓶或水電解制氫設(shè)備，這些設(shè)備通過管道連接到方艙內(nèi)氣體控制裝置。

2 自動放球系統(tǒng)功能

2.1 氫氣源制出的氫氣，在自動放球方艙充氣裝置控制下，完成對其氫氣的輸送。

2.2 自動放球方艙可通過氣體控制室、電氣控制室和氣球施放室的電氣及機(jī)械動作來完成攜帶著探空儀的氣象探空氣球自動施放。由電氣控制室為系統(tǒng)提供電力供應(yīng)，完成信號傳輸以及機(jī)械和電氣開關(guān)的控制，氣體控制室對輸入的氫氣進(jìn)行匯流，并檢測氣體是否有泄漏等，按照設(shè)定的量對氣球進(jìn)行充氣，如果室內(nèi)氫氣濃度超出了安全系數(shù)，監(jiān)控中心就會發(fā)出聲光報(bào)警并自動的切斷氫氣閥門。氣球完成氫氣充灌后，按照地面新型自動站監(jiān)測到的風(fēng)向風(fēng)速，有選擇的打開頂部隨動擋風(fēng)頂蓋方位，氣球和其攜帶的探空儀就會被自動施放出去。

2.3 探空工作室內(nèi)的控制計(jì)算機(jī)可遠(yuǎn)程控制自動放球方艙，并對各裝置進(jìn)行電源供給，開展系統(tǒng)運(yùn)行管理，當(dāng)風(fēng)速超限或氫氣量不足時(shí)都會發(fā)生聯(lián)動，同時(shí)可以在線診斷設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)及軟件運(yùn)行情況，一旦發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)故障就會進(jìn)行告警。可對系統(tǒng)操作提供中文在線幫助，有一定的容錯(cuò)性，能及時(shí)阻止由于誤操作等致使系統(tǒng)出錯(cuò)和崩潰，而且，還能對探測到的數(shù)據(jù)作備份、恢復(fù)等，會自動生成系統(tǒng)運(yùn)行日志，相關(guān)人員可以查詢?nèi)罩净虼蛴≥敵鰣?bào)表。

3 自動放球系統(tǒng)業(yè)務(wù)運(yùn)行常見故障及解決對策

當(dāng)前，自動放球系統(tǒng)作為高空探測業(yè)務(wù)的主要放球手段，在業(yè)務(wù)運(yùn)行過程中難免會出現(xiàn)一些故障和問題，影響到高空探測質(zhì)量。

3.1 放球前出現(xiàn)故障。在正點(diǎn)放球前，自動放球系統(tǒng)土壤發(fā)生故障，而且及時(shí)排查后不能很快解決，此時(shí)應(yīng)由副班立即在充球室內(nèi)進(jìn)行手動充灌氣球，確保趕在正點(diǎn)時(shí)準(zhǔn)時(shí)進(jìn)行施放。開始充氣或是放球準(zhǔn)備階段發(fā)生意外事件時(shí)，應(yīng)立即點(diǎn)擊主界面上“緊急停止”鍵，使系統(tǒng)停止工作，排除問題后再恢復(fù)正常工作，如開始充氣過程中遇到氫氣泄漏導(dǎo)致濃度超過閾值，設(shè)備終端發(fā)出“氫氣泄漏”語音報(bào)警，就要停止系統(tǒng)運(yùn)行，進(jìn)行現(xiàn)場故障排查，確保無誤后再恢復(fù)運(yùn)行。正點(diǎn)放球的時(shí)間已到，但是此時(shí)L 波段工作主機(jī)或自動放球軟件卻出現(xiàn)異常，導(dǎo)致不能正常放球，副班要盡快到放球方艙，在自動放球軟件上進(jìn)行手工施放，或是手動下拉“施放推桿”后使氣球離開“施放機(jī)構(gòu)”，完成施放。發(fā)現(xiàn)氣球不能正常施放時(shí)，首先要檢查氣球扣扎機(jī)構(gòu)與蝦米那的掛鉤右側(cè)鋼絲繩是否拉緊，如果施放時(shí)地面測風(fēng)儀顯示當(dāng)時(shí)風(fēng)速在20m/s 以上，需要等風(fēng)速減小后再放，或者是進(jìn)行手動放球。遇到計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)故障時(shí)，可在主計(jì)算機(jī)上打開“L 波段軟件”，然后找到“地面參數(shù)”選中“探空記錄表屬性”，選取其中的“處理方法”一項(xiàng)，取消對話框中“使用自動放球系統(tǒng)”、“自動判別放球時(shí)間”的對勾，再點(diǎn)擊“自動放球系統(tǒng)”施放氣球。

3.2 放球后出現(xiàn)故障。自動放球后，如果觀測到的可用數(shù)據(jù)沒有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，那么就需要進(jìn)行重放球。重放球時(shí)，由主班先對“放球軟件”進(jìn)行關(guān)閉，然后再將雷達(dá)主控箱發(fā)射高壓開關(guān)、驅(qū)動箱開關(guān)、主控箱總開關(guān)一一關(guān)閉，這些都完成后，再按照正常的開機(jī)順序重新啟動雷達(dá)，然后開啟“放球軟件”，正常進(jìn)行第二次放球工作。必須保證第一次放球程序全部關(guān)閉后再重啟，然后再開啟第二次正常運(yùn)行的程序，這樣下一次的工作才能正常進(jìn)行。在進(jìn)行重放球時(shí)，為了節(jié)省時(shí)間盡快完成放球，可以將氣球充氣操作和探空儀基測操作可以同步在同一時(shí)間內(nèi)完成。自動放球投入應(yīng)用時(shí)間較短，因此可能會出現(xiàn)操作不規(guī)范或者其它意外而導(dǎo)致放球時(shí)間出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，可點(diǎn)擊“放球時(shí)間訂正”，選擇早按或遲按時(shí)間（以秒為單位）進(jìn)行更改，但是需要特別注意的是，訂正放球時(shí)間的操作只能進(jìn)行一次，所以在訂正時(shí)應(yīng)確定無誤后才進(jìn)行操作。自動放球系統(tǒng)運(yùn)行過程中，遇到一些不可預(yù)測的突發(fā)緊急狀況時(shí)，切不能慌亂，要保持冷靜，所有人員都要聽從主班的調(diào)度指揮，大家一起團(tuán)結(jié)協(xié)作，保證高空氣象探測工作的順利進(jìn)行。

4 結(jié)論

自動放球系統(tǒng)投入應(yīng)用于高空氣象探測業(yè)務(wù)中，實(shí)現(xiàn)了高空氣象觀測從人工放球轉(zhuǎn)為自動放球的跨越式發(fā)展，大大減輕了氣象臺站觀測人員的工作量，同時(shí)克服了基層臺站惡劣天氣情況下面臨的放球難問題，提升了高空氣象探測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、連續(xù)性，促進(jìn)了高空探測業(yè)務(wù)自動化和現(xiàn)代化發(fā)展，為氣象部門開展天氣預(yù)報(bào)及災(zāi)害性天氣預(yù)警等提供了更多精準(zhǔn)的氣象數(shù)據(jù)保障。由于自動放球系統(tǒng)應(yīng)用時(shí)間較短，臺站工作人員在操作過程中可能會出現(xiàn)誤操作等現(xiàn)象，導(dǎo)致運(yùn)行過程中難免會出現(xiàn)一些不可預(yù)見的故障和問題，所以要加強(qiáng)日常對自動放球系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，熟練掌握自動放球系統(tǒng)操作流程以及故障問題應(yīng)急處理技巧，嚴(yán)格遵守業(yè)務(wù)工作流程，熟練運(yùn)用自動放球系統(tǒng)施放探空氣球，保障自動放球系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行，降低高空探測業(yè)務(wù)錯(cuò)請率，進(jìn)一步提升高空氣象探測自動放球系統(tǒng)業(yè)務(wù)質(zhì)量。當(dāng)前，盡管采取了自動放球系統(tǒng)，但仍不能完全摒棄人工施放氣球，要將人工充灌施放氣球作為必要的應(yīng)急手段，在自動放球系統(tǒng)出現(xiàn)故障問題且不能及時(shí)有效解決時(shí)果斷采用，期間值班人員要做到分工明確，落實(shí)責(zé)任到個(gè)人，齊心協(xié)力力爭在有效時(shí)間內(nèi)保證氣球在正點(diǎn)施放，順利完成高空氣象探測工作。