氣象觀測大型蒸發突發維護任務的遠程控制實施方案設計

金長勝　康天偉　賴麗娜　李芹

摘要：今年長江洪水、淮河洪水、太湖流域洪水紛紛接踵而至，各地各級政府防汛救災工作有序推進。在這種情勢之下，精密監測、精準預警、精細服務是氣象職能部門工作的重中之重。其中精密監測是一切后續工作的基礎，觀測數據連續的重要性可想而知。往往突發暴雨、連續洪澇等惡劣天氣不但會增加傳統大型蒸發維護的頻次，而且提升了維護難度。這種情況下大型蒸發的突發維護任務面臨著任務急，維護難的問題。本文通過建立一套大型蒸發遠程維護系統。為大型蒸發的維護提供一種便利高效的解決思路。

關鍵詞：氣象觀測;遠程維護;設計方案

中圖分類號：P414文獻標識碼：A文章編號：1672-9129（2020）07-0096-02

Abstract：This year the Yangtze River flood， Huai River flood， Taihu Lake basin flood has come one after another， all levels of government flood control and relief work in an orderly manner. Under such circumstances， precise monitoring， accurate early warning and fine service are the most important tasks for meteorological departments. Precision monitoring is the basis of all follow-up work， the importance of continuous observation data can be imagined. Severe weather such as sudden rainstorm and continuous flood will not only increase the frequency of traditional large-scale evaporation maintenance， but also enhance the maintenance difficulty. In this case， the sudden maintenance task of large evaporation is faced with the problem of urgent task and difficult maintenance. This paper establishes a large - scale evaporation remote maintenance system. It provides a convenient and efficient solution for the maintenance of large evaporation.

Key words：meteorological observation;Remote maintenance;Design scheme

1設計背景

6月以來，我國江南、華南、西南暴雨明顯增多，多地發生洪澇地質災害，各地區各有關部門堅決貫徹黨中央決策部署，全力做好洪澇地質災害防御和應急搶險救援等工作，防災救災取得積極成效。在這種情勢之下，精密監測、精準預警、精細服務是氣象職能部門工作的重中之重。其中精密監測是一切后續工作的基礎，觀測數據連續的重要性可想而知。根據中國氣象局觀測司下發的《關于印發〈國家地面氣象觀測站無人值守工作管理暫行規定〉的函》 （氣測函〔2017〕72 號）精神，實現地面氣象觀測站無人值守將是我們氣象現代化的必由之路。目前浙江省共有75個國家氣象觀測站，其中基準站3個、基本站20個、一般站52個。而在這75個觀測站中有31個是局站同址，44個是局站分離。在局站分離的情況下，觀測站無人值守，對觀測場內儀器設備的維護存在著諸多不便，其中蒸發水位的維護尤為突出，直接影響數據的有效性。實現蒸發加、取水智能化遠程操作迫在眉睫。

2大型蒸發突發維護業務現狀

突發維護主要出現在夏季短時強降水多發季節，蒸發皿水位由于短時強降水出現水位暴增溢出。按照業務流程需要業務副班趕赴測報站進行蒸發放水維護。按照三門縣氣象局當前的臺站位置距離測算，在交通順利、人員配備齊整的情況下，一次突發維護任務出現到維護完成至少需要40分鐘時間。這就意味著中間40分鐘蒸發數據按照當前處理標準缺測。為了保持數據的穩定性考慮到基層業務站人員短缺，服務項目多的情況，此項維護工作并不能及時高效解決。對氣象觀測數據的連續性影響較大。

3改造思路

目前設計系統未經長期平行觀測，無法證實該設計方案對觀測數據的比較性的影響。所以本文討論的設計方案以及相關問題在若干條件成立的情況下建設。假定1：改造過程中的連接管切口密封性極好，對蒸發數據影響忽略不計;假定2：觀測業務軟件數據讀取自由，穩定高效;假定3：控制連接網絡安全穩定，控制指令高效精準。在以上幾個假定基礎條件下，充分利用現有測站的設備條件，堅持價值最大化滿足切實的需求，突出重點難題、解決急需關切，確保改造的技術方案可行。

4技術設計方案

4.1硬件設備清單。①全景高清監控設備1臺（海康威視）;②專用通信線路兩條（電信一條現用、聯通一條備用）;③臺式電腦2臺（聯想啟天M530）;④測報站內網交換機一臺（華為（HUAWEI） S1724G-AC）;⑤市電、UPS、發電機組結合的電源設備一套，其中ups選用支持網絡連接的智能遠程監控型號;⑥單片機控制器1個;⑦電磁閥門2個（DN20（6分管）DC12V）;⑧增壓水泵1個;⑨水管電纜若干。

4.2軟件需求清單

測站業務主機：① Radmin Viewer遠程控制軟件被控端、②ISOS測報業務軟件、③FreeFileSync數據同步軟件、④蒸發取水控制軟件。

值班室主機：⑤Radmin Viewer遠程控制軟件控制端、⑥高清監控在線平臺、⑦ups智能維護平臺。

4.3大型蒸發突發維護原理思路

4.4大型蒸發突發維護工作機制

當ISOS測報業務軟件（軟件需求清單②）報警提醒時，值班員增加維護管理日志開始對蒸發設備維護，通過值班室臺式機上的蒸發取水控制軟件（軟件需求清單④，軟件配置內容見后文5.2）下達蒸發加水/取水指令。值班室業務機的高清監控在線平臺（軟件需求清單⑥）可以遠程實時監控觀測站蒸發皿水位情況。當蒸發水位適中停止加水/取水，等待五分鐘待水位平靜完成設備維護，查看觀測軟件數據是否恢復正常。

4.5蒸發維護軟件配置內容

[Settings]

Title=蒸發取水控制器

Channel Count=4

Key Type=0

Disable Mode=2

Client Mode=1

Host=控制器連接交換機內網IP

Cloud Server=云端服務器網站

Device=

Password=

Batch Operation=0

Login=設置軟件登錄密碼

[Logo]

File=logo.png

Left=2

Top=10

[Channels]

;本節設置各通道的名稱，空白將使用默認名稱

CH1=增壓泵

CH2=放水

CH3=加水

CH4=潛水泵[TurnOnParam]

;本節設置各通道吸合命令的附加參數，如

;自鎖的參數是：0，通道立即吸合不會自動釋放

;吸合10秒自動釋放的參數是：10，以上2種參數請不要遺漏：（冒號）

;點動的參數是*

;空白將使用軟件全局設置，即自鎖、點動或者按鈕模式

CH1=

CH2=

CH3=

CH4=

[TurnOffParam]

;本節設置各通道釋放命令的附加參數，如

;釋放一個自鎖通道的參數是：0，通道立即釋放不會自動吸合

;釋放10秒自動吸合的參數是：10，以上2種參數請不要遺漏：（冒號）

;空白將使用軟件全局設置，即自鎖、點動或者按鈕模式

CH1=

CH2=

CH3=

CH4=[UseNC]

;本節設置使用常閉觸點，如果=1那么釋放時通道狀態顯示為綠色

CH1=

CH2=

CH3=

CH4=

5設計方案優缺點

按照以上設計方案優勢為維護成本低、自動化程度高、數據連續性強，能夠高效完成無人值守蒸發水位突發維護任務。不僅節約了人工成本，更進一步減少客觀因素對數據連續性的影響。

不足之處也顯而易見，維護任務勾稽關系多，任務執行的穩定風險較高。就是整套設計方案的穩定性對網絡安全的依賴性較高。網絡安全是數據判定及時的保障，是指令執行精確的保障。

該套設計方案提供一種大型蒸發突發維護的思路，具體實施過程中存在的不確定性還需要中國氣象局從國家層面進行測試平行觀測并完善。該方案的思路可以整合到ISOS觀測業務軟件，提供兩種模式切換較為穩妥。

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