自動氣象站故障知識庫的建立與應用

陳菊萍，楊 效，蔣宜文，施建軍，劉峰民

(甘肅省氣象信息與技術裝備保障中心，甘肅730020)

0 引言

隨著國內綜合氣象觀測業務現代化的快速發展和質量管理體系建設的有序推進，中國氣象裝備保障工作已經進入高集成、智能化的發展階段。大批量智能地面氣象觀測設備投入到天氣監測中，使地面氣象觀測設備的種類和數量不斷增多，地面氣象觀測設備維修保障工作量與日俱增。面對日益增長的保障需求，地面氣象觀測設備故障維修效率低下的問題不斷凸顯，導致設備采集的數據無法及時、準確傳輸。雖然氣象保障人員在日常維修工作中積累了一定的故障維修經驗，但故障信息及解決方案在不同保障人員之間利用、分享和重用效率比較低[1]。與此同時，綜合氣象觀測運行監控系統(以下簡稱ASOM2.0)維護維修模塊中存儲了大量的設備故障單，長期以來缺少對故障單歷史數據的挖掘，以及對故障維修資料的管理、歸檔，所以急需建立規范化、標準化的自動氣象站故障知識庫。故障知識庫的建立有利于故障信息及解決方案資源共享，降低采集運維工作難度，提高故障處理的質量和效率[2]，提升業務保障人員的維修能力，保障設備的完好率。

文章對DZZ6型自動氣象站歷史故障單進行數據挖掘，結合臺站保障人員的維修經驗，編寫構建規范化、智能化、標準化的維修文檔，最后將維修文檔加入到ASOM2.0系統維護維修模塊中，形成知識庫管理模塊，實現故障信息及解決方案資源共享，簡化故障分析流程，降低維修工作難度，縮短故障處理時間，提高維護維修工作效率，提升全省氣象裝備維修工作的專業性、高效性。

1 系統概述

綜合氣象觀測業務是氣象工作的重要組成部分[3]，ASOM2.0作為現代氣象探測系統的重要環節[4]，氣象保障人員訪問量高，在該系統中添加知識庫管理模塊可以方便系統維護及用戶使用。知識庫管理模塊分為知識庫維護和知識庫查詢兩個子模塊，用戶可以在知識庫維護模塊中編輯、提交故障知識庫，系統會將待審的故障知識庫存儲到臨時知識庫，待管理員審核通過后在知識庫查詢模塊中生成正式知識庫。知識庫管理流程圖如圖1所示。

圖1 知識庫管理流程圖

2 系統實現

2.1 開發技術

系統選用B/S結構(Browser/Server，瀏覽器/服務器模式)，降低客戶端硬件要求，有利于系統維護、提高用戶使用率。程序使用JAVA語言，數據庫使用SQL Server 2008。

2.2 數據處理

文章對2016年1月—2020年7月DZZ6型自動氣象站的3376條歷史故障單數據記錄進行分析，研究發現故障發生頻次最多的是通訊系統，占60%，其次是供電系統、傳感器、采集器。因傳感器種類較多，對8類傳感器故障設備進行細分，排在前四位的依次是風速風向傳感器、溫度傳感器、地溫傳感器和能見度傳感器，不同傳感器故障頻次統計圖如圖2所示。

圖2 不同傳感器故障頻次統計

根據統計結果，參照GB/T 19001-2016/ISO9001《質量管理體系要求》，在ASOM2.0中建立了規范化、標準化的自動氣象站故障知識庫。

3 界面顯示

3.1 知識庫維護

知識庫維護界面共分為4部分，從上到下依次為查詢條件區、按鈕區、列表顯示區和功能菜單區。

用戶可以依據站點類型、故障子系統等查詢條件選擇匹配的知識庫信息。

按鈕區包括查詢、重置和新建按鈕，用戶點擊新建按鈕后，會出現新建知識庫界面，其中紅色“*”號標注項是必填項，上傳附件為選填項，創建人與創建時間依據系統時間自動生成，不可更改，用戶依據實際使用情況可以選擇不同按鈕進行編輯。

列表顯示區顯示滿足查詢條件的知識庫記錄信息，并提供詳細、編輯、提交、審核操作功能。只有管理員才能夠審核知識庫，一般用戶只能操作自己創建的知識庫。

功能菜單區包含翻頁、頁面顯示記錄數量及導出功能。用戶可以根據需求進行翻頁操作和記錄數量顯示及 XLS、CSV、PDF文件格式的打印或導出。

3.2 知識庫查詢

知識庫查詢界面分為查詢條件區、按鈕區、列表顯示區和功能菜單區4個區，該模塊中只可以查詢顯示通過審核的知識庫信息，其他區域功能使用方法參見知識庫維護界面。

4 結束語

甘肅省新型自動氣象站觀測設備均為DZZ6型，面對龐大的設備保障需求，做好氣象設備維修質量保障和控制，對甘肅省氣象數據采集傳輸具有重要意義。依據質量管理體系的要求，依托系統的標準和業務規范建設，構建自動氣象站故障知識庫能夠整合分散、獨立的自動氣象站維修保障經驗，加強故障知識科學管理，對保障人員提高設備故障處理效率及解決設備故障問題的能力有積極的指導意義。