馬 雷，周 圣，陳 蘊(yùn)，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(dòng)氣象站應(yīng)急保障方法探討

馬 雷1，周 圣2，陳 蘊(yùn)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(dòng)氣象站應(yīng)急保障方法進(jìn)行探討，全文主要涉及自動(dòng)氣象站的計(jì)算機(jī)、采集器、傳感器、通訊線路以及網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)炔糠值膽?yīng)急故障分析處理，計(jì)算機(jī)和采集器故障建議更換設(shè)備，傳感器需要做好日常維護(hù)，通訊線路故障分析建議采用排除法，還可以共享手機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)，這些解決方法能有效提高臺(tái)站數(shù)據(jù)資料質(zhì)量，保證數(shù)據(jù)資料及時(shí)傳輸。

自動(dòng)氣象站；故障分析；解決方法

1 引言

隨著氣象站自動(dòng)化程度越來越高，傳統(tǒng)的地面觀測業(yè)務(wù)向綜合氣象業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)化，除了做好常規(guī)觀測業(yè)務(wù)以外，還需要做好氣象服務(wù)工作和應(yīng)急保障工作，對于新型自動(dòng)站(DZZ4)的保障工作，已經(jīng)有很多人通過實(shí)踐做出了比較好的分析和總結(jié)，唐燕等比較全面的分析了DZZ4型自動(dòng)站觀測中的常見故障，閆平等人著重分析DZZ4型自動(dòng)站電源系統(tǒng)故障的處理方法，司馬坤等對新型自動(dòng)站采集器常見故障進(jìn)行分析處理，以上文獻(xiàn)著重從理論上對自動(dòng)站進(jìn)行解析，本文希望結(jié)合實(shí)際工作中的經(jīng)驗(yàn)，側(cè)重從具體問題出發(fā)探討自動(dòng)站的保障工作，文中還涉及對故障處理方法和網(wǎng)絡(luò)傳輸處理的新思考，希望在遇到類似問題情況下能及時(shí)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(xiàn)故障時(shí)第一要考慮的是安全，其次分析電路，找出可能出現(xiàn)故障的幾個(gè)部件或者部位，然后分成小的部分逐一排查，必要時(shí)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(yùn)用萬用表，用萬用表測量關(guān)鍵點(diǎn)的電信號參數(shù)，分析判斷可能出現(xiàn)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(wù)。

3 具體應(yīng)急處理

3.1 計(jì)算機(jī)

計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障一般難以及時(shí)排除，需要及時(shí)啟用備份計(jì)算機(jī)，能做到換接上數(shù)據(jù)線，備份計(jì)算機(jī)就能正常工作，在保證數(shù)據(jù)資料正常的情況下，再去排查計(jì)算機(jī)的故障或者讓專業(yè)人員來維修。注意需要定期對備份機(jī)進(jìn)行測試，保證能夠正常工作。

3.2 采集器

幾乎所有數(shù)據(jù)異?；蛘呷笔Ф加锌赡苁遣杉鞴收弦穑P者的經(jīng)驗(yàn)是：出現(xiàn)故障，只要采集器狀態(tài)燈閃爍正常，一般不優(yōu)先考慮采集器故障，采集器出現(xiàn)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(diào)試串口，用串口調(diào)試助手直接查看采集器狀態(tài)。

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

計(jì)算機(jī)通信參數(shù)設(shè)置:波特率9600，基偶校驗(yàn)N， 數(shù)據(jù)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(biāo)識(shí)為RS485的com5口。

能見度：本站接入能見度為安徽藍(lán)盾光電子股份有限公司產(chǎn)品

參數(shù)設(shè)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(jìn)行修改參數(shù)后，采集器應(yīng)返回值為T。

如果為其他廠家設(shè)備，波特率設(shè)置需要和設(shè)備廠家提供的數(shù)據(jù)一致。

3.3 傳感器

3.3.1 風(fēng)凍結(jié)處理 本站冬季風(fēng)向風(fēng)速會(huì)出現(xiàn)凍結(jié)，采用常規(guī)現(xiàn)場維護(hù)，考慮風(fēng)塔高度和結(jié)冰期行動(dòng)不方便，有出現(xiàn)安全隱患可能，遇到持續(xù)過程也容易出現(xiàn)反復(fù)凍結(jié)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(hù)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(hù)方法和故障處理進(jìn)行了分析，但仍需要注意的有：

①去除之前時(shí)次出現(xiàn)雨量野值或者修訂雨量數(shù)據(jù)，需要對有影響時(shí)次的長Z文件進(jìn)行維護(hù)，否則氣象資料業(yè)務(wù)系統(tǒng)(MDOS)會(huì)對24 h內(nèi)出現(xiàn)的雨量數(shù)據(jù)矛盾情況提出疑誤。

②稱重雨量時(shí)常在小時(shí)最后1 min出現(xiàn)0.1 mm野值數(shù)據(jù)，遇此情況，本站直接聯(lián)系廠家，經(jīng)過廠家處理以后設(shè)備恢復(fù)正常工作。

3.3.3 氣溫和地溫 溫度出現(xiàn)負(fù)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(shè)備，再去檢查接口，排查線路問題。

溫度出現(xiàn)偏差或跳變，傳感器出現(xiàn)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(shí)間處在高濕環(huán)境下，會(huì)出現(xiàn)滯后現(xiàn)象，導(dǎo)致濕度值偏高，干燥后能恢復(fù)正常，如果干燥后濕度傳感器不能恢復(fù)正常，或者出現(xiàn)偏低情況，建議更換傳感器。

3.4 線路

本文線路指計(jì)算機(jī)和采集器之間線路，為便于單獨(dú)分析問題把自動(dòng)站分為3個(gè)部分室內(nèi)計(jì)算機(jī)部分(包括計(jì)算機(jī)和測報(bào)軟件)、計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)和測報(bào)軟件正常運(yùn)行視為室內(nèi)計(jì)算機(jī)部分正常；通過筆記本連接采集器，數(shù)據(jù)正常采集，視為采集器部分正常。

因?yàn)槭覂?nèi)計(jì)算機(jī)部分和采集器部分實(shí)際工作總結(jié)比較好判斷，而采集器到計(jì)算機(jī)主機(jī)之間線路比較長，出現(xiàn)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(xiàn)了新站(DZZ4)和老站(DT85)通訊故障情況。

3.4.1 臺(tái)站出現(xiàn)的故障處理及思考 臺(tái)站出現(xiàn)的DZZ4通訊故障處理情況。發(fā)現(xiàn)故障后，首先啟用備份自動(dòng)站保證數(shù)據(jù)正常傳輸。檢查室內(nèi)計(jì)算機(jī)部分與采集器部分均正常，確定為通訊線路出現(xiàn)故障。通訊線路包括光纖、信號轉(zhuǎn)換模塊和室內(nèi)RS232線路，光纖線路可以通過光纖筆檢測，RS232數(shù)據(jù)線可以用測針對2-3,3-2,5-5線路進(jìn)行通斷檢測。

本次臺(tái)站故障最后檢測為RS232數(shù)據(jù)線出現(xiàn)斷路。故障處理之初首先忽略了RS232線路故障，著重于關(guān)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(jìn)行排查，花費(fèi)不少時(shí)間。后來與無錫設(shè)備廠家溝通，其給出的建議是信號轉(zhuǎn)換模塊比較穩(wěn)定，出現(xiàn)問題的可能性低，可以通過收/發(fā)信號燈判斷通訊情況。

DT85通訊故障情況：

臨時(shí)處理方法：用比較好的網(wǎng)線臨時(shí)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(huì)出現(xiàn)亂碼情況，無法獲取數(shù)據(jù))，數(shù)據(jù)恢復(fù)正常。在網(wǎng)上買結(jié)實(shí)的4芯屏蔽線路，重新挖地溝，做好防鼠處理，數(shù)據(jù)恢復(fù)正常。

3.4.2 通訊線路故障判斷的基本方法和應(yīng)急處理 出現(xiàn)線路通訊故障的表現(xiàn)形式為計(jì)算機(jī)無法獲取采集器數(shù)據(jù)資料，測報(bào)軟件實(shí)時(shí)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(yīng)的收發(fā)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(shí)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(tài)和測報(bào)軟件狀態(tài)，若二者均正常，可通過排除法判斷故障為通訊故障。

出現(xiàn)線路通訊故障，優(yōu)先排查連接計(jì)算機(jī)的RS232線路和接口端，若判斷為觀測場到測報(bào)室之間線路故障，可以通過拉網(wǎng)線來臨時(shí)接通，保證數(shù)據(jù)傳輸。

3.5 網(wǎng)絡(luò)

內(nèi)網(wǎng)不通時(shí)，可以通過外網(wǎng)連接VPN傳輸數(shù)據(jù)。內(nèi)、外網(wǎng)都不通時(shí)，除了3/4G網(wǎng)卡之外，還可以采用手機(jī)共享無線網(wǎng)絡(luò)，用共享的網(wǎng)絡(luò)連接VPN傳輸數(shù)據(jù)，經(jīng)過臺(tái)站測試能保證正常工作。

具體方法：首先用數(shù)據(jù)線連接電腦，安裝好手機(jī)驅(qū)動(dòng)，保證手機(jī)能正常連通電腦，在手機(jī)設(shè)置中的“WLAN熱點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)共享”里找到“USB共享網(wǎng)絡(luò)選項(xiàng)”，打開連接，共享手機(jī)網(wǎng)絡(luò)給電腦，電腦連上網(wǎng)絡(luò)后，連接VPN,傳輸資料。

目前智能手機(jī)都具備共享網(wǎng)絡(luò)功能，3/4G網(wǎng)卡時(shí)常不太好用，建議臺(tái)站把手機(jī)共享網(wǎng)絡(luò)作為應(yīng)急網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)囊粋€(gè)選項(xiàng)。

4 小結(jié)

①設(shè)備保障維護(hù)工作需要多動(dòng)手，多總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，遇到問題冷靜處理，在工作中不斷提高。

②平時(shí)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(yǎng)。

③計(jì)算機(jī)、采集器出現(xiàn)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(shù)。

④傳感器需要做好日常維護(hù)工作，風(fēng)傳感器經(jīng)常凍結(jié)的臺(tái)站，建議提前做好風(fēng)向風(fēng)速的防凍結(jié)處理，傳感器設(shè)備出現(xiàn)故障，建議直接更換設(shè)備。

⑤采集器到計(jì)算機(jī)主機(jī)之間的線路故障，可以采用排除法確定，接口線路出現(xiàn)故障及時(shí)用備用的接口線替換，觀測場到測報(bào)室之間線路故障，可以臨時(shí)用網(wǎng)線代替(線路較長，兩端分別接上串口隔離器)，盡快保證數(shù)據(jù)接通。

⑥內(nèi)外網(wǎng)同時(shí)不通，建議用手機(jī)共享4G網(wǎng)絡(luò)，連接VPN，保證數(shù)據(jù)及時(shí)傳輸。

[1]唐燕,潘來,陳蘊(yùn)，等.DZZ4型自動(dòng)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(dòng)氣象站電源系統(tǒng)常見故障處理[J].內(nèi)蒙古氣象,2015(1):47-48.

[3] 司馬坤,馬前進(jìn).新型自動(dòng)氣象站采集器常見故障分析[J].農(nóng)業(yè)開發(fā)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(fēng)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(fēng)速儀凍結(jié)后的維護(hù)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(hù)和檢定[J].廣東氣象，2011,33(3)：65-66.

[7] 郝智力.自動(dòng)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(dòng)氣象站實(shí)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(yè)務(wù)管理工作，E-mail:461449061@qq.com。

P415.1+2

B