崔云鵬

(山東省棗莊市嶧城區(qū)氣象局，山東 棗莊 277300)

1 引言

隨著城市化進程不斷發(fā)展，地面氣象觀測站臺站觀測環(huán)境破壞日益嚴重，國家級氣象站搬遷至較為偏遠的郊區(qū)為城市發(fā)展騰空間的現象較為普遍。隨著臺站搬遷觀測環(huán)境改善的同時，地面觀測站距離辦公區(qū)域較遠給氣象服務工作的開展和氣象測報值班人員的生活帶來的諸多不便成為又一大難題。嶧城國家氣象觀測站是2019年新搬遷的臺站(設備型號為DZZ5型新型自動站)，因觀測站距離辦公區(qū)域較遠，故采用異地值守的方式進行觀測。值班人員每周定時實地維護地面觀測場，利用計算機遠程操作控制地面測報軟件編發(fā)報文，通過視頻實景監(jiān)控系統(tǒng)輔助觀測，一旦觀測場設備出現問題遠程無法解決故障時值班人員將立刻趕往現場進行故障維修?，F將一年多異地值守觀測過程中出現的地溫故障、日照傳感器故障、網絡故障、降水現象儀故障進行分析，分享解決此類故障的經驗，為臺站觀測人員設備保障時提供參考。

2 故障分析與處理

2.1 地溫故障

故障現象：2019年夏季在異地值守過程中出現淺層地溫故障，10 cm、15 cm、20 cm地溫分鐘數據出現連續(xù)跳變比正常值偏高的現象，在未進行人為干預情況下1～2 h后地溫數據自動恢復正常，故障發(fā)生時業(yè)務人員到達觀測場檢查地溫分采集器供電系統(tǒng)正常,蓄電池電壓正常，檢查接地線連接完好，檢查ISOS軟件參數設置并未更改，給地溫分采集器斷電后又重新恢復供電地溫數據暫時恢復正常，查閱視頻監(jiān)控系統(tǒng)未發(fā)現人為損壞儀器設備的現象。第二天又出現此類故障，反復數10 d左右。此期間更換地溫傳感器，故障仍未解決。

解決方法：嶧城國家氣象觀測站位于嶧城區(qū)中華石榴博覽園內，通過跟博覽園門衛(wèi)室溝通發(fā)現地溫故障發(fā)生時博覽園內部工作人員正在打開水泵開關給園內石榴樹澆水，水泵位置距離觀測場位置較近，水泵的供電線路和觀測場的供電線路來自同一個變壓器，判斷水泵可能存在漏電出現了電磁干擾和元件會通過電磁感應產生微弱的靜電弱電壓，造成地溫數據異常。后續(xù)和石榴博覽園管理人員溝通后更換新的水泵，同時重新觀測站做好地溫分采集器的接地線，淺層地溫數據恢復正常，之后并未出現類似故障。

2.2 日照傳感器故障

故障現象：2019年7月暴雨過后DFC2型光電式數字日照計出現無數據現象，查詢傳輸日志，日照傳感器分鐘數據出現缺測現象，業(yè)務人員利用氣象通信網絡遠程操作地面氣象觀測軟件命令端口給串口發(fā)送“READDATA”命令分鐘數據沒有返回值判斷硬件故障，業(yè)務人員立即趕往地面氣象觀測站。

解決方法：檢查日照傳感器機箱供電正常，重新拔插航空插頭，數據并未恢復，檢查保險絲并未熔斷，電源控制器接線端子接線并未松動，用萬用表測量機箱防雷板9端和10端電壓，顯示電壓為13V，用計算機直連日照傳感器打開串口助手(設置波特率為9600,8，N,1)，發(fā)送讀取分鐘數據命令無數據返回，將數字日照計斷電重啟后無啟動信息返回，判斷為數字日照傳感器故障，聯系廠家更換新的光電式數字日照傳感器后設備恢復正常工作，數據采集正常。

2.3 網絡故障

故障現象：2019年9月因觀測場外公路修路導致業(yè)務值班室專線光纖被損壞，應急網絡傳輸所使用的聯通3G無線上網卡并未正常切換，造成地面氣象觀測站觀測數據未在規(guī)定時間段內正常上傳，業(yè)務值班室電腦遠程連接失敗。

解決方法：業(yè)務人員立即趕到臺站值班室重新安裝聯通無線上網卡驅動程序并完成相關設置，利用應急網絡上傳觀測數據，同時聯系聯通公司工作人員找到光纖斷裂的處將光纖重新進行熔接恢復正常使用，值班室網絡恢復正常運行。后續(xù)聯系聯通公司人員將光纖線掛起在電線桿上，避免出現二次斷網的現象發(fā)生。

2.4 降水天氣現象儀故障

2.4.1 故障現象之一及解決方法

故障現象1：2020年2月在晴好天氣條件下降水現象儀出現觀測成功率為0的故障現象，觀測軟件重啟后界面中降水現象儀數據顯示非連續(xù)性的“—”符號，其他觀測儀器新型自動站、日照傳感器、能見度傳感器等設備觀測數據顯示正常。查詢傳輸日志，發(fā)現降水現象儀存在間斷性數據錯誤、亂碼、通信超時現象，后期直接影響地面綜合觀測業(yè)務軟件自動關閉運行。檢查地面綜合觀測業(yè)務軟件中降水現象儀參數設置正確，通訊端口與串口服務器端口一致，值班人員到值班室重啟電腦后故障依然存在，檢查降水現象儀設備供電正常，用萬用表測量測量電源的4和6端(圖1)后發(fā)現電壓為12.3V，蓄電池電壓為13.8V，電源電壓和蓄電池電壓正常。使用轉接線將降水現象儀直接連接筆記本電腦，打開串口助手(設置波特率為9600,8，N,1)發(fā)送“READDATA”命令分鐘數據能正常讀取到，且返回值正常，判斷降水現象儀傳感器正常。

圖1 DSG5型降水現象儀結構示意

解決方法：保障人員后期把降水現象儀斷電后用萬用表分段做通斷測試, 測得串口服務器PORT口出R、G和T、G之間存在兩個-4V左右的電壓, 符合RS-485通訊電平工作要求，而通信線另一邊的主采集板輸出端口處R、G和T、G卻只有一個-4V電壓。判斷為設備的通訊故障，故障為RS-485型通信線接地線斷路而引起的故障。重新用銅線對降水現象儀采集板進行接地連接，降水現象儀通訊恢復正常，觀測軟件正常運行。

2.4.2 故障現象之二及解決方法

故障現象2：降水現象儀多次在晴好天氣下出現雨、毛毛雨等降水天氣現象，值班人員通過結合當日天氣實況，查詢實時監(jiān)控，詢問觀測站門衛(wèi)室等途徑判定為異常記錄。

解決方法：觀測數據以人工判斷為準，人工刪除錯誤記錄。在日常巡視維護儀器過程中加強對降水現象儀的維護清洗，保持周圍良好觀測環(huán)境，避免飛蟲、蜘蛛網、灰塵等雜物對觀測儀器的影響造成降水現象儀的錯誤判斷，此外，觀測人員還應當提高專業(yè)知識與能力，使其能夠及時、準確地把握數據的對錯并進行判斷與處理，進而為準確判識降水現象參考依據。

在異地值守過程中業(yè)務值班人員要有高度的責任心和認真負責的工作態(tài)度，嚴格按照各項規(guī)范切實做好各種儀器的日常巡視與維護工作，及時做好應急網絡的驅動更新，以大大減少人為因素造成的觀測誤差。網絡傳輸是地面氣象觀測數據傳輸的根本和基礎，有條件的臺站可以多申請一條網線當做備份，同時地面氣象觀測站搬遷時要做好觀測設備的安裝和接地工作，嶧城國家氣象觀測站出現的故障除設備自身因素外大部分是由于設備的接地線松動而引起的。

3 結論

氣象現代化事業(yè)的發(fā)展和地面氣象觀測自動化的改革為國家級氣象觀測站無人值守創(chuàng)造了有利條件，但異地值守出現的各種不可控因素成為異地觀測的阻礙，這就要求氣象觀測站的異地值守不僅要求臺站要充分考慮到故障發(fā)生時的應急保障措施，包括儀器故障、供電故障、網絡故障等，業(yè)務人員還要有熟練的業(yè)務知識和故障發(fā)生時能有效解決故障的業(yè)務水平。值班人員要加強對儀器設備的維護保障工作，不斷總結經驗，保證設備正常穩(wěn)定運動，時刻關注觀測場的數據采集和上傳情況，只有及時地發(fā)現問題，才能更好地保證地面觀測數據的傳輸及時和準確。