張頂 亢晉霞

摘要：在現(xiàn)代社會(huì)進(jìn)步和發(fā)展中，為了有效提升氣象服務(wù)水平，應(yīng)該致力于綜合氣象觀測(cè)基礎(chǔ)工作，針對(duì)其中的不足及時(shí)完善和改進(jìn)，利用前沿技術(shù)和設(shè)備，獲取精準(zhǔn)可靠的觀測(cè)數(shù)據(jù)，以便及時(shí)準(zhǔn)確的做好氣象服務(wù)，對(duì)于推進(jìn)現(xiàn)代社會(huì)健康穩(wěn)定發(fā)展具有積極作用。

關(guān)鍵詞：氣象觀測(cè);全面自動(dòng)化;問(wèn)題;對(duì)策

自氣象觀測(cè)業(yè)務(wù)改革調(diào)整后，我國(guó)各級(jí)氣象部門開(kāi)始逐步向自動(dòng)化觀測(cè)方向發(fā)展，對(duì)各方面的要求也更高。由于自動(dòng)化觀測(cè)業(yè)務(wù)開(kāi)展時(shí)間還不長(zhǎng)，在運(yùn)行中仍舊存在一些弊端，影響氣象觀測(cè)自動(dòng)化水平。所以各級(jí)氣象部門應(yīng)高度重視，加強(qiáng)氣象臺(tái)站技術(shù)保障人員的培養(yǎng)，抓好業(yè)務(wù)技能培訓(xùn)，確保地面氣象觀測(cè)自動(dòng)化業(yè)務(wù)的順利開(kāi)展，進(jìn)一步提升地面氣象觀測(cè)業(yè)務(wù)質(zhì)量。

1氣象觀測(cè)自動(dòng)化存在的問(wèn)題

1.1氣象觀測(cè)自動(dòng)化儀器穩(wěn)定性還不夠

當(dāng)前，我國(guó)的地面氣象觀測(cè)儀器與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的同類產(chǎn)品還有一定的差距，所以在地面氣象觀測(cè)操作中，觀測(cè)儀器自身穩(wěn)定性方面還不夠，有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)一些故障，而影響到地面氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性水平。因?yàn)榄h(huán)境因素的影響，特別是在高溫以及高濕的環(huán)境下地面氣象觀測(cè)儀器極易受到一些影響而出現(xiàn)損壞;還有些感應(yīng)元件中，濕度感應(yīng)元件的質(zhì)量也較差，也亟待解決;深層地溫觀測(cè)數(shù)據(jù)在自動(dòng)觀測(cè)中有時(shí)會(huì)出現(xiàn)間斷性跳躍的狀況，影響地溫的正常觀測(cè);采集供電電壓不穩(wěn)定或者是比實(shí)際值偏低，會(huì)影響地面氣象觀測(cè)質(zhì)量;連接傳感器與數(shù)據(jù)線的接線口松動(dòng)或生銹會(huì)影響到觀測(cè)儀器的正常運(yùn)行;惡劣天氣現(xiàn)象出現(xiàn)造成風(fēng)傳感器出現(xiàn)故障，觀測(cè)到的風(fēng)向風(fēng)速數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)值之間存在誤差。上述這些均為自動(dòng)觀測(cè)儀器經(jīng)常出現(xiàn)的故障問(wèn)題，會(huì)影響到地面氣象觀測(cè)自動(dòng)化業(yè)務(wù)質(zhì)量。

1.2氣象觀測(cè)儀器要求不合理

我國(guó)地域遼闊，各個(gè)地區(qū)的氣候存在的差異也很大。在某些地區(qū)，氣象觀測(cè)應(yīng)運(yùn)用不同的氣象觀測(cè)儀器。 在極端災(zāi)害性多發(fā)區(qū)域，氣象觀測(cè)儀器的壽命也勢(shì)必會(huì)遭受不同程度的影響，即使在正常狀況下測(cè)量到數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確率也可能較低。地面氣象觀測(cè)儀器并非全能的。如果為各類不同的氣候條件開(kāi)發(fā)針對(duì)性的氣象觀測(cè)儀器，則會(huì)大大增加儀器研發(fā)成本以及難度。 此外，隨著社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域?qū)庀缶纫笤絹?lái)越高，本階段所采用的地面氣象觀測(cè)儀器所獲得的數(shù)據(jù)無(wú)法較好地滿足精度要求。

1.3儀器維護(hù)難度較大

在地面氣象觀測(cè)自動(dòng)化操作中，因?yàn)閷?duì)于儀器的依賴性較強(qiáng)，所以觀測(cè)儀器的損耗也較大，這給地面氣觀測(cè)儀器的維護(hù)工作增加了壓力。一旦對(duì)地面氣象觀測(cè)儀器維護(hù)不當(dāng)，勢(shì)必會(huì)影響到地面氣象觀測(cè)業(yè)務(wù)質(zhì)量。例如地溫變送器，其本身為敏感元器件，對(duì)外界反應(yīng)比較敏感，在將變送器機(jī)箱門打開(kāi)后應(yīng)該及時(shí)關(guān)閉，否則會(huì)使得機(jī)箱內(nèi)元器件受潮或者下雨天有雨水進(jìn)入，使得地溫?cái)?shù)據(jù)出現(xiàn)異常，影響地面氣象觀測(cè)質(zhì)量。又如夏季雷暴天氣較多，一旦氣象臺(tái)站業(yè)務(wù)計(jì)算機(jī)調(diào)制解調(diào)器長(zhǎng)期連接，雷電中的雷電流往往會(huì)以電話線為媒介傳輸至計(jì)算機(jī)內(nèi)威脅到氣象臺(tái)站計(jì)算機(jī)設(shè)備的安全，進(jìn)而影響到地面氣象觀測(cè)自動(dòng)化操作的正常開(kāi)展。

2實(shí)現(xiàn)觀測(cè)全面自動(dòng)化的措施

針對(duì)溫州國(guó)家一般氣象站全面自動(dòng)化推進(jìn)過(guò)程存在的上述問(wèn)題，本文從電源線路實(shí)現(xiàn)雙電源全自動(dòng)切換、網(wǎng)絡(luò)及計(jì)算機(jī)設(shè)備實(shí)現(xiàn)核心交換機(jī)與服務(wù)器雙機(jī)熱備、觀測(cè)采集儀器設(shè)備或軟件實(shí)現(xiàn)2套數(shù)據(jù)在線全自動(dòng)無(wú)縫對(duì)接采集3個(gè)方面，探討實(shí)現(xiàn)觀測(cè)全面自動(dòng)化需要在硬件和軟件上進(jìn)一步優(yōu)化的具體措施。

2.1配備雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置，保證供電系統(tǒng)的可靠性

應(yīng)急電源系統(tǒng)的平穩(wěn)轉(zhuǎn)換，即系統(tǒng)從常用電源轉(zhuǎn)換到備用電源或從備用電源重新返回至常用電源，是非常必要的。雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換（ATSE）主要用于緊急供電系統(tǒng)，是將負(fù)載電路從一個(gè)（常用）電源自動(dòng)換接至另一個(gè)（備用發(fā)電機(jī)）電源的開(kāi)關(guān)，以確保重要負(fù)荷連續(xù)、可靠支行。從電線路的敷鋪上，線路至業(yè)務(wù)值班室及觀測(cè)場(chǎng)地內(nèi)的設(shè)備均應(yīng)設(shè)常用電源及備用電源（發(fā)電機(jī)）2條線路，實(shí)現(xiàn)雙回路，也就是雙電源，如果一條線路停電，可啟用另一條路線路供電，以保證供電系統(tǒng)的可靠性。正常情況下，ATS工作在主用市電電源，當(dāng)市用電源電壓或頻率不滿足要求時(shí)，ATS經(jīng)過(guò)一定時(shí)間延時(shí)后（默認(rèn)3 s，可避免發(fā)電機(jī)誤啟動(dòng)），發(fā)送信號(hào)啟動(dòng)發(fā)電機(jī)，當(dāng)發(fā)電機(jī)電源質(zhì)量滿足要求后，ATS先斷開(kāi)市電側(cè)觸頭，再閉合發(fā)電機(jī)側(cè)觸頭，即主觸頭先斷后合，轉(zhuǎn)換至發(fā)電機(jī)電源進(jìn)行供電;當(dāng)市用電源恢復(fù)正常時(shí)，ATS經(jīng)過(guò)一定時(shí)間延時(shí)后，先斷開(kāi)發(fā)電機(jī)側(cè)觸頭，再閉合市電側(cè)觸頭，從發(fā)電機(jī)電源側(cè)回切至市電側(cè)供電，轉(zhuǎn)換完成后，ATS將發(fā)送信號(hào)關(guān)閉發(fā)電機(jī)。

2.2核心交換機(jī)、服務(wù)器雙機(jī)熱備，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)無(wú)停頓熱切換

由于觀測(cè)數(shù)據(jù)的及時(shí)性、不間斷性，穩(wěn)定持續(xù)的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行變得越來(lái)越重要，而原有單機(jī)核心3層交換數(shù)據(jù)存在較大的崩潰風(fēng)險(xiǎn)。因此，需要采取虛擬路由冗余協(xié)議（VRRP）技術(shù)來(lái)解決該問(wèn)題，以實(shí)現(xiàn)主、備核心3層交換設(shè)備之間動(dòng)態(tài)、無(wú)停頓的熱切換，虛擬交換機(jī)根據(jù)配置的優(yōu)先級(jí)的大小選擇主交換機(jī)，優(yōu)先級(jí)最大的作為主交換機(jī)，狀態(tài)為Master，其他交換機(jī)作為備份交換機(jī)，隨時(shí)監(jiān)測(cè)主交換機(jī)的狀態(tài)。當(dāng)主交換機(jī)正常工作時(shí)，它會(huì)每隔一段時(shí)間發(fā)送一個(gè)VRRP組播報(bào)文，以通知組內(nèi)的備份交換機(jī)，主交換機(jī)除正常工作善言[8-9]。如果組內(nèi)的備份交換機(jī)長(zhǎng)時(shí)間未接收到來(lái)自主交換機(jī)，則將自己狀態(tài)轉(zhuǎn)換為Master。同時(shí)需要配備服務(wù)器雙機(jī)熱備，針對(duì)服務(wù)器的臨時(shí)故障采取的一種備份技術(shù)，通過(guò)雙機(jī)熱備，RAID技術(shù)和數(shù)據(jù)備份技術(shù)來(lái)避免長(zhǎng)時(shí)間的服務(wù)中斷，保證系統(tǒng)長(zhǎng)期、可靠運(yùn)行。

2.3兩路觀測(cè)要素?cái)?shù)據(jù)同步采集，業(yè)務(wù)軟件智能識(shí)別，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)無(wú)縫對(duì)接

觀測(cè)場(chǎng)地內(nèi)的所有儀器要素均配備2套，一主一備，優(yōu)化采集器的硬件功能，實(shí)現(xiàn)底層的兩路采集數(shù)據(jù)功能，改進(jìn)觀測(cè)業(yè)務(wù)軟件功能，對(duì)主站儀器數(shù)據(jù)缺測(cè)時(shí)，軟件能自動(dòng)讀取備份數(shù)據(jù)確保數(shù)據(jù)的完整性。同時(shí)對(duì)異常數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別判斷，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

3結(jié)束語(yǔ)

各臺(tái)站現(xiàn)有的觀測(cè)裝備保障現(xiàn)代化水平與全面自動(dòng)化的要求還存在一些差距，現(xiàn)代化、全自動(dòng)化需要投入大量的資金和設(shè)備，更需要專業(yè)化的技術(shù)人才，這樣才能真正達(dá)到全面自動(dòng)化觀測(cè)的要求

參考文獻(xiàn)：

[1]徐浩然.地面氣象觀測(cè)自動(dòng)化存在的弊端及其對(duì)策[J].河南科技，2019（22）：151-152.

[2]陳淼.地面氣象觀測(cè)自動(dòng)化存在的弊端及其對(duì)策[J].農(nóng)村實(shí)用技術(shù)，2019（07）：118.

（作者單位：克山縣氣象局）