国家自动气象站应急保障方法探讨

马 雷，周 圣，陈 蕴，张 锦，肖艳林

(1．贵州省水城县气象局，贵州 水城 553600；2．贵州省盘州市气象局，贵州 盘州 553536；3．贵州省六盘水市气象局，贵州 六盘水 553001)

国家自动气象站应急保障方法探讨

马 雷1，周 圣2，陈 蕴1，张 锦1，肖艳林3

(1．贵州省水城县气象局，贵州 水城 553600；2．贵州省盘州市气象局，贵州 盘州 553536；3．贵州省六盘水市气象局，贵州 六盘水 553001)

该文主要对国家自动气象站应急保障方法进行探讨，全文主要涉及自动气象站的计算机、采集器、传感器、通讯线路以及网络传输等部分的应急故障分析处理，计算机和采集器故障建议更换设备，传感器需要做好日常维护，通讯线路故障分析建议采用排除法，还可以共享手机网络传输数据，这些解决方法能有效提高台站数据资料质量，保证数据资料及时传输。

自动气象站；故障分析；解决方法

1 引言

随着气象站自动化程度越来越高，传统的地面观测业务向综合气象业务转化，除了做好常规观测业务以外，还需要做好气象服务工作和应急保障工作，对于新型自动站(DZZ4)的保障工作，已经有很多人通过实践做出了比较好的分析和总结，唐燕等比较全面的分析了DZZ4型自动站观测中的常见故障，闫平等人着重分析DZZ4型自动站电源系统故障的处理方法，司马坤等对新型自动站采集器常见故障进行分析处理，以上文献着重从理论上对自动站进行解析，本文希望结合实际工作中的经验，侧重从具体问题出发探讨自动站的保障工作，文中还涉及对故障处理方法和网络传输处理的新思考，希望在遇到类似问题情况下能及时找到和排除故障。

2 保障整体考量

2.1 故障分析和判断的基本原则

安全原则、逻辑原则、分解原则、替代原则。

在出现故障时第一要考虑的是安全，其次分析电路，找出可能出现故障的几个部件或者部位，然后分成小的部分逐一排查，必要时采用逐一替换的方法，基本就能解决遇到的问题。

2.2 故障分析和判断的基本方法

替代方法、测量的方法。

灵活运用万用表，用万用表测量关键点的电信号参数，分析判断可能出现故障的组件或者部位，确定故障部位，然后采用替换的方法，替换掉坏的组件。这些方法可以配合使用，为找到并排除故障服务。

3 具体应急处理

3.1 计算机

计算机出现故障一般难以及时排除，需要及时启用备份计算机，能做到换接上数据线，备份计算机就能正常工作，在保证数据资料正常的情况下，再去排查计算机的故障或者让专业人员来维修。注意需要定期对备份机进行测试，保证能够正常工作。

3.2 采集器

几乎所有数据异常或者缺失都有可能是采集器故障引起，笔者的经验是：出现故障，只要采集器状态灯闪烁正常，一般不优先考虑采集器故障，采集器出现故障的可能性相对比较低。

如果需要判断采集器是否正常，用笔记本直接接上采集器上的调试串口，用串口调试助手直接查看采集器状态。

采集器出现故障，直接更换备件,有称重雨量或者能见度的还需要进行采集器参数配置，具体方法如下：

计算机通信参数设置:波特率9600，基偶校验N， 数据位8，停止为1。

称重雨量传感器：

SENST RAW 1

COMDEV 5 WUSH_HP

SETCOMEX 5 9600 8 N 1

称重的线接入主采集器标识为RS485的com5口。

能见度：本站接入能见度为安徽蓝盾光电子股份有限公司产品

参数设置如下：

SUPER ADMIN

SENST VI 1

COMDEV 1 HW_N1

SETCOMEX 1 4800 8 N 1

VARCH VI NODE:0 COM.01 V

每一步进行修改参数后，采集器应返回值为T。

如果为其他厂家设备，波特率设置需要和设备厂家提供的数据一致。

3.3 传感器

3.3.1 风冻结处理 本站冬季风向风速会出现冻结，采用常规现场维护，考虑风塔高度和结冰期行动不方便，有出现安全隐患可能，遇到持续过程也容易出现反复冻结的情况，目前较好的处理的方法：一是提前加保温棉、涂防冻霜或者安装加热装置，二是采用保护装置防止传感器连接部位直接暴露在空气中。

3.3.2 常遇到的雨量问题处理 黄洁萍 、刘晋生对雨量维护方法和故障处理进行了分析，但仍需要注意的有：

①去除之前时次出现雨量野值或者修订雨量数据，需要对有影响时次的长Z文件进行维护，否则气象资料业务系统(MDOS)会对24 h内出现的雨量数据矛盾情况提出疑误。

②称重雨量时常在小时最后1 min出现0.1 mm野值数据，遇此情况，本站直接联系厂家，经过厂家处理以后设备恢复正常工作。

3.3.3 气温和地温 温度出现负值情况，一般是传感器没有接上或者中间断路，先换上备份设备，再去检查接口，排查线路问题。

温度出现偏差或跳变，传感器出现故障可能性比较大，直接更换备件。

3.3.4 湿度 湿度传感器长时间处在高湿环境下，会出现滞后现象，导致湿度值偏高，干燥后能恢复正常，如果干燥后湿度传感器不能恢复正常，或者出现偏低情况，建议更换传感器。

3.4 线路

本文线路指计算机和采集器之间线路，为便于单独分析问题把自动站分为3个部分室内计算机部分(包括计算机和测报软件)、计算机和采集器之间的线路、采集器部分(包括采集器、电源、传感器及传感器和采集器之间线路)。

计算机和测报软件正常运行视为室内计算机部分正常；通过笔记本连接采集器，数据正常采集，视为采集器部分正常。

因为室内计算机部分和采集器部分实际工作总结比较好判断，而采集器到计算机主机之间线路比较长，出现故障，难以快速直接检查，可以采用排除法检查，前不久本站出现了新站(DZZ4)和老站(DT85)通讯故障情况。

3.4.1 台站出现的故障处理及思考 台站出现的DZZ4通讯故障处理情况。发现故障后，首先启用备份自动站保证数据正常传输。检查室内计算机部分与采集器部分均正常，确定为通讯线路出现故障。通讯线路包括光纤、信号转换模块和室内RS232线路，光纤线路可以通过光纤笔检测，RS232数据线可以用测针对2-3,3-2,5-5线路进行通断检测。

本次台站故障最后检测为RS232数据线出现断路。故障处理之初首先忽略了RS232线路故障，着重于关注光纤和通讯模块，在测定光纤线路和检查通讯模块后，才对RS232线路进行排查，花费不少时间。后来与无锡设备厂家沟通，其给出的建议是信号转换模块比较稳定，出现问题的可能性低，可以通过收/发信号灯判断通讯情况。

DT85通讯故障情况：

临时处理方法：用比较好的网线临时接通，由于线路较长，两端的信号隔离器需要接上(不然可能会出现乱码情况，无法获取数据)，数据恢复正常。在网上买结实的4芯屏蔽线路，重新挖地沟，做好防鼠处理，数据恢复正常。

3.4.2 通讯线路故障判断的基本方法和应急处理 出现线路通讯故障的表现形式为计算机无法获取采集器数据资料，测报软件实时资料全无，通讯检测的基本方法是测量线路通断。光纤通断可以通过光纤笔检测或者通过对应的收发信号灯闪烁情况初步判断，铜芯线缆需要测量线路两端通断来判断。

实际工作中，线路较长，通断不易直接测量，可以检测采集器状态和测报软件状态，若二者均正常，可通过排除法判断故障为通讯故障。

出现线路通讯故障，优先排查连接计算机的RS232线路和接口端，若判断为观测场到测报室之间线路故障，可以通过拉网线来临时接通，保证数据传输。

3.5 网络

内网不通时，可以通过外网连接VPN传输数据。内、外网都不通时，除了3/4G网卡之外，还可以采用手机共享无线网络，用共享的网络连接VPN传输数据，经过台站测试能保证正常工作。

具体方法：首先用数据线连接电脑，安装好手机驱动，保证手机能正常连通电脑，在手机设置中的“WLAN热点和网络共享”里找到“USB共享网络选项”，打开连接，共享手机网络给电脑，电脑连上网络后，连接VPN,传输资料。

目前智能手机都具备共享网络功能，3/4G网卡时常不太好用，建议台站把手机共享网络作为应急网络传输的一个选项。

4 小结

①设备保障维护工作需要多动手，多总结经验，遇到问题冷静处理，在工作中不断提高。

②平时处理问题多用基本原则、基本方法思考处理问题，有提高助于自身综合保障素养。

③计算机、采集器出现故障一般采用直接更换的方法处理，挂接称重雨量和能见度传感器需要先配置参数。

④传感器需要做好日常维护工作，风传感器经常冻结的台站，建议提前做好风向风速的防冻结处理，传感器设备出现故障，建议直接更换设备。

⑤采集器到计算机主机之间的线路故障，可以采用排除法确定，接口线路出现故障及时用备用的接口线替换，观测场到测报室之间线路故障，可以临时用网线代替(线路较长，两端分别接上串口隔离器)，尽快保证数据接通。

⑥内外网同时不通，建议用手机共享4G网络，连接VPN，保证数据及时传输。

[1]唐燕,潘来,陈蕴，等.DZZ4型自动气象观测中常见的故障诊断方法[J].贵州气象,2015,39(6):83-87.

[2] 闫平,高超越,赵建凯.浅析DZZ4型自动气象站电源系统常见故障处理[J].内蒙古气象,2015(1):47-48.

[3] 司马坤,马前进.新型自动气象站采集器常见故障分析[J].农业开发与装备,2015(10):101.

[4] 杨秋云,杨晓蕊,王爱萍，等.冻雨天气如何确保风的正常观测[J].贵州气象,2012,36(4):63-64.

[5] 田剑平,田仁德,成春丽，等.冬季风速仪冻结后的维护改造方法[J].贵州气象,2014,38:40-41.

[6] 黄洁萍，张新惠.遥测雨量传感器的维护和检定[J].广东气象，2011,33(3)：65-66.

[7] 郝智力.自动站雨量传感器常见故障的分析与处理[J].陕西气象，2014(1)：46-47.

[8] 李黄.自动气象站实用手册[M].北京:气象出版社，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

马雷(1990—),男,助工,主要从事县级综合气象业务管理工作，E-mail:461449061@qq.com。

P415.1+2

B