气象观测大型蒸发突发维护任务的远程控制实施方案设计

金长胜　康天伟　赖丽娜　李芹

摘要：今年长江洪水、淮河洪水、太湖流域洪水纷纷接踵而至，各地各级政府防汛救灾工作有序推进。在这种情势之下，精密监测、精准预警、精细服务是气象职能部门工作的重中之重。其中精密监测是一切后续工作的基础，观测数据连续的重要性可想而知。往往突发暴雨、连续洪涝等恶劣天气不但会增加传统大型蒸发维护的频次，而且提升了维护难度。这种情况下大型蒸发的突发维护任务面临着任务急，维护难的问题。本文通过建立一套大型蒸发远程维护系统。为大型蒸发的维护提供一种便利高效的解决思路。

关键词：气象观测;远程维护;设计方案

中图分类号：P414文献标识码：A文章编号：1672-9129（2020）07-0096-02

Abstract：This year the Yangtze River flood， Huai River flood， Taihu Lake basin flood has come one after another， all levels of government flood control and relief work in an orderly manner. Under such circumstances， precise monitoring， accurate early warning and fine service are the most important tasks for meteorological departments. Precision monitoring is the basis of all follow-up work， the importance of continuous observation data can be imagined. Severe weather such as sudden rainstorm and continuous flood will not only increase the frequency of traditional large-scale evaporation maintenance， but also enhance the maintenance difficulty. In this case， the sudden maintenance task of large evaporation is faced with the problem of urgent task and difficult maintenance. This paper establishes a large - scale evaporation remote maintenance system. It provides a convenient and efficient solution for the maintenance of large evaporation.

Key words：meteorological observation;Remote maintenance;Design scheme

1設计背景

6月以来，我国江南、华南、西南暴雨明显增多，多地发生洪涝地质灾害，各地区各有关部门坚决贯彻党中央决策部署，全力做好洪涝地质灾害防御和应急抢险救援等工作，防灾救灾取得积极成效。在这种情势之下，精密监测、精准预警、精细服务是气象职能部门工作的重中之重。其中精密监测是一切后续工作的基础，观测数据连续的重要性可想而知。根据中国气象局观测司下发的《关于印发〈国家地面气象观测站无人值守工作管理暂行规定〉的函》 （气测函〔2017〕72 号）精神，实现地面气象观测站无人值守将是我们气象现代化的必由之路。目前浙江省共有75个国家气象观测站，其中基准站3个、基本站20个、一般站52个。而在这75个观测站中有31个是局站同址，44个是局站分离。在局站分离的情况下，观测站无人值守，对观测场内仪器设备的维护存在着诸多不便，其中蒸发水位的维护尤为突出，直接影响数据的有效性。实现蒸发加、取水智能化远程操作迫在眉睫。

2大型蒸发突发维护业务现状

突发维护主要出现在夏季短时强降水多发季节，蒸发皿水位由于短时强降水出现水位暴增溢出。按照业务流程需要业务副班赶赴测报站进行蒸发放水维护。按照三门县气象局当前的台站位置距离测算，在交通顺利、人员配备齐整的情况下，一次突发维护任务出现到维护完成至少需要40分钟时间。这就意味着中间40分钟蒸发数据按照当前处理标准缺测。为了保持数据的稳定性考虑到基层业务站人员短缺，服务项目多的情况，此项维护工作并不能及时高效解决。对气象观测数据的连续性影响较大。

3改造思路

目前设计系统未经长期平行观测，无法证实该设计方案对观测数据的比较性的影响。所以本文讨论的设计方案以及相关问题在若干条件成立的情况下建设。假定1：改造过程中的连接管切口密封性极好，对蒸发数据影响忽略不计;假定2：观测业务软件数据读取自由，稳定高效;假定3：控制连接网络安全稳定，控制指令高效精准。在以上几个假定基础条件下，充分利用现有测站的设备条件，坚持价值最大化满足切实的需求，突出重点难题、解决急需关切，确保改造的技术方案可行。

4技术设计方案

4.1硬件设备清单。①全景高清监控设备1台（海康威视）;②专用通信线路两条（电信一条现用、联通一条备用）;③台式电脑2台（联想启天M530）;④测报站内网交换机一台（华为（HUAWEI） S1724G-AC）;⑤市电、UPS、发电机组结合的电源设备一套，其中ups选用支持网络连接的智能远程监控型号;⑥单片机控制器1个;⑦电磁阀门2个（DN20（6分管）DC12V）;⑧增压水泵1个;⑨水管电缆若干。

4.2软件需求清单

测站业务主机：① Radmin Viewer远程控制软件被控端、②ISOS测报业务软件、③FreeFileSync数据同步软件、④蒸发取水控制软件。

值班室主机：⑤Radmin Viewer远程控制软件控制端、⑥高清监控在线平台、⑦ups智能维护平台。

4.3大型蒸发突发维护原理思路

4.4大型蒸发突发维护工作机制

当ISOS测报业务软件（软件需求清单②）报警提醒时，值班员增加维护管理日志开始对蒸发设备维护，通过值班室台式机上的蒸发取水控制软件（软件需求清单④，软件配置内容见后文5.2）下达蒸发加水/取水指令。值班室业务机的高清监控在线平台（软件需求清单⑥）可以远程实时监控观测站蒸发皿水位情况。当蒸发水位适中停止加水/取水，等待五分钟待水位平静完成设备维护，查看观测软件数据是否恢复正常。

4.5蒸发维护软件配置内容

[Settings]

Title=蒸发取水控制器

Channel Count=4

Key Type=0

Disable Mode=2

Client Mode=1

Host=控制器连接交换机内网IP

Cloud Server=云端服务器网站

Device=

Password=

Batch Operation=0

Login=设置软件登录密码

[Logo]

File=logo.png

Left=2

Top=10

[Channels]

;本节设置各通道的名称，空白将使用默认名称

CH1=增压泵

CH2=放水

CH3=加水

CH4=潜水泵[TurnOnParam]

;本节设置各通道吸合命令的附加參数，如

;自锁的参数是：0，通道立即吸合不会自动释放

;吸合10秒自动释放的参数是：10，以上2种参数请不要遗漏：（冒号）

;点动的参数是*

;空白将使用软件全局设置，即自锁、点动或者按钮模式

CH1=

CH2=

CH3=

CH4=

[TurnOffParam]

;本节设置各通道释放命令的附加参数，如

;释放一个自锁通道的参数是：0，通道立即释放不会自动吸合

;释放10秒自动吸合的参数是：10，以上2种参数请不要遗漏：（冒号）

;空白将使用软件全局设置，即自锁、点动或者按钮模式

CH1=

CH2=

CH3=

CH4=[UseNC]

;本节设置使用常闭触点，如果=1那么释放时通道状态显示为绿色

CH1=

CH2=

CH3=

CH4=

5设计方案优缺点

按照以上设计方案优势为维护成本低、自动化程度高、数据连续性强，能够高效完成无人值守蒸发水位突发维护任务。不仅节约了人工成本，更进一步减少客观因素对数据连续性的影响。

不足之处也显而易见，维护任务勾稽关系多，任务执行的稳定风险较高。就是整套设计方案的稳定性对网络安全的依赖性较高。网络安全是数据判定及时的保障，是指令执行精确的保障。

该套设计方案提供一种大型蒸发突发维护的思路，具体实施过程中存在的不确定性还需要中国气象局从国家层面进行测试平行观测并完善。该方案的思路可以整合到ISOS观测业务软件，提供两种模式切换较为稳妥。

参考文献：

[1]曹冬华，沈丽芬，邓晓璐，陈斌源. 漳州地面气象观测自动化改造的设计与实现[J].海峡科学，2019，01：35.

[2]耿俊杰.地面气象观测中结冰自动化观测技术研究[J].内蒙古科技与经济，2018，406（12）：78～79.

[3]吴春德. 自动观测与人工观测数据的差异. 黑龙江气象，2008（S1）.

[4]杨会舸， 屈文旭 . 地面气象站自动化观测设备的应用保障[J]. 现代商贸工业， 2016，37（19）.

[5]中国气象局气象探测中心. 天气现象自动化观测技术研究[J]. 中国科技成果，2015，16（23）：40～41.

[6]胡兴伟，等. 黔西南州气象业务监控系统设计[J]. 贵州气象，2004，28（6）：24～25.

[7]吴春德. 自动观测与人工观测数据的差异[J].黑龙江气象，2008（s1）：37.

[8]董学贤， 杨淑梅. 地面气象观测技术分析[J].南方农业，2015，9（33）：220+222.