新型自動(dòng)氣象站運(yùn)行中的故障分析及維修處理

謝國(guó)欣+李莉+史洪杰

摘 要：為了確保自動(dòng)站能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，必須要掌握新型自動(dòng)站的應(yīng)用技術(shù)，熟悉各種常見(jiàn)的故障及其處理方法，以便測(cè)報(bào)人員能盡快掌握新型站各設(shè)備的運(yùn)行狀況，進(jìn)一步規(guī)范業(yè)務(wù)操作，提高氣象觀測(cè)質(zhì)量和服務(wù)水平。

關(guān)鍵詞：新型自動(dòng)站；軟件故障；硬件故障；觀測(cè)質(zhì)量

中圖分類號(hào)：P415.1+2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.06.139

自動(dòng)氣象站是地面氣象觀測(cè)的重要組成部分，它具有自動(dòng)觀測(cè)和存儲(chǔ)氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)的功能，在減輕臺(tái)站工作人員勞動(dòng)量的同時(shí)，能有效提高工作效率和觀測(cè)質(zhì)量。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和人類生活水平的不斷提高，自動(dòng)站的自動(dòng)化程度也越來(lái)越高。自新型自動(dòng)站投入運(yùn)行以來(lái)，不僅大大提升了數(shù)據(jù)處理能力，還增加了數(shù)據(jù)質(zhì)量控制信息，并運(yùn)用新技術(shù)實(shí)現(xiàn)了高精確、高穩(wěn)定、易維護(hù)、低耗能和實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控的功能，進(jìn)而滿足了地方臺(tái)站觀測(cè)業(yè)務(wù)和科研的需求。新型自動(dòng)站的建設(shè)和運(yùn)行要求臺(tái)站測(cè)報(bào)人員必須掌握觀測(cè)設(shè)備的運(yùn)行原理和操作方法，熟悉各種故障的處理辦法，確保自動(dòng)站能夠在最短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)到正常的工作狀態(tài)，保障觀測(cè)業(yè)務(wù)能夠順利進(jìn)行，以便更好地為地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人類生活服務(wù)。

1 新型自動(dòng)氣象站的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

新型自動(dòng)氣象站是一種能夠自動(dòng)觀測(cè)，并存儲(chǔ)和上傳觀測(cè)數(shù)據(jù)的氣象觀測(cè)設(shè)備。它主要是由硬件和軟件兩部分組成。其中，硬件部分包括采集器、傳感器、外圍設(shè)備和外部總線4大部分；軟件部分是由業(yè)務(wù)軟件和嵌入式系統(tǒng)軟件2部分構(gòu)成，它們實(shí)現(xiàn)了對(duì)常規(guī)氣象要素和云高、能見(jiàn)度、降水現(xiàn)象的自動(dòng)觀測(cè)。自動(dòng)氣象站采用的是集約化的平臺(tái)模式，任何一個(gè)設(shè)備出現(xiàn)故障都會(huì)影響自動(dòng)站的正常運(yùn)行。

1.1 嵌入式系統(tǒng)技術(shù)

嵌入式系統(tǒng)技術(shù)是以高性能CPU數(shù)據(jù)處理器為核心的處理器，一般嵌入FreeRTOS、Clinux等功能相對(duì)簡(jiǎn)單的操作系統(tǒng)，或多功能的Linux、windowCE操作系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)性好、規(guī)模小、所需硬件資源不大等特征，并且它的綜合數(shù)據(jù)處理能力較強(qiáng)。其外圍配件包括Flash存儲(chǔ)器、以太網(wǎng)接口電路和TCP/IP通訊協(xié)議等標(biāo)準(zhǔn)電腦配件，拓展性強(qiáng)，極大地提高了數(shù)據(jù)處理能力，多外設(shè)處理單元和通訊接口，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)站數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)通訊處理和遠(yuǎn)程訪問(wèn)等功能。

1.2 外部總線技術(shù)

外部總線是用來(lái)連接各設(shè)備間的數(shù)據(jù)控制和處理，從而完成數(shù)據(jù)傳輸和通訊。外部總線采用差分信號(hào)的方式傳輸，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定的特性，采用雙絞線的方式能有效提高信號(hào)傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

2 常見(jiàn)的硬件故障

2.1 自動(dòng)站氣象要素值發(fā)生異常

在新型自動(dòng)站運(yùn)行的過(guò)程中，經(jīng)常出現(xiàn)氣象要素值異常的情況。針對(duì)這種問(wèn)題，可以先檢查傳感器是否發(fā)生故障，然后仔細(xì)檢查各傳感器電纜信號(hào)的接頭，看看其是否松動(dòng)，采集器接口處是否存在虛焊的情況。同時(shí)，要依次插拔連接在采集器上的傳感器，觀察異常現(xiàn)象是否被消除。如果風(fēng)數(shù)值出現(xiàn)異常，在風(fēng)向保持不變的情況下，風(fēng)速顯示為0：00，可以結(jié)合實(shí)際的天氣情況查看風(fēng)向傳感器是否被凍??；如果雨量值出現(xiàn)異常，可以檢查雨量筒是否被污物堵塞，查看翻斗是否可以正常翻動(dòng)；如果地溫?cái)?shù)值出現(xiàn)異常，可以檢查傳感器的安置狀態(tài)；如果蒸發(fā)數(shù)值發(fā)生異常，可以查看蒸發(fā)器內(nèi)水位是否位于最高水位和最低水位線之間，當(dāng)遇到降水量較大的天氣時(shí)，要注意檢查蒸發(fā)器中的水是否出現(xiàn)了溢流的情況。

2.2 采集器面板指示燈不亮

采集器面板顯示無(wú)數(shù)據(jù)，軟件接收不到數(shù)據(jù)資料。經(jīng)過(guò)檢查發(fā)現(xiàn)，通訊和軟件運(yùn)行都正常，但是，按下要素按鈕無(wú)任何反應(yīng)，重啟采集器后故障仍然存在。引發(fā)該故障的主要原因是采集器內(nèi)保存數(shù)據(jù)的芯片出現(xiàn)了數(shù)據(jù)絮亂的情況，這時(shí)，就需要先清除芯片內(nèi)的數(shù)據(jù)，然后再重新啟動(dòng)采集器，此時(shí)顯示面板數(shù)據(jù)即可恢復(fù)正常。

2.3 自動(dòng)站無(wú)法下載數(shù)據(jù)或無(wú)法打開(kāi)

在自動(dòng)站運(yùn)行的過(guò)程中，經(jīng)常出現(xiàn)數(shù)據(jù)無(wú)法正常下載或打開(kāi)的問(wèn)題。這時(shí)，要通過(guò)采集器面板的指示燈來(lái)判斷采集器是否能夠正常工作，如果不正常，可以重啟計(jì)算機(jī)或采集器，查看故障是否被排除。然后查看采集器的供電系統(tǒng)，判斷是不是供電電壓偏低或空氣開(kāi)關(guān)跳開(kāi)。采集器故障會(huì)對(duì)整個(gè)采集程序的正常運(yùn)行產(chǎn)生重要的影響，因此，要在保留供電端的情況下拔下位于采集器上的所有傳感器插頭，然后再重啟，如果此時(shí)采集器恢復(fù)正常，可以依次插上傳感器插頭判斷具體的故障源。

3 常見(jiàn)的軟件故障

3.1 軟件參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤

在使用自動(dòng)站測(cè)報(bào)軟件時(shí)，由于業(yè)務(wù)人員操作不規(guī)范，導(dǎo)致軟件使用密碼或部分參數(shù)設(shè)置功能受限。在自動(dòng)站的軟件系統(tǒng)中，涉及參數(shù)設(shè)置的軟件有自動(dòng)氣象站監(jiān)控軟件和地面氣象測(cè)報(bào)業(yè)務(wù)軟件。在監(jiān)控軟件系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置中有一項(xiàng)用戶設(shè)置，它是用來(lái)更改自動(dòng)站類型、修改組網(wǎng)設(shè)置的，如果密碼丟失，其部分功能設(shè)置將會(huì)受限。針對(duì)這種問(wèn)題，其處理辦法是：找到Sysconfig文件夾中AuxData.mdb文件夾下的taboperator數(shù)據(jù)表，該表中是所有管理員和操作員的信息，找出此次出錯(cuò)的用戶信息，使用pass Word口令進(jìn)行動(dòng)作清除，重新輸入新口令并保存，然后恢復(fù)該管理用戶的管理權(quán)。

3.2 臺(tái)站正點(diǎn)長(zhǎng)Z文件

在自動(dòng)氣象臺(tái)站測(cè)報(bào)軟件運(yùn)行的過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)正點(diǎn)長(zhǎng)Z文件有無(wú)數(shù)個(gè)更正報(bào)的情況。出現(xiàn)這種情況的主要原因是主通道內(nèi)設(shè)置了沒(méi)有用的2個(gè)以上的節(jié)點(diǎn)，當(dāng)出現(xiàn)多個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)，程序?qū)牡?個(gè)節(jié)點(diǎn)開(kāi)始傳輸并保存在AWSNet文件中，然后依次第2或第3個(gè)節(jié)點(diǎn)傳輸。但是，在整個(gè)傳輸過(guò)程中，重復(fù)文件并沒(méi)有被刪除，所以，其在下一次傳輸過(guò)程中就會(huì)被重復(fù)傳輸，進(jìn)而導(dǎo)致出現(xiàn)了無(wú)數(shù)個(gè)更正報(bào)的情況。鑒于此，可以在通訊組網(wǎng)接口軟件的第2，3個(gè)節(jié)點(diǎn)的“通訊類型”處輸入空來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。

4 結(jié)束語(yǔ)

在新形勢(shì)下，自動(dòng)氣象站的運(yùn)行情況關(guān)系著氣象業(yè)務(wù)能否順利開(kāi)展。這就要求臺(tái)站工作人員要掌握自動(dòng)站新技術(shù)，熟練各種設(shè)備和軟件的安裝操作程序，同時(shí)，要加強(qiáng)日常設(shè)備的巡護(hù)工作，確保各工作設(shè)備處于正常的運(yùn)行狀態(tài)，降低故障發(fā)生率。另外，相關(guān)工作人員要及時(shí)總結(jié)工作經(jīng)驗(yàn)，提高自身的綜合技能，培養(yǎng)工作責(zé)任感，提高各種故障的應(yīng)急處理能力，消除故障隱患，確保自動(dòng)氣象站能夠正常運(yùn)行，進(jìn)而提高氣象服務(wù)質(zhì)量。

考文獻(xiàn)

[1]丘志華，丁志平，李錦洪.新型自動(dòng)站常見(jiàn)故障及處理[J].北京農(nóng)業(yè)，2014（24）.

[2]郭宗凱，于文博，李東宇，等.新型自動(dòng)氣象站系統(tǒng)研究與故障分析[J].中學(xué)生導(dǎo)報(bào)（教學(xué)研究），2014（17）.

〔編輯：白潔〕