軟件技術(shù)在自動氣象站中的應(yīng)用

郝利民

摘要：目前普遍使用的自動氣象站采用成熟的、穩(wěn)定的、先進(jìn)的電子測量、數(shù)據(jù)傳輸和控制系統(tǒng)技術(shù)而設(shè)計，具有高可靠性、高準(zhǔn)確性、易維護(hù)、易擴(kuò)展等特點。隨著自動站的大規(guī)模投入運行，自動站的日常運維工作顯得尤其重要。為了更快速有效的做好自動站的日常維護(hù)工作，保障地面氣象觀測工作質(zhì)量。本文主要針對軟件技術(shù)在自動氣象站的應(yīng)用進(jìn)行了研究，并針對應(yīng)用中出現(xiàn)的常見問題解決進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：自動氣象站；技術(shù)問題；解決辦法

自動氣象站設(shè)備是獲得氣象數(shù)據(jù)的終端儀器，它的性能和正常運行離不開使用者的細(xì)心維護(hù)。自動氣象站在自動氣象系統(tǒng)占有重要地位，自動氣象站在運行過程中可以通過有線、移動通訊等多種通訊方法與氣象中心計算機(jī)進(jìn)行通訊，能夠及時將氣象數(shù)據(jù)傳輸?shù)綒庀笾行?，便于計算機(jī)氣象數(shù)據(jù)庫用于統(tǒng)計分析和處理。

自動氣象站用于對風(fēng)向、風(fēng)速、雨量、氣溫、相對濕度、氣壓、能見度等氣象要素進(jìn)行24小時現(xiàn)場監(jiān)測。在自動氣象站運行過程中，不斷出現(xiàn)自動站業(yè)務(wù)軟件的技術(shù)問題，如何解決這些問題，是做好自動氣象站工作的基本保證，只有解決了這些技術(shù)問題，才能使自動氣象站正常采集各項常規(guī)資料，傳輸分鐘和小時資料。

1 軟件技術(shù)在自動氣象站應(yīng)用的重要性

（1）緩解了地面觀測人員的工作壓力和工作強(qiáng)度。隨著中國氣象局出臺的《綜合氣象觀測系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃》的整體推進(jìn)，加快了適應(yīng)規(guī)劃要求的地面氣象觀測業(yè)務(wù)體制建立，大力推廣了軟件技術(shù)在自動氣象站的應(yīng)用，由于軟件技術(shù)的推廣，方便了氣象工作人員，許多觀測項目取消了人工觀測。

（2）隨著軟件技術(shù)的應(yīng)用，使用軟件技術(shù)的新型自動氣象站也在各基層氣象臺站列裝。通過對新型自動氣象站技術(shù)近幾年的投入應(yīng)用，軟件技術(shù)的應(yīng)用使得基層臺站地面觀測業(yè)務(wù)的自動化運行得到了有力的保障，在運行過程中，大多數(shù)自動氣象站出現(xiàn)故障，系統(tǒng)都能在第一時間告知到責(zé)任人，從而使得工作人員可以及時采取措施處理，降低故障率。同時也減輕了地面觀測人員的工作強(qiáng)度。

（3）軟件技術(shù)的應(yīng)用對基層氣象臺站而言意義非凡，通過使用軟件技術(shù)，可以及時應(yīng)對地面觀測業(yè)務(wù)運行中常出現(xiàn)的例如觀測數(shù)據(jù)缺測以及觀測要素數(shù)據(jù)異常，以及由于通信網(wǎng)絡(luò)故障造成的數(shù)據(jù)無法及時上傳等情況，工作中觀測員不可能全天候守在值班室內(nèi)，以往一些故障的出現(xiàn)常常會影響氣象工作的開展，但通過應(yīng)用軟件技術(shù)，可以使觀測員能實時獲知這些故障信息從而及時采取相應(yīng)措施進(jìn)行處理。

2 自動氣象站常用軟件的應(yīng)用

（1）數(shù)據(jù)要素監(jiān)控程序應(yīng)用主要是利用對自動氣象站分鐘數(shù)據(jù)文件進(jìn)行實時監(jiān)測。應(yīng)用軟件程序在應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)問題，立即通過讀取站號、短信告警、短信數(shù)據(jù)庫IP地址等信息，并進(jìn)行檢查當(dāng)日分鐘數(shù)據(jù)文件是否存在，如果所檢測若文件不存在，程序就會立即發(fā)送告警。一般情況下軟件都會按照要素位長及排位順序規(guī)則將數(shù)據(jù)記錄中的日期、風(fēng)、溫、壓、濕、地溫、能見度等要素分離出來，然后根據(jù)程序需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，如果發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)缺測及超出閥值等，在滿足系統(tǒng)報警條件的情況下，系統(tǒng)程序就會發(fā)送報警。并及時將運行情況記入運行日志。

（2）網(wǎng)絡(luò)傳輸監(jiān)控程序應(yīng)用中會對自動氣象站所在的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和自動站文件上傳情況進(jìn)行監(jiān)控。該程序每五分鐘運行一次。應(yīng)用軟件技術(shù)在應(yīng)用中會對自動氣象站終端微機(jī)、局域網(wǎng)交換機(jī)、路由器、文件接收服務(wù)器等進(jìn)行有效測試，看是否設(shè)備運行正常。如果檢測發(fā)現(xiàn)故障，系統(tǒng)軟件會立即將詳細(xì)故障信息發(fā)送告警。最后，將運行情況記入運行日志。

（3）數(shù)據(jù)要素監(jiān)控程序在應(yīng)用時，會依據(jù)系統(tǒng)記錄號公式選擇當(dāng)前記錄并完成要素進(jìn)行分離，然后對分離要素數(shù)據(jù)執(zhí)行判斷，根據(jù)規(guī)劃規(guī)定，當(dāng)正常觀測要素位置出現(xiàn)“----”或者“////”時，就表明系統(tǒng)數(shù)據(jù)缺測，當(dāng)超出閾值時，系統(tǒng)會針對這兩種情況進(jìn)行發(fā)送報警。

（4）主控機(jī)以WINDOWS作為操作平臺，控制軟件應(yīng)用多為實時多任務(wù)方式，系統(tǒng)處理功能包含了目前臺站的所有業(yè)務(wù)工作并實現(xiàn)了自動化。系統(tǒng)在應(yīng)用中還增加了許多適應(yīng)未來發(fā)展需求的擴(kuò)展功能及氣象服務(wù)功能。軟件技術(shù)在應(yīng)用時會實時進(jìn)行采集控制，數(shù)據(jù)的最終計算處理、參數(shù)的修正、質(zhì)量控制、報文編輯、數(shù)據(jù)存貯、數(shù)據(jù)顯示，故障診斷等等，從而有效的檢測系統(tǒng)的應(yīng)用情況，以及及時進(jìn)行故障報警。

3 軟件的維護(hù)

（1）采集器系統(tǒng)是在器材出廠前就安裝好在單片機(jī)內(nèi)，相對而言，系統(tǒng)的日常維護(hù)比較簡單，一般情況下，平時只需要對采集器內(nèi)部存在存儲器進(jìn)行檢測維護(hù)就行，在維護(hù)時只要把因為長期運行而產(chǎn)生的電子碎片定期清空，避免采集器出現(xiàn)數(shù)據(jù)無法讀取等錯誤就行。

（2）通訊組網(wǎng)接口軟件中的“網(wǎng)絡(luò)主通道”不可能一直為綠色，在重啟軟件后為紅色是正常情況，只有傳輸正常后變?yōu)榫G色，以后有兩種情況：第一是一直保持為綠色，表示網(wǎng)絡(luò)一直為連接；另一種是變成紅色，也是正常情況，表示在空閑狀態(tài)下，網(wǎng)絡(luò)暫時中斷，只要在傳輸時能夠連接也可視為正常。

（3）對于地面氣象測報業(yè)務(wù)軟件的維護(hù)，則需要工作人員進(jìn)行經(jīng)常檢查，看其運行時，系統(tǒng)的各項參數(shù)設(shè)置是否準(zhǔn)確，是否需要及時地更新和下載升級及補(bǔ)丁程序，避免軟件升級不及時或出現(xiàn)漏洞；在檢測時一般要做好網(wǎng)絡(luò)無法連接應(yīng)對工作，如果在出現(xiàn)緊急情況，內(nèi)網(wǎng)故障，則通過外網(wǎng)及時傳送。

（4）系統(tǒng)實時監(jiān)測新型自動氣象站分鐘數(shù)據(jù)文件，軟件通過檢測數(shù)據(jù)文件判斷自動氣象站及自動站終端微機(jī)的觀測業(yè)務(wù)程序是否發(fā)生故障，通過檢測數(shù)據(jù)文件中的各要素數(shù)據(jù)是否缺測以及是否超出閥值，從而進(jìn)行判斷采集器、相應(yīng)傳感器及線纜是否存在故障；通過監(jiān)測自動站網(wǎng)絡(luò)環(huán)境判斷報文發(fā)送過程中經(jīng)過的重要節(jié)點如自動站終端微機(jī)、局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、路由器以及省局文件接收服務(wù)器是否出現(xiàn)故障。經(jīng)過檢測，軟件檢測出故障后，立即以信息的方式報警，并發(fā)送給值班員，幫助他們快速的排除故障。

4 結(jié)語

綜上所述，雖然在軟件應(yīng)用上取得了一些成績，但自動氣象站在應(yīng)用運行期間，會因為日常維護(hù)及故障處理、軟件重裝等過程操作不當(dāng)，或維護(hù)不及時，在運行中出現(xiàn)這樣或那樣的問題，仍然需要及時維護(hù)，以便保證自動站數(shù)據(jù)的實時性及準(zhǔn)確性。

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（作者單位：山西省原平市氣象局）