關(guān)于自動(dòng)氣象設(shè)備維護(hù)及通訊網(wǎng)絡(luò)保障研究

樊江偉，張孝峰

（煙臺(tái)市氣象局，山東 煙臺(tái) 264000）

在自動(dòng)氣象站的運(yùn)行過程中，各種自動(dòng)氣象設(shè)備與相應(yīng)的通訊網(wǎng)絡(luò)是自動(dòng)氣象站開展工作的基礎(chǔ)，而自動(dòng)氣象設(shè)備的故障與通訊網(wǎng)絡(luò)的故障就成為了影響自動(dòng)氣象站運(yùn)行的基礎(chǔ)。只有加強(qiáng)對(duì)自動(dòng)氣象站設(shè)備的日常維護(hù)與通訊網(wǎng)絡(luò)的保障，才能使自動(dòng)氣象站的工作更加順利的進(jìn)行。通過使用通訊網(wǎng)絡(luò)將自動(dòng)氣象站與氣象部門中心站進(jìn)行連接，就可以在自動(dòng)氣象站設(shè)置的區(qū)域自動(dòng)監(jiān)測(cè)空氣溫度、空氣濕度、土壤溫度、風(fēng)速、能見度、降水量等10 余種氣象要素，對(duì)于彌補(bǔ)中國氣象行業(yè)在小范圍空間內(nèi)的監(jiān)測(cè)空白，提升氣象行業(yè)的工作質(zhì)量有著重要的意義[1]。

1 自動(dòng)氣象站設(shè)置的重要性

1.1 改變了氣象行業(yè)的服務(wù)方式

自動(dòng)氣象站是一種基于現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)之上發(fā)展而來的一種氣象監(jiān)測(cè)自動(dòng)化的工作方式，可以自動(dòng)收集多種類型的氣象數(shù)據(jù)，并且將信息上傳至總站分析出相應(yīng)的氣象預(yù)報(bào)結(jié)果。由于自動(dòng)氣象站脫離了人工的束縛，因此可以全天候?qū)ψ詣?dòng)氣象站一定范圍內(nèi)的氣象狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，而這直接改變了原本氣象行業(yè)的服務(wù)方式。以往的氣象行業(yè)服務(wù)往往是采用24 h預(yù)報(bào)的方式，但在自動(dòng)氣象站設(shè)置之后，工作人員就可以在相關(guān)程序的輔助下隨時(shí)對(duì)自動(dòng)站所提交的最新氣象監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而將氣象監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)化的更新，使用戶能夠更方便地獲取最新的氣象信息。

1.2 提升了氣象行業(yè)的服務(wù)效率

在中國，自動(dòng)氣象站的設(shè)置使氣象工作實(shí)現(xiàn)了脫離人工的自動(dòng)化，而這樣的自動(dòng)化工作方式使氣象行業(yè)的服務(wù)效率實(shí)現(xiàn)了進(jìn)一步的提升。在以往的氣象行業(yè)服務(wù)過程中，需要依靠人工對(duì)于氣象站一定范圍內(nèi)的氣候要素進(jìn)行分析，這樣的氣象服務(wù)方式不僅需要耗費(fèi)大量的人力與時(shí)間，而且對(duì)氣象的監(jiān)測(cè)結(jié)果只在一定的空間范圍內(nèi)有效，因此難以為用戶提供精確到地區(qū)的氣象預(yù)報(bào)；而自動(dòng)氣象站的設(shè)置與發(fā)展，就可以在提升氣象檢測(cè)的工作效率的同時(shí)，進(jìn)一步提升氣象預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確度，從而使氣象行業(yè)的服務(wù)效率獲得大幅度提升[2]。

2 自動(dòng)氣象設(shè)備的維護(hù)方法

2.1 對(duì)采集器的維護(hù)

作為自動(dòng)氣象站運(yùn)行過程中最為重要的設(shè)備之一，采集器的功能障礙對(duì)于自動(dòng)氣象站的功能運(yùn)行會(huì)造成極為致命的影響，因此在自動(dòng)氣象站的維護(hù)過程中，最重要的工作之一就是對(duì)采集器進(jìn)行維護(hù)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，中國自動(dòng)氣象站的建設(shè)規(guī)模也在逐漸擴(kuò)大，而在這些自動(dòng)氣象站的運(yùn)行過程中，大多數(shù)氣象站所使用的采集器都是相對(duì)先進(jìn)的DZZ4、DZZ5型區(qū)域站采集器。但是，由于中國自動(dòng)氣象站的發(fā)展相對(duì)較晚，技術(shù)與國外存在一定的差距，因此很容易因?yàn)楦鞣N因素導(dǎo)致采集器產(chǎn)生功能障礙，因此工作人員進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)娜粘＞S護(hù)工作，才能保障自動(dòng)氣象站的正常運(yùn)行。

首先，工作人員在日常維護(hù)過程中盡量避免隨意對(duì)采集器進(jìn)行移動(dòng)，同時(shí)時(shí)刻保持采集器的潔凈，避免因移動(dòng)采集器引發(fā)的振動(dòng)或內(nèi)部進(jìn)入灰塵導(dǎo)致采集器內(nèi)部接觸不良，進(jìn)而影響采集器的功能；其次，工作人員需要定期對(duì)采集器及其相關(guān)聯(lián)的計(jì)算機(jī)進(jìn)行重啟，一般來說需要一周左右進(jìn)行一次，以此保障采集器與關(guān)聯(lián)計(jì)算機(jī)的時(shí)間同步，避免因時(shí)間誤差而產(chǎn)生異常數(shù)據(jù)；最后，工作人員需要定時(shí)對(duì)采集器上各種標(biāo)識(shí)采集器工作狀態(tài)的指示燈進(jìn)行查看，確認(rèn)指示燈的閃爍狀態(tài)及閃爍頻率，尤其在出現(xiàn)一些極端天氣時(shí)，更需要加強(qiáng)對(duì)采集器工作狀態(tài)的監(jiān)督，發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象后及時(shí)進(jìn)行解決。例如，當(dāng)發(fā)現(xiàn)采集器的燈不亮?xí)r，工作人員需要對(duì)自動(dòng)氣象站的供電系統(tǒng)進(jìn)行檢查，確認(rèn)為采集器進(jìn)行供電的線路的電壓電流輸出是否穩(wěn)定，并根據(jù)測(cè)試的結(jié)果確定問題所在。而當(dāng)采集器與自動(dòng)氣象站計(jì)算機(jī)之間的連接出現(xiàn)問題時(shí)，為了避免數(shù)據(jù)異常，工作人員需要對(duì)采集器進(jìn)行及時(shí)的復(fù)位重啟，并且清空采集器內(nèi)存嘗試恢復(fù)功能；若采集器無法恢復(fù)與自動(dòng)氣象站計(jì)算機(jī)的正常連接，則需要及時(shí)對(duì)采集器進(jìn)行報(bào)修或更換。

2.2 對(duì)溫濕傳感器的維護(hù)

在自動(dòng)氣象站的運(yùn)行過程中，溫濕傳感器是一種運(yùn)行相對(duì)穩(wěn)定的設(shè)備，對(duì)周圍環(huán)境的要求不高，只要溫度濕度在一定的范圍內(nèi)就能夠維持正常的工作。但即便如此，工作人員也應(yīng)當(dāng)對(duì)溫濕傳感器進(jìn)行定期維護(hù)，才能保證其更加穩(wěn)定長久的運(yùn)行。在中國自動(dòng)氣象站建設(shè)的過程中，應(yīng)用較為廣泛的傳感器是鉑電阻溫度傳感器和濕敏電容濕度傳感器，溫度傳感器依靠金屬鉑在溫度變化時(shí)發(fā)生電阻值變化的特性來進(jìn)行溫度的測(cè)定，其外部通常會(huì)使用一個(gè)金屬保護(hù)管套或是一層防塵濾膜對(duì)外層架構(gòu)進(jìn)行包圍，以此保護(hù)內(nèi)部的元件不受外界環(huán)境的影響。

因此，在對(duì)溫濕傳感器進(jìn)行維護(hù)的過程中，工作人員需要定期對(duì)傳感器的外殼進(jìn)行檢查，確認(rèn)傳感器外殼的損傷老化程度，維護(hù)濕度傳感器防護(hù)罩，查看濾膜是否需要更換，一旦發(fā)現(xiàn)傳感器的內(nèi)部元件或外殼有損壞的現(xiàn)象，就需要對(duì)其進(jìn)行及時(shí)更換。在維護(hù)傳感器過程中，人體的體溫會(huì)嚴(yán)重影響傳感器的正常工作，因此嚴(yán)禁用手直接觸碰感應(yīng)元件。除此之外，工作人員還需要定期對(duì)溫濕傳感器與自動(dòng)氣象站計(jì)算機(jī)之間的連接情況進(jìn)行檢查，同時(shí)對(duì)溫濕傳感器所提交的溫度濕度數(shù)據(jù)進(jìn)行嚴(yán)密的監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)有異常的溫度或濕度數(shù)據(jù)，需要及時(shí)對(duì)溫濕傳感器進(jìn)行檢查，避免因溫濕傳感器的異常而影響到整個(gè)自動(dòng)氣象站的工作質(zhì)量。一般來說，對(duì)溫濕傳感器影響較大的除了極端天氣引發(fā)的溫濕度值突然變化外，還有可能是溫濕傳感器的接地裝置出現(xiàn)了故障，這除了會(huì)導(dǎo)致溫濕傳感器的數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯(cuò)誤外，還有可能引發(fā)數(shù)據(jù)丟失，這就需要工作人員在修復(fù)溫濕傳感器功能的同時(shí)，及時(shí)補(bǔ)充丟失的溫濕氣候數(shù)據(jù)，以此保持自動(dòng)氣象站的正常運(yùn)行[3]。

2.3 對(duì)淺層地溫傳感器的維護(hù)

在自動(dòng)氣象站工作的過程中，淺層地溫傳感器是一種可對(duì)土壤溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)的傳感器，這種傳感器所采集的數(shù)據(jù)對(duì)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)發(fā)展有著非常重要的價(jià)值。而在監(jiān)測(cè)過程中，由于淺層地溫傳感器的埋設(shè)深度往往較淺，而且無法設(shè)置在自動(dòng)氣象站的房屋內(nèi)部，因此非常容易受到外界環(huán)境的影響，特別是在雨天潮濕的季節(jié)更容易因雨水滲透?jìng)鞲衅魍獗谝l(fā)銹蝕現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致淺層地溫的測(cè)量值出現(xiàn)誤差。因此，工作人員需要加強(qiáng)對(duì)淺層地溫傳感器的維護(hù)，尤其是在雨季更要加強(qiáng)對(duì)淺層地溫傳感器數(shù)據(jù)異常的關(guān)注。在對(duì)淺層地溫傳感器進(jìn)行日常維護(hù)的過程中，工作人員需要定期對(duì)傳感器進(jìn)行檢查維護(hù)，而在降雨后則應(yīng)當(dāng)立即進(jìn)行檢查維護(hù)；檢查維護(hù)的工作內(nèi)容包括確認(rèn)傳感器的接線管破損狀況、確認(rèn)傳感器損傷狀況、確認(rèn)淺層地溫傳感器的埋設(shè)狀況。除此之外，工作人員還應(yīng)隨時(shí)檢查淺層地溫傳感器的架設(shè)情況，確保裸露地表部分的支架與地面平行，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)對(duì)淺層地溫傳感器測(cè)量低溫的地溫場(chǎng)的土壤疏松度、土壤清潔度與土壤潮濕度等因素進(jìn)行控制。只有加強(qiáng)對(duì)淺層地溫傳感器的維護(hù)工作，才能更進(jìn)一步保障地溫測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2.4 對(duì)能見度傳感器的維護(hù)

隨著人類社會(huì)活動(dòng)的發(fā)展，空氣所受到的污染越來越嚴(yán)重，各種污染物不僅對(duì)空氣的質(zhì)量造成了嚴(yán)重的影響，更是嚴(yán)重影響到了外界環(huán)境的能見度，而這也嚴(yán)重影響了人類交通運(yùn)輸工作的開展與人們的正常出行需求。為了保障人們的日常出行安全與交通運(yùn)輸工作的安全開展，現(xiàn)代自動(dòng)氣象站通常都會(huì)設(shè)置相應(yīng)的能見度傳感器對(duì)外界能見度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。在能見度傳感器工作過程中，通過對(duì)空氣中經(jīng)過采樣室的影響光照的各種微粒如降水、降雪、霧、塵土、煙霧與陰霾等的總數(shù)量來對(duì)大氣能見度進(jìn)行衡量，而這也使能見度數(shù)據(jù)的觀測(cè)在一定程度上有了體現(xiàn)空氣質(zhì)量的功能。在對(duì)能見度傳感器進(jìn)行日常維護(hù)的過程當(dāng)中，工作人員的工作主要可以分為3 個(gè)部分：①清理能見度傳感器鏡頭及周邊與傳感器采樣室內(nèi)的灰塵、積雪與蜘蛛網(wǎng)等雜物，同時(shí)清理能見度傳感器鏡頭因降水而產(chǎn)生的水漬；②對(duì)能見度傳感器的供電情況進(jìn)行檢查，并以季度為單位對(duì)能見度傳感器的蓄電池進(jìn)行充放電操作，以此保證能見度傳感器的供電穩(wěn)定性；③對(duì)能見度傳感器進(jìn)行定期校準(zhǔn)，確保能見度傳感器光學(xué)參數(shù)的準(zhǔn)確性，以此避免能見度數(shù)值異?；蛉睖y(cè)等現(xiàn)象的產(chǎn)生。

另外，如果能見度傳感器在向自動(dòng)氣象站計(jì)算機(jī)提交數(shù)據(jù)時(shí)發(fā)生了數(shù)值異?；蛉睖y(cè)的現(xiàn)象，就需要工作人員對(duì)引發(fā)缺測(cè)的原因進(jìn)行檢查。一般來說，引發(fā)能見度傳感器數(shù)值異常或缺測(cè)的原因無非是電源板故障、電池?fù)p壞、傳感器端口異常、傳感器與計(jì)算機(jī)連接處接觸不良、傳感器鏡頭周圍有異物遮擋或強(qiáng)光照射等，這些問題需要工作人員在檢測(cè)的過程中進(jìn)行逐一排查，并且對(duì)出現(xiàn)問題的地方進(jìn)行及時(shí)的修理與更換，才能更好地保障能見度觀測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性[4]。

2.5 對(duì)自動(dòng)氣象站電路電纜的維護(hù)

在自動(dòng)氣象站工作的過程中，需要依靠各種不同的電路電纜的連接才能進(jìn)行正常的工作，因此對(duì)自動(dòng)氣象站電路電纜的維護(hù)也是一項(xiàng)非常重要的工作。首先，工作人員需要對(duì)自動(dòng)氣象站內(nèi)的線纜進(jìn)行定期的梳理，使輸電線路與信息傳輸線路之間隔開一定的距離，避免電力傳輸過程形成的電磁波動(dòng)影響到數(shù)據(jù)的正常傳輸；其次，工作人員還應(yīng)定期檢查自動(dòng)氣象站內(nèi)各種設(shè)備的線路接口是否正常，有沒有短路情況存在，以此避免短路影響到傳輸數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；除此之外，工作人員還應(yīng)當(dāng)定期檢查自動(dòng)氣象站內(nèi)線路的破損情況，因?yàn)樽詣?dòng)氣象站中使用到的線路往往較細(xì)，且自動(dòng)氣象站大多設(shè)置在人煙稀少的地區(qū)，而氣象站附近野生動(dòng)物的活動(dòng)也有可能導(dǎo)致電路電纜的損壞。

因此，一旦由自動(dòng)氣象站所提交的數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時(shí)，工作人員就應(yīng)立即前往自動(dòng)氣象站進(jìn)行檢查，在確認(rèn)采集器與傳感器等設(shè)備沒有出現(xiàn)問題時(shí)，對(duì)電纜線的損壞狀況進(jìn)行詳細(xì)的檢查，并且根據(jù)電纜線的破損狀況確定進(jìn)行修補(bǔ)還是更換。在完成電纜線的修補(bǔ)或更換工作后，工作人員不應(yīng)立即撤離現(xiàn)場(chǎng)，而應(yīng)對(duì)各種設(shè)備進(jìn)行反復(fù)的調(diào)試，確定經(jīng)由新電纜線獲取并傳輸?shù)臍庀蟊O(jiān)測(cè)結(jié)果正常為止。只有加強(qiáng)對(duì)自動(dòng)氣象站電纜線路的關(guān)注與維護(hù)，才能更好地維持自動(dòng)氣象站的運(yùn)行。

3 對(duì)自動(dòng)氣象站通訊網(wǎng)絡(luò)的保障

在對(duì)自動(dòng)氣象站通訊網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行進(jìn)行保障的過程中，工作人員首先需要為自動(dòng)氣象站的通訊網(wǎng)絡(luò)列出相應(yīng)的清單，并且劃分出通訊網(wǎng)絡(luò)可能產(chǎn)生的故障類型。對(duì)于自動(dòng)氣象站通訊網(wǎng)絡(luò)的硬件類故障，需要工作人員按照常規(guī)檢查的方式檢查自動(dòng)氣象站計(jì)算機(jī)的電源、主機(jī)、路由器、光纖等硬件設(shè)施，并且加強(qiáng)與當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商之間的協(xié)調(diào)，為自動(dòng)氣象站設(shè)置更加穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)線路；此外，工作人員還應(yīng)當(dāng)在設(shè)置自動(dòng)氣象站時(shí)確定計(jì)算機(jī)及其硬件設(shè)備的使用年限，對(duì)于快要達(dá)到使用年限的硬件設(shè)施進(jìn)行及時(shí)的檢修與更換。而在軟件方面，除了需要購買正版的殺毒軟件對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行定期殺毒外，工作人員還應(yīng)設(shè)置專業(yè)的管理維護(hù)方案，對(duì)于各類通訊網(wǎng)絡(luò)故障進(jìn)行及時(shí)的應(yīng)對(duì)；同時(shí)，工作人員還應(yīng)在自動(dòng)氣象站內(nèi)部建立相應(yīng)的通訊網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，并且采用特定的加密手段進(jìn)行加密處理。只有確保自動(dòng)氣象站計(jì)算機(jī)的專機(jī)專用與定期檢查維護(hù)，才能更好地保障自動(dòng)氣象站通訊網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行[5]。

4 結(jié)束語

在現(xiàn)代氣象行業(yè)的發(fā)展過程中，維持自動(dòng)氣象站內(nèi)自動(dòng)氣象設(shè)備的正常工作與通訊網(wǎng)絡(luò)的安全運(yùn)行，對(duì)于提升現(xiàn)代氣象行業(yè)的服務(wù)方式與服務(wù)質(zhì)量有著非常重要的作用。只有加強(qiáng)對(duì)自動(dòng)氣象站氣象設(shè)備與通訊網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)，才能確保自動(dòng)氣象站更加穩(wěn)定運(yùn)行，從而為用戶提供更加準(zhǔn)確有效的氣象信息服務(wù)。