自动气象站一次故障的排除与思考

摘要：乌苏市气象局自动站因一次偶然停电事件，造成约两小时自动观测要素的分钟数据及整点数据缺测。笔者拟通过此次事件从中总结经验教训，防止类似的故障现象再次发生。

关键词：自动气象站；维护；思考

故障现象一：2012年9月9日10时33分，乌苏局自动站SAWSS监控软件基本要素界面上无数据，常规数据界面上数据全部显示缺测，监控软件日志中显示分钟数据卸载失败。重新启动OSSMO、SAWSS、CNIS等软件，结果SAWSS无法正常启动。经过数次启动计算机和OSSMO、SAWSS、CNIS等软件，SAWSS软件始终无法正常启动，最后笔者排除了软件故障的可能，然后又依次检查了室内通讯线路、数据信号线路以及供电电源，结果均正常，后来在检查室外采集器箱内接线时，发现数据采集器工作状态指示灯不亮，于是很快判断出采集器箱内电源出现了故障，经过仔细检查，发现采集器箱内空气开关已关闭，重新打开空气开关，结果故障很快排除。经分析此次采集箱内空气开关之所以自动关闭是因为几天前一次偶然停电事件造成的，由于当班员未能即时发现，从而导致蓄电池因电量耗尽而自动关闭。

故障现象二：2012年11月7日16：08-16：26分温度示值为-24.6℃，且小时内最低气温为-59.1℃，经检查发现是因采集器箱内温度传感器接线处松动所致。重新上紧接线头，故障现象排除。出现两次本该避免的故障现象，一方面说明我们的观测员巡视仪器时还未从传统观念中转变过来，另一方面也对台站维护人员如何加强自动气象站的日常维护及管理敲响了警钟。

随着气象系统自动化程度的不断提高，自动气象站作为一种先进的地面遥测设备，逐步成为基层气象台站数据采集的主要设备。自动气象站在提高观测的准确性和精度方面有了很大优点，而且大大减轻了业务人员的工作量，并提高了其工作效率。但是，自动气象站的优点是在必须确保正常运行的前提下才能体现出来。因此，如何保障自动气象站的正常运行，对气象台站来说就显得尤为重要，并且对自动气象站的技术保障及维护也提出了更高的要求。否则自动站一旦出现异常情况，轻则丢失原始数据，重则可能出现严重的缺报、漏报事故，从而给国家和个人造成不同程度的损失。下面笔者对自己几年来在工作中总结的自动气象站维护经验作简要介绍，希望与广大同行交流和学习，不足之处望大家批评指正。

笔者认为自动气象站的日常维护及管理，主要包括硬件、软件以及如何对异常数据的处理等三个方面。

1 硬件维护

自动气象站硬件主要包括：传感器、转接盒、采集器、电源、微机和连接各设备之间电缆。因此在日常维护过程中，我们维护的对象主要包括供电系统、采集器、传感器、线缆、通讯设备、观测场内环境等。

1.1 供电系统的维护

供电系统的维护包括市电的维护、发电机的维护、UPS的维护以及太阳能电源系统的维护。对于市电的维护我们必须做到以下三点：

1.1.1 每月查看台站配电箱一次，如发现隐患及时排除。

1.1.2 每周检查室内给采集器供电的接线板是否正常，电线是否有发热现象。

1.1.3 每周检查采集器供电电源是否正常。

1.2 发电机的维护

1.2.1 每周将发电机开启一次，检查运行是否正常。

1.2.2 定期检查燃油备用情况是否正常。

1.3 UPS的维护

1.3.1 UPS标准使用温度为25℃，平时最好不要超出15℃-30℃这个范围。温度超出范围不但会减小电池组的容量，还会进一步影响UPS的使用寿命；UPS的防磁能力也不是很好，所以不应把强磁性物体放在UPS上，否则会导致UPS工作不正常或损坏机器。

1.3.2注意负载总功率不能大于UPS的额定功率，应避免UPS工作在过载状态下，以保证UPS能够正常工作。

1.3.3为了避免负载在启动瞬间产生的冲击电流对UPS造成损坏，在使用时应首先给UPS供电，使其处于旁路工作状态，然后再逐个打开负载，这样就避免了负载电流对UPS的冲击，使UPS的使用寿命得以延长。

1.4 传感器的维护

1.4.1 风向、风速传感器 随时察看风杯和风向标转动是否灵活、平稳。发现异常时，按《用户技术手册》的方法清洗传感器轴承，正常情况下，每年应清洗一次传感器轴承。

1.4.2 温湿度传感器的维护 温湿度传感器的头部有保护罩防止感应元件被尘埃污染，每月应用软毛刷清扫防尘罩，不要用手或不清洁的物体接触温湿传感器的护罩，若发现污染严重，应及时用软毛刷清扫，不能使用的应及时更换。

1.4.3 气压传感器的维护 检查气压传感器的通气嘴，不得有异物和污染；每月应把缓冲盒分子筛取出，干燥后再置于盒中，并密封好。

1.4.4 雨量传感器的维护 检查筒身，保证安装牢固，器口水平。雨量筒的进水漏斗孔易被灰尘、树叶、草叶堵塞，容易造成雨量误测或缺测。因此每月应检查一次，清除灰尘、砂石、草皮等，必要时可用细丝将漏斗孔疏通，保证雨水顺利进入翻斗。

1.4.5 外转接盒的维护 每天都要对外转结盒的密封性进行检查。

1.5 数据采集器的维护

1.5.1 定期用毛刷清理采集器的灰尘，不要带电开启采集器机箱以及接插电缆，不要带电撤换或安装传感器。

1.5.2 每天检查采集器与计算机、外转接合（变送器）的连接 是否松动，是否正确，发现松动或错误及时更正。

1.5.3 发现采集器数据异常应及时对采集器复位，如果复位不能解决，应对采集器内存进行清除。如果内存清除后从新启动微机仍不能解决问题，应及时上报。

1.6 地温传感器的维护

1.6.1 保证地温变送器箱内清洁，保证机箱密封良好。

1.6.2 机箱内走线要整齐，绕开接线端子，屏蔽线要可靠接地，地温传感器的接线要确保牢靠，没有锈迹。

1.6.3 每日查看地面温度传感器和浅层地温传器的埋设情况，保持地面温度传感器一半埋在土内，一半露出地面，擦拭沾附在上面的雨露和杂物，浅层地温安装支架的零标志线要与地面齐平。

1.6.4 保持安放地面温度传感器和浅层地温传感器的裸地地面疏松、平整、无草，雨后及时耙松板结的地表土，安放深层地温传感器的场地应与观测场地面一致。

1.7 蒸发传感器的维护

1.7.1 蒸发器用水的要求。应尽可能用代表当地自然水体（江、河、湖）的水。在取自然水有困难的地区，也可使用饮用水（井水、自来水）。器内水要保持清洁，水面无漂浮物，水中无小虫及悬浮污物，无青笞，水色无显著改变。一般每月换一次水。蒸发器换水时应清洗蒸发桶，换入水的温度应与原有水的温度相接近。

1.7.2 每年在汛期前后（长期稳定封冻的地区，在开始使用前和停止使用后），应各检查一次蒸发器的渗漏情况等；如果发现问题，应进行处理。

1.7.3 定期检查蒸发器的安装情况，如发现高度不准、不水平等，要及时予以纠正。

1.7.4 定期清洗蒸发器，更换蒸发器内的蒸发用水。

1.8 计算机的维护

1.8.1 注意开关机顺序 开机顺序：供电系统---UPS电源-----数据采集器-----计算机。关机顺序：计算机----采集器-------UPS电源-----供电系统。

1.8.2 计算机连续工作72小时后，必须关机一次，重新启动，以便消除系统电子碎片。

1.8.3 每天定时检查屏幕显示的采集器时钟，可采用网络对时软件进行时间校准，对时一般不要在正点后1～2分钟内进行，因为此时段为采集正点数据、形成并传输正点数据文件的时间，采集器和主控机所有程序指令均按规定时间执行，对时不当，会造成数据文件无法形成和上传。

2、软件维护

2.1 自动气象站软件维护

主要包括：采集器系统程序、自动气象站监控软件、地面气象测报业务软件。采集器系统程序在生产过程中已经存储在单片机中，不需要台站日常维护，但采集器内部存储器在长时间运行过程中会产生大量电子碎片，应定期清空采集器内数据，避免出现数据存储错误或无法读取；自动气象站监控软件和测报业务软件的维护，主要检查各类参数设置是否正确，经常关注网站关于软件升级或补丁程序下载通知，做好升级工作。

2.2 应急传输及应急软件维护

自动站处理计算机除安装自动气象站软件外还应有其它应急传输软件，目前按区局的要求应急传输有三种备份方法： VPN线路、拨号网络、固定电话。

VPN线路要求专机专用。

拨号网络在计算机内要提前设置好，并把专用MODEN同电话线联接好放置在适宜位置，遇到紧急情况及时切换并能保证随时接通。平时可以每月应进行一次拨号演练。

2.3 其它注意事项

业务用计算机要专机专用，安装正版杀毒软件，定期更新病毒库并杀毒，打开其实时监控功能。如不必要尽量不要在业务用机上使用U盘，业务用机不要安装无关软件，每年维护清洁一次，不要和其它计算机在本站联成局域网，尽可能减少计算机病毒的感染，进出计算机及防雷板的信号线不要带电插拔，平时经常注意自动站数据和人工观测数据的比较，一旦发现异常及时进行排查。及时清除百叶箱内的灰尘。每次雷雨过后要及时检查整个自动气象站，注意防雷板是否被击坏，各种避雷器工作是否正常，计算机工作是否正常，监控窗口所显示数据是否有或正常。夏季要注意地沟是否积水。

3 异常数据的处理

3.1 当自动站出现故障时，不论何种情况都要对所有器测项目人工补测。

3.2 当自动站出现故障时，应尽量减少人为干涉，及时申报故障。可以在上级业务部门的指导下对传感器进行维护或更换。

3.3当事故发生后要及时采用合理的方法处理异常的数据并在日数据（B文件）维护时完成。

在日数据维护中总的原则是：对于单轨运行的自动站在出现故障对正点记录有影响时，正点前后10 分钟的分钟数据优先于人工补测值，人工补测值优先于内插值。且影响到的小时极值及出现时间按缺测处理，并判断是否影响日极值。在值班日记中详细记录，A文件的备注要正确完整。

4 总结与思考

4.1 建立有效的维护制度。为保证自动站的正常运行，要建立有效的维护制度，并落实到人，做到切实执行，主动监测和维护，防患于未然。

4.2 提高业务人员的业务水平。可通过相关的业务培训和学习，建立一支高水平的维护队伍。尤其是加强业务人员主动维护的意识，通过相关的学习帮助他们树立起主人翁责任感，自觉的提高维护和检测的相关业务素质，为自动站的正常运行发挥积极的作用。

参考文献 ：

[1]张世昌.气象装备技术保障手册[M]. 北京：气象出版社，2011.

[2] 李黄.自动气象站实用手册[M].北京：气象出版社，2007.

作者简介：王小刚（1977-），男，助理工程师，现从事地面测报工作。