国家级新型自动气象站日常维护与管理

摘要 地面气象观测是气象工作的基础，同时又是整个气象事业不可或缺的重要组成部分。国家级地面气象站是根据国家气象站网的统一布局逐渐建立起来的。随着自动化程度不断提高，自动气象站采集的气象要素基本可以取代人工观测数据，因此保证自动气象站的正常运行是目前地面气象观测工作的重要任务。分别介绍了采集系统、数据采集软件、通讯和供电系统、传感器的日常维护和管理方法，以供参考。

关键词 国家级；新型自动气象站；维护；管理；观测；运行

中图分类号 P415.12 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）01-0266-02

新型自动气象站的使用范围已经基本覆盖全国，而且发展速度很快，传感器的采集项目也逐渐增多，取代人工观测指日可待。在现阶段观测工作中，确保自动气象站的顺利运行，数据的准确采集是观测工作中的重中之重。笔者从自动站采集系统、通讯及传感器等设备方面介绍国家级自动气象站日常维护方法。

1 采集系统

中国华云集团生产的新型自动气象站（CAWS3000）不同于多年来一直使用的原长春气象仪器厂研发的DYYZⅡ型自动气象站。新型站的采集系统安装在观测场内风塔基础底座南侧约2 m的位置，采集主板有防水外箱保护，不会因降水导致采集主板损坏。采集主板上安装了数据采集器、时钟模块、气压传感器、220 V电源接线端子及各传感器接线端子。采集器是自动气象站的核心部分，一旦出现故障会导致观测工作无法正常完成。在日常维护中，首先要打开防水外箱，观察采集器绿灯是否正常，CF卡是否完全插入插槽。其次要检查所有接线端子，包括信号线和电源线，可以用手逐个轻轻拨动，直至没有发现松动端子。最后检查防水外箱内气压传感器等仪器是否处于正常状态，时钟模块最好断开连接，将插件放置一旁，用观测专用微机通过内网进行网络授时，可以保证时间准确。气压传感器应将其托起，防止自身重力将连接信号线损坏。检查完毕后关闭采集系统防水外箱[1]。

2 数据采集软件

新型自动气象站数据采集系统由中国华云集团研发，软件功能全面，方便操作。该软件是由台站地面综合观测业务软件-采集（SMO）、台站地面综合观测业务软件-业务（MOI）和台站地面综合观测业务软件-传输（MOI）构成。

在日常巡视和维护时，首先要在避开整点和整10分的时候重新启动计算机和地面综合观测软件，可以降低观测专用微机因长时间采集数据导致微机停止工作的概率，尤其在夜间不守班期间，确保数据传输率稳定。其次检查SMO软件警报声音是否全部打开，在警报模块勾选的同时再勾“声音开启”选项，当有与警报模块一致的天气现象出现时才会发出警报提醒观测员进行相关业务操作。逐项查看MOI业务软件的采集数据是否有缺测或跳变现象，至少要持续查看5 min，而后与备份自动气象站数据进行对比，登录气象资料业务系统（MDOS）筛查疑误信息并实时反馈。在确保数据顺利采集并准确无误后检查MOI传输软件，查看传输数据是否正常，其中蓝色实心圆表示报文正常发送，红色实心圆表示缺报，紫色实心圆表示迟发报文，橙色实心圆表示更正报文[2]。

3 通讯和供电系统

自动气象站采集数据、显示数据之后，就是传输数据。采集器与微机用RS232串口线连接，内部专线用光纤接入，例如网通专线是业务运行线路，移动专线作为业务运行备份线路。台站专线带宽应为4～10 M，必须安装VPN设备，在内网中断后可以用外网临时传输，不影响数据传输率。在网络设备和微机IP地址调试完毕后，通讯部分故障率虽然很低，但仍要进行日常维护。用观测专用微机联通省、市局服务器，确定是否内网传输，如果内网中断已自动启用VPN，就要停止外网微机的使用，避免影响观测数据传输。无论内网还是外网中断，应立即联系市局信息保障部门采取必要措施。

新型自动气象站供电系统是由220 V市电直接接入，并配有可连续使用7 d的锂电池作为备用。室内应配有3 K的UPS电源，从其输出端子分出2条线路，一条直接与观测场采集器连接，另一条与室内观测和网络设备连接。一旦市电中断，UPS可确保持续供电8～10 h。在UPS电源使用期间，应将汽油发电机准备好，电源线连接完毕，在市电中断，UPS电源即将耗尽时启用发电机，保证观测数据稳定传输[3]。

4 传感器

传感器是自动气象站终端设备，传感器是否正常决定着采集数据的准确性。目前，能见度仪、天气现象仪、云观测仪、称重降水传感器等大型观测设备故障率非常低，除遭受雷击，一般不会出现严重故障。

每年5―10月，辽宁省各台站使用翻斗式雨量传感器采集降水量，除汛期外，应不定期拆下不锈钢雨量筒，清理过滤网罩周围的泥沙、昆虫、树叶等杂物，以便雨水正常进入。对传感器的上、下2个翻斗要认真检查并进行灰尘清理，注意清理下翻斗时要先拔掉信号线端子，以免出现非降水。最后拿万用表调至蜂鸣档，分别插入红、黑信号线端子内侧，测试干簧管是否正常，检查完毕后将翻斗调整至同一侧倾斜，连接信号线端子后轻轻放下不锈钢雨量筒，拧紧螺丝[4]。

风向风速传感器在冬春季转换和秋冬季转换时容易因降水的液态固态变化结冰，导致传感器停止运转。根据天气预报，提前做好准备，将传感器加热器提前连接电源，没有传感器加热器的台站在遇到风传感器结冰时应立即放倒风杆或爬上风塔，用热风筒将冰融化后立即竖起风杆或安全爬下风塔，然后通过登陆MDOS和ASOM平台进行相关操作。

空气温度、浅层地温、深层地温传感器的工作原理基本相同，主要由传感器线和金属外壳密封的PT100铂电阻组成。温度传感器的感应部分在传感器的顶部，检查温度传感器时，1、3脚或2、4脚的阻值一般会随着实际温度的变化而变化。通常情况下，阻值正常范围是80～120 Ω，温度测量公式是T=（R-100）/0.385。公式中R为1、3脚或2、4脚之间的阻值减掉1、2脚或3、4脚之间的阻值。计算出测量温度之后将其与标准温度对比，初步可以判断出温度传感器的状况。

5 结语

综上所述，确保国家级新型自动气象站稳定正常运行，一定要做好仪器设备的日常维护和检查，观测员在理解仪器理论基础的前提下，掌握必要的仪器维修维护常识，对整个观测工作的开展提供有力保障。

6 参考文献

[1] 冉桂平，胡学敏，付晋，等.自动气象站资料综合管理应用系统[J].电脑知识与技术（学术交流），2007（6）：1658.

[2] 马祖胜，马强，汤冬平.自动气象站的日常管理和维护[J].气象水文海洋仪器，2009（3）：108-110.

[3] 陈作琼，覃爱金.浅谈自动气象站通信系统的管理与维护[J].农业与技术，2012（9）：148.

[4] 周欣，行鸿彦，季鑫源.多功能自动气象站控制与管理系统[J].电子测量与仪器学报，2011（4）：348-354.