謝 丹，林銀杰，江彩英

（福建省南平市氣象局，南平，353000）

進(jìn)入新世紀(jì)后，人民生活水平越來越好，相應(yīng)的整個(gè)社會(huì)對(duì)氣象的關(guān)注度也越來越高，這也要求我們對(duì)氣象的預(yù)報(bào)要越來越準(zhǔn)確，越來越精細(xì)。探測資料作為氣象預(yù)報(bào)和氣象服務(wù)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐，為加強(qiáng)當(dāng)?shù)氐臍庀蟊O(jiān)測手段、提高氣象服務(wù)能力[1]，氣象探測站點(diǎn)也隨之越來越多。目前，我市已建設(shè)5個(gè)土壤水份站，近300多個(gè)的野外自動(dòng)氣象站，包括區(qū)域站、交通站、旅游站和農(nóng)氣站等各類型自動(dòng)站，這些站點(diǎn)采集當(dāng)?shù)氐母黝悮庀笠匦畔?，并將?shù)據(jù)傳輸?shù)礁鱾€(gè)數(shù)據(jù)中心站，生成基礎(chǔ)氣象數(shù)據(jù)，根據(jù)這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)再生成各種氣象產(chǎn)品，為氣象服務(wù)。隨著氣象現(xiàn)代化建設(shè)的迅速推進(jìn)，自動(dòng)氣象站數(shù)量的不斷增加，對(duì)故障時(shí)效性的要求提高，從而對(duì)保障人員的維修能力也提出了更高的要求[2]。

1 華云自動(dòng)氣象中心站應(yīng)用維護(hù)心得

華云自動(dòng)氣象站中心站是所有由中國華云科技有限公司生產(chǎn)的野外自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)接收軟件。野 外自動(dòng)氣象站通過移動(dòng)或聯(lián)通通信卡將數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳送到華云中心站服務(wù)器，中心站軟件接收自動(dòng)站的溫度、濕度、氣壓、風(fēng)向、風(fēng)速、雨量、能見度等氣象要素，還能接收自動(dòng)站的電池電壓等信息。通過中心站軟件查看分析各自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)，可判斷自動(dòng)氣象站是否工作正常。

1.1 通信系統(tǒng)故障判別和處理

通信系統(tǒng)故障在中心站接收數(shù)據(jù)情況為以下二者之一：①數(shù)據(jù)時(shí)有時(shí)無，且在通信恢復(fù)正常時(shí)有補(bǔ)調(diào)近一日的正點(diǎn)數(shù)據(jù)和近幾小時(shí)的加密數(shù)據(jù)；② 站點(diǎn)數(shù)據(jù)全要素缺報(bào)。當(dāng)出現(xiàn)第一種情況時(shí)運(yùn)營商通信問題的概率極大，當(dāng)出現(xiàn)第二種情況時(shí)也可能是供電問題或采集器問題。

通信系統(tǒng)故障有通信卡故障、運(yùn)營商設(shè)備故障、自動(dòng)站通信模塊故障3種常見故障，下面針對(duì)不同情況給出簡要處理方法。

（1）通信卡故障又分為通信卡欠費(fèi)停機(jī)、通信卡芯片氧化、通信卡損壞、因運(yùn)營商通信機(jī)制（2G3G4G）改變需升級(jí)通信卡等。當(dāng)出現(xiàn)中心站站點(diǎn)數(shù)據(jù)全要素缺報(bào)時(shí)，撥打該站點(diǎn)通信卡號(hào)碼，回復(fù)“已停機(jī)”，可判斷通信卡欠費(fèi)停機(jī)，需及時(shí)繳付通信費(fèi)或通過運(yùn)營商大客戶經(jīng)理強(qiáng)行開通；通信卡芯片氧化可通過硬物（如硬幣）刮擦氧化的芯片或補(bǔ)辦通信卡，對(duì)通信卡損壞就只能及時(shí)補(bǔ)辦或更換通信卡啦；因運(yùn)營商通信機(jī)制引起的通信故障可聯(lián)系運(yùn)營商協(xié)同處理，如到現(xiàn)場檢測信號(hào)情況，運(yùn)營商對(duì)站點(diǎn)所在點(diǎn)進(jìn)行信道加強(qiáng)，及更換升級(jí)通信卡等處理方法解決。

（2）運(yùn)營商設(shè)備故障一般為通信基站故障。運(yùn)營商通信設(shè)備調(diào)整或升級(jí)引起該時(shí)段通信故障，這種情況需及時(shí)聯(lián)系運(yùn)營商，要求盡快恢復(fù)通訊。當(dāng)站點(diǎn)通信信號(hào)較弱或通信受干擾引起站點(diǎn)經(jīng)常掉線時(shí)，可安裝高增益的定向接收天線、更換不同運(yùn)營商的通信卡以及搬遷站點(diǎn)到通信狀況良好地點(diǎn)等方法解決。

（3）自動(dòng)站通信模塊故障分為通信模塊設(shè)備故障和通信模塊程序版本故障。前一種需更換新的通信模塊，后一種需升級(jí)通信模塊程序來解決通信故障問題。

1.2 電源系統(tǒng)故障判別和處理

電源系統(tǒng)故障主要包括太陽能板故障、電源控制器故障和電池故障。

當(dāng)出現(xiàn)中心站站點(diǎn)數(shù)據(jù)全要素缺報(bào)時(shí)，我們首先判斷該站點(diǎn)是否是通信故障或電池故障。通信故障在上一節(jié)以說明，電池故障方法如下：①撥打該站點(diǎn)通信卡號(hào)碼，回復(fù)“已關(guān)機(jī)”，說明設(shè)備已停電關(guān)機(jī)；②查看該站點(diǎn)最后一次數(shù)據(jù)的電池電壓信息，若電壓值低于正常值，可判斷該站點(diǎn)因電壓低而無法正常工作，考慮更換電池；③表現(xiàn)在夜間電壓低，自動(dòng)站設(shè)備無法啟動(dòng)，白天有太陽充電，自動(dòng)站運(yùn)行正常。另，目前用的鉛酸電池一般用兩年后性能降低，內(nèi)阻增大，電池容量減小也可通過查看站點(diǎn)最新更換電池記錄時(shí)間進(jìn)一步確認(rèn)是否需更換電池。

除了電池故障外的電源故障就只能到現(xiàn)場測量排查了。太陽能板故障一般有兩種表現(xiàn)形式：①是有輸出電壓無輸出電流；②是無輸出電壓，一般都是更換太陽能板。電源控制器故障，檢查控制器指示燈，若指示燈顯示不正?；虿伙@示，則需更換電源控制器。

1.3 采集系統(tǒng)故障判別和處理

當(dāng)出現(xiàn)中心站站點(diǎn)數(shù)據(jù)全要素缺報(bào)時(shí)（缺報(bào)），我們?cè)谂袛嘣撜军c(diǎn)是否是通信故障或電池故障后，就該重點(diǎn)考慮設(shè)備的采集器故障了。

采集系統(tǒng)故障主要是采集器故障，包括采集器死機(jī)、采集器設(shè)備故障和采集器程序故障。若查看中心站數(shù)據(jù)最后一份報(bào)電壓值處于正常范圍內(nèi)，可判斷該站點(diǎn)可能是采集器故障或運(yùn)營商無線通信故障，采集器死機(jī)的情況一般重啟設(shè)備后會(huì)恢復(fù)正常，但只能到現(xiàn)場重啟采集器解決問題；通信故障可用手機(jī)發(fā)送短信遠(yuǎn)程重啟采集器以重新連接網(wǎng)絡(luò)，也可發(fā)送短信遠(yuǎn)程獲取當(dāng)前小時(shí)數(shù)據(jù)激活采集器連接網(wǎng)絡(luò)。采集器設(shè)備老化或故障造成采集的數(shù)據(jù)有誤或沒有數(shù)據(jù)，可更換采集器。采集器因雷擊或其它原因引起采集器程序錯(cuò)亂，需重寫采集器程序。因采集器程序版本問題引起的故障需升級(jí)采集器程序到最新版本。

1.4 氣象傳感器故障判別和處理

中心站接收數(shù)據(jù)單要素缺測或要素值異常時(shí)基本可判別為傳感器故障。站點(diǎn)氣象數(shù)據(jù)要素缺測明顯，可站點(diǎn)要素值異常除為明顯的野值，有些不明顯的要素值異常判別則需根據(jù)生活常識(shí)、經(jīng)驗(yàn)或結(jié)合該站周邊站點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后得出。

傳感器故障的解決方法主要有：傳感器維修維護(hù)、更換傳感器和傳感器數(shù)據(jù)線檢查。

（1）傳感器維修維護(hù)。主要是傳感器運(yùn)行一段時(shí)間后，由環(huán)境影響或設(shè)備老化造成傳感器性能降低、反應(yīng)遲鈍，使得由傳感器得出的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確或沒有數(shù)據(jù)，這種情況下，就需要對(duì)傳感器進(jìn)行清潔、加潤滑油、換故障部件等維護(hù)維修工作。如風(fēng)向風(fēng)速數(shù)值差維修維護(hù)步驟：①首先用濕布對(duì)傳感器外表擦拭干凈；②檢查軸承轉(zhuǎn)動(dòng)是否靈活，當(dāng)軸承轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活和有阻滯時(shí)需清除轉(zhuǎn)動(dòng)部件與靜止部件縫隙間的污垢，加入潤滑油；③更換軸承等。再如雨量桶維修維護(hù)步驟：①清洗雨量桶各漏斗、翻斗以及濾網(wǎng)，保證流水通暢；②檢查翻斗翻轉(zhuǎn)是否靈活，否則需調(diào)節(jié)或更換軸承；③測量干簧管通斷是否正常，否則需更換干簧管；④用雨量校準(zhǔn)設(shè)備校準(zhǔn)雨量桶，雨量不準(zhǔn)確需調(diào)整雨量桶計(jì)量翻斗兩邊的定位螺絲，確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。

（2）更換傳感器。主要是傳感器已無法維修時(shí)，直接更換掉故障傳感器，保障數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。如溫濕度傳感器和氣壓傳感器，出現(xiàn)故障時(shí)，若一般的維修維護(hù)已不能解決問題，只能更換新的傳感器設(shè)備。

（3）傳感器數(shù)據(jù)線檢查。主要是檢查數(shù)據(jù)線是否老化脫皮、動(dòng)物蟲咬等原因引起數(shù)據(jù)線短路、斷路、進(jìn)水等，使得傳感器數(shù)據(jù)在傳輸?shù)讲杉鲿r(shí)丟失或有誤差，嚴(yán)重的可造成傳感器和采集器燒壞，這就需要維修或更換數(shù)據(jù)線，確保數(shù)據(jù)線完好。

2 土壤水分中心站應(yīng)用維護(hù)心得

土壤水分自動(dòng)站監(jiān)測采集、存儲(chǔ)不同深度土壤的體積含水率、相對(duì)濕度、重量含水率和水分存儲(chǔ)量等土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)，并通過GPRS 傳輸?shù)街行恼拒浖?。中心站軟件監(jiān)測各土壤水分站數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、存儲(chǔ)、計(jì)算處理、通訊等功能，實(shí)時(shí)查看站點(diǎn)的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)和數(shù)據(jù)。實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)包括網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)、電壓狀態(tài)和數(shù)據(jù)缺測。

通過中心站監(jiān)測到的運(yùn)行狀態(tài)可分析判斷土壤水分自動(dòng)站的部分運(yùn)行情況，具體如下：

（1）數(shù)據(jù)到報(bào)時(shí)間顯示最新數(shù)據(jù)的接收時(shí)間，可判斷臺(tái)站數(shù)據(jù)是否實(shí)時(shí)到報(bào)。

（2）“網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)”表現(xiàn)站點(diǎn)連接情況，紅燈表示站點(diǎn)通信已掉線，綠燈表示當(dāng)前為在線狀態(tài)。

（3）“電壓狀態(tài)”顯示的是站點(diǎn)在線時(shí)的最新電壓情況，站點(diǎn)正常工作電壓為12 V 以上，當(dāng)電壓低于12.2 V 時(shí)則需通知臺(tái)站保障人員做好更換電池的準(zhǔn)備，低于12 V 時(shí)則需及時(shí)通知更換電池?！半妷籂顟B(tài)”在連陰雨天氣時(shí)需特別關(guān)注的一項(xiàng)設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控狀態(tài)，該項(xiàng)監(jiān)控信息能有效預(yù)防因站點(diǎn)電池過低而致停止工作的提前發(fā)現(xiàn)。

（4）數(shù)據(jù)缺測，只有在整點(diǎn)數(shù)據(jù)缺測的情況下，才顯示紅燈。

故障分析舉例：有一次有一站在設(shè)備維護(hù)更換設(shè)備電池后，中心站軟件上顯示“數(shù)據(jù)缺測”（顯示紅燈），“網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)”燈顯示綠燈（表示通信連接正常），“電壓狀態(tài)”無電壓數(shù)據(jù)。通過臺(tái)站現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)為采集器時(shí)間恢復(fù)到初始時(shí)間，雖然通信連接正常，但時(shí)間不匹配，不是當(dāng)前時(shí)間的數(shù)據(jù)，故實(shí)時(shí)顯示無數(shù)據(jù)。經(jīng)過修改為正確時(shí)間后，數(shù)據(jù)恢復(fù)正常，中心站顯示該站也恢復(fù)正常。

3 無錫自動(dòng)氣象中心站應(yīng)用維護(hù)心得

無錫“自動(dòng)氣象站監(jiān)控管理軟件”中心站軟件的主要功能是采集遠(yuǎn)程自動(dòng)氣象站的實(shí)時(shí)氣象資料和定時(shí)氣象資料（風(fēng)向、風(fēng)速、氣溫、濕度、地溫、雨量、氣壓、輻射、蒸發(fā)、能見度等，要素可配置），將接收的資料加工處理成滿足中國氣象局規(guī)范要求的文件格式，并實(shí)現(xiàn)報(bào)文上傳和報(bào)文入庫功能。

無錫北斗中心站是接收來自無錫自動(dòng)氣象站的數(shù)據(jù)，支持GPRS 和北斗通信方式。北斗通信站主要建在高山、海島等交通不便、移動(dòng)通信差或沒移動(dòng)通信的地方，通過北斗衛(wèi)星將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街行恼尽?/p>

我市的北斗自動(dòng)站均是建在交通不便、GPRS 通信極弱的高山上，故盡量通過中心站遠(yuǎn)程解決出現(xiàn)的故障問題。目前所用北斗衛(wèi)星通信卡服務(wù)頻度為60 s，即每隔60 s 能夠進(jìn)行一次通信。所用北斗中心站遠(yuǎn)程調(diào)試功能有獲取采集器當(dāng)前時(shí)間、經(jīng)緯度、采集器復(fù)位重啟等，通過這些功能，能判斷站點(diǎn)出現(xiàn)的大致故障，解決采集器死機(jī)進(jìn)行復(fù)位重啟等問題，還能讀取采集器時(shí)間和對(duì)時(shí)，通過遠(yuǎn)程獲取和核對(duì)配置參數(shù)等。同樣，通過中心站軟件查看分析各自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)，可判斷自動(dòng)氣象站是否工作正常，并初步診斷定位故障點(diǎn)。

4 結(jié)束語

通過這些中心站軟件及所接收的站點(diǎn)數(shù)據(jù)分析，我們能初步判斷自動(dòng)站故障的原因并給出維修意見，能通過不能現(xiàn)場能解決問題盡量不到現(xiàn)場，如聯(lián)系通信運(yùn)營商、設(shè)備遠(yuǎn)程重啟、短信激活、遠(yuǎn)程修改參數(shù)等，即使必須到現(xiàn)場維修也盡量一次性解決問題，避免維修人員出現(xiàn)多次現(xiàn)場維修的情況。不同的自動(dòng)氣象站設(shè)備，有些故障現(xiàn)象相似，如電池電壓低故障和通信故障，這就要求我們要仔細(xì)對(duì)比分析，快速定位，及時(shí)修護(hù)，做到既降低設(shè)備維修維護(hù)成本，又提高設(shè)備維修及時(shí)率。