陳焰犢，胡進(jìn)平，康學(xué)良，聶 祥

(1.貴州省畢節(jié)地區(qū)氣象局，貴州 畢節(jié) 551700;2.貴州省六盤水市氣象局，貴州 水城 553001)

人工讀取ZQZ-A區(qū)域自動站存儲數(shù)據(jù)的方法

陳焰犢1，胡進(jìn)平1，康學(xué)良2，聶 祥1

(1.貴州省畢節(jié)地區(qū)氣象局，貴州 畢節(jié) 551700;2.貴州省六盤水市氣象局，貴州 水城 553001)

汛期由于信號干擾、雷擊導(dǎo)致移動基站故障等原因，常會造成區(qū)域自動站不能正常傳輸所采集到的數(shù)據(jù)，為了做好氣象服務(wù)，獲取氣象資料，該文介紹了人工讀取區(qū)域自動站存儲數(shù)據(jù)的方法。

區(qū)域自動站;數(shù)據(jù);采集

1 引言

截止2010年4月，貴州省已完成全省兩要素區(qū)域自動氣象站更新?lián)Q代工作，區(qū)域自動站覆蓋全省所有鄉(xiāng)鎮(zhèn)，為區(qū)域性的天氣預(yù)報和氣象服務(wù)提供了準(zhǔn)確、及時的觀測資料。但是進(jìn)入汛期以來，常常會由于移動信號受到干擾、雷擊災(zāi)害等原因造成移動基站信號突然中斷，區(qū)域自動站氣象數(shù)據(jù)無法正常傳輸。例如在畢節(jié)地區(qū)赫章縣媽姑鎮(zhèn)2010年5月5日的山洪泥石流災(zāi)害中，因為雷擊造成當(dāng)?shù)匾苿踊竟收希瑓^(qū)域自動站20時30分前無線傳輸?shù)玫降挠炅繑?shù)據(jù)只有30多毫米，但從20時30分之后至23時00分都沒有傳輸數(shù)據(jù)，而這個時段正好就是災(zāi)害發(fā)生的時間，為此畢節(jié)地區(qū)氣象局主管領(lǐng)導(dǎo)連夜召開緊急會議，決定立刻派出技術(shù)人員趕到災(zāi)區(qū)，終于在5月6日早上通過人工方式從區(qū)域自動站里成功讀取了災(zāi)害發(fā)生時的實際雨量為98.2mm，為災(zāi)后的氣象服務(wù)、災(zāi)情評估、政府救災(zāi)減災(zāi)等工作提供了重要的氣象決策依據(jù)。本文總結(jié)了在此次氣象災(zāi)害中技術(shù)人員利用調(diào)試軟件人工讀取區(qū)域自動站存儲數(shù)據(jù)，以及對采集到的數(shù)據(jù)編碼進(jìn)行人工解讀的經(jīng)驗和方法，希望為各級技術(shù)人員今后在處理區(qū)域自動站故障時提供技術(shù)參考。

2 如何利用調(diào)試軟件讀取數(shù)據(jù)

ZQZ自動站調(diào)試軟件是一款用于檢測自動站采集器是否正常工作的重要工具，該軟件除了可以在對區(qū)域自動站進(jìn)行維護(hù)時讀取采集器實時資料外，還可以利用一些特殊命令讀取采集器內(nèi)其它數(shù)據(jù)，如采集器的時間參數(shù)、所存儲的氣象數(shù)據(jù)等。下面具體介紹該調(diào)試軟件和采集器命令的使用方法。

2.1 啟動和配置ZQZ自動站調(diào)試軟件

先將ZQZ-A型采集器上的連接扁線和無線通信模塊斷開，將筆記本電腦和ZQZ-A型主控器上的RS232串口連接起來，然后在筆記本電腦上啟動ZQZ自動站調(diào)試軟件，彈出軟件的使用界面。

在軟件的“設(shè)置”菜單中選擇相應(yīng)的參數(shù)：自動站型號選擇ZQZ-AE型，在通信端口參數(shù)設(shè)置中根據(jù)計算機(jī)所接端口進(jìn)行選擇，波特率選擇4800，效驗選偶效驗，數(shù)據(jù)位選8，停止位選擇1。設(shè)置完成后點(diǎn)擊菜單上“收實時資料”看軟件界面里是否會顯示當(dāng)前自動站采集到的實時數(shù)據(jù)，如果有數(shù)據(jù)則說明軟件配置成功，就可以采用各種自動站主控器命令來對存儲的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取和操作了。

2.2 讀取和設(shè)置采集器日期和時間的命令

讀取自動站主控器日期的命令是：DATA，讀取時間的命令是：TIME。使用時在自動站調(diào)試軟件的黑色顯示界面內(nèi)分別輸入DATA和TIME就可以顯示當(dāng)前自動站主控器內(nèi)的時間了。

如果主控器內(nèi)的時間錯誤，需要修改主控器的時間則要用到設(shè)置日期和時間的命令。

2.3 讀取自動站所采集到數(shù)據(jù)的命令

讀取當(dāng)前時次的最新實時數(shù)據(jù)時只需要在調(diào)試軟件的黑色顯示界面內(nèi)輸入MES，界面內(nèi)就會出現(xiàn)實時采集數(shù)據(jù)的編碼，軟件的其它要素提示框內(nèi)也會顯示出通過編碼翻譯出來的數(shù)據(jù)。

讀取定時數(shù)據(jù)時只需要在調(diào)試軟件的黑色顯示界面內(nèi)輸入PRE，界面內(nèi)就會逐條顯示主控器內(nèi)存儲的所有采集數(shù)據(jù)的編碼。但是由于主控器內(nèi)存儲的數(shù)據(jù)量非常龐大，常常擁有上萬條數(shù)據(jù)編碼，用戶不可能每一條都去逐一解讀，所以還需要用到讀取指定時次定時數(shù)據(jù)的命令：PRE月 日 時分(注意空格)。使用時只需要在調(diào)試軟件的黑色顯示界面內(nèi)輸入PRE，在后面跟上需要讀取的指定時間即可。例如讀取5月5日20時00分的數(shù)據(jù)，即在調(diào)試軟件的黑色顯示界面內(nèi)輸入：PRE 05 05 20 00，然后點(diǎn)擊回車鍵，界面內(nèi)就會顯示5月5日20點(diǎn)00分的數(shù)據(jù)編碼，具體編碼格式將在下文中詳細(xì)說明。

3 如何解讀采集器內(nèi)的數(shù)據(jù)編碼和降雨量

自動站存儲的數(shù)據(jù)是以編碼的形式來表現(xiàn)的，如果通過MES命令讀取當(dāng)前時次的采集數(shù)據(jù)，軟件下方的要素顯示欄里就會顯示出已經(jīng)解讀出來的具體數(shù)據(jù)。但是使用PRE命令來讀取指定的定時數(shù)據(jù)時，要素顯示欄里顯示的還是當(dāng)前時次的數(shù)據(jù)，這時就需要人工來對讀取的數(shù)據(jù)編碼進(jìn)行解讀。

3.1 解讀采集器內(nèi)的數(shù)據(jù)編碼的方法

我省安裝的ZQZ-A型區(qū)域自動站基本上都是兩要素氣象自動站，主控器的數(shù)據(jù)主要是對溫度和降水進(jìn)行編碼，編碼內(nèi)的數(shù)據(jù)依次是采集時間、當(dāng)日內(nèi)最高氣溫和最低氣溫出現(xiàn)的時間、24h降水量、采集時次的氣溫、最高氣溫和最低氣溫、采集時次的降水量，每一組數(shù)據(jù)編碼用數(shù)個“/”符號分隔。例如讀取某個區(qū)域自動站5月15日17時00分的采集數(shù)據(jù)編碼為：

在編碼中可以看到：pre 05 15 17 00是讀取主控器內(nèi)定時存儲數(shù)據(jù)編碼的命令。其中第1組數(shù)據(jù)05151700是指數(shù)據(jù)采集的時間，即5月15日17點(diǎn)00分。第2組數(shù)據(jù)14310355是指最高氣溫和最低氣溫出現(xiàn)的時間，最高氣溫出現(xiàn)在14點(diǎn)31分，最低氣溫出現(xiàn)在03點(diǎn)55分。第3組數(shù)據(jù)0061代表24h降水量，要注意的是在ZQZ-A型區(qū)域自動站中主控器存儲的日降水量即是24h降水量，是指從此時起至之前24h內(nèi)降水量的總和，在這組編碼中即是從5月14日17點(diǎn)01分到5月15日17點(diǎn)00分的總降水量為6.1mm。第4組數(shù)據(jù)020402250154共有16位數(shù)，其中每4位為一組，分別代表當(dāng)前氣溫、最高氣溫和最低氣溫，即當(dāng)前氣溫為20.4℃，最高氣溫為22.5℃，最低氣溫為15.4℃。最后一組編碼是代表采集時次的雨量，(No rain)是指讀取的采集時次沒有降水，如果有降水則是用一組120位的十六進(jìn)制編碼來代替，雨量讀取的方法將在下文中重點(diǎn)介紹。

3.2 小時降雨量的計算方法

主控器存儲的降雨量是用一組120位的十六進(jìn)制數(shù)來進(jìn)行編碼的，其中每兩位十六進(jìn)制數(shù)代表1分鐘的采集雨量，如例子中的雨量編碼為：0 0 0 0 1 d 1 e 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0，在這組編碼中可以看到該時段內(nèi)第3分鐘和第4分鐘的編碼分別為1d和1e，根據(jù)十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制的計算方法，十進(jìn)制數(shù)=十六進(jìn)制十位*16+十六進(jìn)制個位(十六進(jìn)制數(shù)里A～F分別代表數(shù)字的10～15)，就可以看出該時次內(nèi)第3分鐘和第4分鐘的降雨量分別為2.9mm和3.0mm，該時次的總降水量為5.9mm。

另外，從主控器存儲的編碼還可以看出采集時次的雨量實際上是指從采集時次的第1分鐘至采集的這1分鐘雨量的累加，例如讀取17點(diǎn)00分的正點(diǎn)降雨量是指從16時01分至17時00分降雨量的累加值，同理，讀取17時20分的降雨量也是指從17時01分至17時20分降雨量的累加。在正常情況下，區(qū)域自動站是每10 min向中心站數(shù)據(jù)庫傳送一次資料，所以用戶在用軟件讀取數(shù)據(jù)庫內(nèi)10min雨量時，實際上讀取的也是該時次的01分至采集分鐘的雨量累加值。

但是在計算每小時的降雨量時，如果只是通過解讀雨量編碼內(nèi)每分鐘的降雨量，再將每分鐘的降雨量進(jìn)行累加，這種方法則太過復(fù)雜，也容易出現(xiàn)錯誤，不適合用于實際操作。所以我局技術(shù)人員通過測試，采用了另一個更為簡單的方法，即用比較兩個相鄰時次24h降水量差值的方法。例如在5月5日處理赫章縣媽姑鎮(zhèn)的山洪災(zāi)害事故中，分別采集了19時、20時、21時、22時和23時正點(diǎn)的采集器存儲編碼，在編碼中直接讀取5個時次的24h降雨量分別為 12.6mm、12.6mm、74.0mm、110.8mm和111.5mm，再比較每個相鄰時次24h降雨量的差值就可以發(fā)現(xiàn)19-20時降雨量的差值為0mm，20-21時的差值為61.4mm，21-22時的差值為36.8mm，22-23時的差值為0.7mm，然后就可以看出在災(zāi)害發(fā)生時降雨主要集中在20-22時，其中20-21時降雨量為61.4mm，21-22時降雨量為36.8mm，兩個時次降雨總共為98.2mm。

4 結(jié)語

總的來說，ZQZ-A型兩要素區(qū)域自動氣象站無論在采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，還是數(shù)據(jù)傳輸?shù)募皶r性方向都是比較好的，但還是難以避免一些特殊災(zāi)害性天氣和設(shè)備本身故障造成數(shù)據(jù)傳輸中斷，特別是在汛期之中降水的觀測資料對區(qū)域性的天氣預(yù)報和氣象服務(wù)都十分重要，因此，學(xué)會采用人工方式從自動站采集中讀取觀測資料非常必要。用戶只有在實踐中不斷探索和積累經(jīng)驗，熟練掌握人工采集自動站觀測資料的方法，才能更好地保障兩要素區(qū)域自動氣象站觀測資料的準(zhǔn)確性和連續(xù)性，真正地做好區(qū)域自動站的維護(hù)工作，發(fā)揮好區(qū)域自動氣象站在氣象預(yù)報、服務(wù)中的優(yōu)勢。

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1003-6598(2011)03-0052-03

2010-07-12

陳焰犢(1985-)，男，助工，主要從事設(shè)備管理和業(yè)務(wù)管理工作。