劉非

摘要：伴隨我國科技水平的不斷進(jìn)步，我國的氣象觀測工作中自動氣象站的應(yīng)用也越來越廣泛。自動氣象站的建立和運(yùn)行需要應(yīng)用到較多的高新技術(shù)設(shè)備，以便數(shù)據(jù)的精確采集和傳輸，從而使氣象觀測任務(wù)可以順利完成。為了保證自動氣象站的各類設(shè)備可以穩(wěn)定運(yùn)行，氣象站工作人員就需要加強(qiáng)對設(shè)備的維護(hù)以及通訊網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)工作。鑒于此，文章對自動氣象設(shè)備維護(hù)及通訊網(wǎng)絡(luò)的保障工作要點(diǎn)進(jìn)行了研究，以供參考。

關(guān)鍵詞：自動氣象站;設(shè)備維護(hù);通訊網(wǎng)絡(luò)保障

中圖分類號：P40 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）04-0013-02

1 自動氣象站運(yùn)行概述

天氣情況對于人們的生產(chǎn)生活有著直接的影響，現(xiàn)代人們的日常生活中對于天氣情況的了解是非常必要的。自動氣象站在氣象服務(wù)中發(fā)揮了重要作用，其可以實(shí)現(xiàn)對氣象的自動觀測并對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動存儲。自動氣象站可以不間斷的觀測氣象且無需人工操作，伴隨環(huán)境的變化，自動氣象站中的傳感器可以通過感應(yīng)元件將所觀測到的氣象參數(shù)進(jìn)行電信號轉(zhuǎn)換并對其進(jìn)行處理，在得出具體的氣象要素?cái)?shù)值后，通過自動氣象站中的通訊系統(tǒng)回傳相關(guān)數(shù)據(jù)。高精度自動氣象站可以對環(huán)境的溫濕度、風(fēng)速、降雨量、太陽輻射總量、氣壓、日照時長、環(huán)境氣體等氣象要素進(jìn)行持續(xù)觀測。然后通過GPS定位系統(tǒng)、GPRS，GSM通信和Modem等設(shè)備連接，可以將觀測數(shù)據(jù)第一時間回傳至數(shù)據(jù)中心。但是，由于自動氣象站的作業(yè)地點(diǎn)通常在野外，且環(huán)境較為復(fù)雜，所以自動氣象站內(nèi)的設(shè)備嘗嘗受到外界影響導(dǎo)致故障或損壞，這不但會造成一定的經(jīng)濟(jì)損失，還會嚴(yán)重影響氣象站的正常運(yùn)行。所以，為了保證自動氣象站正常工作，設(shè)備維保人員應(yīng)不斷加強(qiáng)對站內(nèi)各類設(shè)備的檢修與維護(hù)，并強(qiáng)化對通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的保護(hù)，從而保證自動氣象站觀測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

2 自動氣象設(shè)備與通訊網(wǎng)絡(luò)的重要性

自動氣象站內(nèi)的各類設(shè)備和通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是自動氣象站正常運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)。當(dāng)前我國的自動其場站應(yīng)用較為廣泛的就是大規(guī)模集成電路，可以實(shí)現(xiàn)自動化持續(xù)觀測。當(dāng)前我國普遍應(yīng)用的新型自動氣象站不但觀測數(shù)據(jù)精確，且性能十分穩(wěn)定，這也使得對氣象站的維護(hù)工作變得更加便捷，在降低工作量的同時也節(jié)約了維護(hù)工作成本。但是，由于氣象站對于氣象數(shù)據(jù)的采集及傳輸工作十分重要，所以，對于相關(guān)設(shè)備及通訊網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)工作也不能被忽視，稍有疏忽，就有可能造成數(shù)據(jù)的錯誤或丟失。因此，為了使自動氣象站保持正常運(yùn)轉(zhuǎn)，相關(guān)工作人員應(yīng)建立健全的設(shè)備及通訊網(wǎng)絡(luò)維護(hù)體系，針對設(shè)備特點(diǎn)，制定出據(jù)有針對性的維護(hù)管理措施，以保證數(shù)據(jù)觀測及回傳的準(zhǔn)確性。

3 氣象站設(shè)備異?，F(xiàn)象分析

自動氣象站中的設(shè)備在運(yùn)行過程中容易受到多方面因素的影響，導(dǎo)致自身出現(xiàn)一定的故障問題。文章對常見的幾種故障進(jìn)行了總結(jié)：第一，面板顯示故障，部分帶有顯示面板的設(shè)備，由于出現(xiàn)故障或是受到外界信號干擾導(dǎo)致數(shù)據(jù)顯示不正常或是信號燈出現(xiàn)異常，此為故障均歸為顯示問題;第二，機(jī)械故障，即部分設(shè)備脫離檢測位置，或是傳感器的某些運(yùn)動部件出現(xiàn)無法正常擺動的情況;第三，連接問題，此為問題較為常見，即設(shè)備在線路的鏈接方面出現(xiàn)松動或斷開的現(xiàn)象，導(dǎo)致設(shè)備停止運(yùn)行。

4 自動氣象站設(shè)備的維護(hù)措施研究

4.1 采集器維護(hù)

在自動氣象站中最為核心的設(shè)備就是采集器，如果采集器出現(xiàn)故障，則會導(dǎo)致自動氣象站無法進(jìn)行工作。當(dāng)前，dzz6型采集器在我國的氣象站應(yīng)用較為廣泛，由于部分氣象站對于設(shè)備的管理和維護(hù)工作不到位，導(dǎo)致采集器比較容易出現(xiàn)功能性障礙，由此可見，對設(shè)備的日常維護(hù)工作是十分必要的。設(shè)備維護(hù)人員應(yīng)注重對采集器的日常清理，在安裝固定工作完成后，不能對其進(jìn)行隨意移動。為了保證計(jì)算機(jī)和采集器的時間同步，工作人員每周要對其進(jìn)行重啟操作，以保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。此外，還要注重對采集器指示燈閃爍情況的觀察，看其是否處于閃爍狀態(tài)以及頻率是否處于正常范圍。在經(jīng)歷極端天氣時，要對采集器的狀態(tài)進(jìn)行及時觀察，如果出現(xiàn)異常情況應(yīng)進(jìn)行及時解決。對于狀態(tài)燈不亮的問題，工作人員要對供電系統(tǒng)進(jìn)行查驗(yàn)，如果未檢測到12V直流電流的輸出，就需要對交流電源和開關(guān)進(jìn)行關(guān)閉;如果指示燈有電流輸出的顯示，而采集器沒電，則可以判定為故障出現(xiàn)在輸出線的輸出保險上。當(dāng)出現(xiàn)數(shù)據(jù)異常問題時，有可能的氣象站與采集器連接方面的問題，針對這種情況，工作人員可以對采集器進(jìn)行復(fù)位處理，如果問題沒有得到解決，則可以嘗試對采集器內(nèi)存進(jìn)行清空，若上述方法扔無法解決，就需要及時對采集器進(jìn)行保修或更換。

4.2 溫濕傳感器維護(hù)

通常情況下，溫濕傳感器的故障率較低，如不出現(xiàn)人為破壞問題，其可以持續(xù)對周圍的溫度和濕度進(jìn)行監(jiān)測。當(dāng)前我國自動氣象站對鉑電阻溫濕傳感器的應(yīng)用較為普遍，該傳感器是由防塵濾膜外層架或是金屬保護(hù)套構(gòu)成。設(shè)備維護(hù)人員需要定期清理傳感器內(nèi)部，并對濾膜受損程度進(jìn)行定期檢查。在清理過程中，禁止用手直接與濕敏電阻接觸，以防傳感器的靈敏度受到影響。同時，要對線路的鏈接情況進(jìn)行檢查，防止因線路松動對數(shù)據(jù)傳輸造成影響。如果周圍環(huán)境的溫度或濕度超出測量極限值，會引起傳感器的數(shù)據(jù)異常，應(yīng)進(jìn)行及時檢修;對于偶發(fā)數(shù)據(jù)異常，工作人員可對傳感器的接地裝置進(jìn)行檢查;如果出現(xiàn)了數(shù)據(jù)丟失問題，工作人員應(yīng)對丟失的數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)充，并對傳感器進(jìn)行維修或更換。

4.3 淺層地溫傳感器維護(hù)

淺層地溫傳感器的運(yùn)行比較容易受到天氣因素的影響，在經(jīng)歷梅雨季節(jié)或是潮濕天氣時，十分容易造成傳感器的故障問題。持續(xù)的降雨容易使雨水灌入傳感器中造成傳感器部件銹蝕或是內(nèi)部線路被破壞，這對于傳感器的正常運(yùn)行影響較大。在維護(hù)工作中，工作人員應(yīng)在降雨后檢查傳感器的接線管處是否正常;要對箱體上的積水和雜物等進(jìn)行及時清理，對箱體的密封狀態(tài)進(jìn)行檢查，同時還要防止維護(hù)工作中外力對箱體造成的破壞;要保持地溫傳感器的支架與地面平行，保持線路的整齊，并對其埋設(shè)情況進(jìn)行檢查。

4.4 能見度傳感器維護(hù)

對于能見度傳感器的維護(hù)工作需要注意一下幾方面：首先應(yīng)及時對鏡頭上及采樣區(qū)的灰塵、降水水漬或其他異物進(jìn)行清理，在清理過程禁止用手電等進(jìn)行直接照射且不能直視;其次，要對其供電設(shè)施進(jìn)行檢查，定期對電池進(jìn)行充放電處理，以保證電池的使用壽命，保證其持續(xù)穩(wěn)定的供電性能;第三，要及時校準(zhǔn)能見度傳感器，以提升光學(xué)參數(shù)的準(zhǔn)確性。在能見度準(zhǔn)確性方面，在傳感器的應(yīng)用過程中會出現(xiàn)能見度缺測或是數(shù)值異常現(xiàn)象。針對能見度缺測，工作人員應(yīng)對其接觸情況、電池狀態(tài)或是傳感器端口進(jìn)行檢查，對于出現(xiàn)問題的地方及時處理或更換。能見度數(shù)值異常，應(yīng)檢查傳感器是否被異物遮擋或是傳感器附近是否有較強(qiáng)光源，應(yīng)及時對其進(jìn)行處理，以保證能見度傳感器的正常運(yùn)行。

4.5 電路電纜維護(hù)

電路電纜是氣象站各類設(shè)備正常運(yùn)行的基礎(chǔ)，其中，傳輸電纜的作用更加重要，應(yīng)在維護(hù)工作中引起足夠重視。傳輸電纜應(yīng)與電線電路保持一定間距，避免電流對數(shù)據(jù)的傳輸造成影響。工作人員要對線路接口進(jìn)行及時檢查，避免連接短路問題的出現(xiàn)。在自動氣象站中所應(yīng)用的電纜較細(xì)，所以其容易受到外力影響導(dǎo)致?lián)p壞，由于自動氣象站大多分布在野外地區(qū)，所以電纜也容易被昆蟲或其他動物的咬斷。如果氣象站的數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常變化，工作人員應(yīng)及時對線路和電纜進(jìn)行檢查，如果發(fā)現(xiàn)線路破損應(yīng)及時修補(bǔ)或更換，并進(jìn)行試驗(yàn)直到傳感器數(shù)據(jù)傳輸正常。

4.6 自動氣象站防范雷擊的應(yīng)對措施

4.6.1 接地系統(tǒng)

接地系統(tǒng)對于氣象站防雷具有重要作用，雷擊產(chǎn)生的電流可以通過接地系統(tǒng)導(dǎo)入大地，使氣象站免收雷擊侵害。當(dāng)前的自動氣象站多采用的是聯(lián)合共用接地方式，即把觀測場防雷地、及電子設(shè)備保護(hù)地和工作地連接到一起，共用為一個接地系統(tǒng)。這種接地方式優(yōu)勢較為明前，其可以使地網(wǎng)間的電位差減小，從而使設(shè)備避免因高地位反擊受到損壞。需要注意的是基地網(wǎng)電阻應(yīng)控制在4Ω內(nèi)。在觀測場中的數(shù)據(jù)采集箱、風(fēng)桿或金屬圍欄等都需要與地網(wǎng)進(jìn)行連接，以此實(shí)現(xiàn)雷擊電流的泄放，從而使接地系統(tǒng)的導(dǎo)電性和熱穩(wěn)定性得到提升。

4.6.2 直擊雷防護(hù)

自動氣象站中的高聳設(shè)備容易受到直擊雷的危害，例如固定風(fēng)向風(fēng)速傳感器的風(fēng)桿通常在10m左右，容易使傳感器成為直擊雷的目標(biāo)。對于直擊雷的防護(hù)，工作人員可以在風(fēng)桿頂部安裝避雷針，并將引下線與避雷針相固定，最后將下引線與接地相連，從而起到防雷效果。引下線的材料通常為截面積大于25mm2的鋼絞線，引下線應(yīng)自上而下與風(fēng)桿上層帶絕緣子的拉線固定，用扎線每間隔1m進(jìn)行固定，在固定環(huán)節(jié)，必須將引線拉直，使其接地途徑最短。在接近地面的位置，引下線容易受到外力因素出現(xiàn)損壞，安裝時可應(yīng)用套管進(jìn)行保護(hù)，當(dāng)引下線截面出現(xiàn)30%以上的銹蝕現(xiàn)象時，就需對其進(jìn)行更換。

5 通訊網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)措施研究

自動氣象站所采集的氣象數(shù)據(jù)，都需要通過通訊錄網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行回傳，所以通訊網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)也是保證氣象站工作質(zhì)量的關(guān)鍵，如果出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)癱瘓問題，則會導(dǎo)致氣象數(shù)據(jù)無法傳輸。所以，氣象站應(yīng)建立科學(xué)完善的通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并對其進(jìn)行日常維護(hù)。因?yàn)樽詣託庀笳驹谌粘Ｗ鳂I(yè)中，可以有效對各類氣象要素進(jìn)行采集、分析和處理，且精度很高，但是如果通訊網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問題，就會使相應(yīng)的數(shù)據(jù)無法正?；貍鞯綒庀笾行?，甚至?xí)霈F(xiàn)數(shù)據(jù)丟失等嚴(yán)重問題。這就要求自動氣象站的工作人員具有一定的網(wǎng)絡(luò)安全知識，能夠?qū)νㄓ嵕W(wǎng)絡(luò)進(jìn)行故障維護(hù)及緊急搶修。

在氣象站的通訊系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)處于核心地位，氣象站工作人員應(yīng)使用正版的操作系統(tǒng)及殺毒軟件對計(jì)算機(jī)進(jìn)行維護(hù)，以防止通訊網(wǎng)絡(luò)受到病毒攻擊。此外，氣象站還可以與通信運(yùn)營商協(xié)議加密專屬網(wǎng)絡(luò)，防止網(wǎng)絡(luò)中各類外部信息的侵入。

相關(guān)維護(hù)人員要制定出周期性的通訊網(wǎng)絡(luò)維護(hù)計(jì)劃，并制定出緊急事故處理預(yù)案，在遭遇突發(fā)性故障時，可以有效對通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行修復(fù)。只有不斷完善對氣象站通訊網(wǎng)絡(luò)的管理與維護(hù)，才可以保證氣象數(shù)據(jù)順利傳輸。

6 結(jié)語

通過對全文的總結(jié)可以得知，自動氣象站設(shè)備和通訊網(wǎng)絡(luò)是保證氣象站正常運(yùn)行的關(guān)鍵，站內(nèi)設(shè)備負(fù)責(zé)對各類氣象數(shù)據(jù)的觀測和采集，然后通過通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸。由此可見，保證設(shè)備與通訊網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性就是保證自動氣象站的工作質(zhì)量。相關(guān)工作人員應(yīng)制定出具有針對性的計(jì)劃對站內(nèi)設(shè)備及通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理與維護(hù)，從而全面保障自動氣象站的氣象觀測工作，以便更好地服務(wù)于我國的氣象事業(yè)。

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