广东省2010—2014年区域自动气象站采集器的故障统计和分析

陈刚，陈冰怀

（广东省气象探测数据中心，广东广州 510080）

广东省2010—2014年区域自动气象站采集器的故障统计和分析

陈刚，陈冰怀

（广东省气象探测数据中心，广东广州 510080）

通过将2010—2014年期间，广东省区域自动气象站采集器故障维修记录进行整理，按地区、年、月、采集器、采集器内部器件等要素，分别进行故障数量、故障率、故障比例的归纳统计，分析故障次数多、故障频率高等现象的原因，指出故障率最高和最低的全省前2名，提出存在的保障问题。

大气探测与仪器；区域自动气象站采集器；故障统计；故障分析；广东省

区域自动气象站作为地面观测站网的重要组成部分，在气象防灾减灾和气象预报服务等方面发挥着支柱性的作用。自动气象站的探测能力和运行状况，已成为影响我国气象基本业务能力和气象服务水平的重要因素，及时了解、掌握本地区、本部门的自动气象站故障情况，制定合理的管理措施，及时维护检修，成为地面观测网保障的一项重要工作。在气象探测保障行业中，部分省份已开展了关于自动气象站运行效能的统计，并基于ASOM监控平台等数据指标进行可靠性评估［1］。广东省各个地市目前安装使用的区域自动气象站采集器均由广东省气象局自主研发，平均使用时间达15年之久，且从未做过采集器内部集成电路故障的统计和分析，为此本研究将自2010—2014年以来广东省各地市区域自动气象站采集器的故障维修记录为基础数据，进行区域自动站采集器故障统计和分析，以期为全省各地市县的装备保障工作，以及采集器内部电路设计的合理性提供参考。

1 数据来源和处理

广东省区域自动气象站采集器绝大部分是WP3103室内、室外型机，截至2015年1月，注册在线工作的区域自动站大约有2 500个站点，加上各个地市县备份机，总拥有量在3 000台左右，庞大的站点数量，给装备保障、设备维修都带来不小压力。自2010年起，装备保障部门建立了区域自动站采集器维修记录库，目前已拥有整整5年的“每月、每件”维修登记记录，为项目的实施提供了数据基础和前期准备条件。

基于目前拥有的所有区域自动气象站采集器维修记录，在不改变资料性质的前提下，对字迹不清、表达不流畅的资料进行补充、修整。数据的录入和统计，按地区、年、月采集器、采集器内部更换配件等，分别进行故障数量、故障率、故障比例的归纳整理，经过时间的积累和工作过程的记录，形成了2010—2014年完整的区域自动气象站采集器故障数据库。

2 采集器故障情况分析

根据数据库统计的故障数据分析，2010—2014年全省区域自动站采集器维修总数为1 535台，因每年各地市区域自动气象站（包括考核、非考核）数量均有变化，为使统计数据准确可靠，分别计算每年各地市故障维修率［2-4］，并取其5年平均数和2014年各地市故障维修率来进行分析（2010—2014年各市区域站采集器故障维修率：广州17.03%、汕头11.17%、潮州7.86%、韶关 23.96%、河源8.74%、佛山19.28%、肇庆8.85%、惠州 11.08%、珠海11.86%、湛江 17.83%、云浮13.89%、江门9.78%、汕尾 30.51%、中山 20.68%、东莞13.27%、茂名15.61%、阳江5.36%、清远11.91%、揭阳7.64%、梅州5.08%、深圳13.80%）。分析可知，汕尾地区故障维修率最高，韶关、中山地区次之，梅州、阳江地区故障维修率最低。韶关等山区雷电相对较强，探测设备成为易受损的目标，而汕尾位于沿海地带，设备故障率因潮湿空气、台风等自然因素的影响成为全省最高。梅州、阳江等地区故障维修率较低，其主要原因与站点的基础和防雷设施建设质量高有关。

从2014年各市区域站采集器故障维修率情况［3］（2014年各市区域站采集器故障维修率：广州 25.41%、汕头26.00%、潮州6.98%、韶关32.93%、河源 10.24%、佛山27.52%、肇庆12.50%、惠州18.70%、珠海9.52%、湛江22.11%、云浮 15.73%、江门 7.64%、汕尾52.73%、中山 30.30%、东莞 9.52%、茂名14.73%、阳江10.96%、清远19.76%、揭阳13.11%、梅州3.13%、深圳0.00%）来看，2014年，汕尾依然是全省最高，梅州依然为最低。而深圳市故障维修率为零，是因为其购买了足够的备件，该市能够自主进行维修。大多数地市故障率与5年来比较都有所增加，但也有个别地市故障率在下降，如东莞市，分析认为这些地市有些站点因自筹资金改变了供电方式，采用太阳能供电，避免了因传统的电源供电而受到的雷击。

图1 全省各市各年区域自动站采集器维修数量

从图1全省各市5年来区域自动站采集器维修数量统计来看，2010—2014年间，各地市区域自动站采集器故障维修量呈上升趋势。造成此现象的原因，一方面是站点数量逐年增加，另一方面是很多地市都将区域自动气象站的故障维护进行了外包服务。因外包公司对区域自动气象站的构成原理、链接线路、运行机制不了解，故障发生后，并无进行故障排除、确认故障部位，将能排解的问题在现场解决，而是整机送修，最终因“无论故障大小，均送修”，结果就出现故障维修数量上升的情况，装备保障部门虽然对无故障的采集器不进行登记，但无形增加了有关各个方面的工作量。

区域自动气象站数量之庞大、分布之广泛，使保障工作不易进行［5］，对此，需进行高频率、长时间的维护维修培训，实行先培训后上岗的模式，以保证不因保障人员的调动、保障人员对维护维修技术不熟悉等原因影响装备保障效率，及时填补外包服务管理的空白。

2010—2014年各月累计采集器维修次数统计分析（图2）表明，每年的汛期期间，是设备故障维修频次最高的时期，台风、雷电、强降水等，是导致设备故障维修率高的原因。相对于汛期，1月份的故障维修率是非汛期中最高月份，这时期天气稳定，维修率本不应最高的，分析认为，由于每年春节前，气象部门都要进行业务大检查，检查的结果可以发现许多故障问题［6］，这种现象，一方面说明有些站点可能长期带病工作而没有被及时发现，另一方面说明各个地市装备保障的管理存在一定的缺陷，从而造成全省区域自动气象站在非汛期出现维修小高峰。

3 器件故障情况分析

2010—2014年全省区域自动站采集器内部各器件维修总数量为6 327次，在故障IC损坏情况中，74HC00和74HC04损坏最多。分析认为，这2个集成片是与非门数字结构，耐受冲击电流较小，不易直接与传感器相连，造成损坏最多，与其相连的译码、锁相、CPU相应也损坏的较多，而普遍认为较多损坏的接口芯片，如HEF40106、TLC2543和MAX233损坏的不多，因此看来设计电路的合理性很重要。

P414

A

10.3969/j.issn.1007-6190.2016.05.017

2016-01-15

陈刚（1963年生），男，高级工程师，主要从事探测设备保障工作。E-mail：cgcg.com@sohu.com

陈刚，陈冰怀.广东省2010—2014年区域自动气象站采集器的故障统计和分析［J］.广东气象，2016，38（5）：67-68.