都兰县气象站自动放球系统业务运行常见故障分析

张淑婷

（青海省都兰县气象局，青海 格尔木816009）

随着气象业务现代化的快速发展，新型观测仪器设备不断投入应用于气象测报业务中，气象测报业务逐渐实现了自动化、智能化发展。自动放球系统是高空气象观测系统的关键辅助设备，与L 波段雷达配合来完成高空气象探测业务自动放球。自动放球系统实现了高空气象探测业务中人工放球向自动放球的转变，减轻了工作人员工作量，提高了工作效率，在一定程度上克服了基层台站在大风等恶劣天气条件下放球难等弊端。但放球过程中因操作流程、系统运行稳定性等因素影响，运行期间可能会出现故障问题，影响高空气象探测质量。对自动放球系统构成及系统功能进行介绍，分析总结都兰县气象站日常业务运行中出现的问题，针对故障问题探讨解决处理方法，以确保自动放球系统正常运行，降低错情率，提升高空气象探测的业务质量。

1 自动放球系统构成

自动放球系统包括自动放球方舱、探空工作室和氢气源三部分。其中自动放球方舱由气体控制室、电气控制室和气球施放室组成，各室之间采用物理性隔断，上方有地面自动测风仪；气体室内装设有气源输送和控制机构，电气控制室装设有供电控制装置、信号传输监控系统、机械及电气驱动控制模块以及UPS 电源、空调、防爆灯等设备；放球室内主要装设有自动充气机施放装置、防爆灯、氢气浓度检测仪、摄像机，室内顶部安装有随动挡风顶盖。探空工作室是高空气象观测业务工作室，室内有控制自动放球系统的计算机，该计算机利用信号传输监控系统与自动放球方舱相连。氢气源设备主要包括氢气瓶或水电解制氢设备，这些设备通过管道连接到方舱内气体控制装置。

2 自动放球系统功能

2.1 氢气源制出的氢气，在自动放球方舱充气装置控制下，完成对其氢气的输送。

2.2 自动放球方舱可通过气体控制室、电气控制室和气球施放室的电气及机械动作来完成携带着探空仪的气象探空气球自动施放。由电气控制室为系统提供电力供应，完成信号传输以及机械和电气开关的控制，气体控制室对输入的氢气进行汇流，并检测气体是否有泄漏等，按照设定的量对气球进行充气，如果室内氢气浓度超出了安全系数，监控中心就会发出声光报警并自动的切断氢气阀门。气球完成氢气充灌后，按照地面新型自动站监测到的风向风速，有选择的打开顶部随动挡风顶盖方位，气球和其携带的探空仪就会被自动施放出去。

2.3 探空工作室内的控制计算机可远程控制自动放球方舱，并对各装置进行电源供给，开展系统运行管理，当风速超限或氢气量不足时都会发生联动，同时可以在线诊断设备、网络及软件运行情况，一旦发现出现故障就会进行告警。可对系统操作提供中文在线帮助，有一定的容错性，能及时阻止由于误操作等致使系统出错和崩溃，而且，还能对探测到的数据作备份、恢复等，会自动生成系统运行日志，相关人员可以查询日志或打印输出报表。

3 自动放球系统业务运行常见故障及解决对策

当前，自动放球系统作为高空探测业务的主要放球手段，在业务运行过程中难免会出现一些故障和问题，影响到高空探测质量。

3.1 放球前出现故障。在正点放球前，自动放球系统土壤发生故障，而且及时排查后不能很快解决，此时应由副班立即在充球室内进行手动充灌气球，确保赶在正点时准时进行施放。开始充气或是放球准备阶段发生意外事件时，应立即点击主界面上“紧急停止”键，使系统停止工作，排除问题后再恢复正常工作，如开始充气过程中遇到氢气泄漏导致浓度超过阈值，设备终端发出“氢气泄漏”语音报警，就要停止系统运行，进行现场故障排查，确保无误后再恢复运行。正点放球的时间已到，但是此时L 波段工作主机或自动放球软件却出现异常，导致不能正常放球，副班要尽快到放球方舱，在自动放球软件上进行手工施放，或是手动下拉“施放推杆”后使气球离开“施放机构”，完成施放。发现气球不能正常施放时，首先要检查气球扣扎机构与虾米那的挂钩右侧钢丝绳是否拉紧，如果施放时地面测风仪显示当时风速在20m/s 以上，需要等风速减小后再放，或者是进行手动放球。遇到计算机局域网故障时，可在主计算机上打开“L 波段软件”，然后找到“地面参数”选中“探空记录表属性”，选取其中的“处理方法”一项，取消对话框中“使用自动放球系统”、“自动判别放球时间”的对勾，再点击“自动放球系统”施放气球。

3.2 放球后出现故障。自动放球后，如果观测到的可用数据没有达到标准要求，那么就需要进行重放球。重放球时，由主班先对“放球软件”进行关闭，然后再将雷达主控箱发射高压开关、驱动箱开关、主控箱总开关一一关闭，这些都完成后，再按照正常的开机顺序重新启动雷达，然后开启“放球软件”，正常进行第二次放球工作。必须保证第一次放球程序全部关闭后再重启，然后再开启第二次正常运行的程序，这样下一次的工作才能正常进行。在进行重放球时，为了节省时间尽快完成放球，可以将气球充气操作和探空仪基测操作可以同步在同一时间内完成。自动放球投入应用时间较短，因此可能会出现操作不规范或者其它意外而导致放球时间出现错误时，可点击“放球时间订正”，选择早按或迟按时间（以秒为单位）进行更改，但是需要特别注意的是，订正放球时间的操作只能进行一次，所以在订正时应确定无误后才进行操作。自动放球系统运行过程中，遇到一些不可预测的突发紧急状况时，切不能慌乱，要保持冷静，所有人员都要听从主班的调度指挥，大家一起团结协作，保证高空气象探测工作的顺利进行。

4 结论

自动放球系统投入应用于高空气象探测业务中，实现了高空气象观测从人工放球转为自动放球的跨越式发展，大大减轻了气象台站观测人员的工作量，同时克服了基层台站恶劣天气情况下面临的放球难问题，提升了高空气象探测数据的准确性、连续性，促进了高空探测业务自动化和现代化发展，为气象部门开展天气预报及灾害性天气预警等提供了更多精准的气象数据保障。由于自动放球系统应用时间较短，台站工作人员在操作过程中可能会出现误操作等现象，导致运行过程中难免会出现一些不可预见的故障和问题，所以要加强日常对自动放球系统的学习，熟练掌握自动放球系统操作流程以及故障问题应急处理技巧，严格遵守业务工作流程，熟练运用自动放球系统施放探空气球，保障自动放球系统能够稳定运行，降低高空探测业务错请率，进一步提升高空气象探测自动放球系统业务质量。当前，尽管采取了自动放球系统，但仍不能完全摒弃人工施放气球，要将人工充灌施放气球作为必要的应急手段，在自动放球系统出现故障问题且不能及时有效解决时果断采用，期间值班人员要做到分工明确，落实责任到个人，齐心协力力争在有效时间内保证气球在正点施放，顺利完成高空气象探测工作。