新型自动气象站故障处理及日常维护管理

宋树生 胡颖飞 崔日权

摘要 以吉林省延吉市使用的中环天仪生产的DZZ6新型自动气象站为研究对象，在深入研究设备特点和结构基础上，结合工作经验，分析该自动站在气象观测活动中易出现的故障，并逐条给出处理对策，总结一系列管护建议，以供参考。

关键词 新型自动站;故障原因;处理对策;管护建议

中图分类号：P415.12 文献标识码：A 文章编号：2095–3305（2020）07–0–02

DOI：10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.07.014

Troubleshooting and Daily Maintenance Management of New Automatic Weather Station

SONG Shu-sheng et al （Yanji Meteorological Bureau， Yanji， Jilin 133000）

Abstract This paper takes the dzz6 new automatic weather station produced by Zhonghuan Tianyi Institute in Yanji city of Jilin Province as the research object. On the basis of in-depth study on the characteristics and structure of the equipment， combined with the author's work experience， the paper analyzes the fault prone to occur in the meteorological observation activities of the automatic station， and gives the treatment countermeasures one by one. Finally， a series of management and protection suggestions are summarized for reference.

Key words New type automatic station; Fault reason; Treatment countermeasure; Management and protection suggestion

农业发展离不开高质量的气象服务，高质量的气象服务则基于准确的气象测报。随着地面气象观测全面自动化发展，新型自动气象站在观测业务中的应用越来越广泛。DZZ6型气象自动站作用是可快速准确获得实时气象要素数据并加以处理进行监测，工作流程严密且合理，实现了自动化观测、分析、传输，智慧化水平强，大幅度节省了人工观测成本，同时降低因人为原因导致观测结果偏差，对提高观测效率和准确率大有裨益。为了确保气象自动站平稳运行，观测人员除了熟知基本观测知识外，还应在工作过程中对气象站出现的故障进行总结归纳，并明确解决办法，进行详细记录，形成经验性成果，进而不断提升自身业务能力，为气象设备管护作出自己的贡献。

1 DZZ6新型自动气象站概述

1.1 DZZ6新型自動气象站设备构成

DZZ6型自动气象站由硬件和软件两大系统构成。硬件包括采集系统、外部总线、气象要素测量传感器、外围设备;采集系统又包括主采集器、地温测量分采集器和辐射测量分采集器。软件包括嵌入式软件、业务软件两部分。其中最重要的是主采集器，有两大功能：一是完成对气象要素传感器和各个分采集器的采样，并对采样数据进行控制、运算、处理、质量控制、记录储存，实现终端微机和远程数据中心的通信与传输;二是担当管理者角色，对其他分采集器进行管理、包括网络管理、时钟管理、运行管理、配置管理等，以协同完成自动气象站的功能。各分采集器负责传感器的数据采集，对挂接的传感器按预定采样频率进行扫描，通过运算、转换得出气象要素值，在接收到主采集器发出的同步信号后，将获得的采样气象要素值通过总线发送给主采集器。

1.2 DZZ6型自动气象站设备特性

DZZ6型自动气象站采集器和其他通信端的传输工作是通过CAN总线方式实现双工通信，总线协议为ISO-11898，物理介质分为双绞线和光纤等，其稳定性、灵活性、时效性较之前通信总线技术大为提升。主采集器配置RS485接口，以太网接口（RJ45），RS232接口，支持本地通信同时可挂接GPS授时模块与通信模块，进行现场测试或软件升级。GPS授时保证时钟观测精确性，由RS232到RS485转化输出方式可提高信号强度。采集器具备通过外扩存储器（CF卡）的方式扩大本地数据存储能力，可将采集数据以应用产品文件方式进行储存。

2 DZZ6型自动气象站故障问题分析

2.1 风速风向数据异常

风向传感器的指北针方向要定期进行校正，一旦指针偏离正北则会导致风向数据错误，出现非正常数值。传感器轴承因长时间转动而磨损，导致运转阻力增加，敏感度下降。当灵敏度阈偏大，传输数据比实际风速小的情况要及时处理。先检查风杯器件，衔接处是否有松动情况，进行加固或更新器件。冬季时雨雪天气导致传感器被冻，风速的微小变化不能被传感器感知，风速风向数据会不准确，此时清理积雪冻晶即可。夏天则谨防雷电击穿传感器，同时做好传感器和采集器的线缆保护，以免接触不良。出现风速风向无法显示数据时，可先输入命令符查看采集器中有无数据，不存在的话则检查传感器电源情况。对传感器自身故障的检查可以先用正常传感器更换，检查数据是否正常，如正常则表明是传感器自身故障，若不正常则考虑是其他采集通道问题。风速传感器故障可用万用表监测输出端和地面之间的电压，正常状态下为工作电压的一半，若不符合此标准则对传感器进行维修或更换[1]。

2.2 温湿度和降水量数据异常

运行中可能会出现小时降水量空白而分钟降水量正常显示的情况。此时，观测人员应启动备份数据对自动站数据进行更换，若备份空白则以人工测量实际降水的方式对小时降水量进行补正，保证质量控制，避免小时降水量额分钟降水量最终核算数据不符，影响气象观测质量。

温湿度传感器会出现指示灯异常情况，原因可能是电压异常、线路接触不良、终端电阻过大。先有万能表监测总线端口电压值，若电压低于+12 VDC，则电压不足需要更换电源。指示灯不断闪跳则检查通讯电缆是否断联或检查终端电阻连接情况，去除不必要的电阻，再观看指示灯有无恢复，若3 min后仍跳闪则重启温湿度变送器。出现无数据显示情况，则先检查原始数据是否存在，再对传感器自身进行检查。利用信号模拟方法检查湿度传感器输出值，若输出电压为0～1 V则说明是防雷板或其他原因造成，若输出电压值不在标准范围内则说明是传感器自身故障，予以更换或维修[2]。

2.3 通信系统故障

自动站的通信设备多为弱电系统，抗雷击、电磁辐射、电压不稳能力差。出现通信不畅情形时，及时检查电缆外包和电压情况。若是交换机故障则需重连计算机和路由器内网端口。当光纤收发器故障则需联系专业通信维护公司进行处理。计算机设备出现问题时会给数据接收、处理、存储带来巨大影响，多是由系统遭受黑客入侵或病毒感染所致，定期对电脑进行杀毒处理，升级安全防护软件对确保安全性和保密性十分重要。当然也存在人工操作不当导致的程序故障，这属于工作人员不熟悉信息技术知识所致，需要切实加强自身学习能力。通信网络故障出现时先检查电脑通信模块，进而查看业务软件串口通信参数设置是否正确，当遇到暴雪、大雨、大风等天气导致电缆断联则立马启动备用网络，再联系通信公司抢修。

2.4 采集系统多发故障分析

2.4.1 采集器故障及处理 气象自动站在不间断运行中会出现监控信息显示“观测失败次数”持续增多的情况。出现此故障后，对计算机进行重启操作，然后打开监控软件会显示自动站无法启动，这种情况下就无法获得有效的天气观测数据。若故障前并未有恶劣天气发生，电源供电正常，没有可以对计算机正常运行造成威胁的因素存在，那么立即着手检查;若经诊断发现是采集器死机造成数据紊乱，那么在确保数据备份正常后重启采集器，直到采集器指示灯闪烁间隔正常，交流输入灯和直流输出无异常，观察此时监控软件可正常获取数据，自动站可恢复运行。若气象自动站在软件安装或系统升级后出现采集器数据无法正常卸载至计算机的情况，此时观测人员要检查软件安装路径和文件命名是否合规，是否在“系统参数中”点击了“数据采集”项，然后打开采集器通信软件，在终端执行相关命令符，查看数据是否恢复正常，若恢复则以人工方式对正点观测数据执行删除，若不能恢复则重启在机器[3]。

2.4.2 通道防雷板故障 在雷暴天气发生后出现部分气象要素数据异常的情况，则考虑雷击对采集器通信板的毁损。人工排查故障原因需通过万用表电阻档对通道衔接状态进行检查，若出现上下通道或与其他通道衔接受阻的情形，则大概率是防雷板已被毁损，对防雷板进行维修或替换即可。

3 DZZ6型自动气象站观测仪器设备日常管理维护

3.1 加强环境管理

自动气象站有较多电子仪器设备，易受环境因素影响。为避免此类情况发生，可在观测场所多留空地，定期检查外部电缆破损情况和接头牢固程度，做好防雷措施，在金属仪器内设接地线，气象站周边布设避雷针，在供电体系和通信网络之间设置防雷装置。对采集器通信渠道采取定期和不定期检查相结合的方式，做好传感器和采集器接头固定工作。在每年雨季或冬天暴雪来临之前，对自动站所有设备和环境要素进行检查，避免因雷击、暴雨冲刷、暴雪积压致使仪器受损。电力系统的维护重点在于电缆线路的防老化和防鼠咬，一旦出现破损程度大的情况则及时更换电缆。

3.2 做好软硬件管护工作

采集器精密性强，因此要做好设备防尘工作，保持无杂物冗余附着其上，时刻注意采集器和计算机的连接情况，一旦出现数据异常或断联，立马启动维护程序，加强对计算机的管护，为避免外来病毒感染，严禁工作中以非业务用U盘和计算机连接。不能在计算机上安装和测报业务无关的软件，定期进行杀毒操作，为观测业务提供一个安全保密的工作环境。为避免计算机因负载过大而操作缓慢，需定期清除无用文件，保持充足的操作空间，下载后的压缩文件解压安装后清除下载包，传输大文件前先压缩，避免造成网络堵塞，影响报文上传效率，无用的插件和软件要及时清除。

3.3提高观测员观测业务水平

在日常工作中，观测人员要不断提高自身对设备操作使用的水平，规范业务操作制度，工作中认真细致，做好交接班，及时发现问题并进行判断处理，做好工作经验总结的记录;工作之余要加强业务知识和技能的培训学习，不断提高业务能力，这样才能在出现故障问题时从容应对、应急处理，提升台站气象观测业务质量。

4 结语

新型自动气象站实现自动测报同时离不开人工维护和管理。为了保证自动站使用效率的不断提升，减轻观测人员工作压力，保持高质量气象服务水平，观测人员应将重心放在细心的日常管护工作中，通过巡检及时发现可疑故障，启动排查处理程序，灵活变通已有维修经验应对复杂故障问题，在自我能力不足情况下，及时联系专业维修人员进行修复，这样才能确保各类仪器平稳运行，精准预报。

参考文献

[1] 韋仲磊，陆凌华，黄辉.自动气象站的常见故障分析及维修维护[J].农业技术与装备，2020（3）：126–127.

[2] 王飞.新型区域自动气象站的故障判断及处理[J].河南科技，2020（10）：145-147.

[3] 拓砚军.新型自动气象站维护管理及故障分析[J].农家科技（下旬刊），2019（4）：139.

责任编辑：黄艳飞