江西省自动气象站无人值守运行模式的问题分析

骆世娟，卢美玲

(江西省大气探测技术中心，南昌330096)

0 引言

气象领域中现代化探测技术的迅猛发展，大大提高了中尺度及短时效精细天气预报的时效性，从而提升了气象灾害监测的预警能力，最大限度地减少了人民生命财产的损失。目前江西省已建设2500多个无人值守区域自动气象站，全省共有93个双套运行的国家级地面气象观测站：其中27个为双套新型自动气象站，其余66个气象观测站各包含1套新型自动气象站和1套第一代自动气象站。局站分离的台站有30个。江西省气象局于2018年5月开始，在抚州市临川、东乡两站率先进行地面气象观测业务无人值守及综合业务改革试点运行工作，通过近2 a综合气象业务工作的开展，台站业务人员观测业务劳动强度得到有效减轻，业务素质得到提高，进一步夯实了预报服务等工作的基础，实现了基层台站业务的高效运行。

1 无人值守的运行模式

无人值守是一种先进的气象业务运行模式[1]，随着气象业务现代化进程的发展，软、硬件设施日趋完善，业务人员需要掌握更全面的业务技能。

1.1 无人值守运行的先决条件

各气象要素的自动化观测程度以及所观测数据资料的连续性是无人值守模式运行的基础。因此，若开展无人值守的运行模式需做到以下两点：1)自动气象站需要配备1套能完整观测各气象要素的自动观测设备；2)需要具备2套备份自动气象观测站。

1.2 开展无人值守业务的准备工作

无人值守业务开展前，全套的自动观测设备需运行正常，以保证要素观测的全面自动化[2]，无人值守业务的开展将会使台站业务人员的工作重心发生偏移，即由原数据观测转移到观测设备的维修保障。

1)配备2套具备相同功能且能互相备份的新型自动气象站，网络能自动切换，供电稳定且安全。

2)为了保证观测业务的安全性及观测数据的连续性、可靠性和可对比性，需要提前在观测场和值班室内安装监控装置，对各类气象观测设备所处的环境及日常运行情况进行监控，若有异常情况出现(通信、供电和仪器)，可以及时发出警报，通知值班观测员。同时，在计算机上安装监控平台软件，通过软件实现气象站观测数据的采集、存储及备份，通过定时、定向拍照或者实时监控等方式对设备进行远程监控。

2 无人值守存在的问题

1)气象观测设备的半自动化制约着无人值守工作的正常开展。目前，江西省共建有93个台站，均已实现多要素自动观测目标。其中降水现象目前进入平行观测第2年，日照观测项目进入平行观测第2阶段，两种观测项目均以自动观测为主。但露、霜、结冰、雨凇、雾凇、积雪、雪深、雪压、总云量、低云量、云高和电线积冰等观测项目目前仍为人工观测，台站仍要承担相应的数据采集、数据质量控制、设备的维护维修及运行等相关工作，没有实现真正的无人值守。

2)设备网络不稳定影响着无人值守[3]工作的正常运行。无人值守模式整体由江西省大气探测中心进行监控，一旦发现问题将以短信形式通知台站进行处理。若只有专用光纤没有备用网络线路，当网络不稳定或出现无法用其他途径处理的设备故障时，则无法保障无人值守站的正常运转，因此故障期间需要恢复人工值守状态[4-6]。

3)实施无人值守模式后，监控系统只能发现部分设备故障和明显的数据质量问题，有些问题仍需要人工分析和判断，因此业务人员需要掌握新的业务知识以不断适应业务要求。

4)实施无人值守模式后，业务人员将兼职气象服务、预报、综合保障等岗位，若遇仪器或设备发生故障时，则可能存在仪器维护和处理不及时的问题。

3 无人值守站的运行建议

保证网络畅通是无人值守的关键：

1)添加高清视频监控设备。目前仍存在部分凝结类天气现象(如露、霜、雨淞和雾淞等)必须使用实景监控系统辅助人工观测，倘若视频监控设备未达到高清程度，必将影响到这些观测数据的准确性。所以，在观测站值班室安装网络高清音视频监控，能全面清楚监控到值班室电脑及设备。观测场内安装2个黑光级视频监控(可360°旋转)实现对台站设备、观测场内环境及天气现象、观测场周围探测环境的远程实时在线监控，以及对台站设备故障维护维修进行语音、视频对讲指导等。且附带安装LED辅光灯作为夜间照明，并防止非业务人员等入内，做好观测站围墙、大门、值班室、机房等防盗门、防盗网的建设，并聘请保安24 h值守。

2)置换部分配件，提升网络设备性能。

①基于网络、信号转换及软、硬件等技术，改变原有数据传输模式，研发1套智能串口转换器，取代综合集成硬件控制器，使得观测站与单位值班室(异地远端)有4台计算机同时进行采集、监控和数据传输，原观测点双套计算机设备实时采集数据作为应急备份。

②研发智能集线器。目前全省大部分台站只安装了单套观测日照、天气现象传感器，备份自动气象站则缺少相应要素的观测，研发智能集线器可实现自动观测相应要素，实现与单套台站的数据共享。

3)多线路的通信网络自动切换。在无人值守模式下，如果网络出现故障，将无法保障无人值守站的正常运转，因此需要铺设两条不同运营商(如：电信和移动)的网络线路(一主一备)，在观测站与气象局之间再配备2条专用传输线路，当电信主专线出现故障时，能够自动切换至移动备用专线。当两条专线均出现故障时，能够自动启动全网通4G无线网络通信，切换时效均满足业务考核要求，实现了电信、移动及全网通4G无线网络3条数据传输线路相互间的自动切换，保证了无人值守状态下数据的不间断传输。

4)设备供电必须有充分的保障。自动气象站一旦停电，站内的所有仪器将全部停止工作。为保证无人值守站运行正常，设备供电稳定是重中之重。稳定供电需做到以下两点：

①供电设备发生故障时能及时报警。观测站所有在用业务设备均必须接入高效的不间断UPS供电电源，做到对UPS电源情况进行实时网络监控。

②一旦停电，台站备用的发电机能自动启动发电，市电来电时又能自动关闭发电，从而保障UPS电源永不中断，无人值守供电得到保障。

4 结束语

开展无人值守运行模式，标志着观测业务自动化水平的显著提升。抚州临川和东乡站无人值守试点工作的成功说明无人值守运行模式在江西省内推广是可行的，若在江西省内大范围推广无人值守运行模式，则需要提前做好准备工作：

1)观测场内实地安装全套的自动观测设备、双套新型自动气象站、相关监控平台软件、多线路自动切换的通信网络、高清视频监控设备和自动化供电设备等；

2)制定并完善各类气象仪器故障应急预案和观测设备日常管理工作制度等，确保能及时有效地处理突发状况，使观测业务能够有序、平稳运行。