自动气象站故障知识库的建立与应用

陈菊萍，杨 效，蒋宜文，施建军，刘峰民

(甘肃省气象信息与技术装备保障中心，甘肃730020)

0 引言

随着国内综合气象观测业务现代化的快速发展和质量管理体系建设的有序推进，中国气象装备保障工作已经进入高集成、智能化的发展阶段。大批量智能地面气象观测设备投入到天气监测中，使地面气象观测设备的种类和数量不断增多，地面气象观测设备维修保障工作量与日俱增。面对日益增长的保障需求，地面气象观测设备故障维修效率低下的问题不断凸显，导致设备采集的数据无法及时、准确传输。虽然气象保障人员在日常维修工作中积累了一定的故障维修经验，但故障信息及解决方案在不同保障人员之间利用、分享和重用效率比较低[1]。与此同时，综合气象观测运行监控系统(以下简称ASOM2.0)维护维修模块中存储了大量的设备故障单，长期以来缺少对故障单历史数据的挖掘，以及对故障维修资料的管理、归档，所以急需建立规范化、标准化的自动气象站故障知识库。故障知识库的建立有利于故障信息及解决方案资源共享，降低采集运维工作难度，提高故障处理的质量和效率[2]，提升业务保障人员的维修能力，保障设备的完好率。

文章对DZZ6型自动气象站历史故障单进行数据挖掘，结合台站保障人员的维修经验，编写构建规范化、智能化、标准化的维修文档，最后将维修文档加入到ASOM2.0系统维护维修模块中，形成知识库管理模块，实现故障信息及解决方案资源共享，简化故障分析流程，降低维修工作难度，缩短故障处理时间，提高维护维修工作效率，提升全省气象装备维修工作的专业性、高效性。

1 系统概述

综合气象观测业务是气象工作的重要组成部分[3]，ASOM2.0作为现代气象探测系统的重要环节[4]，气象保障人员访问量高，在该系统中添加知识库管理模块可以方便系统维护及用户使用。知识库管理模块分为知识库维护和知识库查询两个子模块，用户可以在知识库维护模块中编辑、提交故障知识库，系统会将待审的故障知识库存储到临时知识库，待管理员审核通过后在知识库查询模块中生成正式知识库。知识库管理流程图如图1所示。

图1 知识库管理流程图

2 系统实现

2.1 开发技术

系统选用B/S结构(Browser/Server，浏览器/服务器模式)，降低客户端硬件要求，有利于系统维护、提高用户使用率。程序使用JAVA语言，数据库使用SQL Server 2008。

2.2 数据处理

文章对2016年1月—2020年7月DZZ6型自动气象站的3376条历史故障单数据记录进行分析，研究发现故障发生频次最多的是通讯系统，占60%，其次是供电系统、传感器、采集器。因传感器种类较多，对8类传感器故障设备进行细分，排在前四位的依次是风速风向传感器、温度传感器、地温传感器和能见度传感器，不同传感器故障频次统计图如图2所示。

图2 不同传感器故障频次统计

根据统计结果，参照GB/T 19001-2016/ISO9001《质量管理体系要求》，在ASOM2.0中建立了规范化、标准化的自动气象站故障知识库。

3 界面显示

3.1 知识库维护

知识库维护界面共分为4部分，从上到下依次为查询条件区、按钮区、列表显示区和功能菜单区。

用户可以依据站点类型、故障子系统等查询条件选择匹配的知识库信息。

按钮区包括查询、重置和新建按钮，用户点击新建按钮后，会出现新建知识库界面，其中红色“*”号标注项是必填项，上传附件为选填项，创建人与创建时间依据系统时间自动生成，不可更改，用户依据实际使用情况可以选择不同按钮进行编辑。

列表显示区显示满足查询条件的知识库记录信息，并提供详细、编辑、提交、审核操作功能。只有管理员才能够审核知识库，一般用户只能操作自己创建的知识库。

功能菜单区包含翻页、页面显示记录数量及导出功能。用户可以根据需求进行翻页操作和记录数量显示及 XLS、CSV、PDF文件格式的打印或导出。

3.2 知识库查询

知识库查询界面分为查询条件区、按钮区、列表显示区和功能菜单区4个区，该模块中只可以查询显示通过审核的知识库信息，其他区域功能使用方法参见知识库维护界面。

4 结束语

甘肃省新型自动气象站观测设备均为DZZ6型，面对庞大的设备保障需求，做好气象设备维修质量保障和控制，对甘肃省气象数据采集传输具有重要意义。依据质量管理体系的要求，依托系统的标准和业务规范建设，构建自动气象站故障知识库能够整合分散、独立的自动气象站维修保障经验，加强故障知识科学管理，对保障人员提高设备故障处理效率及解决设备故障问题的能力有积极的指导意义。