一次ISOS集成版故障排除方法及思考

田光文，馬 艷

(1.南鄭區(qū)氣象局，陜西漢中 723100；2.寧強(qiáng)縣氣象局，陜西寧強(qiáng) 724499)

隨著地面自動(dòng)化進(jìn)程逐步推進(jìn)，設(shè)備自動(dòng)化程度也逐漸提高，以O(shè)SSMO(operational software for surface meteorological observation，地面氣象測(cè)報(bào)業(yè)務(wù)軟件)為基礎(chǔ)的軟件對(duì)多種設(shè)備的接入和管理存在缺陷，導(dǎo)致需要多套軟件共存才能按照要求完成地面觀測(cè)工作，因此增加了業(yè)務(wù)人員的工作負(fù)擔(dān)。根據(jù)中國氣象局自動(dòng)化觀測(cè)系統(tǒng)發(fā)展需求，立足于自動(dòng)化觀測(cè)和自動(dòng)化業(yè)務(wù)流程，需要能對(duì)多種地面觀測(cè)設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理且靈活配置的綜合集成業(yè)務(wù)系統(tǒng)，新型站的建設(shè)及其配套的軟件在這樣一個(gè)背景下應(yīng)運(yùn)而生。

目前陜西省的新型站(包括華云DZZ5和無錫DZZ4)已經(jīng)運(yùn)行超過2 a以上，其硬件和軟件都經(jīng)過數(shù)次升級(jí)更新；硬件結(jié)構(gòu)采用了控制器局域網(wǎng)總線技術(shù)，并通過架設(shè)串口服務(wù)器實(shí)現(xiàn)了多個(gè)采集系統(tǒng)共存、相互獨(dú)立但又屬于一個(gè)整體的“積木式”結(jié)構(gòu)。目前為了參與國際標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)的交流，與新型站配套的ISOS (臺(tái)站地面氣象綜合觀測(cè)業(yè)務(wù)軟件)軟件也已更新為集成版。

雖然ISOS集成版正式運(yùn)行時(shí)間不長，但基于ISOS集成版的應(yīng)用研究國內(nèi)已有很多。張志龍[1]對(duì)ISOS集成版軟件的使用技巧和方法進(jìn)行了探討；吳自越等[2]提出合理設(shè)置軟件中的報(bào)警功能提高預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)質(zhì)量；劉德強(qiáng)[3]和李寶林[4]對(duì)ISOS集成版上線后遇到的軟件操作類問題和解決辦法進(jìn)行了匯總；陳洋麟等[5]對(duì)ISOS集成版在使用過程中的故障進(jìn)行了分析，并提出了相應(yīng)的解決辦法。

南鄭布設(shè)的國家一般站新型自動(dòng)站型號(hào)為DZZ5，目前運(yùn)行的ISOS版本號(hào)為2.0.2.0集成版。由于升級(jí)時(shí)間較短，并沒有在實(shí)際工作中遇到過集成版ISOS軟件需要啟用備份傳輸?shù)那闆r，本文對(duì)這種情況進(jìn)行討論，旨在提升ISOS軟件實(shí)際應(yīng)用水平，降低自動(dòng)站運(yùn)行的故障風(fēng)險(xiǎn)。

1 故障現(xiàn)象描述及處理方法

1.1 現(xiàn)象描述

2019年1月21日16時(shí)40分，南鄭國家一般站新型自動(dòng)站業(yè)務(wù)機(jī)上ISOS軟件的“測(cè)報(bào)通訊監(jiān)控”模塊中，“通信狀態(tài)”區(qū)域顯示為“連接失敗”，且無法正常傳輸數(shù)據(jù)。

1.2 故障處理

1.2.1 故障判斷 為了方便描述，首先引入簡易的新型自動(dòng)站網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D(圖1)，網(wǎng)絡(luò)分為4個(gè)部分。數(shù)據(jù)傳輸過程為：新型站業(yè)務(wù)機(jī)通過交換機(jī)將觀測(cè)數(shù)據(jù)傳至路由器，再通過光貓傳輸至電信與移動(dòng)專線(互相備份)，最終傳至陜西省氣象局信息中心。

業(yè)務(wù)人員通過以下過程確認(rèn)故障，最終判斷為第1部分故障。

(1)使用ping命令測(cè)試了新型站業(yè)務(wù)機(jī)與局域網(wǎng)內(nèi)其他計(jì)算機(jī)和網(wǎng)關(guān)之間的通信均為正常[6]，從而確認(rèn)了第3、第4部分正常。

(2)通過更換備份路由器，測(cè)試發(fā)現(xiàn)仍然無法正常傳輸數(shù)據(jù)，故障現(xiàn)象仍然與前面一致，確認(rèn)第2部分正常。

圖1 自動(dòng)站簡易網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

(3)檢查本單位局域網(wǎng)內(nèi)其他計(jì)算機(jī)，發(fā)現(xiàn)無法登陸英特網(wǎng)；通過ping命令測(cè)試外網(wǎng)dns地址不通；查看電信與廣電雙線路的光貓，指示燈閃爍不正常。

1.2.2 故障處理 業(yè)務(wù)人員迅速與運(yùn)營商聯(lián)系，得知兩條光纖由于施工同時(shí)被破壞。業(yè)務(wù)人員判斷該故障短時(shí)間內(nèi)無法解決，因此決定啟用無線傳輸備份(3G無線網(wǎng)卡)。為了方便描述，再引入觀測(cè)數(shù)據(jù)在局域網(wǎng)內(nèi)的傳輸圖(圖2)。數(shù)據(jù)傳輸過程為(單網(wǎng)卡業(yè)務(wù)機(jī)結(jié)構(gòu))：觀測(cè)數(shù)據(jù)從觀測(cè)場采集后傳輸至串口服務(wù)器，通過串口服務(wù)器將電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?hào)，以光纖的形式傳輸至值班室的光電轉(zhuǎn)換模塊，再通過光電轉(zhuǎn)換模塊將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，以網(wǎng)線作為媒介傳輸至局域網(wǎng)。新型站業(yè)務(wù)機(jī)通過ISOS軟件從局域網(wǎng)中將數(shù)據(jù)接收至計(jì)算機(jī)，最終傳至陜西省氣局信息中心。

圖2 觀測(cè)數(shù)據(jù)流程(箭頭方向)

業(yè)務(wù)人員啟用無線傳輸后，由新型站業(yè)務(wù)機(jī)從局域網(wǎng)中提取的數(shù)據(jù)應(yīng)直接通過3G無線網(wǎng)卡傳輸至陜西省氣象信息中心。但在此次故障中，業(yè)務(wù)人員發(fā)現(xiàn)“通信狀態(tài)”部分顯示為“連接成功”，通過ping命令測(cè)試信息中心收?qǐng)?bào)地址通暢，但新型站業(yè)務(wù)機(jī)無法正常采集數(shù)據(jù)；不啟用無線傳輸?shù)臅r(shí)候網(wǎng)絡(luò)斷開，又無法正常傳輸數(shù)據(jù)。經(jīng)業(yè)務(wù)人員多方測(cè)試，考慮故障為無線傳輸使用的3G無線網(wǎng)卡和新型站業(yè)務(wù)機(jī)網(wǎng)卡沖突。

根據(jù)故障現(xiàn)象，業(yè)務(wù)人員將光電轉(zhuǎn)換模塊傳出數(shù)據(jù)的網(wǎng)線與新型站業(yè)務(wù)機(jī)器直連，而新型站業(yè)務(wù)機(jī)不再接入局域網(wǎng)。調(diào)整網(wǎng)絡(luò)物理連線后啟用無線傳輸，接收數(shù)據(jù)與傳輸數(shù)據(jù)均正常。

這樣的做法考慮一方面讓觀測(cè)數(shù)據(jù)不進(jìn)入局域網(wǎng)，由新型站業(yè)務(wù)機(jī)直接由光電轉(zhuǎn)換器接收數(shù)據(jù)；另一方面新型站業(yè)務(wù)機(jī)的網(wǎng)卡只有接收數(shù)據(jù)功能，而傳輸數(shù)據(jù)功能由3G無線網(wǎng)卡完成(正常連線結(jié)構(gòu)下新型站業(yè)務(wù)機(jī)的網(wǎng)卡有接收數(shù)據(jù)和傳輸數(shù)據(jù)兩個(gè)功能)。從而避免了新型站業(yè)務(wù)機(jī)和3G無線網(wǎng)卡的沖突。

2 故障原因思考

此次故障的本質(zhì)原因是光纖故障，但所體現(xiàn)出來的現(xiàn)象是3G無線網(wǎng)卡和本地網(wǎng)卡的沖突。對(duì)此臺(tái)站組織業(yè)務(wù)人員對(duì)其進(jìn)行了分析，首先在此次故障之前，3G無線網(wǎng)卡和本地網(wǎng)卡沒有出現(xiàn)過沖突的情況；其次，隔日經(jīng)過業(yè)務(wù)人員再次模擬故障進(jìn)行測(cè)試，3G無線網(wǎng)卡與本地網(wǎng)卡的物理地址并沒有沖突。

考慮到2018年12月底因業(yè)務(wù)需求進(jìn)行過一次軟件升級(jí)，而在該時(shí)間節(jié)點(diǎn)前使用無線傳輸備份手段沒有任何問題，因此目前暫時(shí)考慮為ISOS軟件版本導(dǎo)致此現(xiàn)象。

3 處理方法思路討論

設(shè)備的維修工作就是發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的過程。重點(diǎn)在于如何發(fā)現(xiàn)問題，在了解原理的基礎(chǔ)上，根據(jù)問題，從簡單原因開始測(cè)試，直到找到真正故障原因，最終做出合理的維修處理。在維修設(shè)備過程中只要遵循這一原則，就能解決大部分故障，因此對(duì)于此項(xiàng)工作有以下幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)和方法。

一要弄懂結(jié)構(gòu)，包括硬件的物理結(jié)構(gòu)、軟件的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)構(gòu)架、數(shù)據(jù)的傳輸方式和流程等。這一點(diǎn)是所有站點(diǎn)維護(hù)維修工作的基礎(chǔ)。比如在本文中提到的情況中，在做第一步故障判斷時(shí)候，要求業(yè)務(wù)人員對(duì)本單位局域網(wǎng)的搭建結(jié)構(gòu)和觀測(cè)數(shù)據(jù)的流傳輸有較深入的了解，才能知道哪些是需要測(cè)試的節(jié)點(diǎn)。

二要對(duì)各類儀器設(shè)備的工作原理有較為深入的了解，根據(jù)原理逐一排查。此處設(shè)備可以是硬件設(shè)備，也可以是軟件程序。本文例子中，了解網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備(路由器、交換機(jī)、3G無線網(wǎng)卡等)的工作原理是解決這個(gè)問題的關(guān)鍵所在。把握住原理，通過各類儀器儀表、測(cè)試命令和現(xiàn)象觀察來判斷設(shè)備好壞。

三要多注意總結(jié)，多設(shè)想各類情況的表現(xiàn)和解決辦法。在臺(tái)站設(shè)備正常運(yùn)行過程中，出現(xiàn)故障總是少數(shù)，如何在出現(xiàn)故障的時(shí)候熟練處理：首先要在過去的故障中多總結(jié)，形成經(jīng)驗(yàn)性的做法，提高故障再次出現(xiàn)時(shí)的處理效率；其次要多在設(shè)備正常的時(shí)候設(shè)想各類可能出現(xiàn)的故障，預(yù)設(shè)可能出現(xiàn)的故障現(xiàn)象，便于在實(shí)際工作中快速判斷故障部位。

值得注意的是，引起同一個(gè)故障的影響因素很多，而在高集約化狀態(tài)且軟、硬件的更新速度都很快的情況下，對(duì)設(shè)備故障的判斷也要根據(jù)具體情況考慮，維修的經(jīng)驗(yàn)方法應(yīng)該在參考借鑒的基礎(chǔ)上考慮本臺(tái)站的獨(dú)特性來進(jìn)行。比如在本文的例子中，應(yīng)了解到南鄭國家一般站使用的是集成版ISOS，版本號(hào)2.0.2.0，且新型站業(yè)務(wù)機(jī)為單網(wǎng)卡配置。

4 結(jié)語

無線傳輸是臺(tái)站地面文件傳輸中的一種重要手段，主要應(yīng)對(duì)的就是有線網(wǎng)絡(luò)無法使用的極端情況，此次出現(xiàn)的光纖被破壞就是這種情況，但由于ISOS軟件的版本問題，常規(guī)的無線傳輸方式與現(xiàn)行的地面數(shù)據(jù)采集和傳輸方式不匹配，使用無線傳輸手段時(shí)需要改變網(wǎng)絡(luò)物理接線方式才能實(shí)現(xiàn)正常傳輸。同時(shí)，從此次故障的原因上看，如果新型站業(yè)務(wù)機(jī)為雙網(wǎng)卡，或ISOS版本及時(shí)進(jìn)行更新，理論上不會(huì)出現(xiàn)本文中的故障。

此外，業(yè)務(wù)人員在工作中一定要膽大心細(xì)，勇于嘗試，克服“不敢碰”業(yè)務(wù)機(jī)的思想。遇到問題時(shí)自己多思考、多動(dòng)手，是提升自身綜合觀測(cè)業(yè)務(wù)能力的必要手段。