地面氣象觀測常見的故障排查及應急措施

繆明榕，姜淑楊，劉成蘭，張樹民，吳嘉偉

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地面氣象觀測常見的故障排查及應急措施

繆明榕，姜淑楊，劉成蘭，張樹民，吳嘉偉

（南通市氣象局，江蘇 南通 226001）

地面氣象觀測站的每個正點次的Z文件都要及時地上傳到國家局信息中心，參與全國、全球或區域性的數據交換。這就要求臺站業務人員，在故障發生時及時排除故障，若預計1小時內故障無法修復的，就要快速有效地啟動應急處理方案，以免影響正點數據上傳。文章針對地面觀測常見的自動站、串口服務器、計算機、網絡故障，給出了應急時故障排查步驟，以及快速啟動應急處理的措施和觀測數據應急處理的方法。

自動站；串口服務器；故障；應急措施

0 引言

隨著科技的發展，氣象觀測的設備自動化程度也越來越高，對數據數據質量的準確性和及時性都提出了更高的要求。臺站業務人員，只有不斷提高自身的業務水平和應急處理的能力才能適應新的管理要求。地面氣象觀測站的每個正點時次的Z文件都要及時地上傳的國家局信息中心，參與全國、全球或區域性的數據交換。這就要求臺站業務人員，在故障發生時及時排除故障。若預計故障無法在1小時內修復，應立即啟用備份觀測設備或移動觀測，按照規范規定進行觀測發報。若短時間內無法修復時，應及時向上級管理部門報告，并尋求技術支持。根據情況在事發后6小時內向省局報告[1]。自動站故障發生12小時內在ASOM平臺中的“維修維護工作臺”的“新建故障單”中填寫故障情況并上報[2]。國家級臺站涉及到儀器故障導致數據錯誤的，必須在72小時內恢復正常。

1 自動站故障應急措施

自動站儀器故障分為多種情況，一般有采集器故障、觀測傳感器故障、光纖通訊傳輸模塊故障等等，圖1給出了不同情況下對故障進行分析，提出自動站故障的應急處理方法。

（1）當儀器故障出現，不能在正點前恢復的，值班員因立即啟用備份自動站上傳數據文 件，沒有備份自動站的應立即做好人工觀測的準備[3]。故障不能在1小時內排除的，應立即在ASOM網站上報儀器故障報修單，并及時上級主管部門匯報，組織力量搶修。

（2）檢查主采和和分采供電情況，主要是檢查“運行”是否亮、電源箱空氣開關是否斷開、220 V供電是否正常，將電池連接插頭斷開，用萬用表量取電池電壓是否在10.8-14.4 V之間。

（3）檢查光纖通訊的方法：檢查采集器和光纖通訊盒中的光纖轉換器的燈是否亮；更換一組備份光纖，注意光纖頭是交叉連接法；用激光筆在光纖頭中照射，查看光纖另一端是否有亮光；檢查光纜是否有咬斷或破壞的痕跡；

（4）檢查主采集器，查看“運行”燈是否正常。重啟采集器，查看故障現象是否排除。

圖1 自動站儀器故障分析檢查步驟和處理方法

（5）更換相應部件時注意斷開電源。

2 串口服務器的故障應急措施

臺站有輻射、雪深、云高等自動觀測傳感器設備的，在傳輸端一般都有串口服務器設備，當計算機中ISOS業務軟件采集的數據均缺測時，可首先檢查串口服務器工作是否正常。江蘇無線電研究所有限公司現在安裝的新型自動站串口服務器有ISOS-HC/A型和MOXA Nport 5650-8-DTL型串口服務器兩種，如圖2所示。分別介紹一下串口服務器故障排查過程。

2.1 ISOS-HC/A型串口服務器的故障排查

（1）檢查串口服務器的電源是否正常。

（2）檢查室內光纖通訊盒工作是否正常，檢查網線接口燈是否亮，如果不亮更換網口或者網線，此時網口指示燈還不亮說明交換機有問題，更換備份光纖通訊盒[4]。室內室外光纖交換機通過光纖連接正確后，光纖指示燈會亮起來，如果該指示燈不亮，說明尾纖可能插入順序不對，交換尾纖的插入順序，交換后還是不亮有可能是光纜斷開。

圖2 ISOS-HC/A型和MOXA NPORT型串口服務器內部結構

（3）檢查計算機數據采集網卡IP地址設置是否為192.168.10.X（X為1-254，不能為10）；

（4）在DOS命令窗口ping串口服務器IP地址192.168.10.10，查看是否暢通；

（5）如果ping不通，將串口服務器斷電重啟，重復第（4）步；

（6）如果仍ping不通，用一根牙簽在串口服務器設備細孔處摁住5秒鐘，將設備恢復出廠設置。在測報計算機中的串口設置軟件SMOPORT中設置串口服務器IP地址為192.168.10.10，點擊“連接設備”后會出現用戶名和密碼對話框，用戶名：SMOPORT，密碼：SMOPORT，查看是否出現設備信息及狀態。若連接成功，點擊“設備串口信息”，進入串口信息的查詢與配置窗口。根據連接情況選擇串口號，此串口號為ISOS軟件中的串口號保持一致，波特率9600，數據位8，奇偶校驗N，停止位1，工作方式 RS232，數據格式轉換無。完成串口信息設置后，點擊“設置當前串口”按鈕[5]。重復第（4）步，如果拼通串口服務器地址，則說明已成功連接設備。SMOPORT軟件配置，如圖3所示。關閉SMOPORT軟件，打開ISOS業務軟件，查看數據是否恢復正常采集。

圖3 SMOPORT軟件配置

（7）如果連接串口服務器成功，說明其工作正常，若業務軟件仍未接收到數據，則需檢查其它儀器設備。若第（6）中點擊“連接設備”出現“連接服務器失敗”窗口，說明串口服務器可能故障。

（8）將接在串口服務器光纖收發接口上的兩根光纖端口卸下（一般為一組橙色光纖），從底柱的操作口將這對光纖拔出（注意對光纖進行必要保護，輕拉，以免損壞光纖），直接接在主采集器底面的光纖收發器口。

將室內光纖端從ZQZ-PT2型光纖交換機中卸下，安裝至原來的ZQZ-PBF型通訊器中，注意光纖插入順序，通過R232串口線連接至電腦。修改ISOS業務軟件中主采集器的通訊端口（一般臺式機為Com1口）。這樣可以保證氣壓、溫濕度、風向風速、降水、地溫、草溫、大型蒸發、能見度等基本觀測要素數據的采集。

（9）及時跟省探測中心和廠家聯系，對故障的串口服務器進行維修。

2.2 MOXA Nport 5650-8-DTL型串口服務器故障排查

（1）方法同2.1第（1）~（5）步。

（2）如果仍ping不通，MOXA Nport的管理工具NPort Administrator，點擊菜單欄的“Search”按鈕，搜索串口服務器。軟件會進入“Configration”界面，查看右邊是否搜索到串口服務器設備。雙擊右邊搜索到的設備，進入配置界面，選擇“Network”進入IP地址配置界面。查課，串口服務器IP地址是否為192.168.10.10。若不是，則修改并保存。選擇“serial”，檢查串口參數是否正確，波特率 9600，數據位8，奇偶校驗N，停止位1，工作方式RS232，數據格式轉換無。NPort Administrator管理軟件界面如圖4所示。

（3）若能搜索到串口服務器設備信息，則說明串口通訊正常。點擊左邊的“Com Mapping”,并點擊菜單欄的“Add”，掃描軟件虛擬出來的8個串口信息。核實各設備接入串口服務器的串口號是否和測報計算機端的虛擬串口對應。串口服務器8個串口信息如圖5所示。

PC機端串口對應查看是根據NPort軟件中Port1-8對應的COM口來判別，紅色框中為Port號，黃色框中為Port對應的COM口。

圖4 NPort Administrator管理軟件界面

圖5 串口服務器8個串口信息

（4）檢查計算機數據采集網卡IP地址設置是否為192.168.10.X，確保兩者在同一個網段內。ping串口服務器地址192.168.10.10，查看是否暢通。如果能ping通，說明其工作正常，若業務軟件仍未接收到數據，則需檢查其它儀器設備。若第（2）步中修改串口服務器IP地址失敗，說明串口服務器可能故障，則需跟省探測中心和廠家聯系，進行維修。

（5）立即將主通訊光纖與采集器的直連，方法同2.1的第（8）步。

2.3 單個觀測要素數據缺測故障排查

串口服務器可以連接自動站、能見度儀、天氣現象儀、輻射計等多個設備，當出現ISOS業務軟件中只有某一設備顯示采集失敗時，可能是單個要素的光纖模塊出現故障[6]，要排除此類故障有兩種方法。下面以輻射數據采集失敗為例來分析。

方法一：斷開串口服務器電源，將輻射光纖模塊上的兩根光纖連接到其他備用的光纖模塊中，注意光纖連接順序，恢復電源供電。修改ISOS業務軟件中輻射通訊參數的串口號，進行數據采集。

方法二：斷開串口服務器電源，拔開輻射光纖模塊兩端的光纖和數據插頭，將輻射光纖模塊卸下，并安裝上備用模塊，插上光纖和數據插頭，恢復電源供電。

上述兩種方法一般可以排除單個觀測要素數據缺測的故障，若仍不能排除，則可能是串口服務器故障，則需跟省探測中心和廠家聯系，進行維修。

3 自動站計算機故障應急措施

地面氣象觀測業務計算機24小時處于運行狀態，不間斷地采集、處理、儲存和傳輸數據[7]，長時間運行可能會造成計算機軟硬件故障。計算機也可能會遭受感應雷擊、電腦病毒的入侵等使計算機 發生故障。當出現觀測計算機故障時，用備份計算機采集自動站數據和編發報。故障時刻出現在觀測發報時間來不及用跟換備份計算機采集資料時，應立即啟用獨立的備份自動站采集數據并發報，同時在最快的時間內排除故障。

啟用備份計算機的方法步驟：

（1）啟用備份機前，應注意先備份數據。

（2）快速將R232數據線或串口數據網線接至備份計算機中。

（3）打開備份機，將ISOS軟件自動備份的最新數據文件解壓縮后拷貝至相應文件夾中，打開ISOS業務軟件，檢查相應參數是否正確，進行數據采集。

（4）刪除AWSNET文件夾下Temp和Fail文件里的所有數據。打開ISOS軟件里參數設置工人錄入參數發送參數設置把預設好的M_Z分鐘數據文件、Z文件、日數據、日照數據、重要報、酸雨日數據的地址（跟主站的發送地址、用戶名、密碼一樣）是否發送都打“√”，此步操作必須在正點之前完成，確保能有正點數據上傳。

（5）若數據采集和數據傳輸仍有異常，則需要考慮啟用備份自動站數據傳輸。

（6）立即對主站計算機進行維修。主站計算機恢復正常后，打開ISOS業務軟件，待軟件自動補全缺測數據后，對故障影響的正點時次進行補調，人工質控后保存，形成CCA入庫，確保主站數據的連續性。

（7）若主自動站故障，主站計算機無法采集到正常數據，啟動備份站。待主自動站恢復正常后，把受影響的正點時次的備份站數據全部錄入到主站計算機上。

4 網絡設備故障應急措施

網絡故障出現情況有多種，可分為省局網絡故障、市局網絡故障、站內網絡故障、電信等通訊公司線路故障、ISOS軟件故障等[8-10]。遇到網絡故障時，值班員首先得判斷網絡故障原因，再采取不同的應急處理方式。操作步驟如下：

（1）檢查計算機機是否與內網正常連接，有時也有出現內網顯示正常，但實際不通的情況，最好先重啟計算機機，看能否解決。

（2）如果本機網絡顯示無法連接，立即啟用無線網絡，開啟VPN，保證業務數據正常傳輸。

（3）在“觀測業務調整”QQ群詢問或打電話到省局信息中心詢問，判斷省局網絡傳輸是否正常。若是省局網絡故障，則暫時保持無線網絡傳輸數據，等省局網絡恢復后再斷開無線網絡。

（4）若省局網絡傳輸正常，在市局ping 10.125.194.254（市局內網網關）是否暢通，若ping不通，應檢查市局接入層的接入交換機、核心交換機的運行情況，并立即通知網絡維護人員[11]。若網關能ping通，說明核心層到接入層的鏈路是通的，可以考慮是否是運營商的線路出了問題。

（5）若市局網絡傳輸正常，在站內ping 10.125. xxx.254（本站內網網關）是否暢通，如能ping通，說明站內局域網正常，則可能是市局到本站的網絡鏈路中斷，檢查電信、聯通通訊光纖接入機房的光纖轉換器工作是否正常[12-13]。若電信、聯通通訊正常，依次排查電源適配器和光纖轉換器等。

（6）若無線網卡故障、欠費或信號不好等原因，導致不能連接無線3G網絡時，可以在觀測計算機中安裝一個無線接收器，連接本站內的無線，再VPN登陸省局服務器。

（7）如果是省局服務器故障而導致正點報文無法傳輸時，立即將AWSNET文件夾中的正點長Z和狀態報文可以通過外網QQ軟件在“觀測業務調整”QQ群中，請省局信息中心轉發。注意只需轉發正點報文，其他分鐘報文可等省局網絡恢復后再上傳。

（8）若是計算機硬件故障，則需立即更換備份計算機。

（9）若是ISOS軟件故障，則立即需更換備份計算機不能影響發報。再卸載業務軟件，重新安裝。

5 觀測數據應急處理方法

（1）由于通訊引起的自動站數據采集異常，待故障排除后，ISOS業務軟件會自動下載補全缺測期間的觀測數據。故障期間正點長Z文件需重新編發CCA文件并上傳，或者在MDOS平臺的“快捷通道”，進入“數據查詢與質疑”界面進行數據修改[14]。

（2）由于某個傳感器故障導致該要素觀測數據異常或缺測，或者某個分采集器故障導致該類要素觀測數據異常或缺測時，正點長Z文件中可用備份自動站的相應要素觀測數據代替，但是注意與其要素相關的統計值和極值。

（3）由于采集器故障導致全部要素觀測數據異常或缺測，立即啟用備份自動站上傳數據。

6 結束語

隨著科技的發展，氣象觀測的設備也基本實現自動化，為地面氣象觀測實施無人值守，提供了基礎。地面觀測業務人員將來的業務工作傾向將是故障的排除和應急處理。所以，每個氣象業務人員只有不斷地提高自己的能力，才能適應新的業務發展。

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The Ground Meteorological Observation Common Fault Clearance and Emergency Measures

MIAO Ming-rong, JIANG Shu-yang, LIU Cheng-lan, ZHANG Shu-min, WU Jia-wei

(Nantong Meteorological service, jiangsu Nantong 226001)

The Z files of every punctuality of the ground meteorological observation stationmust be uploaded to the National Bureau Information Center in time to participate in national, global or regional data exchange. This requires the station operators to remove thefailure timely. If the failure is not expected to be repaired within 1 hour, the emergency response plans must be started quickly and effectively, so as not to affect the uploading of the punctuate data. Aiming at the common faults of automatic station, serial port server, computer and network in ground observation, the article gives the steps of troubleshooting in emergency, as well as the measures to jump-start emergency handling and the methods of observation data emergency handling.

Automatic station; Serial server; Fault; Emergency measures

TP211

A

10.3969/j.issn.1003-6970.2018.12.015

南通市氣象局氣象科技項目資助(項目編號：NQK201804)

繆明榕(1985-)，男，本科，工程師，主要從事氣象探測技術保障；姜淑楊(1990-)，本科，工程師，主要從事氣象探測技術保障；劉成蘭(1981-)，本科，工程師，主要從事氣象行政審批；張樹民(1984-)，男，研究方向：天氣預報技術研究；吳嘉偉(1984-)，男，本科，工程師，主要從事氣象探測技術保障。

繆明榕，姜淑楊，劉成蘭，等. 地面氣象觀測常見的故障排查及應急措施[J]. 軟件，2018，39（12）：64-69