都蘭縣氣象站自動放球系統業務運行常見故障分析

張淑婷

（青海省都蘭縣氣象局，青海 格爾木816009）

隨著氣象業務現代化的快速發展，新型觀測儀器設備不斷投入應用于氣象測報業務中，氣象測報業務逐漸實現了自動化、智能化發展。自動放球系統是高空氣象觀測系統的關鍵輔助設備，與L 波段雷達配合來完成高空氣象探測業務自動放球。自動放球系統實現了高空氣象探測業務中人工放球向自動放球的轉變，減輕了工作人員工作量，提高了工作效率，在一定程度上克服了基層臺站在大風等惡劣天氣條件下放球難等弊端。但放球過程中因操作流程、系統運行穩定性等因素影響，運行期間可能會出現故障問題，影響高空氣象探測質量。對自動放球系統構成及系統功能進行介紹，分析總結都蘭縣氣象站日常業務運行中出現的問題，針對故障問題探討解決處理方法，以確保自動放球系統正常運行，降低錯情率，提升高空氣象探測的業務質量。

1 自動放球系統構成

自動放球系統包括自動放球方艙、探空工作室和氫氣源三部分。其中自動放球方艙由氣體控制室、電氣控制室和氣球施放室組成，各室之間采用物理性隔斷，上方有地面自動測風儀；氣體室內裝設有氣源輸送和控制機構，電氣控制室裝設有供電控制裝置、信號傳輸監控系統、機械及電氣驅動控制模塊以及UPS 電源、空調、防爆燈等設備；放球室內主要裝設有自動充氣機施放裝置、防爆燈、氫氣濃度檢測儀、攝像機，室內頂部安裝有隨動擋風頂蓋。探空工作室是高空氣象觀測業務工作室，室內有控制自動放球系統的計算機，該計算機利用信號傳輸監控系統與自動放球方艙相連。氫氣源設備主要包括氫氣瓶或水電解制氫設備，這些設備通過管道連接到方艙內氣體控制裝置。

2 自動放球系統功能

2.1 氫氣源制出的氫氣，在自動放球方艙充氣裝置控制下，完成對其氫氣的輸送。

2.2 自動放球方艙可通過氣體控制室、電氣控制室和氣球施放室的電氣及機械動作來完成攜帶著探空儀的氣象探空氣球自動施放。由電氣控制室為系統提供電力供應，完成信號傳輸以及機械和電氣開關的控制，氣體控制室對輸入的氫氣進行匯流，并檢測氣體是否有泄漏等，按照設定的量對氣球進行充氣，如果室內氫氣濃度超出了安全系數，監控中心就會發出聲光報警并自動的切斷氫氣閥門。氣球完成氫氣充灌后，按照地面新型自動站監測到的風向風速，有選擇的打開頂部隨動擋風頂蓋方位，氣球和其攜帶的探空儀就會被自動施放出去。

2.3 探空工作室內的控制計算機可遠程控制自動放球方艙，并對各裝置進行電源供給，開展系統運行管理，當風速超限或氫氣量不足時都會發生聯動，同時可以在線診斷設備、網絡及軟件運行情況，一旦發現出現故障就會進行告警。可對系統操作提供中文在線幫助，有一定的容錯性，能及時阻止由于誤操作等致使系統出錯和崩潰，而且，還能對探測到的數據作備份、恢復等，會自動生成系統運行日志，相關人員可以查詢日志或打印輸出報表。

3 自動放球系統業務運行常見故障及解決對策

當前，自動放球系統作為高空探測業務的主要放球手段，在業務運行過程中難免會出現一些故障和問題，影響到高空探測質量。

3.1 放球前出現故障。在正點放球前，自動放球系統土壤發生故障，而且及時排查后不能很快解決，此時應由副班立即在充球室內進行手動充灌氣球，確保趕在正點時準時進行施放。開始充氣或是放球準備階段發生意外事件時，應立即點擊主界面上“緊急停止”鍵，使系統停止工作，排除問題后再恢復正常工作，如開始充氣過程中遇到氫氣泄漏導致濃度超過閾值，設備終端發出“氫氣泄漏”語音報警，就要停止系統運行，進行現場故障排查，確保無誤后再恢復運行。正點放球的時間已到，但是此時L 波段工作主機或自動放球軟件卻出現異常，導致不能正常放球，副班要盡快到放球方艙，在自動放球軟件上進行手工施放，或是手動下拉“施放推桿”后使氣球離開“施放機構”，完成施放。發現氣球不能正常施放時，首先要檢查氣球扣扎機構與蝦米那的掛鉤右側鋼絲繩是否拉緊，如果施放時地面測風儀顯示當時風速在20m/s 以上，需要等風速減小后再放，或者是進行手動放球。遇到計算機局域網故障時，可在主計算機上打開“L 波段軟件”，然后找到“地面參數”選中“探空記錄表屬性”，選取其中的“處理方法”一項，取消對話框中“使用自動放球系統”、“自動判別放球時間”的對勾，再點擊“自動放球系統”施放氣球。

3.2 放球后出現故障。自動放球后，如果觀測到的可用數據沒有達到標準要求，那么就需要進行重放球。重放球時，由主班先對“放球軟件”進行關閉，然后再將雷達主控箱發射高壓開關、驅動箱開關、主控箱總開關一一關閉，這些都完成后，再按照正常的開機順序重新啟動雷達，然后開啟“放球軟件”，正常進行第二次放球工作。必須保證第一次放球程序全部關閉后再重啟，然后再開啟第二次正常運行的程序，這樣下一次的工作才能正常進行。在進行重放球時，為了節省時間盡快完成放球，可以將氣球充氣操作和探空儀基測操作可以同步在同一時間內完成。自動放球投入應用時間較短，因此可能會出現操作不規范或者其它意外而導致放球時間出現錯誤時，可點擊“放球時間訂正”，選擇早按或遲按時間（以秒為單位）進行更改，但是需要特別注意的是，訂正放球時間的操作只能進行一次，所以在訂正時應確定無誤后才進行操作。自動放球系統運行過程中，遇到一些不可預測的突發緊急狀況時，切不能慌亂，要保持冷靜，所有人員都要聽從主班的調度指揮，大家一起團結協作，保證高空氣象探測工作的順利進行。

4 結論

自動放球系統投入應用于高空氣象探測業務中，實現了高空氣象觀測從人工放球轉為自動放球的跨越式發展，大大減輕了氣象臺站觀測人員的工作量，同時克服了基層臺站惡劣天氣情況下面臨的放球難問題，提升了高空氣象探測數據的準確性、連續性，促進了高空探測業務自動化和現代化發展，為氣象部門開展天氣預報及災害性天氣預警等提供了更多精準的氣象數據保障。由于自動放球系統應用時間較短，臺站工作人員在操作過程中可能會出現誤操作等現象，導致運行過程中難免會出現一些不可預見的故障和問題，所以要加強日常對自動放球系統的學習，熟練掌握自動放球系統操作流程以及故障問題應急處理技巧，嚴格遵守業務工作流程，熟練運用自動放球系統施放探空氣球，保障自動放球系統能夠穩定運行，降低高空探測業務錯請率，進一步提升高空氣象探測自動放球系統業務質量。當前，盡管采取了自動放球系統，但仍不能完全摒棄人工施放氣球，要將人工充灌施放氣球作為必要的應急手段，在自動放球系統出現故障問題且不能及時有效解決時果斷采用，期間值班人員要做到分工明確，落實責任到個人，齊心協力力爭在有效時間內保證氣球在正點施放，順利完成高空氣象探測工作。