氣象觀測(cè)全面自動(dòng)化存在的問題及對(duì)策

楊瀾 舒璇

摘要：為實(shí)現(xiàn)氣象觀測(cè)的高效、準(zhǔn)確，需要在氣象系統(tǒng)中科學(xué)應(yīng)用綜合自動(dòng)化技術(shù)，這就需要各地市臺(tái)站和主管部門采取科學(xué)技術(shù)措施，解決目前綜合自動(dòng)化存在的不足。 氣象觀測(cè)，通過提高供電系統(tǒng)的可靠性，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)連續(xù)熱切換和智能傳感器的高效數(shù)據(jù)采集和應(yīng)用，提高設(shè)備氣象觀測(cè)自動(dòng)化能力，提高綜合氣象觀測(cè)自動(dòng)化的深度。

關(guān)鍵詞：氣象觀測(cè);自動(dòng)化;數(shù)據(jù)采集

引言

實(shí)現(xiàn)氣象監(jiān)測(cè)自動(dòng)化是保證氣象監(jiān)測(cè)效率的有效途徑，需要相關(guān)部門和臺(tái)站不斷努力。 基于此，本文探討了優(yōu)化氣象觀測(cè)綜合自動(dòng)化存在的問題和策略。 以甘肅省溫縣氣象局為例，提出在供水安裝、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備保修、觀測(cè)設(shè)備兼容、儀器參數(shù)等方面出現(xiàn)氣象條件。 識(shí)別存在的自動(dòng)化問題，為雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換、雙自動(dòng)備份、觀測(cè)元件同步采集、智能傳感器應(yīng)用于互聯(lián)釋放裝置等裝置的應(yīng)用提供完善的措施。

1 氣象觀測(cè)全面自動(dòng)化存在的問題

1.1 供電線路布局不合理

現(xiàn)階段大部分氣象觀測(cè)站一不具備市電雙電源自動(dòng)切換和三路發(fā)電機(jī)供電保障系統(tǒng)的技術(shù)支持，無(wú)法實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化。原因一般有： （1） 用于氣象觀測(cè)站通常位于郊區(qū)或山區(qū)，遠(yuǎn)離電站。在供電過程中，往往采用架空線作為輸電線路，造成供電和線路鋪設(shè)不合理。 （2）在線路不合理的情況下，優(yōu)化方法不完善也是導(dǎo)致電力系統(tǒng)不足的因素之一，按照要求，觀測(cè)站必須配備UPS和發(fā)電機(jī)，但部分觀測(cè)站仍采用人工發(fā)電。電源的可靠性不強(qiáng)。 （3）線路備份不足。長(zhǎng)期使用不更換的電源線會(huì)在發(fā)生故障時(shí)造成斷電。例如，從工作地點(diǎn)到觀測(cè)場(chǎng)通常只有一個(gè)排列電源線路。長(zhǎng)時(shí)間的戶外住宿會(huì)造成生態(tài)侵蝕線路有損壞。

1.2 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不完善的保修

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、計(jì)算機(jī)等是氣象業(yè)務(wù)自動(dòng)化的基本保障，但由于設(shè)備不足，自動(dòng)化技術(shù)無(wú)法完全實(shí)現(xiàn)。在這一階段，該網(wǎng)站只有一個(gè)主要交換機(jī)和一個(gè)提供3條通信線路、電信線路和3g線路的短信時(shí)間，這是一臺(tái)普通計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)卡頓的問題。從理論上講，通過3G連接線和外部光纖連接線路使用這種數(shù)據(jù)傳輸和信號(hào)。但是，如果在交換機(jī)發(fā)生不尋常的事情，就會(huì)破壞整個(gè)傳輸網(wǎng)絡(luò)。在這種情況下，雖然3g通信技術(shù)可用于支持ISOS軟件傳輸信息，但所附傳輸設(shè)備不能轉(zhuǎn)移到該省。此外，雖然計(jì)算機(jī)支持備份系統(tǒng)，但目前的技術(shù)不能與兩個(gè)計(jì)算機(jī)同步，因此，在備份系統(tǒng)啟動(dòng)后連續(xù)22個(gè)小時(shí)內(nèi)，數(shù)據(jù)收集將不一致，難以跟蹤。4小時(shí)的電壓等參數(shù)影響到自動(dòng)化，導(dǎo)致雙重系統(tǒng)無(wú)法自動(dòng)備份。

1.3 缺乏合理的儀器參數(shù)配置

觀測(cè)儀器是臺(tái)站有效觀測(cè)的保障。如果在觀測(cè)過程中儀器參數(shù)設(shè)置不合理，將影響觀測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，造成氣象觀測(cè)的誤差。為此，需要根據(jù)實(shí)際情況建立審計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)，但由于這項(xiàng)工作的延誤，自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，需要手動(dòng)更改參數(shù)，增加了數(shù)據(jù)異常的可能性。依賴業(yè)務(wù)預(yù)測(cè)系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)，從而增加了數(shù)據(jù)出錯(cuò)的可能性。

2 完善氣象觀測(cè)全面自動(dòng)化措施

2.1 依據(jù)氣象觀測(cè)工作要求，合理化設(shè)計(jì)氣象觀測(cè)儀器

為確保氣象觀測(cè)儀器設(shè)計(jì)合理性，還需依據(jù)氣象觀測(cè)工作 要求進(jìn)行全面化探究、分析、設(shè)計(jì)。首先，考慮氣象觀測(cè)儀器設(shè) 計(jì)經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，可選擇自動(dòng)化觀測(cè)儀器代替人功能，在人工方面降 低雇傭成本，使節(jié)約出的費(fèi)用應(yīng)用在氣象觀測(cè)儀器設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中。 其次，還能有效解決人為因素影響，使氣象觀測(cè)監(jiān)測(cè)、信息數(shù)據(jù) 儲(chǔ)存、傳輸、應(yīng)用、處理等均能自動(dòng)化完成，依據(jù)氣象觀測(cè)工作 要求，合理化設(shè)計(jì)氣象觀測(cè)儀器，為地面氣象觀測(cè)自動(dòng)化發(fā)展奠 定良好基礎(chǔ)[3]。此外，在氣象觀測(cè)儀器設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，我國(guó)政府部 門在設(shè)計(jì)資金、優(yōu)惠政策等方面給予大力支持，緩解氣象觀測(cè)儀 器設(shè)計(jì)領(lǐng)域的經(jīng)濟(jì)難度，還鼓勵(lì)更多專業(yè)化的設(shè)計(jì)人員參與到氣 象觀測(cè)儀器設(shè)計(jì)中，借鑒與學(xué)習(xí)國(guó)外相關(guān)氣象觀測(cè)儀器設(shè)計(jì)理念 與方法，再依據(jù)我國(guó)氣象觀測(cè)工作要求及自動(dòng)化發(fā)展目標(biāo)，全面 創(chuàng)新氣象觀測(cè)儀器設(shè)計(jì)理念，增強(qiáng)我國(guó)綜合實(shí)力。

2.2 注重氣象觀測(cè)儀器測(cè)量精度，為氣象部門提供重要信息數(shù)據(jù)

注重氣象觀測(cè)儀器測(cè)量精度，是考慮到氣象觀測(cè)日常工作 實(shí)施要求，還需具備專業(yè)化的工作人員，能在日常工作環(huán)節(jié)中加 大對(duì)氣象觀測(cè)儀器管理力度，避免因管理工作不到位而影響各項(xiàng) 工作質(zhì)量與信息數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。此外，在氣象觀測(cè)儀器應(yīng)用階段， 還需人員持有相關(guān)證件規(guī)范性操作，在觀測(cè)階段借助儀器對(duì)各項(xiàng)信息數(shù)據(jù)詳細(xì)記錄，為氣象部門提供重要信息數(shù)據(jù)。此外，還需 注重交接工作全面性，交班工作人員需對(duì)各項(xiàng)工作內(nèi)容與接班人 員詳細(xì)講述，并提供相關(guān)信息數(shù)據(jù)，而接班人員如果對(duì)某項(xiàng)工作 內(nèi)容存在疑問或了解不全面的情況，要及時(shí)提出問題，避免在交 接工作環(huán)節(jié)中出現(xiàn)問題，確保氣象觀測(cè)各項(xiàng)工作質(zhì)量。

2.3 推廣連續(xù)熱切換技術(shù)

為實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)熱交換技術(shù)的連續(xù)性，主管部門應(yīng)積極實(shí)施核心交換機(jī)和服務(wù)器雙熱備份，保證氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)采集的及時(shí)性和慣性，從而促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的穩(wěn)定持續(xù)運(yùn)行系統(tǒng)。另外，考慮到單機(jī)三個(gè)核心層原始數(shù)據(jù)交換存在的風(fēng)險(xiǎn)，可以通過虛擬路由冗余協(xié)議技術(shù)增強(qiáng)這一點(diǎn)，以促進(jìn)三個(gè)交換設(shè)備的主備核心之間的動(dòng)態(tài)相干熱。交換，它的工作原理是虛擬交換機(jī)根據(jù)設(shè)備配置的優(yōu)先級(jí)來(lái)選擇交換機(jī)。優(yōu)先級(jí)最高的開關(guān)設(shè)為主開關(guān)，狀態(tài)設(shè)為主開關(guān)，優(yōu)先級(jí)較低的開關(guān)設(shè)為備用開關(guān)。為了監(jiān)控主開關(guān)的運(yùn)行狀態(tài)，主開關(guān)在正常運(yùn)行時(shí)偶爾會(huì)發(fā)送一個(gè)VRRP作為其正常運(yùn)行的消息，但如果安全開關(guān)長(zhǎng)時(shí)間接收到來(lái)自主開關(guān)的信號(hào)，它會(huì)自行改變成為運(yùn)營(yíng)連續(xù)性大師。這個(gè)過程需要接收組的雙熱備份、RAID技術(shù)和數(shù)據(jù)備份技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)長(zhǎng)期一致的運(yùn)行。

2.4 改進(jìn)數(shù)據(jù)同步采集技術(shù)

為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無(wú)縫連接，需要同步采集道路監(jiān)控測(cè)量要素的數(shù)據(jù)，以進(jìn)行業(yè)務(wù)軟件的智能識(shí)別。因此，需要實(shí)現(xiàn)觀測(cè)，完成主備設(shè)備的配置，優(yōu)化采集器的硬件功能，優(yōu)化業(yè)務(wù)監(jiān)控軟件的相應(yīng)功能。當(dāng)數(shù)據(jù)觀測(cè)中缺少主站儀器時(shí)，需要確保啟用數(shù)據(jù)備份，實(shí)時(shí)完整性和數(shù)據(jù)異常監(jiān)測(cè)，提高數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。

2.5 加強(qiáng)智能傳感器的使用

在目前的技術(shù)應(yīng)用中，一些觀測(cè)傳感器可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)，但是由于陽(yáng)光、云層和天氣現(xiàn)象，傳感器又要滿足自動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn)化的要求，如果要實(shí)施全面的自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)，就很有必要加大智能傳感器優(yōu)化升級(jí)力度，對(duì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化要求的傳感器，需要應(yīng)用MEMS技術(shù)實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步升級(jí)，促進(jìn)傳感器高精度、小型化，提高氣象觀測(cè)系統(tǒng)的綜合性，有效覆蓋性自動(dòng)化技術(shù)。

結(jié)語(yǔ)

總之，當(dāng)前氣象觀測(cè)自動(dòng)化發(fā)展所出現(xiàn)的各項(xiàng)問題，不單單是因?yàn)榧夹g(shù)水平較低因素影響，而且還易忽視氣象觀測(cè)工作要求、標(biāo)準(zhǔn)等內(nèi)容探究、基礎(chǔ)設(shè)施不完善，對(duì)氣象觀測(cè)自動(dòng)化發(fā)展造成阻礙而從氣象觀測(cè)自動(dòng)化可持續(xù)發(fā)展角度研究，重點(diǎn)解決氣象觀測(cè)自動(dòng)化發(fā)展問題，是目前最主要的一項(xiàng)目工作，需引起各部門及工作人員重視，有相應(yīng)的管理制度，并通過相關(guān)管理制度實(shí)施，影響各項(xiàng)工作質(zhì)量與效率，促進(jìn)其穩(wěn)定發(fā)展。

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