關于自動氣象設備維護及通訊網絡保障研究

樊江偉，張孝峰

（煙臺市氣象局，山東 煙臺 264000）

在自動氣象站的運行過程中，各種自動氣象設備與相應的通訊網絡是自動氣象站開展工作的基礎，而自動氣象設備的故障與通訊網絡的故障就成為了影響自動氣象站運行的基礎。只有加強對自動氣象站設備的日常維護與通訊網絡的保障，才能使自動氣象站的工作更加順利的進行。通過使用通訊網絡將自動氣象站與氣象部門中心站進行連接，就可以在自動氣象站設置的區域自動監測空氣溫度、空氣濕度、土壤溫度、風速、能見度、降水量等10 余種氣象要素，對于彌補中國氣象行業在小范圍空間內的監測空白，提升氣象行業的工作質量有著重要的意義[1]。

1 自動氣象站設置的重要性

1.1 改變了氣象行業的服務方式

自動氣象站是一種基于現代計算機技術基礎之上發展而來的一種氣象監測自動化的工作方式，可以自動收集多種類型的氣象數據，并且將信息上傳至總站分析出相應的氣象預報結果。由于自動氣象站脫離了人工的束縛，因此可以全天候對自動氣象站一定范圍內的氣象狀況進行監測，而這直接改變了原本氣象行業的服務方式。以往的氣象行業服務往往是采用24 h預報的方式，但在自動氣象站設置之后，工作人員就可以在相關程序的輔助下隨時對自動站所提交的最新氣象監測數據進行分析，從而將氣象監測結果進行實時化的更新，使用戶能夠更方便地獲取最新的氣象信息。

1.2 提升了氣象行業的服務效率

在中國，自動氣象站的設置使氣象工作實現了脫離人工的自動化，而這樣的自動化工作方式使氣象行業的服務效率實現了進一步的提升。在以往的氣象行業服務過程中，需要依靠人工對于氣象站一定范圍內的氣候要素進行分析，這樣的氣象服務方式不僅需要耗費大量的人力與時間，而且對氣象的監測結果只在一定的空間范圍內有效，因此難以為用戶提供精確到地區的氣象預報；而自動氣象站的設置與發展，就可以在提升氣象檢測的工作效率的同時，進一步提升氣象預報的準確度，從而使氣象行業的服務效率獲得大幅度提升[2]。

2 自動氣象設備的維護方法

2.1 對采集器的維護

作為自動氣象站運行過程中最為重要的設備之一，采集器的功能障礙對于自動氣象站的功能運行會造成極為致命的影響，因此在自動氣象站的維護過程中，最重要的工作之一就是對采集器進行維護。隨著科學技術的發展，中國自動氣象站的建設規模也在逐漸擴大，而在這些自動氣象站的運行過程中，大多數氣象站所使用的采集器都是相對先進的DZZ4、DZZ5型區域站采集器。但是，由于中國自動氣象站的發展相對較晚，技術與國外存在一定的差距，因此很容易因為各種因素導致采集器產生功能障礙，因此工作人員進行嚴謹的日常維護工作，才能保障自動氣象站的正常運行。

首先，工作人員在日常維護過程中盡量避免隨意對采集器進行移動，同時時刻保持采集器的潔凈，避免因移動采集器引發的振動或內部進入灰塵導致采集器內部接觸不良，進而影響采集器的功能；其次，工作人員需要定期對采集器及其相關聯的計算機進行重啟，一般來說需要一周左右進行一次，以此保障采集器與關聯計算機的時間同步，避免因時間誤差而產生異常數據；最后，工作人員需要定時對采集器上各種標識采集器工作狀態的指示燈進行查看，確認指示燈的閃爍狀態及閃爍頻率，尤其在出現一些極端天氣時，更需要加強對采集器工作狀態的監督，發現異常現象后及時進行解決。例如，當發現采集器的燈不亮時，工作人員需要對自動氣象站的供電系統進行檢查，確認為采集器進行供電的線路的電壓電流輸出是否穩定，并根據測試的結果確定問題所在。而當采集器與自動氣象站計算機之間的連接出現問題時，為了避免數據異常，工作人員需要對采集器進行及時的復位重啟，并且清空采集器內存嘗試恢復功能；若采集器無法恢復與自動氣象站計算機的正常連接，則需要及時對采集器進行報修或更換。

2.2 對溫濕傳感器的維護

在自動氣象站的運行過程中，溫濕傳感器是一種運行相對穩定的設備，對周圍環境的要求不高，只要溫度濕度在一定的范圍內就能夠維持正常的工作。但即便如此，工作人員也應當對溫濕傳感器進行定期維護，才能保證其更加穩定長久的運行。在中國自動氣象站建設的過程中，應用較為廣泛的傳感器是鉑電阻溫度傳感器和濕敏電容濕度傳感器，溫度傳感器依靠金屬鉑在溫度變化時發生電阻值變化的特性來進行溫度的測定，其外部通常會使用一個金屬保護管套或是一層防塵濾膜對外層架構進行包圍，以此保護內部的元件不受外界環境的影響。

因此，在對溫濕傳感器進行維護的過程中，工作人員需要定期對傳感器的外殼進行檢查，確認傳感器外殼的損傷老化程度，維護濕度傳感器防護罩，查看濾膜是否需要更換，一旦發現傳感器的內部元件或外殼有損壞的現象，就需要對其進行及時更換。在維護傳感器過程中，人體的體溫會嚴重影響傳感器的正常工作，因此嚴禁用手直接觸碰感應元件。除此之外，工作人員還需要定期對溫濕傳感器與自動氣象站計算機之間的連接情況進行檢查，同時對溫濕傳感器所提交的溫度濕度數據進行嚴密的監控，一旦發現有異常的溫度或濕度數據，需要及時對溫濕傳感器進行檢查，避免因溫濕傳感器的異常而影響到整個自動氣象站的工作質量。一般來說，對溫濕傳感器影響較大的除了極端天氣引發的溫濕度值突然變化外，還有可能是溫濕傳感器的接地裝置出現了故障，這除了會導致溫濕傳感器的數據出現錯誤外，還有可能引發數據丟失，這就需要工作人員在修復溫濕傳感器功能的同時，及時補充丟失的溫濕氣候數據，以此保持自動氣象站的正常運行[3]。

2.3 對淺層地溫傳感器的維護

在自動氣象站工作的過程中，淺層地溫傳感器是一種可對土壤溫度進行監測的傳感器，這種傳感器所采集的數據對當地農業發展有著非常重要的價值。而在監測過程中，由于淺層地溫傳感器的埋設深度往往較淺，而且無法設置在自動氣象站的房屋內部，因此非常容易受到外界環境的影響，特別是在雨天潮濕的季節更容易因雨水滲透傳感器外壁引發銹蝕現象，進而導致淺層地溫的測量值出現誤差。因此，工作人員需要加強對淺層地溫傳感器的維護，尤其是在雨季更要加強對淺層地溫傳感器數據異常的關注。在對淺層地溫傳感器進行日常維護的過程中，工作人員需要定期對傳感器進行檢查維護，而在降雨后則應當立即進行檢查維護；檢查維護的工作內容包括確認傳感器的接線管破損狀況、確認傳感器損傷狀況、確認淺層地溫傳感器的埋設狀況。除此之外，工作人員還應隨時檢查淺層地溫傳感器的架設情況，確保裸露地表部分的支架與地面平行，同時還應當對淺層地溫傳感器測量低溫的地溫場的土壤疏松度、土壤清潔度與土壤潮濕度等因素進行控制。只有加強對淺層地溫傳感器的維護工作，才能更進一步保障地溫測量結果的準確性。

2.4 對能見度傳感器的維護

隨著人類社會活動的發展，空氣所受到的污染越來越嚴重，各種污染物不僅對空氣的質量造成了嚴重的影響，更是嚴重影響到了外界環境的能見度，而這也嚴重影響了人類交通運輸工作的開展與人們的正常出行需求。為了保障人們的日常出行安全與交通運輸工作的安全開展，現代自動氣象站通常都會設置相應的能見度傳感器對外界能見度進行監測。在能見度傳感器工作過程中，通過對空氣中經過采樣室的影響光照的各種微粒如降水、降雪、霧、塵土、煙霧與陰霾等的總數量來對大氣能見度進行衡量，而這也使能見度數據的觀測在一定程度上有了體現空氣質量的功能。在對能見度傳感器進行日常維護的過程當中，工作人員的工作主要可以分為3 個部分：①清理能見度傳感器鏡頭及周邊與傳感器采樣室內的灰塵、積雪與蜘蛛網等雜物，同時清理能見度傳感器鏡頭因降水而產生的水漬；②對能見度傳感器的供電情況進行檢查，并以季度為單位對能見度傳感器的蓄電池進行充放電操作，以此保證能見度傳感器的供電穩定性；③對能見度傳感器進行定期校準，確保能見度傳感器光學參數的準確性，以此避免能見度數值異常或缺測等現象的產生。

另外，如果能見度傳感器在向自動氣象站計算機提交數據時發生了數值異常或缺測的現象，就需要工作人員對引發缺測的原因進行檢查。一般來說，引發能見度傳感器數值異常或缺測的原因無非是電源板故障、電池損壞、傳感器端口異常、傳感器與計算機連接處接觸不良、傳感器鏡頭周圍有異物遮擋或強光照射等，這些問題需要工作人員在檢測的過程中進行逐一排查，并且對出現問題的地方進行及時的修理與更換，才能更好地保障能見度觀測數據的準確性[4]。

2.5 對自動氣象站電路電纜的維護

在自動氣象站工作的過程中，需要依靠各種不同的電路電纜的連接才能進行正常的工作，因此對自動氣象站電路電纜的維護也是一項非常重要的工作。首先，工作人員需要對自動氣象站內的線纜進行定期的梳理，使輸電線路與信息傳輸線路之間隔開一定的距離，避免電力傳輸過程形成的電磁波動影響到數據的正常傳輸；其次，工作人員還應定期檢查自動氣象站內各種設備的線路接口是否正常，有沒有短路情況存在，以此避免短路影響到傳輸數據的準確性；除此之外，工作人員還應當定期檢查自動氣象站內線路的破損情況，因為自動氣象站中使用到的線路往往較細，且自動氣象站大多設置在人煙稀少的地區，而氣象站附近野生動物的活動也有可能導致電路電纜的損壞。

因此，一旦由自動氣象站所提交的數據出現異常時，工作人員就應立即前往自動氣象站進行檢查，在確認采集器與傳感器等設備沒有出現問題時，對電纜線的損壞狀況進行詳細的檢查，并且根據電纜線的破損狀況確定進行修補還是更換。在完成電纜線的修補或更換工作后，工作人員不應立即撤離現場，而應對各種設備進行反復的調試，確定經由新電纜線獲取并傳輸的氣象監測結果正常為止。只有加強對自動氣象站電纜線路的關注與維護，才能更好地維持自動氣象站的運行。

3 對自動氣象站通訊網絡的保障

在對自動氣象站通訊網絡的正常運行進行保障的過程中，工作人員首先需要為自動氣象站的通訊網絡列出相應的清單，并且劃分出通訊網絡可能產生的故障類型。對于自動氣象站通訊網絡的硬件類故障，需要工作人員按照常規檢查的方式檢查自動氣象站計算機的電源、主機、路由器、光纖等硬件設施，并且加強與當地網絡運營商之間的協調，為自動氣象站設置更加穩定的網絡線路；此外，工作人員還應當在設置自動氣象站時確定計算機及其硬件設備的使用年限，對于快要達到使用年限的硬件設施進行及時的檢修與更換。而在軟件方面，除了需要購買正版的殺毒軟件對計算機進行定期殺毒外，工作人員還應設置專業的管理維護方案，對于各類通訊網絡故障進行及時的應對；同時，工作人員還應在自動氣象站內部建立相應的通訊網絡平臺，并且采用特定的加密手段進行加密處理。只有確保自動氣象站計算機的專機專用與定期檢查維護，才能更好地保障自動氣象站通訊網絡的正常運行[5]。

4 結束語

在現代氣象行業的發展過程中，維持自動氣象站內自動氣象設備的正常工作與通訊網絡的安全運行，對于提升現代氣象行業的服務方式與服務質量有著非常重要的作用。只有加強對自動氣象站氣象設備與通訊網絡的維護，才能確保自動氣象站更加穩定運行，從而為用戶提供更加準確有效的氣象信息服務。