论文部分内容阅读
摘要：在现代社会进步和发展中，为了有效提升气象服务水平，应该致力于综合气象观测基础工作，针对其中的不足及时完善和改进，利用前沿技术和设备，获取精准可靠的观测数据，以便及时准确的做好气象服务，对于推进现代社会健康稳定发展具有积极作用。
关键词：气象观测;全面自动化;问题;对策
自气象观测业务改革调整后，我国各级气象部门开始逐步向自动化观测方向发展，对各方面的要求也更高。由于自动化观测业务开展时间还不长，在运行中仍旧存在一些弊端，影响气象观测自动化水平。所以各级气象部门应高度重视，加强气象台站技术保障人员的培养，抓好业务技能培训，确保地面气象观测自动化业务的顺利开展，进一步提升地面气象观测业务质量。
1气象观测自动化存在的问题
1.1气象观测自动化仪器稳定性还不够
当前，我国的地面气象观测仪器与国外发达国家的同类产品还有一定的差距，所以在地面气象观测操作中，观测仪器自身稳定性方面还不够，有时候会出现一些故障，而影响到地面气象观测数据的准确性水平。因为环境因素的影响，特别是在高温以及高湿的环境下地面气象观测仪器极易受到一些影响而出现损坏;还有些感应元件中，湿度感应元件的质量也较差，也亟待解决;深层地温观测数据在自动观测中有时会出现间断性跳跃的状况，影响地温的正常观测;采集供电电压不稳定或者是比实际值偏低，会影响地面气象观测质量;连接传感器与数据线的接线口松动或生锈会影响到观测仪器的正常运行;恶劣天气现象出现造成风传感器出现故障，观测到的风向风速数据与标准值之间存在误差。上述这些均为自动观测仪器经常出现的故障问题，会影响到地面气象观测自动化业务质量。
1.2气象观测仪器要求不合理
我国地域辽阔，各个地区的气候存在的差异也很大。在某些地区，气象观测应运用不同的气象观测仪器。 在极端灾害性多发区域，气象观测仪器的寿命也势必会遭受不同程度的影响，即使在正常状况下测量到数据，准确率也可能较低。地面气象观测仪器并非全能的。如果为各类不同的气候条件开发针对性的气象观测仪器，则会大大增加仪器研发成本以及难度。 此外，随着社会各个领域对气象精度要求越来越高，本阶段所采用的地面气象观测仪器所获得的数据无法较好地满足精度要求。
1.3仪器维护难度较大
在地面气象观测自动化操作中，因为对于仪器的依赖性较强，所以观测仪器的损耗也较大，这给地面气观测仪器的维护工作增加了压力。一旦对地面气象观测仪器维护不当，势必会影响到地面气象观测业务质量。例如地温变送器，其本身为敏感元器件，对外界反应比较敏感，在将变送器机箱门打开后应该及时关闭，否则会使得机箱内元器件受潮或者下雨天有雨水进入，使得地温数据出现异常，影响地面气象观测质量。又如夏季雷暴天气较多，一旦气象台站业务计算机调制解调器长期连接，雷电中的雷电流往往会以电话线为媒介传输至计算机内威胁到气象台站计算机设备的安全，进而影响到地面气象观测自动化操作的正常开展。
2实现观测全面自动化的措施
针对温州国家一般气象站全面自动化推进过程存在的上述问题，本文从电源线路实现双电源全自动切换、网络及计算机设备实现核心交换机与服务器双机热备、观测采集仪器设备或软件实现2套数据在线全自动无缝对接采集3个方面，探讨实现观测全面自动化需要在硬件和软件上进一步优化的具体措施。
2.1配备双电源自动转换装置，保证供电系统的可靠性
应急电源系统的平稳转换，即系统从常用电源转换到备用电源或从备用电源重新返回至常用电源，是非常必要的。双电源自动转换（ATSE）主要用于紧急供电系统，是将负载电路从一个（常用）电源自动换接至另一个（备用发电机）电源的开关，以确保重要负荷连续、可靠支行。从电线路的敷铺上，线路至业务值班室及观测场地内的设备均应设常用电源及备用电源（发电机）2条线路，实现双回路，也就是双电源，如果一条线路停电，可启用另一条路线路供电，以保证供电系统的可靠性。正常情况下，ATS工作在主用市电电源，当市用电源電压或频率不满足要求时，ATS经过一定时间延时后（默认3 s，可避免发电机误启动），发送信号启动发电机，当发电机电源质量满足要求后，ATS先断开市电侧触头，再闭合发电机侧触头，即主触头先断后合，转换至发电机电源进行供电;当市用电源恢复正常时，ATS经过一定时间延时后，先断开发电机侧触头，再闭合市电侧触头，从发电机电源侧回切至市电侧供电，转换完成后，ATS将发送信号关闭发电机。
2.2核心交换机、服务器双机热备，实现网络、计算机无停顿热切换
由于观测数据的及时性、不间断性，稳定持续的网络运行变得越来越重要，而原有单机核心3层交换数据存在较大的崩溃风险。因此，需要采取虚拟路由冗余协议（VRRP）技术来解决该问题，以实现主、备核心3层交换设备之间动态、无停顿的热切换，虚拟交换机根据配置的优先级的大小选择主交换机，优先级最大的作为主交换机，状态为Master，其他交换机作为备份交换机，随时监测主交换机的状态。当主交換机正常工作时，它会每隔一段时间发送一个VRRP组播报文，以通知组内的备份交换机，主交换机除正常工作善言[8-9]。如果组内的备份交换机长时间未接收到来自主交换机，则将自己状态转换为Master。同时需要配备服务器双机热备，针对服务器的临时故障采取的一种备份技术，通过双机热备，RAID技术和数据备份技术来避免长时间的服务中断，保证系统长期、可靠运行。
2.3两路观测要素数据同步采集，业务软件智能识别，实现数据无缝对接
观测场地内的所有仪器要素均配备2套，一主一备，优化采集器的硬件功能，实现底层的两路采集数据功能，改进观测业务软件功能，对主站仪器数据缺测时，软件能自动读取备份数据确保数据的完整性。同时对异常数据进行识别判断，确保数据的准确性。
3结束语
各台站现有的观测装备保障现代化水平与全面自动化的要求还存在一些差距，现代化、全自动化需要投入大量的资金和设备，更需要专业化的技术人才，这样才能真正达到全面自动化观测的要求
参考文献：
[1]徐浩然.地面气象观测自动化存在的弊端及其对策[J].河南科技，2019（22）：151-152.
[2]陈淼.地面气象观测自动化存在的弊端及其对策[J].农村实用技术，2019（07）：118.
（作者单位：克山县气象局）
关键词：气象观测;全面自动化;问题;对策
自气象观测业务改革调整后，我国各级气象部门开始逐步向自动化观测方向发展，对各方面的要求也更高。由于自动化观测业务开展时间还不长，在运行中仍旧存在一些弊端，影响气象观测自动化水平。所以各级气象部门应高度重视，加强气象台站技术保障人员的培养，抓好业务技能培训，确保地面气象观测自动化业务的顺利开展，进一步提升地面气象观测业务质量。
1气象观测自动化存在的问题
1.1气象观测自动化仪器稳定性还不够
当前，我国的地面气象观测仪器与国外发达国家的同类产品还有一定的差距，所以在地面气象观测操作中，观测仪器自身稳定性方面还不够，有时候会出现一些故障，而影响到地面气象观测数据的准确性水平。因为环境因素的影响，特别是在高温以及高湿的环境下地面气象观测仪器极易受到一些影响而出现损坏;还有些感应元件中，湿度感应元件的质量也较差，也亟待解决;深层地温观测数据在自动观测中有时会出现间断性跳跃的状况，影响地温的正常观测;采集供电电压不稳定或者是比实际值偏低，会影响地面气象观测质量;连接传感器与数据线的接线口松动或生锈会影响到观测仪器的正常运行;恶劣天气现象出现造成风传感器出现故障，观测到的风向风速数据与标准值之间存在误差。上述这些均为自动观测仪器经常出现的故障问题，会影响到地面气象观测自动化业务质量。
1.2气象观测仪器要求不合理
我国地域辽阔，各个地区的气候存在的差异也很大。在某些地区，气象观测应运用不同的气象观测仪器。 在极端灾害性多发区域，气象观测仪器的寿命也势必会遭受不同程度的影响，即使在正常状况下测量到数据，准确率也可能较低。地面气象观测仪器并非全能的。如果为各类不同的气候条件开发针对性的气象观测仪器，则会大大增加仪器研发成本以及难度。 此外，随着社会各个领域对气象精度要求越来越高，本阶段所采用的地面气象观测仪器所获得的数据无法较好地满足精度要求。
1.3仪器维护难度较大
在地面气象观测自动化操作中，因为对于仪器的依赖性较强，所以观测仪器的损耗也较大，这给地面气观测仪器的维护工作增加了压力。一旦对地面气象观测仪器维护不当，势必会影响到地面气象观测业务质量。例如地温变送器，其本身为敏感元器件，对外界反应比较敏感，在将变送器机箱门打开后应该及时关闭，否则会使得机箱内元器件受潮或者下雨天有雨水进入，使得地温数据出现异常，影响地面气象观测质量。又如夏季雷暴天气较多，一旦气象台站业务计算机调制解调器长期连接，雷电中的雷电流往往会以电话线为媒介传输至计算机内威胁到气象台站计算机设备的安全，进而影响到地面气象观测自动化操作的正常开展。
2实现观测全面自动化的措施
针对温州国家一般气象站全面自动化推进过程存在的上述问题，本文从电源线路实现双电源全自动切换、网络及计算机设备实现核心交换机与服务器双机热备、观测采集仪器设备或软件实现2套数据在线全自动无缝对接采集3个方面，探讨实现观测全面自动化需要在硬件和软件上进一步优化的具体措施。
2.1配备双电源自动转换装置，保证供电系统的可靠性
应急电源系统的平稳转换，即系统从常用电源转换到备用电源或从备用电源重新返回至常用电源，是非常必要的。双电源自动转换（ATSE）主要用于紧急供电系统，是将负载电路从一个（常用）电源自动换接至另一个（备用发电机）电源的开关，以确保重要负荷连续、可靠支行。从电线路的敷铺上，线路至业务值班室及观测场地内的设备均应设常用电源及备用电源（发电机）2条线路，实现双回路，也就是双电源，如果一条线路停电，可启用另一条路线路供电，以保证供电系统的可靠性。正常情况下，ATS工作在主用市电电源，当市用电源電压或频率不满足要求时，ATS经过一定时间延时后（默认3 s，可避免发电机误启动），发送信号启动发电机，当发电机电源质量满足要求后，ATS先断开市电侧触头，再闭合发电机侧触头，即主触头先断后合，转换至发电机电源进行供电;当市用电源恢复正常时，ATS经过一定时间延时后，先断开发电机侧触头，再闭合市电侧触头，从发电机电源侧回切至市电侧供电，转换完成后，ATS将发送信号关闭发电机。
2.2核心交换机、服务器双机热备，实现网络、计算机无停顿热切换
由于观测数据的及时性、不间断性，稳定持续的网络运行变得越来越重要，而原有单机核心3层交换数据存在较大的崩溃风险。因此，需要采取虚拟路由冗余协议（VRRP）技术来解决该问题，以实现主、备核心3层交换设备之间动态、无停顿的热切换，虚拟交换机根据配置的优先级的大小选择主交换机，优先级最大的作为主交换机，状态为Master，其他交换机作为备份交换机，随时监测主交换机的状态。当主交換机正常工作时，它会每隔一段时间发送一个VRRP组播报文，以通知组内的备份交换机，主交换机除正常工作善言[8-9]。如果组内的备份交换机长时间未接收到来自主交换机，则将自己状态转换为Master。同时需要配备服务器双机热备，针对服务器的临时故障采取的一种备份技术，通过双机热备，RAID技术和数据备份技术来避免长时间的服务中断，保证系统长期、可靠运行。
2.3两路观测要素数据同步采集，业务软件智能识别，实现数据无缝对接
观测场地内的所有仪器要素均配备2套，一主一备，优化采集器的硬件功能，实现底层的两路采集数据功能，改进观测业务软件功能，对主站仪器数据缺测时，软件能自动读取备份数据确保数据的完整性。同时对异常数据进行识别判断，确保数据的准确性。
3结束语
各台站现有的观测装备保障现代化水平与全面自动化的要求还存在一些差距，现代化、全自动化需要投入大量的资金和设备，更需要专业化的技术人才，这样才能真正达到全面自动化观测的要求
参考文献：
[1]徐浩然.地面气象观测自动化存在的弊端及其对策[J].河南科技，2019（22）：151-152.
[2]陈淼.地面气象观测自动化存在的弊端及其对策[J].农村实用技术，2019（07）：118.
（作者单位：克山县气象局）