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摘要 随着新型自动站的推广和普及，绝大多数的国家级基本台站开始使用新型站作为主力观测仪器。而作为新型仪器，新型站的故障率相对较高，故障原因相对复杂，通过软件、硬件2个方向对新型站的故障判断和维修加以详述。
关键词 新型自动站；故障；软件；硬件；维修
中图分类号 P415.1 2 文献标识码 B 文章编号 1007-5739（2016）15-0236-01
随着气象事业的发展和进步，气象自动化程度有了长足的进步。2012新型自动站在全国范围内得到了普及，实现了能见度、蒸发和固态降水的自动化观测，观测要素的数量、精度和频次都得到了极大的提升，但是作为新型设备，新型站的故障率偏高。因此，对故障的排查和维修就变得尤为重要，对故障的及时判断和果断处置是保证观测数据质量的根本。
1 硬件
新型站作为新型自动化设备，主要由中国华云公司生产，其主力型号为DYYZⅡ类CAW3000型新型自动站。作为最新装配的自动站，其硬件集成化水平较高，测量精度较旧站提高1个数量级，测量频次从旧站的6次/min提高到80～120次/min，但作为集成化电子设备，其硬件故障率较高。
1.1 硬件兼容性故障
故障现象：主要为采集软件数据缺测或数据异常。
故障原因：由硬件导致的故障主要是线路和硬件自生损坏导致的。
故障排查：当发生故障时，应先检查采集软件数据缺测情况，如果全部数据缺测，则主要故障为线路故障或主采集器故障；如果部分数据缺测，则主要故障为分采集器或采集模块故障。
故障维修：兼容性故障一般为非物理性故障，当判断故障为兼容性故障时，应先排查线路，确保通讯接口、串口接口连接正常，检查主采集器机箱里的通讯接头是否有松动，然后检查供电系统是否正常，电源接口是否有松动现象[1]。若线路及供电系统检查无误，则主要故障问题发生在主采集器或分采集器，先观察主采集器工作指示灯，若上方灯常亮，下方灯频闪说明主采集器处在工作状态，断掉市电，拔掉BAT插口线重启采集器[2]。
1.2 雷击、电磁感应故障
新型站采集器放置在观测场内，其主采集器耐受电压较低，极易遭受雷击损坏，2014年仅辽宁省就发生了40余起因采集器遭雷击而损坏的事故。遭受雷击通常有2种状况：第1种情况雷击严重，全部数据缺测，采集软件无法获取数据，这种情况下需要及时更换主采集器；第2种情况雷击情况轻微，数据采集正常或部分数据短暂性缺测，通信软件显示直流电压为0 V，通过通讯串口查询电压为24～26 V，这种情况是由于雷击损坏了直流电源供电配件，直接更换供电配件即可[3-4]。
2 软件
新型自动气象站ISOS-SS软件一般包括2个部分：SMO和MOI。其中新型自动气象站的自动观测主要由SMO软件负责，而MOI是一个过渡软件。实现完全自动化后，天气现象、能见度、辐射等相关要素数据主要由SMO软件中通信层来采集，再经过SMO的处理层的解析、监控、订正和储存，然后再将相关数据直接上传并存储在数据字典中；MOI软件与地面观测业务接轨，主要通过数据流和FTP 2种方式来实现[5]。SMO软件中，处理层得到的人工观测数据及文件可通过数据流的方式与ISOS-PS系统进行交互，并由MOI软件采集数据来实现正点观测数据的维护，才能顺利开展参数配置、观测编报、设备维护、报表制作、质量控制等观测业务[6]。通过串口服务器实现自动站等设备的集成，进而构成地面综合气象观测系统，从而实现数据采集、上传及处理的自动一体化，这就是新型自动气象站测报软件ISOS-SS的工作原理。安装软件后，运行前先根据实际情况设置参数及挂接项目，与OSSMO软件系统所设置的参数有所不同，ISOS-SS软件要求地方时差精确到小时，因此还需要通过MOI中的地方时差计算工具对其进行计算并填写地方时差来设置；当设置挂接项目時，如果有该项就需要在对应的自动观测设备上勾选，无该项自动观测设备的不勾选并直接进行挂接[7]。
2.1 SMO数据正常，ISOS软件数据缺测
这是比较常见的一种故障，通常是由于较长时间没有维护计算机导致的，重启计算机即可解决。
2.2 日数据缺测
20：00正常录入日照与蒸发，但是0：00发送日数据和常规数据均显示缺测，这种情况是软件自身BUG导致的，在数据补调界面对相应数据进行补调即可[8]。
2.3 蒸发数据异常
在ISOS进行2.0版本更新的时候，蒸发改为自动调整，并增加了溢流水位调整按键。在进行大型蒸发加水操作时，无法获取水位，点击调整溢流水位按键后，溢流水位显示 “-10”。如果重启软件、重启电脑均无效，这种情况是由于大型蒸发采集模块故障导致的，需要断开主采集器市电和直流电源，强制重新启动主采集器[9]。
2.4 正点长Z文件异常
如果新型自动气象站在测报软件正点长Z文件时有无数个更正报异常现象出现，通常是因为在主通道内设置了2个以上无用节点，使程序在第2节点就开始传输文件并将其保存在AWSNET中，然后再向第2或第3个节点传输，由于未成功传输，使得在传输过程也未删除所上传的文件，这些文件便随之参与下一次传输过程，同一文件出现被重复传输的错误情况，就导致了无数个更正报的出现。针对此现象，采取的措施是在通讯组网接口软件第2、3个节点的“通讯类型”处作输入空格处理[10]。
3 参考文献
[1] 中国气象局.地面气象观测规范[M].北京：气象出版社，2003.
[2] 李年，孙云智，林敏芳，等.培训地面气象见习观测员的带班方法与技巧[J].广东气象，2008，30（1）：63-64.
[3] 李祖敏.做好地面测报工作的体会[J].研究与应用，2007，28（增刊1）：98.
[4] 林铂岷，黄红辉，黄菊.应对地面气象观测业务改革的一些措施[J].气象研究应用，2012，33（2）：81-82.
[5] 朱建华.测报工作中不可忽视的几个细节[J].广东气象，2009，31（2）：61-62.
[6] 林铂岷，黄红辉，黄子芹.崇左市气象台站装备维修保障的思考[J].气象研究与应用，2012，33（1）：75-76.
[7] 刘希林.浅析电接电向风速仪保养与维修[J].气象研究与应用，2012，33（1）：73-74.
[8] 何文旺，谢东，雷红萍.基层台站实时气象观测资料质量控制初探[J].气象研究与应用，2012，33（3）：61-63.
[9] 许燕梅，黄值钦，莫小飞，等.如何减少因采集器电源故障造成的数据缺测[J].广东气象，2009，31（3）：58.
[10] 张鹃，林卓宏，陈巧淑，等.自动气象站观测场防雷接地制式的技术分析[J].气象研究与应用，2012，33（4）：67-69.
关键词 新型自动站；故障；软件；硬件；维修
中图分类号 P415.1 2 文献标识码 B 文章编号 1007-5739（2016）15-0236-01
随着气象事业的发展和进步，气象自动化程度有了长足的进步。2012新型自动站在全国范围内得到了普及，实现了能见度、蒸发和固态降水的自动化观测，观测要素的数量、精度和频次都得到了极大的提升，但是作为新型设备，新型站的故障率偏高。因此，对故障的排查和维修就变得尤为重要，对故障的及时判断和果断处置是保证观测数据质量的根本。
1 硬件
新型站作为新型自动化设备，主要由中国华云公司生产，其主力型号为DYYZⅡ类CAW3000型新型自动站。作为最新装配的自动站，其硬件集成化水平较高，测量精度较旧站提高1个数量级，测量频次从旧站的6次/min提高到80～120次/min，但作为集成化电子设备，其硬件故障率较高。
1.1 硬件兼容性故障
故障现象：主要为采集软件数据缺测或数据异常。
故障原因：由硬件导致的故障主要是线路和硬件自生损坏导致的。
故障排查：当发生故障时，应先检查采集软件数据缺测情况，如果全部数据缺测，则主要故障为线路故障或主采集器故障；如果部分数据缺测，则主要故障为分采集器或采集模块故障。
故障维修：兼容性故障一般为非物理性故障，当判断故障为兼容性故障时，应先排查线路，确保通讯接口、串口接口连接正常，检查主采集器机箱里的通讯接头是否有松动，然后检查供电系统是否正常，电源接口是否有松动现象[1]。若线路及供电系统检查无误，则主要故障问题发生在主采集器或分采集器，先观察主采集器工作指示灯，若上方灯常亮，下方灯频闪说明主采集器处在工作状态，断掉市电，拔掉BAT插口线重启采集器[2]。
1.2 雷击、电磁感应故障
新型站采集器放置在观测场内，其主采集器耐受电压较低，极易遭受雷击损坏，2014年仅辽宁省就发生了40余起因采集器遭雷击而损坏的事故。遭受雷击通常有2种状况：第1种情况雷击严重，全部数据缺测，采集软件无法获取数据，这种情况下需要及时更换主采集器；第2种情况雷击情况轻微，数据采集正常或部分数据短暂性缺测，通信软件显示直流电压为0 V，通过通讯串口查询电压为24～26 V，这种情况是由于雷击损坏了直流电源供电配件，直接更换供电配件即可[3-4]。
2 软件
新型自动气象站ISOS-SS软件一般包括2个部分：SMO和MOI。其中新型自动气象站的自动观测主要由SMO软件负责，而MOI是一个过渡软件。实现完全自动化后，天气现象、能见度、辐射等相关要素数据主要由SMO软件中通信层来采集，再经过SMO的处理层的解析、监控、订正和储存，然后再将相关数据直接上传并存储在数据字典中；MOI软件与地面观测业务接轨，主要通过数据流和FTP 2种方式来实现[5]。SMO软件中，处理层得到的人工观测数据及文件可通过数据流的方式与ISOS-PS系统进行交互，并由MOI软件采集数据来实现正点观测数据的维护，才能顺利开展参数配置、观测编报、设备维护、报表制作、质量控制等观测业务[6]。通过串口服务器实现自动站等设备的集成，进而构成地面综合气象观测系统，从而实现数据采集、上传及处理的自动一体化，这就是新型自动气象站测报软件ISOS-SS的工作原理。安装软件后，运行前先根据实际情况设置参数及挂接项目，与OSSMO软件系统所设置的参数有所不同，ISOS-SS软件要求地方时差精确到小时，因此还需要通过MOI中的地方时差计算工具对其进行计算并填写地方时差来设置；当设置挂接项目時，如果有该项就需要在对应的自动观测设备上勾选，无该项自动观测设备的不勾选并直接进行挂接[7]。
2.1 SMO数据正常，ISOS软件数据缺测
这是比较常见的一种故障，通常是由于较长时间没有维护计算机导致的，重启计算机即可解决。
2.2 日数据缺测
20：00正常录入日照与蒸发，但是0：00发送日数据和常规数据均显示缺测，这种情况是软件自身BUG导致的，在数据补调界面对相应数据进行补调即可[8]。
2.3 蒸发数据异常
在ISOS进行2.0版本更新的时候，蒸发改为自动调整，并增加了溢流水位调整按键。在进行大型蒸发加水操作时，无法获取水位，点击调整溢流水位按键后，溢流水位显示 “-10”。如果重启软件、重启电脑均无效，这种情况是由于大型蒸发采集模块故障导致的，需要断开主采集器市电和直流电源，强制重新启动主采集器[9]。
2.4 正点长Z文件异常
如果新型自动气象站在测报软件正点长Z文件时有无数个更正报异常现象出现，通常是因为在主通道内设置了2个以上无用节点，使程序在第2节点就开始传输文件并将其保存在AWSNET中，然后再向第2或第3个节点传输，由于未成功传输，使得在传输过程也未删除所上传的文件，这些文件便随之参与下一次传输过程，同一文件出现被重复传输的错误情况，就导致了无数个更正报的出现。针对此现象，采取的措施是在通讯组网接口软件第2、3个节点的“通讯类型”处作输入空格处理[10]。
3 参考文献
[1] 中国气象局.地面气象观测规范[M].北京：气象出版社，2003.
[2] 李年，孙云智，林敏芳，等.培训地面气象见习观测员的带班方法与技巧[J].广东气象，2008，30（1）：63-64.
[3] 李祖敏.做好地面测报工作的体会[J].研究与应用，2007，28（增刊1）：98.
[4] 林铂岷，黄红辉，黄菊.应对地面气象观测业务改革的一些措施[J].气象研究应用，2012，33（2）：81-82.
[5] 朱建华.测报工作中不可忽视的几个细节[J].广东气象，2009，31（2）：61-62.
[6] 林铂岷，黄红辉，黄子芹.崇左市气象台站装备维修保障的思考[J].气象研究与应用，2012，33（1）：75-76.
[7] 刘希林.浅析电接电向风速仪保养与维修[J].气象研究与应用，2012，33（1）：73-74.
[8] 何文旺，谢东，雷红萍.基层台站实时气象观测资料质量控制初探[J].气象研究与应用，2012，33（3）：61-63.
[9] 许燕梅，黄值钦，莫小飞，等.如何减少因采集器电源故障造成的数据缺测[J].广东气象，2009，31（3）：58.
[10] 张鹃，林卓宏，陈巧淑，等.自动气象站观测场防雷接地制式的技术分析[J].气象研究与应用，2012，33（4）：67-69.