廣東省2010—2014年區(qū)域自動氣象站采集器的故障統(tǒng)計和分析

陳剛，陳冰懷

（廣東省氣象探測數(shù)據(jù)中心，廣東廣州 510080）

廣東省2010—2014年區(qū)域自動氣象站采集器的故障統(tǒng)計和分析

陳剛，陳冰懷

（廣東省氣象探測數(shù)據(jù)中心，廣東廣州 510080）

通過將2010—2014年期間，廣東省區(qū)域自動氣象站采集器故障維修記錄進(jìn)行整理，按地區(qū)、年、月、采集器、采集器內(nèi)部器件等要素，分別進(jìn)行故障數(shù)量、故障率、故障比例的歸納統(tǒng)計，分析故障次數(shù)多、故障頻率高等現(xiàn)象的原因，指出故障率最高和最低的全省前2名，提出存在的保障問題。

大氣探測與儀器；區(qū)域自動氣象站采集器；故障統(tǒng)計；故障分析；廣東省

區(qū)域自動氣象站作為地面觀測站網(wǎng)的重要組成部分，在氣象防災(zāi)減災(zāi)和氣象預(yù)報服務(wù)等方面發(fā)揮著支柱性的作用。自動氣象站的探測能力和運(yùn)行狀況，已成為影響我國氣象基本業(yè)務(wù)能力和氣象服務(wù)水平的重要因素，及時了解、掌握本地區(qū)、本部門的自動氣象站故障情況，制定合理的管理措施，及時維護(hù)檢修，成為地面觀測網(wǎng)保障的一項重要工作。在氣象探測保障行業(yè)中，部分省份已開展了關(guān)于自動氣象站運(yùn)行效能的統(tǒng)計，并基于ASOM監(jiān)控平臺等數(shù)據(jù)指標(biāo)進(jìn)行可靠性評估［1］。廣東省各個地市目前安裝使用的區(qū)域自動氣象站采集器均由廣東省氣象局自主研發(fā)，平均使用時間達(dá)15年之久，且從未做過采集器內(nèi)部集成電路故障的統(tǒng)計和分析，為此本研究將自2010—2014年以來廣東省各地市區(qū)域自動氣象站采集器的故障維修記錄為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，進(jìn)行區(qū)域自動站采集器故障統(tǒng)計和分析，以期為全省各地市縣的裝備保障工作，以及采集器內(nèi)部電路設(shè)計的合理性提供參考。

1 數(shù)據(jù)來源和處理

廣東省區(qū)域自動氣象站采集器絕大部分是WP3103室內(nèi)、室外型機(jī)，截至2015年1月，注冊在線工作的區(qū)域自動站大約有2 500個站點，加上各個地市縣備份機(jī)，總擁有量在3 000臺左右，龐大的站點數(shù)量，給裝備保障、設(shè)備維修都帶來不小壓力。自2010年起，裝備保障部門建立了區(qū)域自動站采集器維修記錄庫，目前已擁有整整5年的“每月、每件”維修登記記錄，為項目的實施提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和前期準(zhǔn)備條件。

基于目前擁有的所有區(qū)域自動氣象站采集器維修記錄，在不改變資料性質(zhì)的前提下，對字跡不清、表達(dá)不流暢的資料進(jìn)行補(bǔ)充、修整。數(shù)據(jù)的錄入和統(tǒng)計，按地區(qū)、年、月采集器、采集器內(nèi)部更換配件等，分別進(jìn)行故障數(shù)量、故障率、故障比例的歸納整理，經(jīng)過時間的積累和工作過程的記錄，形成了2010—2014年完整的區(qū)域自動氣象站采集器故障數(shù)據(jù)庫。

2 采集器故障情況分析

根據(jù)數(shù)據(jù)庫統(tǒng)計的故障數(shù)據(jù)分析，2010—2014年全省區(qū)域自動站采集器維修總數(shù)為1 535臺，因每年各地市區(qū)域自動氣象站（包括考核、非考核）數(shù)量均有變化，為使統(tǒng)計數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，分別計算每年各地市故障維修率［2-4］，并取其5年平均數(shù)和2014年各地市故障維修率來進(jìn)行分析（2010—2014年各市區(qū)域站采集器故障維修率：廣州17.03%、汕頭11.17%、潮州7.86%、韶關(guān) 23.96%、河源8.74%、佛山19.28%、肇慶8.85%、惠州 11.08%、珠海11.86%、湛江 17.83%、云浮13.89%、江門9.78%、汕尾 30.51%、中山 20.68%、東莞13.27%、茂名15.61%、陽江5.36%、清遠(yuǎn)11.91%、揭陽7.64%、梅州5.08%、深圳13.80%）。分析可知，汕尾地區(qū)故障維修率最高，韶關(guān)、中山地區(qū)次之，梅州、陽江地區(qū)故障維修率最低。韶關(guān)等山區(qū)雷電相對較強(qiáng)，探測設(shè)備成為易受損的目標(biāo)，而汕尾位于沿海地帶，設(shè)備故障率因潮濕空氣、臺風(fēng)等自然因素的影響成為全省最高。梅州、陽江等地區(qū)故障維修率較低，其主要原因與站點的基礎(chǔ)和防雷設(shè)施建設(shè)質(zhì)量高有關(guān)。

從2014年各市區(qū)域站采集器故障維修率情況［3］（2014年各市區(qū)域站采集器故障維修率：廣州 25.41%、汕頭26.00%、潮州6.98%、韶關(guān)32.93%、河源 10.24%、佛山27.52%、肇慶12.50%、惠州18.70%、珠海9.52%、湛江22.11%、云浮 15.73%、江門 7.64%、汕尾52.73%、中山 30.30%、東莞 9.52%、茂名14.73%、陽江10.96%、清遠(yuǎn)19.76%、揭陽13.11%、梅州3.13%、深圳0.00%）來看，2014年，汕尾依然是全省最高，梅州依然為最低。而深圳市故障維修率為零，是因為其購買了足夠的備件，該市能夠自主進(jìn)行維修。大多數(shù)地市故障率與5年來比較都有所增加，但也有個別地市故障率在下降，如東莞市，分析認(rèn)為這些地市有些站點因自籌資金改變了供電方式，采用太陽能供電，避免了因傳統(tǒng)的電源供電而受到的雷擊。

圖1 全省各市各年區(qū)域自動站采集器維修數(shù)量

從圖1全省各市5年來區(qū)域自動站采集器維修數(shù)量統(tǒng)計來看，2010—2014年間，各地市區(qū)域自動站采集器故障維修量呈上升趨勢。造成此現(xiàn)象的原因，一方面是站點數(shù)量逐年增加，另一方面是很多地市都將區(qū)域自動氣象站的故障維護(hù)進(jìn)行了外包服務(wù)。因外包公司對區(qū)域自動氣象站的構(gòu)成原理、鏈接線路、運(yùn)行機(jī)制不了解，故障發(fā)生后，并無進(jìn)行故障排除、確認(rèn)故障部位，將能排解的問題在現(xiàn)場解決，而是整機(jī)送修，最終因“無論故障大小，均送修”，結(jié)果就出現(xiàn)故障維修數(shù)量上升的情況，裝備保障部門雖然對無故障的采集器不進(jìn)行登記，但無形增加了有關(guān)各個方面的工作量。

區(qū)域自動氣象站數(shù)量之龐大、分布之廣泛，使保障工作不易進(jìn)行［5］，對此，需進(jìn)行高頻率、長時間的維護(hù)維修培訓(xùn)，實行先培訓(xùn)后上崗的模式，以保證不因保障人員的調(diào)動、保障人員對維護(hù)維修技術(shù)不熟悉等原因影響裝備保障效率，及時填補(bǔ)外包服務(wù)管理的空白。

2010—2014年各月累計采集器維修次數(shù)統(tǒng)計分析（圖2）表明，每年的汛期期間，是設(shè)備故障維修頻次最高的時期，臺風(fēng)、雷電、強(qiáng)降水等，是導(dǎo)致設(shè)備故障維修率高的原因。相對于汛期，1月份的故障維修率是非汛期中最高月份，這時期天氣穩(wěn)定，維修率本不應(yīng)最高的，分析認(rèn)為，由于每年春節(jié)前，氣象部門都要進(jìn)行業(yè)務(wù)大檢查，檢查的結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)許多故障問題［6］，這種現(xiàn)象，一方面說明有些站點可能長期帶病工作而沒有被及時發(fā)現(xiàn)，另一方面說明各個地市裝備保障的管理存在一定的缺陷，從而造成全省區(qū)域自動氣象站在非汛期出現(xiàn)維修小高峰。

3 器件故障情況分析

2010—2014年全省區(qū)域自動站采集器內(nèi)部各器件維修總數(shù)量為6 327次，在故障IC損壞情況中，74HC00和74HC04損壞最多。分析認(rèn)為，這2個集成片是與非門數(shù)字結(jié)構(gòu)，耐受沖擊電流較小，不易直接與傳感器相連，造成損壞最多，與其相連的譯碼、鎖相、CPU相應(yīng)也損壞的較多，而普遍認(rèn)為較多損壞的接口芯片，如HEF40106、TLC2543和MAX233損壞的不多，因此看來設(shè)計電路的合理性很重要。

P414

A

10.3969/j.issn.1007-6190.2016.05.017

2016-01-15

陳剛（1963年生），男，高級工程師，主要從事探測設(shè)備保障工作。E-mail：cgcg.com@sohu.com

陳剛，陳冰懷.廣東省2010—2014年區(qū)域自動氣象站采集器的故障統(tǒng)計和分析［J］.廣東氣象，2016，38（5）：67-68.