地面氣象觀測無人值守實現(xiàn)及保障方法研究

馬強 史維仁 楊鵬

（湖南省永州市冷水灘區(qū)氣象局，湖南 永州 425000）

在社會整體不斷發(fā)展的背景下，我國氣象局越來越注重地面氣象觀測自動化改革工作的開展，并且還在各個省市落實前期試點工作。在此之后，不僅獲取了較為顯著的成效，也在運行保障等多個方面積累了諸多經(jīng)驗，但是不可否認目前仍然存在一些不足急需解決。通過對地面氣象觀測自動化目標，進行細致分析，就會發(fā)現(xiàn)主要體現(xiàn)在全自動化觀測和無人值守兩個方面，這就要在后續(xù)構建具有匹配性的技術標準、業(yè)務規(guī)范流程，甚至也要對裝備網(wǎng)絡保障人員的專業(yè)能力提出嚴格要求，從而對國家現(xiàn)有的自動氣象觀測站業(yè)務流程，進行優(yōu)化創(chuàng)新，以此來保證自動觀測設備充分發(fā)揮作用，代替人工觀測項目，實現(xiàn)無人值守目標。本文從地面氣象觀測業(yè)務現(xiàn)狀入手，結合無人值守實現(xiàn)路徑展開闡述，針對如何做好保障工作進行深入探討。

一、地面氣象觀測業(yè)務現(xiàn)狀

我國現(xiàn)有的國家級地面氣象觀測站，主要就是由兩套自動氣象站組建而成的，具體包括主站和備份站；其中對于主站而言，基本上都為新型站，備份站則是為舊型站。在實際運行期間。都是由主站開展采集工作，之后再完成數(shù)據(jù)上傳工作。一旦主站發(fā)生故障，就要及時切換到備份站，以此來完成數(shù)據(jù)上傳工作。此外，對于沒能有效安裝自動化探測設備的氣象站而言，非常重要的一項工作就是要進行人工觀測。

通過對我國原有的國家級自動氣象站，數(shù)據(jù)采集和傳輸流程進行分析，發(fā)現(xiàn)其具體表現(xiàn)為：各個傳感器分別與新型自動氣象站，主要的采集器進行有效連接；新型的自動氣象站、能見度儀、降水類天氣現(xiàn)象儀等，負責將完成采集的各項數(shù)據(jù)，傳輸?shù)酱诜掌髦校淮诜掌髟诠饫w的作用下，在將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街蛋嗍覂?nèi)的網(wǎng)絡通信盒中；再由其將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綐I(yè)務主機上[1]。在此流程下，數(shù)據(jù)就能夠在業(yè)務主機的作用下通過質(zhì)控之后，使用BUFF 數(shù)據(jù)傳輸，并且能夠保證五分鐘一次，進而在最后階段就能夠通過氣象廣域網(wǎng)，將報文直接有效的傳輸?shù)绞【?。對于臺站業(yè)務人員而言，需要在整點通過業(yè)務主機完成發(fā)報，并且還要落實人工定時觀測、人工連續(xù)觀測天氣現(xiàn)象等多項工作，這樣將不利于無人值守工作的全面開展。

二、地面氣象觀測無人值守實現(xiàn)路徑

地面氣象觀測站，想要達到實現(xiàn)無人值守目標，就要將串口服務其的IP 地址、各個縣局業(yè)務地址，都設置在同一個局域網(wǎng)的網(wǎng)段上。通過這項工作式，縣局本部內(nèi)只需設置一臺業(yè)務主機，就能夠完成數(shù)據(jù)監(jiān)控、采集、傳輸?shù)榷囗椆ぷ鳌?/p>

（一）氣象廣域網(wǎng)

我國省級的氣象廣域網(wǎng)，自身具備雙通信路線，并且在2 套通信線路之間，能夠進一步實現(xiàn)動態(tài)、實時、自動地互為備份。一旦其中一套線路發(fā)生故障，就能夠自動的切換到另一套的線路，以此來完成數(shù)據(jù)傳輸工作。在此種氣象廣域網(wǎng)結構的作用下，有助于提升氣象業(yè)務數(shù)據(jù)傳輸工作的穩(wěn)定和連續(xù)性。除此之外，不僅能夠強化省、市、縣各個氣象部門的互聯(lián)互通，也能有效提升各個節(jié)點之間，任意點到點的直接通信能力。

（二）串口服務器

一是運行原理。大部分省市是地面氣象觀測站，實際應用的串口服務器，都是以ISOS-HC/A 型綜合集成硬件控制器為主，該項設備最為顯著的應用優(yōu)勢，就是將多串口通信、信號轉換、光電隔離、數(shù)據(jù)轉換等多個不同種類的功能模塊集成在一起，不僅具有8 路可插拔多種通信方式的接口，也可以按照具體需求靈活進行配置[2]。串口服務其在實際運行期間，通過對光纖進行正確應用，來將氣象終端硬件實際采集到的各項數(shù)據(jù)，遠距離的傳輸?shù)綐I(yè)務主機上，這樣就能夠有效解決地面氣象觀測臺原有的系統(tǒng)終端設備多、數(shù)據(jù)格式多、可維護性低?？赏卣剐缘偷榷囗梿栴}。

二是配置狀況。在完成串口服務器安裝工作的初期階段，為了能夠保證業(yè)務主機和串口服務期間能夠進行有效通信，對于業(yè)務主機而言，就是以使用雙網(wǎng)卡，或是設置雙IP 為主；但是無論是應用哪種方式，都存在一個共同的弊端，就是都需要值班員在地面氣象觀測臺上進行值守，進而將不利于自動觀測水平的提升。因此，就要在無人值守實現(xiàn)工作重要性之后，對串口服務器的網(wǎng)絡參數(shù)進行重新設置，如要正確應用SMOPORT 上位機軟件，對串口服務器進行合理配置。首先要將SMOPORT 按照標準要求打開，其次正確電機連接設備，從而進入到串口服務器登錄界面中，最后輸入正確的賬號和密碼完成登錄。

三是安裝業(yè)務軟件。主要就是要在縣業(yè)務的主機上，安裝地面綜合觀測業(yè)務軟件，同時也要對站內(nèi)的各項參數(shù)進行合理配置。保證業(yè)務主機與省局數(shù)據(jù)服務器之間，真正做到時間同步，并且還要對臺站傳輸客戶端進行正確安裝，同樣也是要對各項參數(shù)進行配置。嚴格按照上述步驟做好工作，不僅能夠實現(xiàn)綜合觀測業(yè)務平臺異地部署，同時也不需值班人員進行值守，對于后續(xù)完成遠程觀測工作具有重要幫助。

三、地面氣象觀測無人值守技術保障要點

（一）優(yōu)化無人值守數(shù)據(jù)傳輸流程

主要就是以現(xiàn)有的自動化觀測設備為基礎依據(jù)，將備份自動氣象站，有效的更新為新型站，在與主站形成具有一致性的熱備份的同時，能夠提供2 套真實有效的觀測數(shù)據(jù)；在氣象內(nèi)網(wǎng)的作用下，分別將觀測數(shù)據(jù)傳輸?shù)绞〖塁IMISS 數(shù)據(jù)存儲環(huán)境、市級備份儲存服務器中，從而將會觀測數(shù)據(jù)傳輸具體流程的優(yōu)化工作，落到實處。

（二）全面落實無人值守技術保障工作

地面氣象觀測站，為了能夠進一步提升無人值守效率，就要做好該項技術保障工作。如：對業(yè)務人員專業(yè)能力提出嚴格要求，要定期對觀測設備進行檢查和維護；明確各種類型地面觀測業(yè)務軟件使用要點，以此來完成遠程監(jiān)控工作；一旦發(fā)現(xiàn)觀測設備存在故障，就要及時處理，保證觀測數(shù)據(jù)真實有效[3]。此外，如果地面氣象觀測站的氣象設備，存在要素缺測問題，那么監(jiān)控軟件就要自動向業(yè)務人員發(fā)送報警短信，主要就會為了能夠及時發(fā)現(xiàn)問題，準確確定和處理設備故障點。

業(yè)務人員和自身也要注重提高網(wǎng)絡故障排查能力，一旦發(fā)現(xiàn)觀測站內(nèi)存在網(wǎng)絡故障，就要對Ping 指令進行正確應用，進而對省、市、縣氣象觀測站網(wǎng)關、串口服務器IP 地址等進行有效測試，保證端對端這種形式的故障點排查工作順利開展；正確使用Tracert 指令，對氣象廣域網(wǎng)的雙通信線路具體通斷狀況進行檢查，甚至要對對現(xiàn)階段正在使用的線路進行精準判斷。如果發(fā)現(xiàn)線路存在中斷問題，那么就要及時落實維修工作。如果發(fā)現(xiàn)2 條有線通信線路，同時產(chǎn)生了故障，并且還對數(shù)據(jù)傳輸工作造成了影響，就要在無人值守的要求下，使用備用無線網(wǎng)卡來完成報文傳輸工作[4]。地面氣象觀測站在實現(xiàn)無人值守之后，其無線網(wǎng)卡則無法進行自動切換。一旦發(fā)現(xiàn)此種狀況，就要將北斗衛(wèi)星短報文通信，最為應急數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹饕绞?。主要就是因為在網(wǎng)絡產(chǎn)生故障期間，能夠達到自動切換的目的，從而就能夠保證氣象數(shù)據(jù)傳輸具有較強的連續(xù)性和及時性。

從供電角度方面對技術保證內(nèi)容進行分析，需要保證臺站的實際供電狀況，都為市電供電，同時也要為其配備小型的汽油發(fā)動機。這樣在后續(xù)遇到市電停電問題，業(yè)務人員就要第一時間啟動應急發(fā)電機，同時也要切換供電線路，以此來保證正常供電。在實現(xiàn)無人值守之后，還要定期對發(fā)電機等多項設備進行保養(yǎng)和維護，如可以應用具備配備告警功能，遠程智能ATS 全自動發(fā)電機組保障供電，并且還要及時更新UPS 電源，防止因為停電問題產(chǎn)生癱瘓現(xiàn)象。充分考慮太陽能供電方式，滿足偏遠臺站供電需求。

結束語：總之，現(xiàn)代化社會發(fā)展趨勢下，對地面氣象觀測工作提出了更加嚴格的要求，為了能夠實現(xiàn)無人值守，就要緊緊結合氣象廣域網(wǎng)雙通信線路的結構、串口服務器網(wǎng)絡傳輸功能等進行分析，對串口服務器的網(wǎng)絡參數(shù)進行重新設置、有效調(diào)整綜合觀測業(yè)務平臺的位置、制定完善的技術保障方案等。這樣不僅能夠減少業(yè)務人員工作量，也能進一步提高基層氣象部門工作效率。