地面气象观测无人值守实现及保障方法研究

马强 史维仁 杨鹏

（湖南省永州市冷水滩区气象局，湖南 永州 425000）

在社会整体不断发展的背景下，我国气象局越来越注重地面气象观测自动化改革工作的开展，并且还在各个省市落实前期试点工作。在此之后，不仅获取了较为显著的成效，也在运行保障等多个方面积累了诸多经验，但是不可否认目前仍然存在一些不足急需解决。通过对地面气象观测自动化目标，进行细致分析，就会发现主要体现在全自动化观测和无人值守两个方面，这就要在后续构建具有匹配性的技术标准、业务规范流程，甚至也要对装备网络保障人员的专业能力提出严格要求，从而对国家现有的自动气象观测站业务流程，进行优化创新，以此来保证自动观测设备充分发挥作用，代替人工观测项目，实现无人值守目标。本文从地面气象观测业务现状入手，结合无人值守实现路径展开阐述，针对如何做好保障工作进行深入探讨。

一、地面气象观测业务现状

我国现有的国家级地面气象观测站，主要就是由两套自动气象站组建而成的，具体包括主站和备份站；其中对于主站而言，基本上都为新型站，备份站则是为旧型站。在实际运行期间。都是由主站开展采集工作，之后再完成数据上传工作。一旦主站发生故障，就要及时切换到备份站，以此来完成数据上传工作。此外，对于没能有效安装自动化探测设备的气象站而言，非常重要的一项工作就是要进行人工观测。

通过对我国原有的国家级自动气象站，数据采集和传输流程进行分析，发现其具体表现为：各个传感器分别与新型自动气象站，主要的采集器进行有效连接；新型的自动气象站、能见度仪、降水类天气现象仪等，负责将完成采集的各项数据，传输到串口服务器中；串口服务器在光纤的作用下，在将数据传输到值班室内的网络通信盒中；再由其将数据传输到业务主机上[1]。在此流程下，数据就能够在业务主机的作用下通过质控之后，使用BUFF 数据传输，并且能够保证五分钟一次，进而在最后阶段就能够通过气象广域网，将报文直接有效的传输到省局。对于台站业务人员而言，需要在整点通过业务主机完成发报，并且还要落实人工定时观测、人工连续观测天气现象等多项工作，这样将不利于无人值守工作的全面开展。

二、地面气象观测无人值守实现路径

地面气象观测站，想要达到实现无人值守目标，就要将串口服务其的IP 地址、各个县局业务地址，都设置在同一个局域网的网段上。通过这项工作式，县局本部内只需设置一台业务主机，就能够完成数据监控、采集、传输等多项工作。

（一）气象广域网

我国省级的气象广域网，自身具备双通信路线，并且在2 套通信线路之间，能够进一步实现动态、实时、自动地互为备份。一旦其中一套线路发生故障，就能够自动的切换到另一套的线路，以此来完成数据传输工作。在此种气象广域网结构的作用下，有助于提升气象业务数据传输工作的稳定和连续性。除此之外，不仅能够强化省、市、县各个气象部门的互联互通，也能有效提升各个节点之间，任意点到点的直接通信能力。

（二）串口服务器

一是运行原理。大部分省市是地面气象观测站，实际应用的串口服务器，都是以ISOS-HC/A 型综合集成硬件控制器为主，该项设备最为显著的应用优势，就是将多串口通信、信号转换、光电隔离、数据转换等多个不同种类的功能模块集成在一起，不仅具有8 路可插拔多种通信方式的接口，也可以按照具体需求灵活进行配置[2]。串口服务其在实际运行期间，通过对光纤进行正确应用，来将气象终端硬件实际采集到的各项数据，远距离的传输到业务主机上，这样就能够有效解决地面气象观测台原有的系统终端设备多、数据格式多、可维护性低。可拓展性低等多项问题。

二是配置状况。在完成串口服务器安装工作的初期阶段，为了能够保证业务主机和串口服务期间能够进行有效通信，对于业务主机而言，就是以使用双网卡，或是设置双IP 为主；但是无论是应用哪种方式，都存在一个共同的弊端，就是都需要值班员在地面气象观测台上进行值守，进而将不利于自动观测水平的提升。因此，就要在无人值守实现工作重要性之后，对串口服务器的网络参数进行重新设置，如要正确应用SMOPORT 上位机软件，对串口服务器进行合理配置。首先要将SMOPORT 按照标准要求打开，其次正确电机连接设备，从而进入到串口服务器登录界面中，最后输入正确的账号和密码完成登录。

三是安装业务软件。主要就是要在县业务的主机上，安装地面综合观测业务软件，同时也要对站内的各项参数进行合理配置。保证业务主机与省局数据服务器之间，真正做到时间同步，并且还要对台站传输客户端进行正确安装，同样也是要对各项参数进行配置。严格按照上述步骤做好工作，不仅能够实现综合观测业务平台异地部署，同时也不需值班人员进行值守，对于后续完成远程观测工作具有重要帮助。

三、地面气象观测无人值守技术保障要点

（一）优化无人值守数据传输流程

主要就是以现有的自动化观测设备为基础依据，将备份自动气象站，有效的更新为新型站，在与主站形成具有一致性的热备份的同时，能够提供2 套真实有效的观测数据；在气象内网的作用下，分别将观测数据传输到省级CIMISS 数据存储环境、市级备份储存服务器中，从而将会观测数据传输具体流程的优化工作，落到实处。

（二）全面落实无人值守技术保障工作

地面气象观测站，为了能够进一步提升无人值守效率，就要做好该项技术保障工作。如：对业务人员专业能力提出严格要求，要定期对观测设备进行检查和维护；明确各种类型地面观测业务软件使用要点，以此来完成远程监控工作；一旦发现观测设备存在故障，就要及时处理，保证观测数据真实有效[3]。此外，如果地面气象观测站的气象设备，存在要素缺测问题，那么监控软件就要自动向业务人员发送报警短信，主要就会为了能够及时发现问题，准确确定和处理设备故障点。

业务人员和自身也要注重提高网络故障排查能力，一旦发现观测站内存在网络故障，就要对Ping 指令进行正确应用，进而对省、市、县气象观测站网关、串口服务器IP 地址等进行有效测试，保证端对端这种形式的故障点排查工作顺利开展；正确使用Tracert 指令，对气象广域网的双通信线路具体通断状况进行检查，甚至要对对现阶段正在使用的线路进行精准判断。如果发现线路存在中断问题，那么就要及时落实维修工作。如果发现2 条有线通信线路，同时产生了故障，并且还对数据传输工作造成了影响，就要在无人值守的要求下，使用备用无线网卡来完成报文传输工作[4]。地面气象观测站在实现无人值守之后，其无线网卡则无法进行自动切换。一旦发现此种状况，就要将北斗卫星短报文通信，最为应急数据传输的主要方式。主要就是因为在网络产生故障期间，能够达到自动切换的目的，从而就能够保证气象数据传输具有较强的连续性和及时性。

从供电角度方面对技术保证内容进行分析，需要保证台站的实际供电状况，都为市电供电，同时也要为其配备小型的汽油发动机。这样在后续遇到市电停电问题，业务人员就要第一时间启动应急发电机，同时也要切换供电线路，以此来保证正常供电。在实现无人值守之后，还要定期对发电机等多项设备进行保养和维护，如可以应用具备配备告警功能，远程智能ATS 全自动发电机组保障供电，并且还要及时更新UPS 电源，防止因为停电问题产生瘫痪现象。充分考虑太阳能供电方式，满足偏远台站供电需求。

结束语：总之，现代化社会发展趋势下，对地面气象观测工作提出了更加严格的要求，为了能够实现无人值守，就要紧紧结合气象广域网双通信线路的结构、串口服务器网络传输功能等进行分析，对串口服务器的网络参数进行重新设置、有效调整综合观测业务平台的位置、制定完善的技术保障方案等。这样不仅能够减少业务人员工作量，也能进一步提高基层气象部门工作效率。