自动气象站监控软件窗口显示信息分析与应用

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【摘 要】自动气象站监控软件（SAWSS）是自动气象站采集器与计算机的接口软件。其主要功能是对采集器进行控制；将采集器中的数据调取到计算机中，显示在实时数据监测窗口，形成各种规定的采集文件和实时传输数据文件，同时与地面测报软件和传输软件挂接，在气象台站地面观测业务中广泛使用。本文运用监控软件窗口显示信息来判断自动气象站运行状态，探讨软件窗口显示的气象要素之间关系，利用窗口显示的异常数据来分析、判断采集器和传感器可能出现的故障，希望能为同行们提供一些借鉴和帮助。

【关键词】监控软件；信息应用；故障分析

1 自动气象站运行状态检查

监控软件是自动气象站采集器与计算机的接口软件。它的界面显示着采集器、各传感器和组网软件运行状态，从这界面上可以查看：

（1）采集器通讯是否正常。红灯亮则说明监控软件和采集器之间没有正常的连接；黄灯亮则说明监控软件和采集器之间正在进行通讯，当监控软件每整分后的10s从采集器下载实时数据并刷新显示界面一次；绿灯亮则说明监控软件未对采集器操作，这表明监控软件目前正处在空闲状态。

（2）显示的自动观测实时数据是否正常，即采集器本身和传感器是否正常。

（3）自动气象观测站与中心气象观测站的通讯连接是否处于正常状态。主通道或辅助通道的红灯亮说明网络连接不通，绿灯亮则说明网络状态是连通的。

（4）监控软件连续运行时间。监控软件在运行的时间较长后，会占用计算机较大资源，采集成功率会出现下降，容易出现死机的现象，因此需在运行4至5天左右，退出软件重启计算机和监控软件。

（5）计算机和采集器的运行时间是否一致。必须确保计算机时钟、采集器时钟与北京标准时间的相同，当误差大于30秒时，监控软件无法显示采集器的数据。

2 压温湿变化曲线的应用

监控软件对于风向、风速、温度、相对湿度、本站气压和降水量等要素给出二小时内每分钟的变化曲线。要素曲线只能显示当前时间前二小时内每分钟值。而压、温、湿的数据变化是有其规律的，自动站观测下载的每分钟相邻的数据变化：气压数据

3 地温数据的日常审核

（1）利用监控软件统计数据审查地面最高、最低温度是否正常，结合气温变化对地温数据进行分析，与定时有无矛盾。比较地面最低温度与最低气温，一般在晴朗微风的日子里，地面最低温度低于最低气温2～3 ℃，而在阴雨天气，两者读数差别较小。

（2）利用相邻比较法，审查各深度、各定时的日变化是否合理。土壤温度的铅直分布有三种形态：1土壤温度随深度的增加而降低的类型（日射型），它一般出现于白天或夏季；2土壤温度随深度增加而升高的类型（辐射型），他一般出现于夜间或冬季；3日射型和辐射型同时存在（过渡型）的情况，他一般出现于昼夜和冬季的过渡时间。因此在日常工作中要结合天气状况分析地温变化属于何种类型，在实际审核时必须对某一地温要素的前、后2个相邻差进行综合分析，若前后2 个相邻差均出现异常才可判断该要素为疑误。一般深度越深，温度变化越趋于平缓和滞后，如有反常，应分析原因，判断是否仪器损坏。

（3）利用相关法审查地温数据。各层地温数据的日变化都是有一定规律的，其变化规律与天气影响关系密切，特别是太阳照射强度、强冷空气影响、强降水、强对流、大风等气象要素的影响比较明显，工作中可以采用相关法进行分析判断数据是否正常。考虑到因降水、冷空气、暖气流等使地温产生系统性的跳跃式变化，此类跳跃式变化属正常情况。

4 利用窗口显示的疑误信息判断仪器故障

自动气象站的采集器、地温变送器、传感器出现故障，都会在监控软件显示界面显示出异常数据，而我们可以利用这些数据分析判断出现故障的硬件，进而采取相应的处理措施，尽快地使自动气象站恢复正常。下面举几个从监控软件界面显示的异常数据入手分析故障原因的例子。

例1 故障现象：连续几小时二分钟风向为C，风速为00

分析判断：图（1）显示着某时风数据，除二分钟风向为C，风速为00外，其他的风向风速都有数据，这是监控软件长时间运行后，采集成功率下降的故障。再打开逐日地面数据维护界面图（2）可以看到已出现多个小时，应立即退出软件重启计算机，并重新下载出现异常的前几小时数据。

例2 温度数据 - 24. 6 没有变化

分析判断：当采集器连接温度传感器的端口在开路情况下，监控软件窗口就会显示-24.6。因此如确定是异常数据应检查：一是连接温度传感器线路断。二是温度传感器坏。三是采集器相应的端口故障。

例3 温度数据不准确 数据通讯正常，但温度数据明显偏大或偏小

分析判断：一是检查周围的环境是否对温度产生干扰，如温度通风罩周围是否有通风口或者较强的光反射，都可能造成温度数据不准确； 二是检查温度传感器是否正常，用万用表测量温度的电阻值，判断是否符合当前温度，正常阻值根据实际温度不同应在 80～120Ω； 首先取下温度传感器在防雷板上的插头（ 防雷板 1～4 号线，即 1黄、2 黄和 3 绿、4 绿） ，用万用表电阻 200Ω 档量取温度传感器标号 1，2 任一端与 3，4 任一端之间的电阻值是否在80～120Ω； 再用万用表电阻 200Ω 档量取温度传感器标号 1，2 端（ 3，4 端） 之间的电阻值是否在 1～8Ω。若以上测量中，有一项指标超出范围，应检查传感器与接线的接头处，注意观察接头是否有接触不良的现象，若测量均不能满足要求，则应更换温度传感器。

例4 故障现象：天空有降水，人工站有量，自动站无量

分析判断 有降水而无雨量数据显示 ，说明采集器雨量端口处于开路或短路状态。一是检查线路连接是否正常，检查雨量传感器的干簧管是否损坏，用万用表电阻档测量干簧管两端，翻转 1 次翻斗，万用表应该有 1 个跳变，如果表针没有变化，则说明干簧管已损坏，更换干簧管即可； 二是采集器雨量通道问题，导致采集器无法计数；三是雨量端子上所连接的电容坏了。

例 5 故障现象：自动站降水量小于人工观测降水量

分析判断：数据通讯正常，但雨量数据明显偏大或偏小 检查：（1）雨量筒或漏斗堵塞，导致雨量数据不准确；（2）采集器雨量通道问题，导致采集器计数不准；（3）雨量端子上所连接的电容坏了，导致雨量数据不准确，雨量偏差允许范围在 4%以内，若偏差不是太大，校准处理即可解决。调整方法： 取下雨量筒外壳，松开下翻斗调整螺丝的固定螺丝，若雨量示值偏大，则将两只调整螺丝沿轴线同时向外旋转，每旋转一周，可使示值减少 0.3mm，否则两颗调整螺丝向内旋转，使示值增加 0.3mm。需要注意的是： 向内旋转过度时，不仅不会使示值增加，反而使示值减少许多。

例6 某一路地温不正常，跳变不稳定

分析判断：一是温度传感器坏。二是地温传送器相应端口故障。三是地温传感器密封不好进水。

例7 某一路地温不正常，为固定不变

分析判断：一是信号电缆开路，二是传感器损坏，三是外转接盒内CD4067BF损坏。

5 结束语

地面气象观测员必须严肃认真负责地做好本职工作，为了确保自动气象站的正常工作和上传数据的准确性，要熟练掌握地面气象观测业务软件操作方法和观测仪器的维护检修，认真查看监控软件界面显示的各种气象要素信息，仔细分析自动站数据异常现象，以便在自动站出现故障时快速准确的处理，确保地面观测数据的准确性和连续性，按时上传数据文件，提高地面观测业务质量。

【参考文献】

[1]中国气象局监测网络司.地面气象测报业务系统软件操作手册[M].北京：气象出版社，2005.

[2]中国气象局.地面气象观测规范[M].北京：气象出版社，2003

[3]李黄.自动气象站实用手册[M].北京：气象出版社，2007.