自动观测系统（共12篇）
自动观测系统 篇1
摘要：在民航气象观测工作中, 利用自动观测系统来辅助目测项目中云高的观测, 这样不仅使观测结果更接近于实际值, 直接提高观测员的工作质量, 尽量避免在复杂天气条件下, 飞机的返航和备降的发生, 而且有时还能减少浪费、为旅客节省时间、为航空公司创收, 多方得利。
关键词：民航,气象,自动观测,云高,经济效益
1 自动观测系统云高仪简介
大连机场使用的VAISALA自动观测系统中测量云高的仪器是激光测云仪。激光测云仪的测量范围是25英尺到5600英尺, 频率为180次/min, 所以屏幕上所显示的云高值为跑道上方某个点在某个时刻这180个数据的平均值, 这个数值是非常准确和客观的, 如果能充分加以利用, 必定能发挥出其潜在的效益。
2 自动观测系统中云高的应用
2.1 云高的观测
2.2.1 云高的估计
有多种判定标准:其一, 云体结构松散, 可见细微部分, 边缘不整齐, 则云高较低。反之, 云体结实, 轮廓清晰, 边缘整齐, 则云较高;其二, 对于同一种云 (云厚等条件相同) , 云的颜色越深, 地面光线越暗, 则云越低;其三, 看起来云块较大移动较快的云, 一般较低;其四, 发展中的云比消散中的云低;其五, 近地面湿度大或有降水时, 低碎云云底高度较低。
2.2.2 云的形成原因
正确观测分析云的变化, 是了解认识大气物理状况、掌握天气变化规律的一个重要因素, 也是我们预报天气的重要手段。由于观测站对云的观测只局限于目力所及的一片天空, 而云的演变云不仅仅受制于某一个地方, 特别是系统性演变的云就更加如此, 为了提高对云的观测的内在质量, 观测员有必要养成关心天气形势的职业习惯, 这样就能把本地出现的云的现象与较大范围的环流形势结合起来, 避免“坐井观天”。
2.2.3 掌握设备的各项功能
大连空管站气象台探测室现正在使用的自动观测设备是由芬兰VAISALA公司研制的自动观测系统, 在它主界面上的云高显示区域可以实时地显示跑道上云高仪上方的云的云底高度, 这一信息, 可以辅助观测员对云的观测, 给观测员一个量的参考, 使观测结果更接近于实际值。
2.2.4 灵活运用设备提供的各种信息
自动观测系统主界面上所显示的云高, 是实时的云高, 在第二个界面上可以看到一小时内云高值的曲线, 这样可以使我们清楚地了解近1小时内云高的演变情况, 帮助我们正确判断观测时刻的云高。
2.2自动观测系统中云高的应用
在气象观测的实际工作中, 由于受观测员的目测能力的限制, 观测员往往会按照“报低不报高”的原则发布天气报告, 观测员所报告的云高常常低于实际的云高, 尤其当云高处于临界值时, 或是在夜间及天气情况复杂的情况下, 观测员往往会发布低于实际云高的值, 以确保飞行安全, 但这样做也往往会造成飞机的返航或备降。基于以上原因, 下面就举例说明一下充分利用自动观测设备上显示的云高值在我们的工作中的重要意义。据不完全统计, 通过人的眼睛对云底高度的观测, 误差率在30%左右, 云底越低时, 对云高估计值的误差越小, 通常云底高度在100m左右, 一个经验丰富的观测员所判断的云高与实际器测的云高相差在20m左右, 尤其在云高处于临界点时, 自动观测系统中显示的云高值对我们准确判断云的具体高度起着决定性的意义。由于本场使用的这套设备所采集的数据都是按英制计算的, 而我国现在执行的地面气象观测规范中所有数据的数值都要求用公制表示, 所以在英制与公制的转换过程中难免会产生一些误差, 这就要求观测员能灵活应用自动观测设备给我们提供的数据, 在不断提高自己的观测质量的同时, 更好地为航空事业服务。如果我们能准确地报告出云的实际高度, 会给航空公司创造出更大的效益。大连机场2010年7月24日因大雾、低云天气返航4架次、备降7架次, 取消38架次。2010年8月12日没有因为天气原因返航备降的航班。对比这两天的观测记录及自动观测上显示的数据, 7月24日, 19时, 由于受大雾的影响, 能见度很差, 仅为700m, 低云的云底高度很低, 观测员根据经验判断云底高度应该在50~60左右, 当时自动观测显示数据64m, 观测员结合自动观测数据, 发布的实况是:5个量的碎层云60m, 如果没有自动观测的辅助, 按常理判断, 观测员发布的云高会是50m。这次天气过程, 虽然引起了返航、备降和取消, 但也在最大程度上保障了飞行的安全。在民航气象部门发布的报文中, 云高在90 (含) -120 (不含) 米之间, 编报003, 120 (含) -150 (不含) 米之间, 编号004, 根据有些航空公司的规定, 报文中出现云高在003时, 是不符合降落标准的。8月12日14时, 由于降水影响, 跑道上空有大量的碎雨云, 观测员目测云底高度在100m~150m左右, 所以当时的云高值正处在可降可不降的临界值, 自动观测系统上显示云高121m, 观测员根据平时的经验, 再结合自动观测上显示的数据, 发布的实况报文是6个量的碎雨云120m, 使飞机得以顺利地降落, 避免备降或返航的发生。由此可见, 观测员如果能掌握好这个尺度, 充分利用这些现代化设备, 准确地报告出本场云的实际状况, 不仅会提高自己的工作质量, 还能为旅客赢得宝贵的时间, 给航空公司创造出更可观的效益。这看似微小的差异, 反映到航空公司的利益上也是非常可观的。所以, 如果我们能充分意识到这一点, 合理利用现有的资源, 更好地为航空公司服务, 将会创造出无限的效益。
3 结论
观测员一定要立足本场的实际, 通过多观测、多分析、多利用现代化仪器设备, 日积月累地总结出本地不同季节不同天气背景下的云的演变规律, 做到心中有数, 努力使自己的观测结果达到最精确的程度
参考文献
[1]民用航空地面气象观测规范[M], 2006.
[2]中华人民共和国民用航空行业标准:民用航空气象第1部分:观测和报告[M], 2007.
[3]民用航空气象地面观测技术手册, 2007.
自动观测系统 篇2
对地面自动气象观测系统风速滑动平均计算方法的探究
通过对<地面气象观测规范>第19章自动观测系统中风速的计算方法进行对比分析研究,认为该计算方法有不合理之处.
作 者：王永林 Wang Yong-lin 作者单位：广西区气象局监测网络处,广西,南宁,530022刊 名：气象研究与应用英文刊名：JOURNAL OF METEOROLOGICAL RESEARCH AND APPLICATION年，卷(期)：200930(2)分类号：P412关键词：风速 计算方法 不合理 自动观测系统
自动观测系统 篇3
【关键词】地面气象观测；人工站；自动站；数据差异；原因探究
0.前言
人工观测数据与自动气象站观测数据差异是大气探测工作关注的重点问题之一。自动站的建立极大地节省了观测站的人力配置，但是自动站不可避免地与人工站同一时间记录的气象数据出现了差异，这就需要在自动站与人工站记录出现差值大于规定标准的情况下，要结合天气现象、计算机、采集器等多方面的情况进行综合分析，反复跟踪对比观察，才能提高记录的准确性，以确保采集数据的质量。
1.人工台与自动台观测数据出现差异主要原因
1.1观测时间产生的差异
地面气象测报规范要求人工观测在观测时次为45～60分钟之间完成气温、湿度、降水、风、气压、地温的观测,自动站是在00～01分钟内按一定的顺序完成各项目观测的。人工观测靠观测员逐项进行,观测时间跨度较大，由于近地面气象要素随时间而变化,人工观测和自动观测时间上的不同步导致两种观测结果出现差异,这种差异随气象要素的时间变化速率和变化幅度大小而不同,一般而言,气象要素随时间的变率越大则自动站与人工观测数据间的差异越大。
1.2仪器原理差异
自动气象站中使用的气象传感器与人工观测用的仪器在原理上是不同的。自动气象站的传感器有较小的时间常数,可以观测到大气中比较小却有意义的波动,所得到的极值更具有代表性。
1.3时次差异
自动气象站安装在有人值守的气象台站使用时,每小时存储观测记录一次,一天共24次；有特殊要求的自动气象站,如中小尺度监测站等,观测时次更多。观测时次的增加,能获取更多有用的气象信息。在我国,采用的观测时制是北京时,由于我国幅员辽阔,不同的台站,不同的观测时次所观测到各类平均值存着不能忽略的差异。以温度观测为例, 4次、8次和24次观测所得到温度平均值是有差异的,部分台站4次观测与24次观测的月平均温度可相差0.6℃,年平均温度可相差0.2℃。
1.4观测环境和方式造成的差异
人工和自动站一般处于同一观测场,但有些项目的观测环境还是存在差异的,这也必然造成观测数据存在差异。例如:人工站气压表在室内,自动站在室外,室内外温度不同引起气压订正误差,必然导致两者气压出现一定的差值。
1.5其它原因造成的差异
自动与人工观测的气压,在拔海高度较低的台站,两者比较接近,在海拔高度高的台站,两者存在较大的差异。气象部门长期沿用气象常用表中的旧的重力加速度计算公式,该公式计算出的重力加速度有较大的误差。从理论上说,大气中气压的变化相对较为平稳,水平梯度较小,出现差异的原因是水银气压表旧的订正公式不准确造成的。根据国家气象计量站的振筒式气压传感器与水银气压对比实验结果可看出,新舊重力加速度公式存在与海拔高度有关的系统误差。
2.气象要素出现差异的情况
2.1气温
气温波动相对较大,所以不能简单地、随意地将单个数据进行比较,而要看一个较完整的资料系列的对比结果。现就某气象站2008资料中气温为例予以说明。设在t次观测时，气温的真值为ηt，人工观测值yt，自动站观测值为zt，人工观测的误差为et，自动站的观测误差为~et，则：
yt=ηt+et ； zt =ηt + ~et （t+1、2....n) (1)
(1)式中气温的真值部分由周期性变化量f(t)和趋势项（非周期性变化量）组成，则：ηt = f(t)+et （t+1、2....n) (2)
方差为：VαSt =Vαet +Vα~et =σ12+σ22 (3)
σ12是人工观测值的方差，σ22 是自动站测量值的方差。这是常规方法的计算结果。用隐含周期和自相关模型求出σ12-σ22，然后与式(3)联解，就可分别求出σ1和σ2。最后的计算结果：σ1＞σ2，即人工观测的气温标准差大于自动观测的标准差。从该站2008年平均气温比较结果，自动观测与人工观测的平均差值很小，为0.1，即自动站比人工站高0.1度。从以上资料的分析中可以看出，与人工观测相比较，由于自动气象站的测量值是多次取样后的平均值，因而能抑制高频干扰混迭，可以较真实地反映当时的准确气温。
2.2相对湿度
在人工观测中,使用的测湿元件是百叶箱干湿表和毛发表,由于干湿表A值采用前苏联的数值,测出来的相对湿度系统误差偏大。在-10.0℃以下, 用毛发表测湿,误差也很大。在自动气象站中,用湿敏电容全程测湿,测量原理与人工观测差别很大。湿敏电容在相对湿度80%以下时,线形度好,测湿性能较好。在低温下,湿敏电容的测湿性能明显地优于毛发表。但湿敏电容在相对湿度80%以上时,开始出现非线性,相对湿度接近100%时,出现明显失真,这种情况在高温、高湿下更为明显,使用时应予以校正。
2.3风向风速
人工观测所用的电接风向风速计与自动气象站中使用的光电式风标风杯传感器,无论从原理、分辨率、准确度等各方面差别都很大,观测方法也不相同,因此,它们之间出现差异是必然的。
2.4雨量
在人工观测中,普遍认为雨量器测出的结果是可靠的,其实不然。根据中国气象科学研究院大气探测所从1992年开始,在全国30个站与标准雨量器(一种安装在地坑中,承水口与地面齐平,承水口四周有防溅雨栅格)7a的对比结果可看出,雨量器的平均误差为6%~7%,这在分析自动气象站测雨误差时需注意的一个问题。自动气象站采用的翻斗雨量计要完全避免干扰信号的影响,还有技术上的困难,只要有一次测量错误,就使月、年降水量产生误差。此外,正当下雨时, 人工观测过程中就有雨量损失,致使产生较大的对比误差。根据目前自动气象站的实际情况,雨量的对比观测应以一次降水过程为起止点。
3.结论
气象站自动测量数据与人工观测数据之间的差异是多种因素造成的,主要原因是观测时间上的不同步,观测仪器灵敏度、设置方式以及观测方法不同造成的。总体而言,自动气象站受人为因素影响较小,观测结果更加真实、准确、可靠。自动气象站的推广使用,标志着我国地面气象观测发展到了一个新的水平,它将为准确地预报天气提供更多有用的地面气象信息。
【参考文献】
［１］地面气象观测规范[M].北京:气象出版社,2003.1.
［２］胡玉峰.自动站与人工观测数据的差异.北京，2003.
自动观测系统 篇4
一、自动观测系统
狭义的自动气象观测系统指自动气象站, 广义指自动气象站网, 自动气象站网由可以直接在中心站编发的气象报告和若干自动气象站通行电路组成。自动气象站有实时和非实时, 有人和无人之分, 它是一种能自动存储和观测的气象观测数据设备。数据采集器作为自动气象站的核心, 有集散式和总线式两种体系结构, 它具有无干扰的系统电源和很高的稳定性, 观测场一般需要安装避雷针, 风速风向传感器在避雷针相应位置进行有效保护。自动气象观测系统有:自动观测气象要素、存储各气象报告、编制、观测数据文件以及建立气象观测数据库的功能, 从而实现观测数据文件的自动传输、分析、调用、实时控制以及远程监控作用。
从实践来看, 通常用的CAWS600地面气象自动观测系统主要包括:传感器、供电系统、数据信息采集系统、主控微机、通讯部件以及打印设备等。其中, 传感器不仅可以对温度、湿度、风向、风速、地温、雨量、蒸发以及气压进行信息传输和感应, 还可以对辐射进行相应的传输。DT500型和DT50作为采集系统的核心, 供电系统通过交流电蓄电池控制整个充电系统, 保障蓄电池对采集设备的供电。
二、地面气象自动控制观测系统的维护与故障处理
(一) 定时巡视、检测相关仪器
在实践中, 为了保证系统的精确度, 不仅需要对仪器进行定期清洁, 更需要定时维护, 通过定时检查相关仪器, 保障仪器性能。在这个过程中, 必须注意计算机实时观测数据信息的正常性, 保障温度传感器设备上的百叶箱一直清洁干燥, 通过人工观测数据比较确定数据信息;同时, 在地面气象自动观测中, 还必须保障雨量计承水口位置漏斗的通畅性, 通过遥测地面温度, 明确土壤位置, 当风力差过一级时, 观察相应风速计和风向的转动;最后, 在地面气象自动观测系统中, 一定要保障控制室各个部件的牢固连接, 让交流供电的一级UPS和发电机正常运行, 保证人工观测过程相关设备与仪器正常工作。
(二) 加强对电源系统的维护
电源系统作为整个地面气象自动观测系统电源保障的核心部分, 为了保证工作正常运行, 必须加强日常维护检查工作。在B型或者S型自动站采集器箱内通常有4个指示灯, 因此, 日常维护时, 必须注意采集灯变化状态, 采集器指示灯工作状态一般都为红色, 正常状况下一般是每隔三秒闪一次。电源系统的直流指示灯一般为绿色, 正常情况下常亮着;当灯不亮时, 表明出现问题, 必须及时对保险管、蓄电池、电源板进行检查, 保障其正常工作。
蓄电池充电指示灯一般为红色, 正常状态下充电一般为常亮, 饱和之后自动熄灭。交流输入指示灯颜色一般为绿色, 正常情况下常亮, 当等不亮时, 可以通过检查采集箱内空气开关以及值班室开关状态, 对交流输入问题进行维护。当蓄电池不能充电时, 蓄电池放电到11.7伏特时就会自动停止工作, 导致数据缺测。在实际维护中, 除了对指示灯状态进行相应的巡视以外, 还必须定期检查各个电源线, 观察接线处是否有松动或者破损现象。
(三) 传感器的维护
提高自动观测系统传感器器检测维护, 必须对一下方面进行维护:
1) 风速方向传感器维护, 由于大气污染, 和空气尘埃比较多, 很容易造成风杯、风向标转动不灵活。因此, 每年必须对传感器进行插架和清洗;2) 温度传感器维护, 必须保障感应部件清洁度, 经常去除表面灰尘;3) 湿度传感器维护, 湿敏电容维护主要是:保持头部防护罩清洁, 避免灰尘堵塞网孔, 让湿敏电容薄膜和外界空气充分接触, 发挥相应的感湿作用;4) 气压传感器维护, 对气压传感器通气嘴定期进行检查, 避免异物与污染;5) 雨量传感器维护, 时常观察雨量筒, 堵塞时, 及时用细铁丝对漏斗进行疏通, 保障雨水顺利进入漏斗;6) 蒸发传感器维护, 保障水面处于最高和最低水面刻度之间, 保障蒸发缸的水清洁干净, 经常换水;7) 总辐射传感器维护, 定期清洗玻璃罩, 在有结露或者降雨的低温天气, 清除玻璃罩上的露水和雨水, 对半成粉色的干燥剂及时更换;8) 净辐射传感器维护, 定期检查安装水平, 清除薄膜罩上的水滴, 当薄膜罩内部有水气或者下榻时, 用橡皮球对其进行打气。
(四) 数据采集器维护
数据采集器维护主要包括:定期用牙刷对采集器灰尘进行清理, 不带电接插电缆或者安装传感器;定期对各种电源以及控制线进行检查, 保障电源系统正常工作;定期检查传感器、电缆和采集器的连接, 对传感器、采集器、电缆松动的现象及时进行修复, 对老化、破损及时进行处理。
(五) 其他项目检查
在实际生活中, 备份仪器应该由专人进行保管, 在合理处方的基础上, 确保使用仪器不超检。同时, 对于工作环境和场地, 应该时常留意环境变化情况、仪器架置牢靠程度、安置状况正常程度。通过检查供电状况、值班室采集器、数据处理部分安装状况, 确保插座、干扰源以及仪器正常运作。另外, 仪器在数据采集时, 必须注重数据准确性以及最终数据处理结果, 保障仪器定时检定。
在实际生活中, 如果有风向上变化, 没有风速时, 一般是风速传感器卡滞, 此时, 必须将风速从轴承上拆卸下来, 对其进行彻底完善的清洗整理;下雨天, 却没有雨量记录时, 一般是雨量传感器堵塞, 此时, 只要认真清理一般都可以排除;当开关电源一直不亮时, 一般是供电不足或者没有供电, 此时, 可以通过检查保险丝或者电源插座找出相关问题。例如:风向值有问题时, 说明风向传感器光电管和模拟板坏了, 应该及时更换;当存盘、数据文件名和规定不符合时, 一般是缺乏参数库, 或参数库本站参数缺乏正确设置, 此时, 必须重新建立或者修改本站参数。
三、结语
随着科学不断进步, 地面气象观测自动化不断深入, 气象观测工作得到了大力支持。因此, 在日常维护和保障过程中, 必须加强观测系统对仪器清洁的重视和管理, 在管理维护中, 及时发现问题, 采取对应措施对其进行处理维护, 从根本上保障地面气象自动观测系统数据准确性和科学性。
摘要：随着气象观测自动化和科学技术不断进步, 越来越多的地面气象自动观测系统与相关技术被应用到实践中, 自动站设备维护成为了气象技术的新问题。本文结合我国地面气象自动观测系统, 对观测系统维护和故障处理进行了简要的分析和阐述。
关键词：地面气象,自动观测系统,维护,故障处理
参考文献
[1]刘明峰, 朱会芸.地面气象自动观测系统的维护与故障处理[J].科技风, 2009.
[2]张明阳.地面气象自动观测系统的维护与故障处理[J].科海故事博览.科教论坛, 2012.
浅谈自动观测数据文件的预审 篇5
浅谈自动观测数据文件的预审
摘要：随着气象现代化事业的迅速发展,石河子地区地面气象观测自动化的.进程进一步加快.1月1日石河子地区最后一个自动站投入运行,至此,石河子各站全部为自动气象站,自动气象观测系统的观测体系结构、工作原理、测报业务流程、所形成的数据文件内容和预审注重点均与原人工观测有很大不同,因此对自动站数据文件的预审进行探讨具有实际意义.作 者：李四清 于瑞波 作者单位：石河子气象局,832000,石河子市 期 刊：石河子科技 Journal：SHIHEZI SCIENCE AND TECHNOLOGY 年，卷(期)：2010, “”(3) 分类号：X16自动观测系统 篇6
关键词 自动气象站；观测数据；维护；审核
中图分类号：P415.1 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2016.30.066
我国地面气象观测建设工作在近几年取得了豐硕的成果，自动化气象观测系统在我国现代化的气象台工作中均有体现，为我国地方农业发展及其经济建设作出巨大贡献，如内蒙古乌兰察布市的化德县作为畜牧业较发达地区，化德县气象局的地面气象观测对于畜牧业发展有着重要影响，该系统通过自动采集气象数据，同时运用计算机数据处理技术分析气象数据，减小人工数据处理过程中的误差，这套系统与传统的人工操控相比更加精确，但该系统无法识别设备记录的部分疑误数据，必须进行人工分析处理，所以这套系统仍离不开探测人员的维护及审核。
1 地面自动气象观测数据文件的维护及审核的必要性
地面自动气象观测技术是现代化气象观测中最为常见的一项技术，此技术极大地提高了地面气象监测的精确度，与传统人工监测相比具有查缺补漏的功能，但在地面自动气象监测过程中出现的部分数据文件仍然需要人工审核，尤其在监测设备出现故障时，如果数据文件审核及维护不及时，有可能造成气象监测数据丢失等问题，给正常的农业生产带来影响，造成经济损失，因此地面气象监测中对于数据文件的审核及维护工作不容忽视，其在整个监测过程中有着重要作用。
2 地面自动气象观测数据文件的审核
地面自动气象监测中，必须通过自动系统观测与人工检验审核相结合的方式，才能够保证采集到的气象数据的完整性及准确性，气象观测站的工作人员在采集数据的基础上按照《地面气象观测规范》及《地面气象测报业务系统程序操作手册》进行审核[1]，同时对于采集的数据中存在的数据漏洞及异常数据均需要人工判断及校正，确保地面自动气象观测数据的准确性，达到地面气象观测的目的。
2.1 把握好观测数据文件的要点
在观测数据处理过程中，文件的转换在整个过程中起着重要作用，文件的转换顾名思义为文件的相互转换，观测数据分为A文件、B文件、J文件，B文件是观测站的基本参数，A文件由B文件转换而来，因此在文件转换前必须确保B文件数据的准确性[2]，在一般数据处理过程中先修改B文件中的错误信息，确保各种观测项目标志与该文件要转换的B文件相符，同时B文件能够转换成为分钟数据文件J，而A文件数据的准确性直接受J文件的影响，在数据的采集及计算机对数据文件处理过程中难免出现错误，这对审核工作人员提出更高要求，工作人员必须加强对观测数据的文件的审核。
2.2 正确处理A，J文件的疑误数据
不同文件在气象观测数据中代表着不同的含义，A文件的维护审核过程中主要包括数据的格式及附加信息的变化规律，而J文件审核主要是统计分析降水量，对于各日、月的合理性的审核，J文件数据的缺测和误测均会影响A文件数据的正确性，因此必须改善对疑误数据记录的处理，在数据处理过程中，可以采取人工干预由于设备故障而造成的数据错误[3]，比如在某日的降水极值出现在正点时，且与相应的正值点不一致时，当极大值高于正值点时，采用极大值代替正点值，否则，则用正点值代替极值，这样则极大地减少了观测数据的误差。
3 地面自动气象观测数据文件的维护
在地面气象观测过程中，必须将数据文件维护和审核相结合，通过对数据文件的维护，做好数据文件的备份等工作，确保数据文件的完整性，有效提高气象观测的时效性和观测数据的准确性，减轻观测人员的工作量。
3.1 做好每日地面数据维护工作
每天晚上定时维护每日的气象观测数据，这是日常维护过程中最基本的工作，计算机数据处理过程中会与前一天的气象数据进行对比，在每个月末对比该月的各项气象数据，通过观测员的判断分析，考虑是否进行数据替换[4]，这个过程中则需要观测员在人工数据读取后输入人工观测要素，促进了整个地面自动气象观测数据的准确性。
3.2 数据文件备份
在气象的监测过程中可能出现设备故障，导致观测数据丢失，造成观测数据文件不完整，为保证数据的完整性及安全性，必须对B文件进行备份，因为B文件的完整性决定了A文件的准确性，B文件是气象站采集到的基本参数，因此是转换为其他文件的基础，气象观测站的工作人员必须每天定期备份观测数据[5]，防止气象观测数据的丢失或损坏，确保气象观测数据的完整性及准确性，促进气象监测工作顺利高效进行。
3.3 文件维护
B文件主要保存地面气象监测数据，其数据包括降水、日照等。地面气象的监测数据对于农业生产和经济建设有着重要作用，内蒙古乌察兰市化德县作为畜牧养殖的发达地区，化德县气象局的气象监测数据准确性对于畜牧经济有着直接影响，因此气象局必须维护监测数据，B文件作为气象站的数据起源，对于后期的数据处理及分析有着重要影响，B文件的准确性有着不可忽视的作用，因此地面气象监测数据文件的维护是气象观测工作中重要环节。
4 结语
本文通过分析地面气象观测数据文件的维护及审核，在地面气象监测数据文件处理过程中必须确保数据的准确性，因此数据文件的备份及维护显得尤为重要，审核人员在审核过程中必须掌握地面气象观测规范，及时处理审查过程中出现的疑误信息，同时深入分析出现的各种问题，并且不断总结经验，推进地面气象观测工作的服务质量，促进我国气象事业稳态发展。
参考文献
[1]刘小宁，任芝华.地面气象资料质量控制方法研究概述[J].气象科技，2011（3）：199-203.
[2]葛春凤.关于如何做好地面气象观测工作的几点思考[J].吉林气象，2010（3）：46-48.
[3]杨大军.当前地面气象观测业务中常见的问题及对策探析[J].农业与科技，2012，32（11）：140.
[4]戴云.地面气象观测报表疑误记录的处理方法[J].安徽农学通报（下半月刊），2011，17（8）：169.
[5]李伟.地面气象观测工作中的常见问题及对策[J].农业与科技，2012，32（11）：145.
自动观测系统 篇7
系统中包括一系列位于跑道上的气象传感器和气象自动站,这些测量设备与用户工作站通过中央数据单元(CDU)相连。跑道上的传感器实时采集气象数据并传送到CDU上,CDU同时还计算传感器无法直接测量的一些气象参数。之后,CDU将气象数据传送至用户工作站,在工作站上,用户可以查看、发布气象数据。必要的情况下,可以在MIDAS IV软件的帮助下,用户可以修改数据。
从上图中我们可看出MIDAS IV的基本组成有如下部件:
(1)移动气象站MAWS。MAWS收集资料并计算,将模拟信号转换为数字信号。
(2)中央数据单元CDU。通常CDU是一台单独的计算机。跑道两端所有的传感器都汇总到CDU,再由CDU进行计算,并将数据通过网络传给用户。
(3)局域网LAN。在MIDAS IV中各应用程序间通过TCP/IP协议进行通信。在系统中包括多台工作站,这些工作站由局域网连接。
(4)气象显示工作站(WV)。在WV工作站中,气象显示只监测当前气象数据及最后发出的METAR/SPECI报。
(5)观测员工作站(OWS)。
观测员使用观测员工作站(OWS)。使用OWS,用户可以查看气象数据,编发METAR/SPECI报,查看历史数据以及人工输入数据。
(6)预报员工作站(FWS)。
预报员使用预报员工作站(FWS)。使用FWS,用户可以查看气象数据、编发TAF和SIGMET报、查看历史数据。在FWS中,METAR/SPECI应用被设置为接收观测员发来的趋势报请求,并向观测员发送趋势报。
(7)AFTN接口。
MIDAS IV系统包括一个通过AFTN线路发送气象报告的串行口。MIDAS IV在报文发出前提供缩写报头。
(8)跑道灯光设置单元(选项)。
跑道灯光设置单元(RSI或LSI)是一个可选传感器,它提供当前跑道灯光强度信息。
(9)在通常情况下,CDU和传感器产生不间断的数据流,用户可以在气象显示和METAR/SPECI模板中看到这些数据。在正常操作期间,数据在气象显示应用中每分钟更新几次,METAR模板在设定的时间出现,SPECI模板在天气情况变化达到阈值时出现。在事件监测中主要只能看到报文发送信息。
如系统出现问题,系统在不同的应用程序中以不同的方式指出问题。
1 在天气显示应用中检测问题
在天气显示应用程序中,用户可以通过数据状态来检测问题,数据状态由数据区的背景颜色表示:
-灰色:正常状态;
-红色:无效数据;
-白色:旧数据;
-黄色:传感器处于备份或人工模式。
此外,数据丢失时数据区显示斜线。
红色是传感器故障的明确信号,必须马上维护。白色指数据未及时更新,该状态可能转为正常状态或数据丢失状态。黄色是传感器处于备份或人工模式,即传感器处于维护状态。
数据丢失是系统出问题的信号,但是在系统重新启动后,平均值数据丢失是MIDAS IV功能的一个正常部分。
2 系统重新启动后平均值的数据状态
在正常情况下,不需要重新启动系统,但系统出问题后,维护人员可能需要重新启动系统,即重新启动CDU。
当CDU重新启动后,瞬时值马上出现在天气显示的数据区,这些数据处于正常状态。但是平均值的情况有所不同,平均值处于数据丢失状态,直到系统收到足够的数据以计算出平均值。
3 在出错状态下,平均值的数据状态
在出错状态下,平均值的状态也与瞬间值不同。当传感器和CDU的通信中断或传感器失效时,天气显示中的数据首先变为失效,然后数据区中的数据小时,状态变为丢失。对于瞬时值,这一过程很快,用户可能无法注意到这个过程,但平均值的变化就慢多了。
4 在事件监测中检测问题
事件监测是向用户提供系统事件信息的应用程序。如果出现问题状态,用户可以通过查看事件监测中的信息来检测问题。
例如,用户在气象显示中发现平均值丢失,并怀疑是否是因为系统启动造成的,此时用户可以在事件检测中查看,如果系统刚刚启动,事件监测屏幕中无内容,但是如果系统中真的有问题存在,用户可以看到“DATA MISSING”。这个信息指明失效或与CDU通信中断的传感器。
5 如何处理系统问题
如果用户在气象显示或METAR/SPECI中发现问题,首先应在事件监测中查看出错状态的细节。如果是传感器出错,事件信息可指明该传感器,记录下该传感器并通知维护人员。
在维护期间,从传感器到MIDAS IV应用的自动数据流中断,因此用户应该确认从替代数据源得到气象数据,替代数据源可以是备份传感器,也可以由用户人工输入数据。
摘要：对民航气象自动观测系统结构进行介绍,并对系统的几种故障检测进行分析。
自动观测系统 篇8
随着我国民用航空事业的迅猛发展和现代化水平的不断提高, 现在许多大中型机场都配备了气象自动观测系统, 该系统是一套非常重要的气象设备, 服务于空管人员、观测员、预报员和其他机场人员。
1 长春龙嘉国际机场自动观测系统组成
自动气象观测系统由传感器、中央处理单元、用户终端、电源、通信单元、打印设备等硬件和系统软件、应用软件构成。其中每一个节点软硬件故障以及链路、电力故障均能导致自动观测系统运行不正常, 因此, 遇到故障需要每一个节点没一个节点逐步排查。
2 MCU111组成与内部结构
MCU111主要是由串口服务器TS16、MCB111母板以及供电单元三个主要单元构成。作为自动观测系统的通信单元, 是连接场外与室内数据传输的重要设备, 负责采集场外传感器数据、与室内数据处理单元进行数据交换, 将处理后的数据传送至工作站和用户终端, MCU111故障将会导致自观系统数据全部丢失, 给飞行安全带来严重影响。
3 故障现象
气象自动观测系统数据全部丢失。经检查事态监控告警提示如图1所示。
4 故障分析
经过分析判断发生故障的原因有以下几种:
(1) 通信线路故障; (2) 传感器硬件故障; (3) MCU111故障; (4) CDU故障; (5) 交换机故障。
5 故障排查
5.1 排查线路
图2是本场所有节点通信线路图, 首先利用DXL421模块在设备间MCU111后拔出任意一对信号线, 把信号线接入DXL421的Line口, 并设置好主叫被叫以及波特率, 将其通电, 观察DXL421载波灯, 经观察载波灯长亮, 因此排除了线路上的故障。
5.2 排查传感器
在室内采用DXL421模块, 一端连接信号线一端连接超级终端, 超级终端有数输出, 排除了外场传感器问题。
在日常工作中, 如果线路中断或者传感器故障可以利用DXL421很直观快速地找出是线路哪一个节点出问题, 还是哪一个传感器工作不正常, 一个节点一个节点地逐一排查。我们把DXL421做成了USB的供电模式, 使用的时候, 插在笔记本上, 接通信号线即可检查线路与数据。
5.3 排查MCU111
MCU111是设计用来实现AWOS系统室内外设备通信的集成单元, 外部包含有多达16路的modem或RS485信号插槽, 还有一个Ethernet口和数个RS232接口 (COM1-COM4) 。其含有16端口RS232/Ethernet转换器TS16、MCB111母版和数块modem子模块。串口服务器TS16设备是室外传感器与CDU、网络等设备连接节点, 其设备供电或者主板故障, 会引起自动观测系统外场传感器数据无法处理。首先检查供电问题, 经检查确定TS16电源灯常亮, 判断电源指示灯正常, 其次检查其主板, 使用RS232转RJ45模块连到超级终端上, 确定TS16正常, 于是查看MCB111, 检查其供电, 发现220V输入电压有, 但是220V-5V交流转直流稳压电源送出的5V供电没有了, 进而判断出由于交流转直流稳压电源故障导致整个自观数据异常, 换上同等型号的交流转直流稳压电源, 设备恢复正常。MCU111故障将会导致整个自动观测系统数据遗失, 系统瘫痪, 对航空安全酿成重大的不良影响。如果现场具备条件, 可单独为MCU111配置一套220VAC稳压电源, 从而达到更好的稳压效果。
目前, 自动气象观测系统处在越来越重要的地位, 在日常气象观测以及飞行管制的工作中起到了关键性的作用。在日常维护中, 当设备出现故障时, 要一个节点一个节点去分析、判断, 加强设备日常巡检与业务学习, 从而更好地保障设备的正常运行。
参考文献
[1]芬兰vaisala公司.MIDAS IV User's Guide[Z].
自动观测系统 篇9
关键词：高雄,能见度,自动观测,预报系统
高雄市是一个商业及工业都市, 市区内交通运输繁忙, 附近地区则有炼油、石化、钢铁、水泥及火力发电等工厂, 再加上半屏山及寿山露天开采水泥矿、裸露地表及营建工程等污染源, 造成大量污染物排放至空气中。在特殊的天气状况下, 极可能因扩散不良而造成污染物的持续累积, 进而导致空气污染, 造成空气质量的恶化和能见度的降低。据台湾环境部门公布的相关数据显示, “高屏空品区” (涵盖高雄市、高雄县及屏东县) 为台湾省空气污染最严重的地区。了解高雄市能见度自动观测与预报系统的主要设备、数据处理技术和预报模式与流程, 对于大陆地区空气污染较重的城市进行能见度自动观测与预报具有重要的借鉴意义。
1 高雄市能见度概况
高雄都会区的能见度呈现季节性变化, 一年四季中以冬季期间最差, 而以夏季期间最佳。冬季能见度不佳主要因为东北季风期间, 笼罩在大陆性高气压下, 污染物不易扩散, 所以在冬季期间平均能见度降至3.8Km。尤其在冬季的清晨, 常因湿度过高而形成浓雾, 使得能见度甚至低于1Km以下。夏季期间则主要因为午后空气对流旺盛, 使得污染物容易扩散, 而且午后雷阵雨次数较多, 容易将空气中之悬浮微粒洗刷下来, 因此能见度较为良好, 所以夏季平均能见度约为10.6Km。
就一天中能见度变化情形来说, 清晨温度较低、湿度较高, 而且接近地面有气温上高下低的逆温现象, 是一天中能见度最低的时段。然而随着太阳上升, 阳光照射, 使得地面空气温度回升、相对湿度降低, 而有利于污染物的扩散, 使得能见度逐渐好转, 所以下午常为一天中能见度最高的时段。然而黄昏时段因太阳下山, 使得光线减弱, 所以能见度转为较差。
直接影响高雄能见度的主要空气污染物为悬浮微粒与二氧化氮, 其中又以悬浮微粒对能见度的影响程度最大。在高雄市内, 主要污染源为交通污染源及二次污染物中的硫酸盐及硝酸盐。除了空气污染物的影响外, 天气的影响也是影响能见度的主要原因。如前所述, 清晨时段因为水气而产生浓雾, 使得能见度降低, 而当接近中午时段, 温度回升, 才与空气污染物有关。然而, 有时候污染物排放较少时, 却因为空气扩散不容易, 导致污染物累积, 而使得能见度降低。
以“国立中山大学环境工程研究所”进行的能见度观测与民众意见为参考, 将能见度区分为三个等级, 分别为“好” (8Km以上) , “普通” (2~8Km) 和“不好” (2Km以下) 。由1998年11月至2000年11月的高雄市能见度观测结果得知, 能见度空气质量指针为好、普通和不好分别占总观测日数的20.7%、61.4%与17.9%, 结果表明高雄市的能见度主要集中在“普通”范围内。
2 能见度自动观测系统
高雄市政府环境保护局为了解辖区内能见度的情况, 在霖园大饭店顶楼设置能见度自动观测站, 分别朝东帝士大楼、中区资源回收厂及大林火力发电厂等三个方向观测能见度, 并利用因特网将能见度观测照片呈现在环保局能见度网站上供民众查阅。能见度自动观测站目前设置于霖园大饭店顶楼 (高雄市苓雅区四维三路三十三号) , 设置高度约离海平面175米, 位于高雄市政府斜对面。
自动观测站能见度观测站的控制箱体以不锈钢材质制作, 顶部具有隔热设计, 以散热风扇抽取过滤后的空气强制散热, 并以高强度钢索固定。能见度观测数码相机共3台, 置于相机观测平台上, 且相机观测平台具有升降功能, 并可依天候自动升降, 且系统中之下雨感知警报如遇特殊天候, 则可将信息立即传回, 并停止拍照与降下观测平台, 以保护相机及机具。同时, 能见度观测设备具有防风、防尘、防雨、散热、防晒及防震等功能。
能见度自动观测控制管理系统 (图2) 分为现场控制系统及远程控制系统, 并利用因特网的传输进行联机控制。由系统控制主机 (位于霖园大饭店顶楼) 及数据处理工作站 (位于高雄市政府环境保护局内的计算机室) 的主机分别进行现场或远程控制数字相机拍摄与数据储存。同时可针对不同月份设定开始及结束的拍照时间, 并且自动分类储存为数据库。同时监控系统可以图形化控制接口表示, 可从控制管理系统窗口 (图3) 手动遥控点选各拍摄点区域画面, 并显示目前该相机所拍摄的照片及下载图片, 甚至可按照使用者需求, 在任何地点、时间、日期查询单张或多张能见度照片及数据。
能见度观测方向的选择在考虑观测位置与观测目标物的距离及相关性之后, 再配合高雄市的地理环境, 分别向东帝士大楼 (距观测站1.4Km) 、中区资源回收厂 (距观测站5.6Km) 及台电大林发电厂 (距观测站10.0Km) 进行自动拍摄, 拍摄时间为每天早上7:00至下午5:30, 拍摄频率为每30分钟拍摄一次, 同时利用因特网将能见度自动观测照片呈现在网站上供民众查阅。
利用影像处理技术 (见表1) 分析气溶胶微粒状态及辐射传输现象, 可作为判断大气能见度状况的一种有效处理方式, 应用此处理技术对数码照片的分析, 对于目标物与背景间之差异具有辨识能力, 使得此技术可作为研究者、决策者及一般民众的重要参考, 也是未来值得进一步发展的处理技术之一。
能见度灰阶标准化作业程序 (图4) 是将能见度自动观测系统所拍摄的彩色数码照片, 利用数字影像处理技术 (含影像获取、前处理程序、分割截选及分析比较等四个影像处理原则) 将彩色照片转换为灰阶照片后, 并求得照片的灰阶数值, 进而算出目标物与背景间之亮度特征值, 再与能见度观测值进行统计分析, 以得到能见度标准曲线, 最后利用能见度亮度特征曲线得到照片的相对能见度值。
采用亮度特征值描述大气能见度的情况, 由于能见度的观测是在日-天进行, 所以天空背景之亮度灰阶值应超过目标物之亮度灰阶值, 因此目标物与背景间亮度灰阶值的差异 (Δg) 则可以下式表示:Δg=gb-g0而亮度特征值 (Bg) 之定义如下:其中gb:背景之亮度灰阶值;g0:目标物之亮度灰阶值
数码照片经过灰阶数值化后, 目标物与背景间亮度灰阶值的变化情况。由目标物与背景间的灰阶值变化图 (图5) 可知, 观测全黑或暗色的目标物, 无论在何种能见度下, 背景及目标物的灰阶值并无显著变化, 然而背景与目标物间的边界 (boundary) , 则随能见度的降低而逐渐模糊。
3 能见度预报系统
3.1 能见度预报模式的建立
空气质量现况与当时大气中污染物浓度 (如:悬浮微粒、二氧化氮、光化学产物、臭氧等) 、局部地区的气象条件 (如:风向、风速、湿度、大气稳定度等) , 直接或间接反映在视程的远近、天空背景之颜色及目标物的清晰度等。能见度预报模式是在不考虑污染源排放及气候变化的影响下, 以能见度对数值 (Log (Lv) ) 为应变数 (dependent variable) , 悬浮微粒 (PM10) 、二氧化硫 (SO2) 、二氧化氮 (NO2) 、臭氧 (O3) 、相对湿度 (RH) 、风速 (WS) 、风向 (WD) 为自变量 (independent variables) 进行逐步回归法建立多项式回归模式, 再考虑各种主客观因素, 并参考国外执行能见度预报的经验, 建立能见度预报模式 (图6) 。所建立的能见度预报模式包括下列天气类型:
(1) 锋面类型预报模式
(2) 东北季风类型预报模式
(3) 大陆性高压类型预报模式
(4) 太平洋高压类型预报模式
(5) 热带性低气压类型预报模式
(6) 其他天气类型预报模式 (含西南气流、偏南气流)
3.2 能见度预报模式的验证流程
建立完成各天气类型之预报模式之后, 将依据气象局及环保署过去的天气及空气质量数据代入预报模式中以得出各天气类型的能见度预报值, 配合过去能见度的观测数据进行比对, 以验证预报模式的正确性 (图7) 。
3.3 能见度预报流程
自动观测系统 篇10
关键词：自动观测系统,采样间隔时间,研究
随着科学技术的快速发展, 自动观测技术得到了广泛的发展和普遍的应用, 但是对于其采用间隔时间的合理性还没有进行进一步的研究, 本文对自动观测系统的采样间隔时间进行研究和分析, 希望对以后的研究有一定的参考价值。
1 研究内容与研究方法简介
第1部分介绍的是数据的采集, 它主要包括2种采样的频率:高频 (高速) 采样、是低频 (低速) 采样。第2部分是分析气象要素基本特性。在第1部分经过高频采样得到一些相关的数据, 把这些数据进行频域特性分析, 设计一些特定的取值范围, 从而得出地面气象要素的特性规律的线性曲线图表。第3部分是本文研究的主题自动观测系统采样间隔时间。基于第2步得到的曲线, 在对第1步的随机抽取的数据进行有效的比较分析, 得出科学的采样间隔时间。
2 分析自动观测系统采样间隔时间
2.1 分析采样间隔时间的理论
数字信号的处理学中的抽样定理有叫做奈奎斯特抽样定理或者又被叫做香农抽样定理。这样定理明确的指出了对于信号随机抽样的时候应该坚持的准则。有研究对于地面的气象要素进行了频域特性的研究分析, 得出了气温的最高频率和气压的最高频率, 根据奈奎斯特抽样定理坚持的原则, 可以得出气温的采样间隔时间和气压的采样间隔时间以及风的采样间隔时间分别为31.4s、62.8s、31.4s, 所以每一个要素的采样间隔时间都符合理论计算的数值范围。
2.2 通过实验研究采样间隔时间
为了研究自动观测系统采样间隔时间的科学以及合理性, 对于高频采样的到的数据进行随机的选取, 在根据科学合理的计算方式、目前所使用的采样间隔时间, 设定气温的采样间隔时间主要选取的数值是15s、20s、35s。
气温采样间隔时间。如下图所示, 是抽取的数据曲线与高频采样数据滤波后的特性的线性曲线, 从图中可以看出线条1代表的是特性规律曲线。线条2代表的是时间间隔为15s的数据曲线, 线条3代表的是间隔时间为20s的数据曲线, 线条4代表的是间隔时间为35s的数据曲线。
下面的表1是间隔时间为15s、20s和35s对于4个不同的时段进行抽取后, 所计算出来的与特性规律曲线1分钟的平均值差值的标准偏差。
目前我国可达到的气温测量准确度为士0.2℃, 并且非常的服从正态分布趋势。由表中的到的数据可以看出, 35s的间隔采样的时间最大值都超过的标准规定, 20s采样间隔时间的最大差值的平均值均在规定的范围之内, 由此可以看出, 气温现用的15s的采样时间间隔是合理的, 20s的采样间隔时间也可以使用, 但是35s的采样间隔时间不符合标准, 不能够进行应用。
3 结语
水电站垂线观测系统监测与管理 篇11
关键词：景洪；垂线观测系统；维护
中图分类号： TV22 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）13-42-3
0 引言
景洪水电站（以下简称：景洪）是澜沧江中下游河段规划的八个梯级电站中的第六个梯级电站。枢纽工程由挡水建筑物、泄水建筑物、引水建筑物、厂房及变电站、通航建筑物等组成。拦河坝为碾压混凝土重力坝，坝高108m，坝顶高程EL.612m，总装机容量1750MW，正常蓄水位为EL.602.00m，总库容为11.39亿m3。工程于2008年4月18日下闸蓄水，同年6月19日首台机组并网发电，并于2009年5月底全部机组发电投产。
1 垂线布置与施工安装
1.1 垂线布置
根据景洪坝址的地形地质条件和大坝应力稳定分析资料，设计中选择对右岸升船机坝段（6#坝段）、最高溢流坝段（9#坝段）、最高厂房坝段（17#坝段）、左岸厂房坝段（19#坝段）四个典型重点监测坝段及2#坝段、左坝肩布置正倒垂系统进行观测，并采用作为引张线的基准进行坝段间水平位移监测。
景洪共布置正垂线10条，分别为6#坝段2条、9#坝段2条、17#坝段3条、19#坝段3条。
由于景洪最大坝高达108米，在设计中对同一垂直断面内采用分段测量的方法布置正垂线，如17#坝段坝高108米，分三段布置正垂线，自上而下的正垂线长分别为C2-A17-PL-01：34米、C2-A17-PL-02：26米、C2-A17-PL-03：43米，正垂线布置范围共计103米。
景洪共布置倒垂线6条，分别为2#坝段1条6#坝段1条、9#坝段1条、17#坝段1条、19#坝段1条、左坝肩1条。其中，四个典型重点监测坝段（6#、9#、17#、19#坝段）的倒垂线用于测量坝基岩体相对于坝基深部的水平位移；在2#坝段和左坝肩布置的倒垂线，用于监测2#坝段和左坝肩部位的水平位移，并作为引张线端点的测量基准。6条倒垂线长度为40～67米，深入基岩最深处孔深62米，位于最大坝段17#坝段。
1.2 施工安装
景洪正、倒垂的施工及相应仪器的埋设与安装调试，均由“葛洲坝·昆明院·长科院”联营体负责。
1.2.1 正垂线及高程垂直传递系统
①正垂线和高程传递装置所在坝段浇筑混凝土时，分别预埋φ400mm、管壁厚度大于7mm的PVC管，作为保护管；
②正垂线测线采用强度较高的不锈铟瓦丝，其直径可保证极限拉力大于重锤重量的2倍；
③在坝顶预埋固定垂线和铟钢带尺的部件，待预埋件固定后，用夹线装置将垂线固定在悬挂装置上；
④垂线引入各层廊道观测间内。垂线下端吊重锤，并将重锤放入油桶内；
⑤根据垂线位置进行观测墩的放样、立模、浇筑观测墩，并在顶部预留二期混凝土，以便安装强制对中底盘，底盘对中误差不大于0.1mm。
1.2.2 倒垂线
景洪倒垂孔均采用一种孔径，一次成功，没有废孔。倒垂线的施工步骤主要可归纳为三步，各步骤中应注意事项可分述如下：
1.2.2.1 造孔
①按设计要求的孔位、孔径和孔深钻孔，采用岩芯钻，终孔有效孔径应大于274mm。应将岩芯尽量取全，特别对于断层、软弱夹层（带）应尽量取出，按工程地质规范进行详细描述，作出钻孔岩芯柱状图。
②钻孔时，选择性能好的钻机，在钻孔处用混凝土浇筑钻机底盘，预埋紧固螺栓。严格调平钻机滑轨（或转盘），其倾斜度应小于0.1%。然后将钻机紧固在混凝土底座上。
③孔口埋设长度3m的导向管，导向管调整垂直，其倾斜度应小于0.1%，并用混凝土加以固结。
④钻具上部应装设导向环，导向环外径可略小于导向管内径2～4mm。钻进时，采用低转速、小压力、小水量的方法进行。
⑤时常检查钻孔偏斜值，每钻进1～2m应检测一次。检测可采用倒垂浮体组配合弹性置中器进行，测定钻孔不同高程处钻孔中心线位置与孔口中心位置的偏心距。
⑥在钻孔过程中，一旦出现偏斜，首先分析原因，同时采取切实可行的纠斜措施。
1.2.2.2 保护管（套管）的埋设
①保护管采用φ159mm管壁6mm厚的无缝钢管。保护管（套管）每隔3m～8m焊接4个大小不同的U形钢筋，组成断面的扶正环。
②保护管应保持平直，底部加以焊封。底部以上0.5m范围内，内壁应加工为粗糙面，以便用水泥浆固结锚块。保护管采用丝口连接，接头处应精细加工，保证连接后整个保护管的平直度，安装保护管时全部丝口连接缝用防渗漏材料密封。
③下保护管前，可在钻孔底部先放入水泥砂浆（高于孔底约0.5m）。保护管下到孔底后略提高，但不得提出水泥砂浆面，并用钻机或千斤顶进行固定。
④最后，准确测定保护管的偏斜值，若偏斜过大，应加以调整，直到满足设计要求，方可用M15水泥砂浆固结。待水泥砂浆凝固后，拆除固定保护管的钻机或千斤顶。
1.2.2.3 倒垂线的埋设
①浮体组采用恒定浮力式或非恒定浮力式。测线采用强度较高的不锈铟瓦丝，其直径的选择应保证极限拉力大于浮子浮力的3倍。
②埋设锚块时，在测线下端固定好锚块，钢丝应位于保护管中心，将锚块慢慢放至孔底，沉入水泥浆深处。
③浮体组安装，应使浮子水平、连杆垂直，浮子应位于浮桶中心，处于自由状态。若采用恒力浮子，应使整个浮子没入液体中，但不可触及浮桶底部；若采用其他类型浮子，则应调整到设计浮力。
④在距离倒垂孔25～30cm的合适位置建倒垂线观测墩，墩面与倒垂线保护管管口齐平。在墩面上用二期混凝土埋设垂线坐标仪的基座底板。
2 垂线观测
2.1 观测仪器及方法
景洪正倒垂线（除升船机坝段3组正倒垂线未开始实施）共计16个测点，现在全部测点均已投入观测。目前主要用RZ型电容式垂线坐标仪配合南瑞产NDA1711数据采集模块到现场进行数据采集。大坝安全监测自动化实施后，将通过NDA1303智能数据采集模块接入DAU 2000数据采集单元，并通过DAMS-IV应用软件对测量数据进行采集。
由于电容感应式垂线坐标仪无机械传动和跟踪结构，用非接触测量方式实现垂线的自动监测，故而具有精度高，长期稳定可靠的优点，相对光学垂线坐标仪的测量（如漫湾电站采用的CG-3（3A）光学垂线仪）较为方便。
2.2 观测注意事项
在使用NDA1711数据采集模块到现场进行数据采集时，应注意以下几点：
①一条垂线上各测点的观测，应从上而下，或从下而上，依次在尽量短的时间内完成。
②垂线观测前，必须检查该垂线是否处在自由状态，检查调整浮体组的浮力，使之满足要求。同时，需要检查中间极引出线是否完好，若发现中间极引出现损坏，应由专业人员及时进行维护修理，保证测值能按时读取。
③测量时应检查电容极板上的凝露等情况，对异常出现凝露过多的情况，需进行处理，并采取一定措施确保垂线坐标仪极板上水介质均匀，使仪器测值可靠。
④测量时（自动化监测系统投入使用前），将四根芯线分别对应接到NDA1711数据采集模块的接口上，开机后，选择电容式传感器测读模式，对数据进行测度，并分别记录测得的两组电容比及对应的水平位移量。要求记录时区分垂直、水平方向的位移，并注意数值的正负。
⑤测读完毕，将数据电缆线放置好，要求放置于不接触极板且不易被碰触的地方。
3 观测资料的初步分析
景洪于2008年4月18日下闸蓄水，在蓄水前部分垂线投入了首次观测，到5月底16个垂线测点全部投入使用。
从首次观测至今，积累了一定的垂线观测的实测资料，从中对大坝工作性态初步分析如下：
3.1 2#坝段坝顶
向上游位移蓄水后呈增大趋势，水位稳定后，有缓和趋势，最大处位移向上游2.2mm；
向右岸位移蓄水后变幅不大，且在水位稳定后，有缓和趋势，最大位移向右岸0.9mm。
3.2 6#坝段坝基
向下游位移蓄水后呈增大趋势，水位稳定后，有缓和趋势，最大位移向下游0.84mm；
向左岸位移位移蓄水后变幅不大，且在水位稳定后，有缓和趋势，最大位移向左岸0.50mm。
3.3 9#坝段坝基
蓄水后向上游有微小位移0.1mm，之后随即向下游位移，且随水位上升呈增大趋势，水位稳定后，有缓和趋势，最大位移向下游1.2mm。
蓄水后向右岸有微小位移0.20mm，之后随即向左岸位移，最大位移达1.60mm，之后变形呈缓和趋势。
3.4 17#坝段坝基
向下游位移蓄水后呈增大趋势，水位稳定后，先在0～1.2mm范围内呈现增减交替变化，之后呈缓和趋势，最大位移向下游1.2mm；
蓄水后先是向右岸位移最大达0.60mm，之后渐渐向左岸位移，最大位移达0.60mm，随后变形在0～1.00mm之间变化。
3.5 19#坝段坝基
向下游位移蓄水后呈增大趋势，水位稳定后，在1.0～2.0mm范围内呈现增减交替变化，最大位移向下游1.70mm；
向左岸位移位移蓄水后变幅不大（0～1.0mm），且在水位稳定后，有缓和趋势，最大位移向左岸0.80mm。
综上，经分析，景洪大坝部分水平位移观测数据均在允许范围内。2#坝段倒垂线坝顶位移为向上游2.2mm、17#坝段位移量向下游14mm，较设计量偏大，需要进一步分析。
4 景洪水电站垂线系统的主要问题及维护要点
4.1 景洪水电站垂线系统的主要问题
景洪水电站垂线系统的存在的主要问题主要集中在设计及施工方面，且在实施过程中均得到了及时的解决，现将主要问题分述如下：
4.1.1 正垂线的设置
原设计中，19#坝段为两段三个测点布置，由于C2-A19-PL-02较长（56米），存在因垂线孔倾斜引起线体碰孔壁、在坝体中因串风引起线体摆动、线体卡住等故障或测值不可靠的隐患，实施过程中将原设计进行了更改，即将原设计中C2-A19-PL-02根据测点分布分为两条正垂线，分别为C2-A19-PL-02：29米、 C2-A19-PL-03：27米。
4.1.2 倒垂孔的垂直度
在倒垂孔施工中，用于测量垂直度的弹性对中器存在一定的误差，通常在2～3mm，为能尽早发现钻孔出现的偏斜，以便即时进行纠偏，提高钻孔成功率，施工方对弹性对中器进行有效改进，使测量精度提高到1mm以内。从而使倒垂孔钻孔比较顺利的进行，有效孔径都明显优于技术要求所规定的值。
4.2 垂线系统的维护工作
垂线系统的维护工作主要包括正倒垂管的保护工作、垂线坐标仪的维护工作两个方面：
4.2.1 垂线线体装置的保护
①正倒垂管的保护。
景洪的正垂系统垂线均位于施工期间预埋在混凝土中的管道内，且在管道安装前对管道内壁进行了防锈时处理。但由于施工、时效、环境恶劣等因素影响，防锈效果不太明显，正垂管内经常有掉锈渣的现象。
同时，由于土建施工期间，坝内常有施工用水在廊道及观测间内造成较大的积水。积水漫过正垂管上测点的进口，向下方的测点流去，造成正垂管及测量设备处于水、空气构成的不利环境中。
今后应在不影响观测工作及仪器稳定的原则下，对运行环境进行改善，要求尽量降低环境的湿度，避免水流通过正垂管的现象。
②垂线体装置的其他维护工作。
除了正倒垂管的需注意保护外，其他需要注意的情况主要有：倒垂线在基岩锚固处固结不牢、因垂线孔倾斜引起线体碰孔壁、在坝体中因串风引起线体摆动、线体卡住等。
因以上情况所引起的故障要及时发现并排除，否则测值不可靠。
4.2.2 正倒垂观测仪器的维护
上面已经介绍，景洪垂线观测仪器采用RZ型电容式垂线坐标仪进行数据的采集工作，故而该部分的维护工作是正倒垂系统维护的重点。主要注意的有以下几点：
①坐标仪系列中感应部件经过特殊防潮工艺处理，能在相对湿度95%的坝体内长期可靠工作，但这并不意味着坐标仪这类精密仪器能在水等经常流入坐标仪情况下给出准确测值。因此现场必须采取措施防止雨水、冷凝水等流入坐标仪内。安装在大坝竖井、基础的垂线坐标仪，因竖井等环境存在冷热空气交换，使竖井及坐标仪上长期存在大量冷凝水。在此恶劣环境下，需采取一定措施确保垂线坐标仪极板上水介质均匀，使仪器测值可靠。
②为适应在大坝恶劣环境下可靠工作，坐标仪内无一电子元器件。当坐标仪在现场安装调试完后，一般不会出现什么故障，不需经常采取什么维护措施。中间极引出线是一根线径仅0.05～0.1mm的细漆包线，要注意防止非观测人员或参观人员看不清此线而将其碰断。
自动观测系统 篇12
1 气象系统自动观测设备远程监控的现状
1.1 气象系统自动观测设备的分类
气象系统自动观测设备分为无人工现场监控系统、现场监控与远程监控系统和监控处理视频图像系统三类。
1.1.1 无人工现场监控系统
无人工现场监控系统是由计算机网络将监控数据传输至远程计算机, 是最典型的气象监控系统。这种监控系统与现场监控系统相比, 数据传输距离大, 其它部分与现场监控系统基本相同。目前这种监控系统比较适用于闪电与大气电场的检测控制。
1.1.2 现场监控与远程监控系统
现场监控与远程监控系统是将现场采集的数据通过网络上传, 在同一部门中建立FTP服务器, 做到资源共享, 作为数据分析技术和设备检测维护技术的共同监控。现场监控与远程监控系统不仅可以监控气象环境, 同样可以对设备进行监控。
其中远程控制系统还分为三大模块, 第一模块用于对监测地点的信息数据采集、数据信息的查询等工作;第二模块用于对已上传数据的质量进行判断, 找出偏差点;第三模块用于各个监测点的信息交换及技术性维护等功能。
1.1.3 监控处理视频图像系统
监控处理视频图像系统是新科技的创新, 随着3G网络的全面普及, 在监测现场安装闭路电视实行检测, 将现场环境、数据信息和设备运行情况等通过3G网络传输至控制中心。
这三种监控处理能够安全、系统的对气象进行探测, 利用科技技术的发展, 将气象设备与科技网络相结合, 节省了人力、物力的同时, 也确保了数据的准确性和及时性。
1.2 气象系统自动观测设备的优点
使用自动观测设备可以做到现场数据采集的准确性, 并快速、集中的将现场数据进行分析、整理、传输。由于气象系统观测的地点多处于恶劣的环境, 采集人员无须亲临现场, 通过远程监控设备对多处监控地点进行监测。
1.3 气象系统自动观测设备的技术问题
虽然远程自动监控系统能做到以上所述工作, 但工作范围只停留在数据分析、整理和判断的层面, 我们的目的是自动监控系统能够更全面、高级的进行对气象的观测控制, 达到完全自动化、网络化管理的效果。但由于网络通信技术还未达到气象监测的需要, 在气象数据传输中存在一定的缺陷, 稳定性、长远性、网络带宽都将是气象数据传输的重点需求。
2 气象系统自动观测设备远程监控的发展
2.1 气象系统自动观测设备的应用
气象系统自动观测设备的应用有助于人们生活质量的提高, 通过互联网的传播, 确定了气象数字化、信息化的发展方向。目前利用嵌入式监控系统对网络信息传输具有很大帮助, 其任何一个单独的设备都具备本地化和上网功能, 从而进行有针对性的单独服务。这也使传输设备的工作内容减少, 保证了数据的准确性。
2.2 国家气象局的支持
当地政府推行的气象监测系统都与国家气象部门有着不可分割的关系, 国家气象部门是气象设备技术的研究中心, 各地方气象部门在气象监测、数据传送或设备监控等方面的疑难问题, 国家有关部门将会为其提供有力的技术支撑。国家气象部门为地方政府提供技术支持与资源共享等形式, 大大推动了地方政府对气象事业的发展。
2.3 人才创新力量
我国一直以来对气象研究十分重视, 与国外的技术相结合, 培养了大批的专业性技术人才, 为气象事业的发展输送了新鲜的血液。但由于气象专业的独特性, 综合型人才一直处在短缺状态, 气象系统需要对人才招聘、人才培养方面进行有效的资源开发, 立志建立一支有能力、高素质、专业性强的人才团队, 配合科学的人力资源结构, 成功推动气象系统的稳定发展。
气象系统自动观测设备远程监控的技术在稳定了原有技术的前提下, 还需要对气象系统进行准确、及时、连续的技术保障。建立起一支强大的技术保障网和数据库, 全方面利用网络信息技术掌握查询、监测等方面的信息, 能够及时解决设备故障等问题。采取集中化管理模式确保气象系统的正常运行。
4 总结
通过上文对气象系统自动观测设备远程监控技术的现状与发展分析可知, 气象系统自动观测设备远程监控技术虽然是与先进的科技力量相结合, 可做到数据采集的准确性, 并能够快速、集中的将现场数据进行分析、整理、传输, 但同时也存在一定的问题。目前的技术设备未能够达到完全自动化、网络化管理的效果。由于网络通信技术还未达到气象监测的需要, 在气象数据传输中存在一定的缺陷, 稳定性、长远性、网络带宽都将是气象数据传输的重点需求。
摘要：随着计算机科技的发展, 信息技术受到人们的关注。计算机应用范围十分广泛, 其中, 远程监控技术被气象部门所认识并加大利用, 从而产生了气象系统自动观测设备远程监控的技术。随着计算机科技技术的发展, 远程监控技术已经从单一检测系统发展到分布式集中检测系统, 本文针对气象系统自动观测设备远程监控技术的现状与未来发展进行了深入分析。
关键词：气象系统,自动观测设备,远程监控技术,发展
参考文献
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