天气现象视频智能观测仪
降水天气现象仪
• DSG5型降水现象仪是一种采用 现代激光技术的光学测量系统。 它可以测量包括毛毛雨、雨 （阵雨）、雪（阵雪）、雨夹 雪（阵性雨夹雪）、冰雹、未 知类型降水等多种天气现象的 自动观测与识别，其数据获取 和存储是通过快速数字化信号 处理器完成，并按照规定格式 输出。
• 传感器类型
激光发射源
220V电源
传感器引入
至串口服务器
4、相关命令
数据个数
数据个数
5、维护
• 周期性维护： • HY-P1000出厂之前已经标定过，不需用户做标定。
• HY-P1000的周期性维护包括：
➢清洁激光保护镜片。 ➢清洁影响光路通畅的遮挡物，比如树枝或蜘蛛网等。 ➢清洁防溅护罩。
• 注意：在进行维护操作时严禁用眼睛对着激光发射器
• • 蓄电池 ： • 功耗： •
-40～+70℃ 0～100%RH 450～1060hpa
1120w/m² 0～6mm/min 220±15%VDC， 50±2.5Hz 38Ah（24小时） ＜3w（不加热）， ＜20w（加热）
2、原理
1 — 激光发生器 3 — 激光束
2 — 雨雾粒子 4 — 激光接收器
• 大小：
• 降水粒子从激光束中通过， 相应直径部分遮挡激光束， 形成电压变化，反推粒子直 径。
• 速度：
• 根据变化信号持续时间推导 出来。电子信号的持续时间 为降水粒子开始进入光束到 完全离开所经历时间。
• 类型：
• 依照降水粒子的速度和直径 的分布情况来确定降水类型。
3、结构
开关电源
6、软件界面
• 降水类型
液体、固体、混合
• 测量区域
54cm²
•粒径
新型自动气象站ISOS软件存在的问题及优化措施
新型自动气象站ISOS软件存在的问题及优化措施摘要：受诸多因素的制约，新一代自动气象站的ISOS软件经常会出现硬件和软件两方面的问题，从而严重影响工作的进度，因此要严格执行相关规章制度，深化对意外事故的预见性危机处理意识，及时发现和解决问题，保证地面测量工作的顺利进行，从而保证地面测量资料的精确度和完整性。
本文将从新型自动气象站ISOS软件的硬件与软件两方面的问题入手，提出解决措施，从而保障新型自动气象站仪器的正常使用。
关键词：新型自动气象站；ISOS软件；问题；对策引言ISOS系统吸取了国内外的经验，具有可靠性高、精度高、易于维护的特点，能够适应目前的气候条件下的气象服务需要，并在此基础上，对传感器、电源系统等各个气候要素进行了系统的监测。
在新型自动气象站台建成并正式启用后，为熟练应用该系统，广大基层气象工作者在系统中应不断强化应用，确保该系统正常运作，从而提高天气预报的服务水平。
1.ISOS软件简介及运行原理地面综合观测业务软件ISOS(Integrated Surface Observation System)能够实现台站自动观测数据采集、业务处理、数据传输。
数据采集模块具备新型自动站、云、能见度、天气现象、辐射等设备数据采集，视程障碍类天气现象综合判别，采集数据自动质量控制。
观测数据业务处理模块是在自动观测数据基础上，建立人工和自动观测交叉型业务流程。
地面软件主界面由主菜单栏、台站观测项目挂接树状图、功能操作界面三部分组成。
主菜单栏包括“实时观测”、“自定观测项”、“查询与处理”、“设备管理”、“参数设置”、“计量信息”和“帮助”等9个菜单项，台站观测项目挂接树状图展开后可见挂接的各项观测设备。
功能操作界面包括“首页”、“质控警告”、“报警信息”、“要素显示”、“实时观测”和“测报通信与监控”等6个标签页。
新型自动气象台由采集、供电、通讯和传感器组成，利用先进的电子测量、数据传输和监控技术得以实现。
国家级地面气象无人值守业务运行故障及处理方法
地球科学与环境工程河南科技Henan Science and Technology总第800期第6期2023年3月国家级地面气象无人值守业务运行故障及处理方法樊万珍1孙超3高翔2盛嘉荣2（1.青海省海西州气象局，青海德令哈817000；2.青海省茫崖市气象局，青海花土沟816499；3.青海省刚察县气象局，青海刚察812300）摘要：【目的目的】通过分析国家级地面气象无人值守业务运行故障，提出各类故障应急处理方法。
【方法方法】收集整理青海海西无人值守业务运行故障记录，分析原因、处理方法，并进行归纳总结。
【结果结果】得出国家级地面气象无人值守业务电源故障、仪器设备故障、软件故障应急处理方法。
【结论结论】方便业务人员查阅、掌握各类故障应急处理方法，及时排除故障，提高维护保障能力，确保无人值守业务稳定运行，为气候分析、科学研究和气象服务工作提供可靠的数据支撑。
关键词：地面气象观测；无人值守业务；运行故障；处理方法中图分类号：P413.2文献标志码：A文章编号：1003-5168（2023）06-0105-08DOI ：10.19968/ki.hnkj.1003-5168.2023.06.021Operation Faults and Treatment Methods of National UnattendedGround Meteorological ServiceFAN Wanzhen 1SUN Chao 3GAO Xiang 2SHENG Jiarong 2（1.Haixi Meteorological Bureau of Qinghai Province,Delingha 817000,China;2.Mangya Meteorological Bu⁃reau of Qinghai Province,Huatugou 816499,China;3.Gangcha Meteorological Bureau of Qinghai Province,Gangcha 812300,China ）Abstract:[Purposes ]Through analyzing the failure of unattended ground meteorological operation at na⁃tional level,the emergency treatment methods of various kinds of failure are proposed.[Methods ]The op⁃eration failure records of unattended service in Haixi of Qinghai Province were collected and sorted out,the causes and treatment methods were analyzed and summarized.[Findings ]The emergency treatment methods of power failure,instrument failure and software failure of unattended ground meteorological ser⁃vice at national level were obtained.[Conclusions ]It is convenient for business personnel to consult and master various emergency treatment methods of faults,troubleshoot faults in time,improve maintenance and support ability,ensure the stable operation of unattended business,and provide reliable data support for climate analysis,scientific research and meteorological services.Keywords:surface meteorological observation;unattended service;running failure;treatment method收稿日期：2022-11-24基金项目：青海省重大科技专项“天文大科学装置冷湖台址监测与先导科学研究”(2019-ZJ-A10)；冷湖赛什腾山天文活动气象条件观测预警研究（2020-YZ-C201）；青海省海西州气象局自筹项目“地面气象观测无人值守业务运行故障时的应急解决方案”（2020ZC08）。
《天气现象观测》课件
收集用户对天气预报的反馈意见，不断改进 和提高预报质量。
05
天气现象与人类生活
天气现象对农业的影响
农业收成
天气现象如降雨、温度、风速等直接影响农作物的生长和收成。适 量的雨水有助于植物生长，高温或低温可能影响作物的成熟度和产 量。
种植计划
农民需要根据天气预报来制定种植计划，选择适合的作物和种植时 间，以充分利用气候条件。
卫星遥感
卫星遥感通过卫星上的传感器探测地球大气的气象要素和 现象，具有覆盖范围广、观测频次高的优点。
气象雷达
气象雷达利用电磁波探测大气中的气象目标，主要用于降 水监测、风场探测、云层高度和厚度探测等。
探空气球
探空气球是一种将气象仪器携带到高空进行观测的气象观 测设备，可获取大气的温度、湿度、压力等数据。
探空气球通过释放探空气球携带的仪器， 在高空中进行大气数据的观测，再通过无 线电传输回地面站。
气象观测设备的使用方法
安装与调试
根据观测场地的实际情况，选 择合适的安装位置，并进行设
备的安装和调试。
数据采集与传输
根据设备类型和观测要素，设 置采集频率和传输方式，确保 数据的实时性和准确性。
数据处理与分析
基于长期积累的气象经验和观 察，对天气进行预测。
人工智能预报
利用机器学习和深度学习技术 ，对大量气象数据进行处理和
分析，进行天气预测。
天气预报的准确性评估
准确率评估
通过与实际观测到的天气情况进行对比，计 算预报的准确率。
预报检验
定期对预报结果进行检验，评估预报方法的 可靠性和稳定性。
误差分析
分析预报结果与实际观测之间的误差，找出 误差来源和改进方法。
《天气现象观测》PPT课件
HY-WP1型天气现象智能观测仪的安装、应用及维护
总765期第三十一期2021年11月河南科技Henan Science and TechnologyHY-WP1型天气现象智能观测仪的安装、应用及维护花红霞章瑞清李朝晖田曦（湖北省恩施州气象局，湖北恩施445300）摘要：本文简述了HY-WP1型天气现象智能观测仪的系统结构、安装、应用及日常维护方法，并对实际运行中可能出现的故障提出合理的处理建议，供气象台站技术人员参考。
关键词：天气现象智能观测仪；安装；维护中图分类号：P414.95文献标识码：A文章编号：1003-5168（2021）31-0006-03 Installation,Application and Maintenance of HY-WP1IntelligentWeather Observation InstrumentHUA Hongxia ZHANG Ruiqing LI Zhaohui TIAN Xi（Enshi Prefecture Meteorological Service,Enshi Hubei445300）Absrtact:This paper briefly describes the system structure,installation,application and routine maintenance of HY-WP1intelligent observatory for weather phenomena,and puts forward reasonable treatment suggestions for possible faults in actual operation,which can be used as a reference for technicians of meteorological station. Keywords:intelligent weather observation instrument；installation；maintenance以往云量、云状及地面凝结现象等观测采用人工记录的方式，存在主观性强、观测误差大、观测频次低以及观测数据不够连续等缺点，已无法满足气象观测越来越高的要求［1］。
多台国内外先进天气现象仪对比分析
和 Ｐ 一０ ） 我 国现 有 天气现 象观 测 仪在 北 京南 郊观 象 台的观 测 数 据 ， 以 同期 人 工天 气 ＷＳ １ ０ 和 并 现 象记 录为标 准 ， 行 多台仪 器 试验 结果 对 比， 了解 我 国天 气现 象 仪 不足 ， 进 以 为后 期 仪 器 改进
奠定 基础 。对 ８ ９月份 的数 据分 析表 明， 国现 有 天 气现 象 仪 在 降水 现 象 和视 程 障 碍 现象 的 、 我
ｓ ｏｒｃ ｍ ｉ ｓ ｎ ｄ ｓ ｈ ｔ ｏ ｎｇ ａ ｄ ｏ ｏｍｅ ｗｏ ｋ ｏ ｍ ｐｒ ｖ ａ ｏｍａ ｉ ｐｒ ｓ ｎ ｗｅ ｔ ｅ ｏｂｓ ｒ ａ ｉ ｓ ｔ ｍ ｓ ｒ ｔ ｉ ｏ ｅ ｕｔ ｔｃ ｅｅ ｔ ａｈ ｒ ｅ ｖ ｔｏｎ ｙｓ ｅ ． Ａｃ ｏ ｄｉ ｇ ｔ ｈｅ ｄ ｔ ｂｔ ｉ ｄ ｂｙ ｔ ｘｐ ｒｍｅ ｎ Ａｕ ｃ ｒ ｎ ｏ ｔ ａ ａ ｏ ａ ｎｅ ｈｅｅ ｅ ｉ ｎｔｉ ｇｕｓ ｎ ｐ ｅ ｂｅ ｔａ ｄ Ｓｅ ｔ ｍ ｒ，ｔ ｅ ｒ ｓ ｌｓ ｓ ｗ ｈ ｔｔ ｅ ｈ ｅ ｕ ｔ ｈｏ ｔ ａ ｈ ｌ ｃ ｌｉ ｔ ｕ ｎｔ ａ ｇ ｏｄ ｅ ｕ ｔ ｎ ａ ｕｒｎ ｔ ｅ ｏ ａ ｎｓ ｒ ｍｅ ｈ ｓ ｏ ｒ ｓ ｌ ｉ ｃ ｐｔ ｉ ｇ ｈ ｐｒ ｃｐｉａ ｉ ａ ｄ ｉ ｉ ｌｔ ｏｂ ｔ ｃ ｅ ｈｅ ｏ ｅ ａ， ｅ ｉ ｔ ｔｏｎ ｎ ｖ ｓｂｉｉｙ ｓ ａ ｌ ｐ ｎ ｍ ｎ
陈 冬 冬 国栓 马 启 明 ， 丽 娟 ， 魏 ， 施
（． １ 中国 气 象 局 气 象 探 测 中心 ， 京 １ ０ ８ ； ． 迈 测 控 有 限公 司 ， 阳 ４ １ ０ ） 北 ０ ０ １２ 凯 洛 ７ ０ ９
摘 要 ： 现 天 气 现 象 自动观 测 是 中 国 气 象 局 未 来 发 展 规 划 的 一 项 重 要 内容 。 本 文 通 过 分 析 实 中 国 气 象 局 气 象 探 测 中心 引 进 的 ３台 当前 国 际 流 行 天 气 现 象 自动 观 测 仪 （ Ｗ Ｉ ３ 、 Ｆ ７ ０ ０ 一 ０ ＶＰ 一３ ４
一次全国性DZZ4型自动气象站业务升级切换
一次全国性 DZZ4 型自动气象站业务升级切换发布时间：2021-12-27T10:17:18.819Z 来源：《现代电信科技》2021年第12期作者：刘志刚1 杨龙飞2 毛佩柱1吴丽侠1 包玉龙1 [导读] 本世纪初，美国等发达国家已全部实现地面气象观测数据采集、传输、质量控制等工作环节的自动化。
（1. 秦皇岛市气象局河北省 066000； 2 青龙满族自治县气象局河北省秦皇岛 066599）摘要：2020 年 9 月底前将要完成全国地面观测站地面气象观测业务整体调整工作，DZZ4 型自动气象站作为主要业务用观测站，其升级切换包括地温分采 CAN 线、降水多传感器标准控制器、气温多传感器标准控制器、天气现象视频智能观测仪、冻土自动观测仪、酸雨自动观测仪、主采集器采集算法升级、ISOS 参数和数据备份、地面数据资料格式转换、ISOS 软件升级导入参数和数据等方面，升级过程中注意各个环节细节，防止出现 30 分内不能排除的故障，按照时间节点顺利完成升级切换，最终实现地面气象观测业务全面自动化运行。
关键词：DZZ4 型；自动气象站；业务升级；业务切换引言本世纪初，美国等发达国家已全部实现地面气象观测数据采集、传输、质量控制等工作环节的自动化。
从上世纪 90 年代后期开始，我国追赶国际先进技术水平，大力加强地面气象观测业务能力建设，地面气象观测业务得到了快速发展。
自 2016 年起，中国气象局在 15 个省（区、市）气象局共 276 个国家地面观测站开展了前期试点，结果表明，通过业务制度建设、新技术应用、业务流程与岗位职责优化等举措，在保证观测业务高质量运行、对预报服务无负面影响的前提下，可显著减少观测业务工作量，明显提升基层台站综合业务能力。
这表明推进地面气象观测自动化改革时机已然成熟、全面推进地面气象观测自动化改革是可行的。
因此，2020 年将要完成全国地面观测站地面气象观测业务整体调整工作，实现地面气象观测业务自动化。
基层台站新型自动站气象仪器常见故障与日常维护保障
收稿日期:2023-03-05作者简介:邹纯丽(1988 ),女,内蒙古阿荣旗人,工程师,大学本科,研究方向:综合气象观测和气象服务㊂基层台站新型自动站气象仪器常见故障与日常维护保障邹纯丽(乌兰察布市气象局,内蒙古乌兰察布 012000) 摘 要:随着全国地面观测自动化改革工作的深入,基层台站观测业务在质量管理体系的要求下,业务方向逐步向气象装备维护维修㊁现场校准核查,以及相关的台站数据质量控制㊁疑误信息处理等方向转变㊂基于此,文章对相关自动气象仪器及业务软件的保障与维护工作进行了总结㊂关键词:基层台站;气象仪器;维护保障中图分类号:P 415.1+2 文献标识码:A 文章编号:1007 6921(2023)20 0123 03 地面气象观测是在具有代表性的区域内利用采集器和气象仪器对近地面的气象状况进行24h 连续监测,监测的气象要素有气压㊁空气温湿度㊁风速风向㊁云㊁能见度㊁日照㊁蒸发㊁地面及浅层和深层地温等,地面观测是气象观测的基础,为预报㊁科研分析以及气象服务提供重要数据依据㊂近年来,基层台站地面气象观测仪器随着气象科技发展在不断更新换代, 观云识天 阶段的人工气象观测逐步被智能观测仪器所替代,例如气温/降水多传感器㊁天气现象视频智能观测仪等新一代气象观测仪器逐步投入业务正式运行㊂2020年4月1日,是我国地面气象观测迈入全面自动化的转折点㊂相对比传统人工观测,智能传感器观测进一步提高了数据的准确性和及时性㊂实时监控显示,观测频次提升至1m i n,观测数据传输提高至秒级,我国气象观测全面自动化将迈入一个新阶段,为实现 监测精密㊁预报精准㊁服务精细 提供了更有力支撑㊂1 新型自动站气象仪器设备运行介绍新型自动气象观测站是新一代智能全面自动化观测设备,实现全天24h 对气象要素的综合气象观测㊂目前基层台站主要采用D Z Z 5型主采集器㊁各分采集器㊁各传感器和综合集成硬件控制器等结构模式㊂主采集器是新型站的核心控制部件,主要功能是实现各气象要素的数据处理㊁存储和分析运算㊂分采集器主要包括温湿度分采集器㊁地温分采集器等㊂综合集成硬件控制器是实现主采以及分采等观测设备硬件集成的通信设备,具有数据透明传输和数据格式转换功能㊂新型站在精度㊁数据处理以及综合应用方面都有非常大的提高,这对于全面提升我国地面气象观测的自动化水平,更加准确地监测气象要素㊁天气,以及关键技术设备的国产化都是非常重要的㊂2 气象仪器的保障与维护地面观测全面自动化不仅减轻了基层台站传统的人工观测工作量,更避免了因人为操作导致的测量误差,进一步提高了数据准确率和可靠性㊂为实现气象观测工作的稳定性,需加强基层台站工作人员对气象仪器设备的使用步骤㊁流程㊁故障维护维修等业务能力㊂2.1 温度多传感器和湿度传感器从设计理论上来说,温度多传感器更能确保气温数据的完整性和可用性㊂气温多传感器标准系统包括3个气温传感器㊁标准控制器等,其中1个作为主用数据源,另外2个的测量结果与其标准值进行对比,如超出阈值则报警,切换到下一个状态正常的气温数据源,3个气温传感器均超出阈值,则传输值记为缺测㊂常见的故障是接触不良或者传感器损坏以及供电异常情况而导致数据缺测,需排查线路,更换传感器㊂对温度多传感器和湿度传感器进行的设备维护:①避开正点数据采集进行维护,以防止小时数据的缺测㊂保持其百叶箱内温湿度传感器的清洁干燥,定期用干布或毛刷清洁,其间注意切勿强烈碰撞感应部位以及身体尽量远离感应部分㊂②定期检查温湿度传感器线缆连接处连接情况以及标准控制器工作状态是否正常㊂③当设备故障时应及时进行更换或维修,确保观测数据的准确性㊂2.2 降水多传感器在降水来临之际,因树叶㊁沙尘等遇到大风天气时,极易导致翻斗雨量传感器堵塞现象,造成分钟降水数据缺测㊂降水多传感器标准系统包括3个翻斗式雨量传感器㊁降水多传感器标准控制器等㊂其中㊃321㊃2023年10月内蒙古科技与经济O c t o b e r 202320534I n n e r M o n g o l i a S c i e n c e T e c h n o l o g y &E c o n o m yN o .20T o t a l N o .5341个作为主用数据源,另外2个的测量结果与标准值进行对比,如超出阈值则报警,切换到下一个状态正常的雨量数据源,3个雨量传感器均超出阈值,则传输值记为缺测㊂通过降水多传感器标准系统,解决了夏季翻斗雨量因树叶杂物等堵塞导致数据异常问题,极大降低了雨量传感器设备的故障率㊂对降水多传感器进行的设备维护:①将信号线从传感器上拆下后进行维护,避免翻斗误翻产生错误数据;定期检查雨量传感器底盘水平泡㊁器口水平以及承水器㊁过滤网杂物等,定期检查漏斗㊁出水口泥沙以及翻斗翻转的灵活性,以免影响翻斗计量准确性㊂②定期检查降水多传感器标准控制器工作状态是否正常,每年春季进行防雷检测,汛期开始和结束进行雨量筒盖盖和揭盖㊂③当设备故障时应及时进行维护或维修㊂2.3称重降水传感器称重传感器在夏季作为多雨量传感器的备份,在冬季作为主数据源测量固态降水㊂称重式降水传感器工作原理是测量盛水桶中降水质量,通过换算得出降水总量㊂引起称重传感器的故障有很多,例如,夏季较大降水过后或冬季未能及时加防冻液,都会出现数据异常情况㊂对称重降水传感器进行的设备维护:①冬季遇到降雪天气及时将口沿外积雪扫入桶内,夏季每次较大降水过程后及时检查盛水桶,防止溢出㊂②每周检查承水口水平㊁高度以及内筒内液面高度等,每月检查防雷接地情况㊂③冬季根据当地气温补充防冻液和防蒸发抑制油㊂④当设备故障时应及时进行维护或维修㊂2.4风向风速传感器风向风速传感器在工作过程中遇到大风㊁沙尘天气,易造成传感器零部件卡滞现象,冬季在温度极低情况下,风向传感器出现冻结现象㊂风速传感器是在风力的作用下利用风杯旋转,通过电磁感应出脉冲信号,其频率随风速增大而线性增加㊂风向传感器是利用风向标随风旋转,风向码盘显示二进制格雷码,然后转换成风向角度㊂对风向风速传感器进行的设备维护:①定期检查风向标是否变形,风杯㊁轴承转动是否灵活,尤其是遇到台风㊁冰雹㊁冻雨等恶劣天气,强低温雨雪天气可能会使风传感器冻结㊂②每年检查㊁校准风向标指北方位,定期检查线缆接头以及进行校准㊂③当设备故障时应及时进行维护或维修㊂2.5气压传感器气压传感器安装于主采集机箱内,通过R S-232串口与主采集器连接,在安装和使用过程中应注意避免阻塞静压管㊂对气压传感器进行的设备维护:①不应让阳光直接照射气压传感器,断电安装更换时,保持静压气孔口畅通㊂②定期查看静压管有无堵塞㊁进水,定期查看干燥剂颜色㊂③当设备故障时应及时进行维护或维修㊂2.6地温传感器和蒸发传感器地温分为地面温度㊁浅层和深层地温以及草面温度,工作原理同温度传感器㊂对地温传感器进行的设备维护:①对地面土壤进行疏松平整,保持没有生长杂草,保持一半埋在土内,一半露出地面㊂②浅层地温零标志线与地面齐平,雨雪过后,深层地温硬橡胶套管内不能存有积水㊂③超过10c m及时修剪草株高度㊂积雪掩埋草层时,将草面温度传感器置于积雪表面上㊂④当设备故障时应及时进行维护或维修㊂超声波式蒸发传感器是利用高精度探头发射超声波脉冲发射返回时间差来测量水位变化,电信号经过计算得到该时段的蒸发量㊂对蒸发传感器进行的设备维护:①蒸发器尽可能用当地自然水体的水,保持清洁,水面无漂浮物㊁小虫及污染物㊂②每月换一次水,清洗蒸发桶,每年在汛期前后检查蒸发器渗漏情况等㊂③当设备故障时应及时进行维护或维修㊂2.7前向散射能见度仪能见度表征近地面层大气透明程度㊂发射器通过发射红外光在大气中形成光柱,接收器将前向散射光汇集到光电传感器的接收面上,将电信号经取样计算得到前向散射光的强度值,由此计算得到大气能见度值㊂对前向散射能见度仪进行的设备维护:①每日日出后和日落前进行巡视,发现采样区有灰尘㊁树叶㊁蛛网等杂物及时清理㊂②每月检查供电,每3个月对蓄电池进行一次充放电㊂春季进行防雷㊂每2个月对无人值守的能见度站进行现场检查维护㊂③根据附近环境情况及天气条件,每2个月清洁传感器透镜,用酒精浸湿脱脂棉擦拭透镜,遇到沙尘㊁降雪等天气,应视情况及时清洁㊂④当设备故障时应及时进行维护或维修㊂2.8降水现象仪降水现象仪利用现代激光技术测量粒子直径和降水粒子下降的速度两个指标来识别毛毛雨㊁雨㊁雪㊁雨夹雪㊁冰雹㊁未知类型降水等多种天气现象㊂激光发射装置通过发出一束水平激光转换成电信号,从而变换成相应的电压值,可以确定降水粒子的直径大小,实现了降水粒子的粒径检测㊂对降水现象仪进行的设备维护:①每日日出后和日落前进行巡视,发现采样区有灰尘㊁树叶㊁蛛网等杂物及时清理㊂②每月检查供电,定期更换蓄电池㊂春季进行防雷㊂③可根据附近环境的情况,每3个月清洁透镜,遇沙尘㊁降雪等天气,应及时清洁㊂④当设备故障时应及时进行维护或维修㊂㊃421㊃总第534期内蒙古科技与经济2.9天气现象视频智能观测仪天气现象视频智能观测仪是通过不同角度的多个摄像机采集图像和视频数据,利用图像识别㊁深度学习㊁数据融合等技术,实现天气现象和云等气象要素的智能观测㊂目前鱼眼摄像机用于观测总云量,长焦用于观测蒸发皿水面结冰,短焦用于观测雪深㊂从而实现了总云量㊁结冰㊁雪深等自动观测㊂对天气现象视频智能观测仪进行的设备维护:①定期清理画面内障碍物,采样有灰尘㊁杂草㊁树枝等障碍物及时清理㊂②定期用软布擦拭镜头,每月至少一次,若有标靶物位置挪动或摄像机角度偏移,重新调整摄像机角度或焦距㊂保证结冰容器1/2水且清洁无杂物,雪尺竖直零刻度无遮挡㊂③当设备故障时应及时进行维护或维修㊂3业务软件的保障与日常维护近年来,为满足气象观测设备运行监控与维护保障需求,提高实时监控与维护保障效率,基于微信的 数据宝 观测宝 逐渐应用于气象观测实际业务中,实现设备运行异常信息告警自动发送㊂在确保对硬件设备的维护保障下,对经过数据质量控制后缺测㊁错误㊁可疑等异常数据处理也是至关重要的㊂通过 数据宝 观测宝 以及M D O S系统的提示,根据各层质量控制结果,对数据进行人工质控,以保证数据的完整性和可用性㊂对计算机定期开展病毒查杀,按要求对I S O S软件以及采集器等设备按时升级维护,同时做好数据备份,加强对业务软件的保障与日常维护㊂业务人员加强对气象仪器日常维护与保障,硬件故障排查之外,对各类观测要素软件故障也要能够掌握㊂①定期检查网线连接,出现接触不良时,会导致数据积压,不能正常上传到数据库㊂检查光纤链路,交叉连接㊂②用S E N S T命令检查传感器开启状态,用Q C P S命令检查传感器范围,用S E N C O 命令检查传感器配置参数,以及用W I N D T Y P E㊁A I R P T Y P命令检查工作模式㊂③用O B s a m p l e s m a i n㊁D MG D等命令检查订正分钟数据㊂4提升基层台站仪器管理与维护保障能力基层台站的气象仪器设备在每天24h运行过程中,随着时间的推移,设备本身会老化,以及因为各种天气原因造成仪器出现各种误差,这就需要业务人员根据各类仪器的性能定期对气象仪器设备进行及时维护保养,例如清洁㊁校准㊁检查线路等操作㊂建立维护保障台账,专人管理,根据业务新规定完善各类规章制度,保障仪器的正常稳定运行,确保数据准确性㊂4.1加强制度落实,完善业务流程根据全国改革方案,结合气象观测业务质量管理体系建设,建立和修订完善与地面观测自动化相适应的维护维修㊁应急工作等各类制度,健全完善应急预案,适时组织应急观测演练㊂加强与预报㊁气象服务的衔接与互动,确保观测数据采集㊁编报㊁传输㊁质控等业务环节稳定可靠运行㊂各类业务规定㊁规章制度和业务流程规章包括新增智能观测仪的定期清洁维护以及校准制度㊁区域站定期巡检制度㊁仪器定期维护维修制度等,定期检查电源以及太阳能电池板,熟悉操作U P S定期充放电流程等㊂做好检查翻斗雨量堵塞㊁观测场杂草高度㊁蒸发桶换水等各类日常维护工作,尤其出现较强降水过程㊁冰雹㊁沙尘㊁大风等恶劣天气前后,应增加对仪器设备的维护㊂同时,落实仪器管理员考核奖惩制度,增强岗位责任意识,才能使得气象仪器维护管理工作规范有序㊂4.2优化岗位职责,强化全员培训根据地面观测自动化改革后的新形势,优化调整业务岗位职责,推进观测业务工作重心向设备维护维修㊁核查标校等方向改变,加强对数据处理分析能力,加强相关技术培训,提高全体业务人员整体素质㊂每年按照上级质量管理体系业务要求,开展全员培训,提升整体综合素质能力㊂注重业务学习,参加远程培训以及组织业务技能竞赛等,都有利于业务人员综合素质的提高㊂4.3加强专业人才培养,推进观测技术创新相关业务技术支撑和专家团队要推进视频智能观测技术㊁自动综合判识的技术研究,推进自动综合判识数据在M I C A P S中实时业务应用,进一步提升自动综合判识的准确率,以满足自动化改革的需求㊂基层台站培养专业仪器设备管理维护人员,对新仪器㊁新技术继续教育与培训,提升业务知识储备㊂5结束语新时代基层台站应用新型自动站智能气象观测仪器设备,更精准地监测气象资料,不仅提高了数据准确率,也减少了人工观测工作量㊂在日常工作中强化对气象仪器设备的维护维修工作,及时有效解决气象仪器在不同情况环境下出现的不同故障问题,保证仪器的正常运行,提升气象数据质量,全面提升气象观测员的综合保障能力㊂[参考文献][1]张天华,曲楠,谢君,等.基层气象台站气象仪器的维护和管理[J].河南气象,2006(1):10-11.[2]胡秀茹.基层气象台站气象仪器的维护和管理[J].硅谷,2013(19):86,85.[3]刘丁,黄洁.基层台站气象仪器的维护管理对农业发展的影响[J].中国农业信息,2014(3):174.[4]陈帮林,陈文浩.基层台站气象仪器设备的管理和维护保障[J].探索科学,2021(6):142.[5]陈里峰.如何做好基层台站气象仪器设备的管理和维护保障分析[J].新农民,2021(7):24.㊃521㊃邹纯丽㊃基层台站新型自动站气象仪器常见故障与日常维护保障2023年第20期。
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视频采集器、控制处理器等通过支架和机箱安装到同一立杆上。机箱应具有良好的密封性并兼顾散热，防护等级要求达到IP65，具有安全防盗、防辐射等性能。各类天气现象（或气象要素）识别应尽可能不改变现有环境，其中电线积冰、雨凇和雾凇观测识别宜使用电线积冰架；结冰观测识别宜使用小型蒸发皿，置于自动雪深观测仪西侧；雪深观测识别可定制专用雪深标尺，最小刻度为1cm，长度为1m~2m ，直径不大于3cm，宜置于自动雪深观测仪西侧。
（9）《气象观测专用技术装备功能规格需求书编写指南（试行）》（中国气象局综合观测司）
（10）《Guide to Meteorological Instruments and Methods of Observation》(WMO-No.8)。
2
天气现象视频智能观测仪主要由视频采集器和控制处理器组成，安装在同一立杆上。其中，天气现象（或气象要素）识别软件（以下简称识别软件）运行在控制处理器上。
2.2 软件
软件主要包括识别软件和控制管理软件，分别用于天气现象（或气象要素的）的自动观测识别和对设备进行控制管理。
3
3.
天气现象视频智能观测仪应包含基于计算机视觉和深度学习技术的识别软件，可通过其获取的视频资料实现天气现象（或气象要素）的实时自动观测识别。天气现象视频智能观测仪应实现自动观测识别的天气现象（或气象要素）为总云量、云状、地面凝结现象（霜、露、雨凇、雾凇）、结冰、积雪和雪深，并具备扩展至低云量、云高、电线积冰、视程障碍现象（轻雾、雾、霾、浮尘、扬沙、沙尘暴）的自动观测识别能力。
1.2 适用范围
本技术要求规定了天气现象视频智能观测仪的组成结构、功能和技术指标，可作为设备设计研制、生产和测试评估的依据。
1.3 编写依据
（1）《地面气象观测规范 云》（GB/T 35222-2017）；
（2）《地面气象观测规范 天气现象》（GB/T 35224-2017）；
（3）《地面气象观测资料质量控制》（QXT 118-2010）；
2.1
2.1.1 视频采集器
视频采集器由多个摄像机组成。根据观测对象特点和需要，一般为1个鱼眼摄像机和2至4个普通摄像机。
2.1.2 控制处理器
控制处理器一般由小型运算平台、有线通信模块、无线通信模块和电源模块等组成。
2.1.3 辅助设备
辅助设备包括立杆、支架、机箱等安装结构件，以及观测识别所必须的标志物。
4.5可维护性指标7
4.6设备寿命7
5结构及材料要求7
5.1外观要求7
5.2机械结构要求7
5.3机械强度要求7
5.4电缆连接要求7
5.5材料与涂敷要求7
5.6安全要求8
6供电要求8
6.1主电源供电要求8
6.2备选电源供电要求8
7防雷要求8
8包装运输和安装要求8
8.1包装运输要求8
8.2安装要求8
附录A天气现象视软件
控制管理模块包括初始化、参数设置、运行状态信息、数据存储、数据传输、远程升级和时钟同步等功能。
（1）初始化：设备自检（包括控制处理器和各摄像机），做好视频采集、识别处理和通信连接准备。
（2）参数设置：可通过终端软件或网络对天气现象视频智能观测仪进行参数设置。
（3）运行状态信息：具备输出设备运行状态信息的功能，主要包括控制处理器的工作状态和通信状态，各摄像机的工作状态、加热状态、通讯状态、镜头污染状态等。
3.3
3.3.1 识别软件
识别软件对视频采集器所拍摄视频中所包含的天气现象（或气象要素）实时自动观测识别，是天气现象视频智能观测仪的核心，观测识别天气现象（或气象要素）同3.1。识别软件应基于成熟的深度学习平台，方便训练迭代和支持远程升级；识别软件识别间隔（时间分辨率）可依据业务要求设置，最高可支持1次/分钟；识别软件具备质量控制功能，可进行界限值检查和内部一致性检查（按《地面气象观测资料质量控制》（QXT 118-2010）执行）。
附录B天气现象视频智能观测仪输出数据格式10
1 前言
1.1 目的
研究和试验表明，应用计算机视觉和深度学习技术，对视频采集器拍摄的天气现象（或气象要素）实现自动观测识别是一条行之有效的途径，尤其是对于目前尚未实现器测的天气现象（或气象要素）观测项目，更具有重要的发展意义。为更好地规范基于这一技术的观测装备——天气现象视频智能观测仪的研发生产，特编制本技术要求。
天气现象视频智能观测仪
技术要求
（试行）
中国气象局综合观测司
2019年5月
1前言1
1.1目的1
1.2适用范围1
1.3编写依据1
2组成结构1
2.1硬件1
2.2软件2
3功能要求2
3.1概述2
3.2硬件功能2
3.3软件功能3
4技术指标要求4
4.1硬件性能指标4
4.2识别指标5
4.3环境适应性指标5
4.4可靠性指标7
（4）数据存储：支持识别结果、状态信息以及图片（jpg格式，图片存储命名规则见附录A）的存储。采用循环式存储，即最新数据覆盖旧数据。
（5）数据传输：支持主动传输和被动传输两种传输模式，数据格式与命令详见附录B。
（6）远程升级：支持对软件远程升级。
（7）时钟同步：支持通过终端软件发送命令，对天气现象视频智能观测仪统一校时。支持设置时间同步服务器实现统一校时。
（4）《地面气象要素编码与数据格式》（GB/T33695-2017）；
（5）《地面观测气象数据字典》（2013）；
（6）《数据字典终端控制命令》（2013）；
（7）《测量、控制和实验室用电气设备的安全要求》（GB 4793.1-2007）；
（8）《电磁兼容 试验和测量技术》（GB/T 17626）；
3.2
3.2.1 视频采集器
视频采集器为各类天气现象（或气象要素）的自动观测识别提供视频，其中鱼眼摄像机对天空方向进行拍摄，普通摄像机对水平方向或地面进行拍摄，并将采集的视频提交控制处理器。各摄像机视频应支持接入网络视频存储设备。
3.2.2控制处理器
控制处理器中的小型运算平台需承载识别软件和控制管理软件，应为适用于野外的工业级产品，具有基于CPU或GPU或NPU的计算架构，支持Linux或Windows操作系统，具备必要的存储空间，支持接入U盘（或SD卡、TF卡）等外部存储。通信模块应实现所有摄像机、运算平台和远端网络的互联。供电模块可实现对本观测仪各组成设备的统一供电。