人工讀取ZQZ-A區(qū)域自動(dòng)站存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的方法

陳焰犢，胡進(jìn)平，康學(xué)良，聶 祥

(1.貴州省畢節(jié)地區(qū)氣象局，貴州 畢節(jié) 551700;2.貴州省六盤(pán)水市氣象局，貴州 水城 553001)

人工讀取ZQZ-A區(qū)域自動(dòng)站存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的方法

陳焰犢1，胡進(jìn)平1，康學(xué)良2，聶 祥1

(1.貴州省畢節(jié)地區(qū)氣象局，貴州 畢節(jié) 551700;2.貴州省六盤(pán)水市氣象局，貴州 水城 553001)

汛期由于信號(hào)干擾、雷擊導(dǎo)致移動(dòng)基站故障等原因，常會(huì)造成區(qū)域自動(dòng)站不能正常傳輸所采集到的數(shù)據(jù)，為了做好氣象服務(wù)，獲取氣象資料，該文介紹了人工讀取區(qū)域自動(dòng)站存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的方法。

區(qū)域自動(dòng)站;數(shù)據(jù);采集

1 引言

截止2010年4月，貴州省已完成全省兩要素區(qū)域自動(dòng)氣象站更新?lián)Q代工作，區(qū)域自動(dòng)站覆蓋全省所有鄉(xiāng)鎮(zhèn)，為區(qū)域性的天氣預(yù)報(bào)和氣象服務(wù)提供了準(zhǔn)確、及時(shí)的觀(guān)測(cè)資料。但是進(jìn)入汛期以來(lái)，常常會(huì)由于移動(dòng)信號(hào)受到干擾、雷擊災(zāi)害等原因造成移動(dòng)基站信號(hào)突然中斷，區(qū)域自動(dòng)站氣象數(shù)據(jù)無(wú)法正常傳輸。例如在畢節(jié)地區(qū)赫章縣媽姑鎮(zhèn)2010年5月5日的山洪泥石流災(zāi)害中，因?yàn)槔讚粼斐僧?dāng)?shù)匾苿?dòng)基站故障，區(qū)域自動(dòng)站20時(shí)30分前無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)玫降挠炅繑?shù)據(jù)只有30多毫米，但從20時(shí)30分之后至23時(shí)00分都沒(méi)有傳輸數(shù)據(jù)，而這個(gè)時(shí)段正好就是災(zāi)害發(fā)生的時(shí)間，為此畢節(jié)地區(qū)氣象局主管領(lǐng)導(dǎo)連夜召開(kāi)緊急會(huì)議，決定立刻派出技術(shù)人員趕到災(zāi)區(qū)，終于在5月6日早上通過(guò)人工方式從區(qū)域自動(dòng)站里成功讀取了災(zāi)害發(fā)生時(shí)的實(shí)際雨量為98.2mm，為災(zāi)后的氣象服務(wù)、災(zāi)情評(píng)估、政府救災(zāi)減災(zāi)等工作提供了重要的氣象決策依據(jù)。本文總結(jié)了在此次氣象災(zāi)害中技術(shù)人員利用調(diào)試軟件人工讀取區(qū)域自動(dòng)站存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，以及對(duì)采集到的數(shù)據(jù)編碼進(jìn)行人工解讀的經(jīng)驗(yàn)和方法，希望為各級(jí)技術(shù)人員今后在處理區(qū)域自動(dòng)站故障時(shí)提供技術(shù)參考。

2 如何利用調(diào)試軟件讀取數(shù)據(jù)

ZQZ自動(dòng)站調(diào)試軟件是一款用于檢測(cè)自動(dòng)站采集器是否正常工作的重要工具，該軟件除了可以在對(duì)區(qū)域自動(dòng)站進(jìn)行維護(hù)時(shí)讀取采集器實(shí)時(shí)資料外，還可以利用一些特殊命令讀取采集器內(nèi)其它數(shù)據(jù)，如采集器的時(shí)間參數(shù)、所存儲(chǔ)的氣象數(shù)據(jù)等。下面具體介紹該調(diào)試軟件和采集器命令的使用方法。

2.1 啟動(dòng)和配置ZQZ自動(dòng)站調(diào)試軟件

先將ZQZ-A型采集器上的連接扁線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)通信模塊斷開(kāi)，將筆記本電腦和ZQZ-A型主控器上的RS232串口連接起來(lái)，然后在筆記本電腦上啟動(dòng)ZQZ自動(dòng)站調(diào)試軟件，彈出軟件的使用界面。

在軟件的“設(shè)置”菜單中選擇相應(yīng)的參數(shù)：自動(dòng)站型號(hào)選擇ZQZ-AE型，在通信端口參數(shù)設(shè)置中根據(jù)計(jì)算機(jī)所接端口進(jìn)行選擇，波特率選擇4800，效驗(yàn)選偶效驗(yàn)，數(shù)據(jù)位選8，停止位選擇1。設(shè)置完成后點(diǎn)擊菜單上“收實(shí)時(shí)資料”看軟件界面里是否會(huì)顯示當(dāng)前自動(dòng)站采集到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，如果有數(shù)據(jù)則說(shuō)明軟件配置成功，就可以采用各種自動(dòng)站主控器命令來(lái)對(duì)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取和操作了。

2.2 讀取和設(shè)置采集器日期和時(shí)間的命令

讀取自動(dòng)站主控器日期的命令是：DATA，讀取時(shí)間的命令是：TIME。使用時(shí)在自動(dòng)站調(diào)試軟件的黑色顯示界面內(nèi)分別輸入DATA和TIME就可以顯示當(dāng)前自動(dòng)站主控器內(nèi)的時(shí)間了。

如果主控器內(nèi)的時(shí)間錯(cuò)誤，需要修改主控器的時(shí)間則要用到設(shè)置日期和時(shí)間的命令。

2.3 讀取自動(dòng)站所采集到數(shù)據(jù)的命令

讀取當(dāng)前時(shí)次的最新實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)時(shí)只需要在調(diào)試軟件的黑色顯示界面內(nèi)輸入MES，界面內(nèi)就會(huì)出現(xiàn)實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)的編碼，軟件的其它要素提示框內(nèi)也會(huì)顯示出通過(guò)編碼翻譯出來(lái)的數(shù)據(jù)。

讀取定時(shí)數(shù)據(jù)時(shí)只需要在調(diào)試軟件的黑色顯示界面內(nèi)輸入PRE，界面內(nèi)就會(huì)逐條顯示主控器內(nèi)存儲(chǔ)的所有采集數(shù)據(jù)的編碼。但是由于主控器內(nèi)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量非常龐大，常常擁有上萬(wàn)條數(shù)據(jù)編碼，用戶(hù)不可能每一條都去逐一解讀，所以還需要用到讀取指定時(shí)次定時(shí)數(shù)據(jù)的命令：PRE月 日 時(shí)分(注意空格)。使用時(shí)只需要在調(diào)試軟件的黑色顯示界面內(nèi)輸入PRE，在后面跟上需要讀取的指定時(shí)間即可。例如讀取5月5日20時(shí)00分的數(shù)據(jù)，即在調(diào)試軟件的黑色顯示界面內(nèi)輸入：PRE 05 05 20 00，然后點(diǎn)擊回車(chē)鍵，界面內(nèi)就會(huì)顯示5月5日20點(diǎn)00分的數(shù)據(jù)編碼，具體編碼格式將在下文中詳細(xì)說(shuō)明。

3 如何解讀采集器內(nèi)的數(shù)據(jù)編碼和降雨量

自動(dòng)站存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)是以編碼的形式來(lái)表現(xiàn)的，如果通過(guò)MES命令讀取當(dāng)前時(shí)次的采集數(shù)據(jù)，軟件下方的要素顯示欄里就會(huì)顯示出已經(jīng)解讀出來(lái)的具體數(shù)據(jù)。但是使用PRE命令來(lái)讀取指定的定時(shí)數(shù)據(jù)時(shí)，要素顯示欄里顯示的還是當(dāng)前時(shí)次的數(shù)據(jù)，這時(shí)就需要人工來(lái)對(duì)讀取的數(shù)據(jù)編碼進(jìn)行解讀。

3.1 解讀采集器內(nèi)的數(shù)據(jù)編碼的方法

我省安裝的ZQZ-A型區(qū)域自動(dòng)站基本上都是兩要素氣象自動(dòng)站，主控器的數(shù)據(jù)主要是對(duì)溫度和降水進(jìn)行編碼，編碼內(nèi)的數(shù)據(jù)依次是采集時(shí)間、當(dāng)日內(nèi)最高氣溫和最低氣溫出現(xiàn)的時(shí)間、24h降水量、采集時(shí)次的氣溫、最高氣溫和最低氣溫、采集時(shí)次的降水量，每一組數(shù)據(jù)編碼用數(shù)個(gè)“/”符號(hào)分隔。例如讀取某個(gè)區(qū)域自動(dòng)站5月15日17時(shí)00分的采集數(shù)據(jù)編碼為：

在編碼中可以看到：pre 05 15 17 00是讀取主控器內(nèi)定時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)編碼的命令。其中第1組數(shù)據(jù)05151700是指數(shù)據(jù)采集的時(shí)間，即5月15日17點(diǎn)00分。第2組數(shù)據(jù)14310355是指最高氣溫和最低氣溫出現(xiàn)的時(shí)間，最高氣溫出現(xiàn)在14點(diǎn)31分，最低氣溫出現(xiàn)在03點(diǎn)55分。第3組數(shù)據(jù)0061代表24h降水量，要注意的是在ZQZ-A型區(qū)域自動(dòng)站中主控器存儲(chǔ)的日降水量即是24h降水量，是指從此時(shí)起至之前24h內(nèi)降水量的總和，在這組編碼中即是從5月14日17點(diǎn)01分到5月15日17點(diǎn)00分的總降水量為6.1mm。第4組數(shù)據(jù)020402250154共有16位數(shù)，其中每4位為一組，分別代表當(dāng)前氣溫、最高氣溫和最低氣溫，即當(dāng)前氣溫為20.4℃，最高氣溫為22.5℃，最低氣溫為15.4℃。最后一組編碼是代表采集時(shí)次的雨量，(No rain)是指讀取的采集時(shí)次沒(méi)有降水，如果有降水則是用一組120位的十六進(jìn)制編碼來(lái)代替，雨量讀取的方法將在下文中重點(diǎn)介紹。

3.2 小時(shí)降雨量的計(jì)算方法

主控器存儲(chǔ)的降雨量是用一組120位的十六進(jìn)制數(shù)來(lái)進(jìn)行編碼的，其中每?jī)晌皇M(jìn)制數(shù)代表1分鐘的采集雨量，如例子中的雨量編碼為：0 0 0 0 1 d 1 e 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0，在這組編碼中可以看到該時(shí)段內(nèi)第3分鐘和第4分鐘的編碼分別為1d和1e，根據(jù)十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制的計(jì)算方法，十進(jìn)制數(shù)=十六進(jìn)制十位*16+十六進(jìn)制個(gè)位(十六進(jìn)制數(shù)里A～F分別代表數(shù)字的10～15)，就可以看出該時(shí)次內(nèi)第3分鐘和第4分鐘的降雨量分別為2.9mm和3.0mm，該時(shí)次的總降水量為5.9mm。

另外，從主控器存儲(chǔ)的編碼還可以看出采集時(shí)次的雨量實(shí)際上是指從采集時(shí)次的第1分鐘至采集的這1分鐘雨量的累加，例如讀取17點(diǎn)00分的正點(diǎn)降雨量是指從16時(shí)01分至17時(shí)00分降雨量的累加值，同理，讀取17時(shí)20分的降雨量也是指從17時(shí)01分至17時(shí)20分降雨量的累加。在正常情況下，區(qū)域自動(dòng)站是每10 min向中心站數(shù)據(jù)庫(kù)傳送一次資料，所以用戶(hù)在用軟件讀取數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)10min雨量時(shí)，實(shí)際上讀取的也是該時(shí)次的01分至采集分鐘的雨量累加值。

但是在計(jì)算每小時(shí)的降雨量時(shí)，如果只是通過(guò)解讀雨量編碼內(nèi)每分鐘的降雨量，再將每分鐘的降雨量進(jìn)行累加，這種方法則太過(guò)復(fù)雜，也容易出現(xiàn)錯(cuò)誤，不適合用于實(shí)際操作。所以我局技術(shù)人員通過(guò)測(cè)試，采用了另一個(gè)更為簡(jiǎn)單的方法，即用比較兩個(gè)相鄰時(shí)次24h降水量差值的方法。例如在5月5日處理赫章縣媽姑鎮(zhèn)的山洪災(zāi)害事故中，分別采集了19時(shí)、20時(shí)、21時(shí)、22時(shí)和23時(shí)正點(diǎn)的采集器存儲(chǔ)編碼，在編碼中直接讀取5個(gè)時(shí)次的24h降雨量分別為 12.6mm、12.6mm、74.0mm、110.8mm和111.5mm，再比較每個(gè)相鄰時(shí)次24h降雨量的差值就可以發(fā)現(xiàn)19-20時(shí)降雨量的差值為0mm，20-21時(shí)的差值為61.4mm，21-22時(shí)的差值為36.8mm，22-23時(shí)的差值為0.7mm，然后就可以看出在災(zāi)害發(fā)生時(shí)降雨主要集中在20-22時(shí)，其中20-21時(shí)降雨量為61.4mm，21-22時(shí)降雨量為36.8mm，兩個(gè)時(shí)次降雨總共為98.2mm。

4 結(jié)語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，ZQZ-A型兩要素區(qū)域自動(dòng)氣象站無(wú)論在采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，還是數(shù)據(jù)傳輸?shù)募皶r(shí)性方向都是比較好的，但還是難以避免一些特殊災(zāi)害性天氣和設(shè)備本身故障造成數(shù)據(jù)傳輸中斷，特別是在汛期之中降水的觀(guān)測(cè)資料對(duì)區(qū)域性的天氣預(yù)報(bào)和氣象服務(wù)都十分重要，因此，學(xué)會(huì)采用人工方式從自動(dòng)站采集中讀取觀(guān)測(cè)資料非常必要。用戶(hù)只有在實(shí)踐中不斷探索和積累經(jīng)驗(yàn)，熟練掌握人工采集自動(dòng)站觀(guān)測(cè)資料的方法，才能更好地保障兩要素區(qū)域自動(dòng)氣象站觀(guān)測(cè)資料的準(zhǔn)確性和連續(xù)性，真正地做好區(qū)域自動(dòng)站的維護(hù)工作，發(fā)揮好區(qū)域自動(dòng)氣象站在氣象預(yù)報(bào)、服務(wù)中的優(yōu)勢(shì)。

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B

1003-6598(2011)03-0052-03

2010-07-12

陳焰犢(1985-)，男，助工，主要從事設(shè)備管理和業(yè)務(wù)管理工作。