DZZJ9交通氣象站常見故障分析及維護(hù)

李昕 朱斌

摘要 主要介紹了DZZJ9交通氣象站常見故障以及維護(hù)方法。當(dāng)供電系統(tǒng)出現(xiàn)問題時(shí)，可通過查看歷史數(shù)據(jù)中采集器電壓、傳感器狀態(tài)碼或現(xiàn)場測量相應(yīng)電壓來判斷;當(dāng)通訊出現(xiàn)問題時(shí)，可查詢?nèi)罩局行奶欠耖g斷性出現(xiàn)或現(xiàn)場查看PWR燈和NET燈是否同時(shí)閃爍來判斷;當(dāng)采集器出現(xiàn)問題時(shí)，可通過檢查臺站日志是否仍可獲取當(dāng)前臺站心跳包或現(xiàn)場讀取數(shù)據(jù)格式是否正確來判斷;當(dāng)傳感器出現(xiàn)問題時(shí)，可通過查看歷史數(shù)據(jù)是否異常來判斷，具體傳感器維護(hù)方法可參考區(qū)域自動(dòng)站維護(hù)經(jīng)驗(yàn)。按照文章中介紹的DZZJ9交通氣象站維護(hù)方法和流程，能夠解決大部分實(shí)際工作中的故障，對臺站維護(hù)人員具有一定的參考意義。

關(guān)鍵詞 DZZJ9交通氣象站;供電系統(tǒng)故障;通訊故障;采集器故障;傳感器故障

中圖分類號：P415.12 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：2095–3305（2021）03–0062–02

隨著當(dāng)代高速公路交通的快速發(fā)展，交通安全問題也面臨新的挑戰(zhàn)。許多研究表明，惡劣天氣條件是造成交通事故發(fā)生的重要原因之一[1-5]，每年全國高速公路事故中，發(fā)生在強(qiáng)降水天氣、霧天、雪天的事故比例占總數(shù)的39%。

交通氣象站是一種結(jié)構(gòu)緊湊、使用靈活、結(jié)實(shí)耐用、低功耗的氣象測量系統(tǒng)，它采用了最新的測量和通訊技術(shù)，為多種氣象和路面參數(shù)提供可靠、連續(xù)的數(shù)據(jù)?？梢赃B接不同的通訊設(shè)備，如GPRS/CDMA、光纖MODEM 及衛(wèi)星發(fā)射機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。交通氣象站的應(yīng)用，可以大大減少交通事故和保證交通安全，節(jié)約燃料和減少車輛的磨損，發(fā)揮公路快速、安全、舒適和高效率的功能，具有較為顯著的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益。

近年來隨著智慧氣象的不斷發(fā)展，江西省正全面建設(shè)交通氣象站，目前正處于初步建設(shè)階段，全省共完成9套交通氣象站建設(shè)。交通氣象站運(yùn)行時(shí)間還不長，目前絕大多數(shù)維護(hù)經(jīng)驗(yàn)均參照國家氣象觀測站或區(qū)域自動(dòng)站方法，雖能解決常見故障，但面對部分軟件問題以及棘手問題仍沒有有效解決辦法。實(shí)際業(yè)務(wù)運(yùn)行中對故障解決的效率要求越來越高，對維護(hù)人員的要求也越來越高，本文主要介紹DZZJ9交通氣象站常見故障以及維護(hù)方法，供維護(hù)人員參考。

1 DZZJ9交通氣象站組成結(jié)構(gòu)及功能

DZZJ9交通氣象站由天津中環(huán)天儀氣象儀器有限公司生產(chǎn)，主要由監(jiān)控中心站和自動(dòng)氣象監(jiān)測站組成。

中心站安裝在監(jiān)控指揮中心，由計(jì)算機(jī)、軟件、通訊設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)等組成。自動(dòng)氣象信息監(jiān)測站由各類氣象傳感器、供電系統(tǒng)、采集器、傳感器、通訊部件、風(fēng)桿及支架等組成。主要負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)采集公路環(huán)境的天氣現(xiàn)象、 路面狀況、路面溫度、路基溫度、氣壓、能見度、溫度、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速、雨量等氣象數(shù)據(jù)，并進(jìn)行存儲(chǔ);按照監(jiān)控中心站命令，向氣象監(jiān)控中心發(fā)送氣象數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息（圖1）。

2 常見故障分析及維護(hù)

2.1 常見故障排查流程

常見故障包括供電系統(tǒng)、通信模塊、采集器、傳感器等。在設(shè)備運(yùn)行過程中，故障導(dǎo)致的現(xiàn)象為無數(shù)據(jù)、無通信、數(shù)據(jù)格式不正確等。經(jīng)過對常見故障分析，總結(jié)出故障排查流程（圖2）。

當(dāng)出現(xiàn)交通氣象站數(shù)據(jù)中斷故障時(shí)，通常先通過中心站軟件進(jìn)行初步判斷。查看歷史數(shù)據(jù)中采集器電壓，傳感器狀態(tài)碼可初步判斷是否存在供電為題，當(dāng)供電電壓小于11 V時(shí)，PV控制器會(huì)啟動(dòng)保護(hù)切斷負(fù)載;查詢臺站歷史數(shù)據(jù)，如數(shù)據(jù)間斷性出現(xiàn)，日志中心跳包間斷性出現(xiàn)，則可判定為供電或通訊故障;通過歷史數(shù)據(jù)中斷時(shí)間來檢查臺站日志，若日志仍可獲取當(dāng)前臺站心跳包，則可判定為采集器故障;若中斷數(shù)據(jù)后日志內(nèi)不包含當(dāng)前臺站心跳包，則可通過短信方式獲取DTU模塊信號，查看位置網(wǎng)絡(luò)信號，如信號大于9，則排除DTU故障。

當(dāng)部分?jǐn)?shù)據(jù)出現(xiàn)異常時(shí)，通過中心站數(shù)據(jù)查詢功能查看數(shù)據(jù)，若供電電壓正常，部分傳感器數(shù)據(jù)異常，且長時(shí)間不能夠自行恢復(fù)，則可判定為存在外界因素干擾，如線纜破壞，接地故障等。如所有傳感器均數(shù)據(jù)異常時(shí)，則判斷為檢查防雷板或采集器故障。

2.2 常見故障維護(hù)與處理

2.2.1 供電判斷 自動(dòng)站正常工作電壓為11～14 V，通過查看連線圖測量采集器BATT，PV控制器負(fù)載和電池電壓是否處于正常工作范圍內(nèi)，當(dāng)電池電壓與負(fù)載電壓相差較大時(shí)，可判定PV控制器故障。切斷PV控制器負(fù)載和電池后可測量PV控制器太陽能板電壓，光照存在時(shí)電壓應(yīng)大于15 V，光照強(qiáng)烈時(shí)接入電池后充電電流大于1 A為正常工作狀態(tài)。采集器正常工作情況下應(yīng)有5 V直流電壓從采集器輸出至防雷板。當(dāng)出現(xiàn)保險(xiǎn)管熔斷或工作電壓低于5 V情況時(shí)，應(yīng)檢查設(shè)備內(nèi)是否存在短路現(xiàn)象，取下防雷板上所有傳感器端子，使用萬用表通斷檔測量連線圖內(nèi)每個(gè)供電+、-是否短路，如不存在短路再依次接入傳感器并檢測剩余供電端子，查找傳感器是否損壞導(dǎo)致短路。

2.2.2 通訊判斷 通訊模塊在正常工作時(shí)PWR燈（紅色）和NET燈（黃色）同時(shí)閃爍，每當(dāng)數(shù)據(jù)由采集器發(fā)出時(shí)，DATA燈（綠色）會(huì)閃爍。當(dāng)NET燈和PWR燈交叉閃爍，且NET燈2 s左右閃爍1次時(shí)，判斷為通訊地址端口斷開。當(dāng)NET燈閃爍頻率為1s數(shù)次時(shí)，判斷為電話卡網(wǎng)絡(luò)信號異?；蚯焚M(fèi)（表1）。

2.2.3 采集器判斷 采集器正常工作時(shí)RUN燈處于閃爍狀態(tài)，終端接口依據(jù)不同數(shù)據(jù)發(fā)送間隔會(huì)傳輸以BG開始，ED結(jié)尾的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)殘缺或亂碼可判定為采集器故障。采集器如出現(xiàn)分鐘內(nèi)反復(fù)重啟，發(fā)出蜂鳴聲，則判定為采集器內(nèi)程序丟失，需使用CF卡重新加載采集器程序。

2.2.4 傳感器判斷 當(dāng)路面狀況傳感器出現(xiàn)數(shù)據(jù)異常時(shí)，可在路面狀況傳感器檢測區(qū)域模擬潮濕、積水現(xiàn)象，與此同時(shí)在采集器自動(dòng)上傳數(shù)據(jù)中查找APH項(xiàng)，該項(xiàng)數(shù)值11為干燥、12為潮濕、13為積水，傳感器反應(yīng)時(shí)長約1 min，若明顯現(xiàn)象下采集器APH數(shù)值對應(yīng)錯(cuò)誤，則判定為路面狀況傳感器故障。空氣溫濕度、風(fēng)向風(fēng)速、氣壓、能見度工作原理與區(qū)域站傳感器原理[6-8]一致，可通過區(qū)域站故障排查經(jīng)驗(yàn)自行查找傳感器故障。

3 結(jié)束語

未來幾年江西省交通氣象站將慢慢實(shí)現(xiàn)縣級全覆蓋，縣級氣象部門工作重心也將慢慢轉(zhuǎn)向設(shè)備維護(hù)保障工作，快速準(zhǔn)確找出故障并解決故障是每一個(gè)維護(hù)人員應(yīng)具備的素質(zhì)。文章介紹的DZZJ9交通氣象站故障排查方法從供電系統(tǒng)開始，到通訊系統(tǒng)，再到采集器和傳感器能夠解決大部分實(shí)際工作中的故障，具有一定的參考意義。但是實(shí)際維護(hù)過程中仍需謹(jǐn)慎小心，多參考維護(hù)手冊以及實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，才能有效保障數(shù)據(jù)的可用率和及時(shí)率，促進(jìn)氣象業(yè)務(wù)高質(zhì)量發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 康延臻，王式功，楊旭，等.高速公路交通氣象監(jiān)測預(yù)報(bào)服務(wù)研究進(jìn)展[J].干旱氣象，2016，34（4）：591-603.

[2] 白永清，何明瓊，劉靜，等.高速公路交通事故與氣象條件的關(guān)系研究[J].氣象與環(huán)境科學(xué)，2015，38（2）：66-71.

[3] 劉兆惠，王超.降雨環(huán)境對交通系統(tǒng)安全性影響的研究[J].山東交通科技， 2009（5）：13-15.

[4] 王超，許洪國，劉兆惠.降雨環(huán)境下交通安全影響因素貢獻(xiàn)度研究[J].長春理工大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2011，34（1）：88-91.

[5] 吳建軍，衰成松，周曾奎，等.短時(shí)強(qiáng)降雨對能見度的影響[J].氣象科學(xué)，2010， 30（2）：274-278.

[6] 沈玉亮，方海濤，陸斌，等.淺談DZZ3型自動(dòng)氣象站的設(shè)備維護(hù)[J].氣象水文海洋儀器，2018，35（1）：86-92.

[7] 朱斌，鐘鳴.DZZ3區(qū)域自動(dòng)氣象站常見故障排查[J].氣象水文海洋儀器，2020，37（3）：116-118.

[8] 沈玉亮，方海濤，陸斌，等.DZZ3型自動(dòng)氣象站常見故障的處理方法[J].氣象水文海洋儀器，2018，35（2）：80-86.

責(zé)任編輯：黃艷飛