陕西省延安水文水资源勘测局 陕西延安 716000
摘要：为提高监测雨情的时效性、准确性，自动雨量站现已大规模应用于我省水文部门。2012年陕西省中小河流雨量站建设初始至今已有几年过去了，由于自动雨量站都设置在户外露天四周都比较空旷的场所，受温度、气候变化无常的恶劣环境影响，部分站点都会受到不同程度的损坏，故需要配备专业的维护维修人员，达到无人驻守有人维护的目的。此文主要介绍了对自动雨量站的实践维护维修经验及方法，对解决自动雨量站的常见故障进行了分析总结，提出解决故障的方法，有效保障水文自动测报的准确性及可靠性。
关键词：自动雨量站；维护与维修；分析总结；方法
自2012年中小河流监测系统建设以来，延安水文局目前已经新建及改建自动雨量站304处，与以往纯靠人工观测的方式比较，有了质的改进，自动雨量站的普及对基层水文人员的工作提出了新的要求。区域雨量观测工作也实现了大部分地区无人值守有人维护的境况。自动雨量站给水文工作带来便利的同时，也会出现各种各样的故障，从而影响到雨量信息采集传输的时效性及报汛资料收集的质量。所以加强自动雨量站的维护与管理已经成了基层水文职工一项非常重要的工作。本文总结自动雨量站日常维护与维修的经验，针对自动雨量站常见的故障提出一些有效的解决办法和维护措施，期望对基层观测站的维护工作有所帮助。
1、自动雨量测报系统的基本原理
自动雨量测报系统主要通过传感器（雨量计）、遥测终端（RTU）等信息采集设备，通过GPRS(GSM)/CDMA、卫星、等通信方式，连接计算机网络、服务器等硬件设备通过相关应用软件系统的操作，实现降雨量的信息自动化采集、传输、处理、存储、显示，以及雨量的查询分析、管理等功能。
2、自动雨量站的维修与维护
2.1自动雨量站维护项目及所需工具
检查维护的项目：设备外观、雨量传感器、供电线路、通信线路、数据线路、太阳能电池板、蓄电池、RTU、SIM通信卡、天线及各种接口串口连接处螺丝的松紧。
所需工具：万用表、螺丝刀（一字型、十字型）、10寸活动扳手、手持GPS、铜丝线、扎线带、电工胶布、正常通信的测试SIM卡、新空SIM卡（以防检查站点SIM卡故障后现场联系通信公司开通新卡），测试SIM卡手机、相机、笔记本电脑、RTU的USB配置连接线。
2.2检查的步骤和方法
（1）查看雨量器的外观及周围环境，雨量器的外观整体做表面清洁，看周围的环境如果有树木和障碍物遮挡，要及时把障碍物清理干净，保持雨量器周围无干扰。雨量筒的漏斗长期在户外，容易积满灰尘和杂物，检查雨量筒漏斗是否堵塞，清洁雨量筒漏斗。查看雨量筒器口是否水平，如果器口不平要将器口校平。然后用螺丝刀将雨量套筒卸下观察承雨器漏斗是否堵塞，对承雨器漏斗做清洁。雨量筒及承雨器漏斗堵塞将造成数据偏小、或者完全无雨量数据的问题。观察干簧管切割磁感线有无卡阻现象，在这个过程中应该断掉干簧管的链接线，以防止切割时产生雨量数据，如果卡组严重应用螺丝刀进行调整。观察外部天线有无被人为破坏，天线线路有无老化断掉。如果破坏或断线，需要更换外接天线。
（2）测蓄电池电压。用螺丝刀拆开机箱，自动雨量器的核心部件就呈现在眼前，首先注意观察核心部件的连线是否牢固，观察电池外观是否因亏电而引起变形，线路是否老化。然后进行电压测试，进行电压测试时应关闭RTU及拔掉电池负载，把万用表拨到直流20V的位置，对应链接电池正负极，微码特和亿创的电池正常电压均为3.6~4.2伏之间，如果电压过低就要考虑一是否是电池自身亏电有影响，需要更换电池。二是太阳能电池板是否正常，是否能给电池充上电。
（3）太阳能电池板电压。再下来检查太阳能板的状况（同样需要拆除负载），用万用表检查太阳能板电压，该电压应大于电池电压（微玛特和亿创的太阳能板正常电压在6.3～9.6伏之间）。保持太阳能电池板的清洁。
（4）干簧管信号测试，把万用表拨到蜂鸣状态，正负极链接到干簧管引申出的铜丝线两端，然后拨动干簧管，如果听到“滴滴”的蜂鸣声，说明切割磁感线的信号正常，如果听不到声音就要考虑连线是否紧密，是否连线有阻断现象。这一步骤的重要性体现在雨量信号是否能正常传输进RTU中。
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（5）RTU检测，一是威玛特RTU检测，威玛特RTU工作是否正常主要先看外观的指示灯：
正常工作模式指示：
终端处于正常模式时，RXD（红色接受数据灯）、TXD（黄色发送数据灯）熄灭；WORK（绿色工作灯）点亮0.1秒，熄灭2秒，再点亮0.1秒，熄灭2秒，如此循环（指示灯的该种闪动方式简称“单闪”方式）。
配置模式指示：
终端处于配置模式时，RXD（红色接受数据灯）、TXD（黄色发送数据灯）熄灭；WORK（绿色工作灯）点亮0.1秒，熄灭0.1秒，点亮0.1秒，熄灭2秒，如此循环（指示灯的该种闪动方式简称“双闪”方式）。
节电模式指示：
终端处于节电模式时，在全速状态期间，WORK（绿色工作灯）以单闪方式显示；由全速状态向休眠状态切换时刻，WORK（绿色工作灯）熄灭，RXD（红色接受数据灯）、TXD（黄色发送数据灯）快闪一次，进入休眠状态期间，三个灯全灭。
充电模式指示：
终端处于充电状态时，CHARGE（白色充电灯）常亮。
发送数据指示：
终端发送数据时，RXD（红色接受数据灯）、WORK（绿色工作灯）熄灭，TXD（黄色发送数据灯）点亮2秒，灭2秒（指示灯的该种闪动方式简称“慢闪”方式）一次。
接收数据指示：
终端接收数据时，TXD（黄色发送数据灯）、WORK（绿色工作灯）熄灭，RXD（红色接受数据灯）慢闪一次。
初始化指示：
终端进行初始化操作时，RXD（红色接受数据灯）、TXD（黄色发送数据灯）、WORK（绿色工作灯）三个指示灯全部点亮（指示灯的该种方式简称“全亮”方式）。
如果指示灯与上述正常工作模式不符合时就要对RTU进行初始化，初始化的方法为指示灯下方三个黑色圆形按键同时按三秒观察初始化指示灯红色、黄色、绿色三个全亮，即为初始化成功，成功后指示灯会进入正常工作状态，然后连接电脑，打开软件，按照配置要求设置雨量器参数，配置成功后，就能正常运行。如果以上步骤不成功，考虑RTU是否经过长时间野外运作导致完全故障，应将RTU拆下，返厂维修，更换新的RTU进行配置参数。
二是亿创RTU检测，亿创RTU工作是否正常也要看外观的指示灯：
一个正常的雨量发送过程指示灯的运行状态是这样的：电源灯只要接通太阳能电池板就会常亮，运行灯先亮（常闪状态），然后网络灯常亮，网络灯一关，运行灯启动，这就说明一个雨量过程发送完毕。
如果需要配置亿创RTU，配置过程必须保证运行灯常闪模式，也就是在工作模式下，如果运行灯不亮，说明RTU进入休眠状态，需要进行RTU唤醒，唤醒方式为按一下靠近USB接口的黑色复位键。如果参数配置不成功，还不能发送雨量数据，就要考虑重新更换RTU，将换下的RTU返厂维修。
（5）检查SIM通信卡，从RTU中取出SIM卡，装在手机上检查SIM卡上网操作是否正常，检查SIM卡是否欠费，检查SIM卡本身芯片接触是否有问题。如有问题需要联系电信运行公司开通新卡。
（6）雨量计注水试验。自动雨量站维修维护完成后按照规范要求做三次注水试验，注水量偏差允许在±4%以内，若偏差超过允许偏差量，要对雨量传感器翻斗微调校准。
（7）经过上面的维修维护和调试后，就能将基本的问题解决，如以上检查均正常，还无法解决问题，可联系专业维护公司予以协助。
3故障总结
通过长期维护工作，总结出现的问题主要有以下几个方面：
3.1 测站雨量筒堵塞问题
从维护过的测站看，漏斗堵塞问题，绝大多数测站因此问题导致测站发生雨量值偏小或偏大等故障。
3.2 SIM卡问题
部分测站的SIM无法接通出现无网络状况，导致无法正常传输数据。
3.3 电池亏损问题
若测站周边有新建建筑物遮挡，太阳能板无法接受到太阳光照不能充分给予电池充电，电池就会长期处于亏电状态，导致电池损坏，数据采集终端RTU因供电不足无法正常工作。
3.4 数据采集终端死机及通讯问题
测站的通讯是通过RTU采集，储存，发送的。RTU是基于GPRS/GSM/CDMA等无线数据传输的电子终端设备，电子设备由于长期处于工作状态下就会出现死机等状况，故部分问题测站需要给RTU重新初始化配置。有时候出现通讯故障的还有就是天线损坏或移动信号不稳定。
4常见问题的注意事项
（1）雨量筒堵塞的问题，断电后取下雨量筒和漏斗，清理干净随即按照正确的方法安装好，雨量筒及传感器漏斗需要定期清洗保持畅通。
（2）SIM卡损坏，联系通讯公司复制新SIM卡，更换SIM卡时必须使RTU处于断电状态。办理备用的SIM卡，随时携带，对有SIM卡问题的测站即时更换。
（3）电池亏损、天线损坏，需要及时更换。对有遮挡物的站点需要在附近重新选址到开阔地带。
（4）数据采集终端RTU死机及通讯问题，数据采集终端如果死机无法正常工作，应先备份好存贮数据，然后对RTU恢复出厂设置，重新配置参数。若还不能正常工作，则需要更换新的RTU。对一些移动信号不稳定的站点处于两省交界处的站点应就近重新选址。
5结术语
在这个各行各业都实现自动化的时代，自动雨量计的应用已经广泛投入水文防汛事业中。自动雨量站的高效、便捷、快速的采集传输一手降水数据的能力，大大减轻水文工作者的工作强度，并且降水观测的连续性、时效性都是人工无可比拟的。只要加强对自动雨量站的维修与管理，定期养护，保证正常运行，在暴雨洪水极端恶劣气象条件下，即可迅速的为政府决策部门提供第一手的决策依据，为人民生命财产安全保驾护航。本文仅我区亿创和微玛特两种自动雨量计设备维修维护进行浅析，提出基本处理方法。在将来的工作中继续积累此方面的经验，进行归纳总结，有了好的方法及时改进，将水文现代化维护事业推向一个新的高度。
参考文献
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[3]中华人民共和国水利部SL61-2015 水文自动测报系统技术规范[S].
论文作者:张硕彦
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第3期
论文发表时间:2018/6/27
标签：雨量论文; 数据论文; 终端论文; 指示灯论文; 工作论文; 水文论文; 漏斗论文; 《建筑学研究前沿》2018年第3期论文;