NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG VÀ THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG TRẠM KHÍ TƯỢNG TỰ ĐỘNG

Header Page of 16 BTNMT VKTTVMT BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG VIỆN KHOA HỌC KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN VÀ MÔI TRƯỜNG 23/62 Nguyễn Chí Thanh, Đống Đa, Hà Nội -******** BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP BỘ ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG VÀ THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG TRẠM KHÍ TƯỢNG TỰ ĐỘNG Tên Chủ nhiệm Đề tài: TS Nguyễn Viết Hân 7595 18/01/2010 HÀ NỘI, 12-2009 Footer Page of 16 Header Page of 16 BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG VIỆN KHOA HỌC KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN VÀ MÔI TRƯỜNG PHÒNG NGHIÊN CỨU THÍ NGHIỆM CÔNG NGHỆ ĐO ĐẠC 23/62 Nguyễn Chí Thanh, Đống Đa, Hà Nội -******** BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP BỘ ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG VÀ THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG TRẠM KHÍ TƯỢNG TỰ ĐỘNG Chỉ số đăng ký: Chỉ số phân loại: Chỉ số lưu trữ: Cộng tác viên chính: KS Đào Hồng Châu KS Hoàng Phi Thành KS Đặng Tùng Mẫn KS Nguyễn Danh Hiệp KS Nguyễn Ngọc Quý Phòng NCTN CN Đo đạc - Viện KH KTTV&MT Phòng NCTN CN Đo đạc - Viện KH KTTV&MT Phòng KH&CN Thông tin - Viện KH KTTV&MT Phòng KH&CN Thông tin - Viện KH KTTV&MT TT Mạng lưới KTTV&MT- TT KTTV QG Hà Nội, ngày 15 tháng 12 năm 2009 Hà Nội, ngày 15 tháng 12 năm 2009 Hà Nội, ngày 15 tháng 12 năm 2009 CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI ĐƠN VỊ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI CƠ QUAN CHỦ TRÌ ĐỀ TÀI Nguyễn Viết Hân Đào Hồng Châu Trần Thục Hà Nội, ngày tháng năm 20 HỘI ĐỒNG ĐÁNH GIÁ CHÍNH THỨC CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG (Ký ghi rõ họ tên, học hàm, học vị) Hà Nội, ngày tháng năm 20 CƠ QUAN QUẢN LÝ ĐỀ TÀI TL BỘ TRƯỞNG KT VỤ TRƯỞNG VỤ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ PHÓ VỤ TRƯỞNG TS Nguyễn Lê Tâm Nguyễn Lê Tâm Footer Page of 16 HÀ NỘI, 12-2009 Header Page of 16 TT Chương 1.1 1.1.1 1.1.2 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 Chương 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 Chương 3.1 3.2 3.3 3.4 Chương 4.1 4.2 4.3 Chương 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 MỤC LỤC Nội dung Trang Lời mở đầu ………………………………………………………… Tổng quan trạm khí tượng tự động mục tiêu đề tài Các trạm khí tượng tự động nước … ………………… Thiết bị có xuất xứ từ nước …………………………………… Thiết bị có xuất xứ nước ……………………………………… Về trạm khí tượng tự động nước ………………………… Về công nghệ truyền tin ……………………………………………… Một số nhận xét ……………………………………………………… 10 Cơ sở thực nhiệm vụ đề tài …………………………… 12 Mục tiêu yêu cầu kết đề tài ……………………………… 13 Lựa chọn công nghệ xây dựng trạm khí tượng tự động ………… 16 Lựa chọn sen-xơ đo yếu tố gió ……………………………………… 16 Lựa chọn sen-xơ đo yếu tố mưa ……………………………………… 23 Lựa chọn sen-xơ đo yếu tố nhiệt độ độ ẩm không khí …………… 24 Lựa chọn sen-xơ đo yếu tố áp suất khí ……………………… 26 Lựa chọn công nghệ truyền tin mạng điện thoại di động ……… 27 Thiết kế hiển thị Datalogger trạm khí tượng tự động …… 31 Sơ đồ khối chức Datalogger VH-051S ………………………… 31 Lựa chọn hệ vi xử lý ………………………………………………… 33 Nguyên lý hoạt động Datalogger …………………………………… 36 Tính kỹ thuật Datalogger VH-051S ……………………… 38 Các chương trình điều khiển hệ thống trạm KTTĐ VH-051S …… 42 Chương trình điều khiển trực tiếp LocVh051s ……………………… 42 Chương trình điều khiển thu nhận số liệu SysVh051sKv Trung 46 tâm Khu vực hệ thống trạm KTTĐ VH-051S ……………… Ý nghĩa thông tin từ trạm VH-051S ………………………………… 51 53 Kết triển khai thực nghiệm hệ thống trạm KTTĐ VH-051S Phương pháp tiến hành thử nghiệm ………………………………… 53 Kết kiểm định lần thứ trước lắp đặt thử nghiệm ……… 54 Kết kiểm định lần thứ hai nơi lắp đặt ………………………… 58 Kết kiểm định lần thứ ba sau trình thử nghiệm …………… 59 Kết hoạt động hệ thống thử nghiệm ………………………… 61 Kết luận kiến nghị ……………………………………………… 66 Tài liệu tham khảo ……………………………………………… 68 Footer Page of 16 Header Page of 16 DANH MỤC CÁC BẢNG TT Tên bảng Trang Bảng 1.1 Thông số thiết kế trạm KTTĐ 14 Bảng 1.2 Thông số bổ sung sen-xơ 15 Bảng 3.1 Các tiêu kỹ thuật hiển thị VH-051S 40 Bảng 5.1 Yêu cầu sai số thiết bị đo khí tượng 54 Bảng 5.2 Sai số tốc độ gió sử dụng sen-xơ Young 05106MA 55 Bảng 5.3 Sai số hướng gió sử dụng sen-xơ Young 05106MA 55 Bảng 5.4 Sai số yếu tố mưa sử dụng sen-xơ SL3-1 56 Bảng 5.5 Sai số yếu tố nhiệt độ sử dụng sen-xơ VH-11TH 56 Bảng 5.6 Sai số yếu tố độ ẩm sử dụng sen-xơ VH-11TH 56 10 Bảng 5.7 Sai số yếu tố áp suất sử dụng sen-xơ VH-15B 57 11 Bảng 5.8 Sai số yếu tố đo lần kiểm định cấp Nhà nước 58 12 Bảng 5.9 Sai số trung bình yếu tố kiểm định chỗ 59 13 Bảng 5.10 Sai số tốc độ gió sau trình thực nghiệm 59 14 Bảng 5.11 Sai số hướng gió sau trình thực nghiệm 59 15 Bảng 5.12 Sai số yếu tố mưa sau trình thực nghiệm 60 16 Bảng 5.13 Sai số yếu tố nhiệt độ sau trình thực nghiệm 60 17 Bảng 5.14 Sai số yếu tố độ ẩm sau trình thực nghiệm 60 18 Bảng 5.15 Sai số yếu tố khí áp sau trình thực nghiệm 60 19 Bảng 5.16 Số liệu “Nhật ký hoạt động” trạm Văn Lý 62 20 Bảng 5.17 Số liệu “Nhật ký hoạt động” trạm Hà Đông 63 21 Bảng 5.18 Số liệu Datalogger trạm Hà Đông ngày 07/11/2009 63 22 Bảng 5.19 Số liệu trạm Hà Đông ngày 07/11/2009 Trung tâm Khu vực 64 23 Bảng 5.20 Số liệu trạm Hà Đông ngày 07/11/2009 Trung tâm Trung ương 64 Footer Page of 16 Header Page of 16 TT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 DANH MỤC CÁC HÌNH Tên hình Hình 2.1 Máy gió Vild Hình 2.2 Máy gió EL Trung Quốc Hình 2.3 Đầu đo gió Young Hình 2.4 Cấu tạo sen-xơ gió Young 05106MA Hình 2.5 Tín hiệu tốc độ gió 5m/s Hình 2.6 Tín hiệu tốc độ gió 0.3m/s Hình 2.7 Tín hiệu tốc độ gió 0.5m/s Hình 2.8 Sơ đồ khối giao diện Hình 2.4 Thiết bị đo mưa xi phông SJ1 vũ lượng ký SL1 Trung Quốc Hình 2.5 Các sen-xơ đo mưa điển hình dùng cho trạm KTTĐ Hình 2.6 Sen-xơ đo mưa SL3-1 thông số kỹ thuật Hình 2.7 Các sen-xơ nhiệt ẩm tiêu biểu Hình 2.8 Sen-xơ nhiệt ẩm VH-11TH thông số đặc trưng Hình 2.9 Các sen-xơ khí áp tiêu biểu Hình 2.10 Sen-xơ khí áp VH-15B thông số kỹ thuật Hình 2.11 Sơ đồ khối modem GSM tiêu biểu Hình 2.12 Các modem GSM tiêu biểu Hình 3.1 Sơ đồ khối dạng tổng thể Datalogger VH-051S Hình 3.2 Sơ đồ khối Datalogger VH-051S dùng modem GSM Hình 3.3 Lưu đồ thuật toán Datalogger Hình 3.4 Bộ hiển thị Datalogger VH-051S Hình 3.5 Bộ hiển thị Datalogger VH-051SA Hình 3.6 Thông tin LCD hiển thị VH-051S Hình 4.1 Giao diện của chương trình điều khiển LocVh051s Hình 4.2 Sơ đồ thuật toán chương trình LocVh051s Hình 4.3 Khung nhập mật LocVh051s Hình 4.4 Khung nhập thông số LocVh051s Hình 4.5 Khung nhập ngày bắt đầu số ngày lấy số liệu Hình 4.6 Mô hình tổ chức hệ thống trạm KTTĐ Hình 4.7 Giao diện của chương trình điều khiển SysVh051s Hình 4.8 Sơ đồ thuật toán chương trình SysVh051s Hình 4.9 Khung nhập mật SysVh051s Hình 4.10 Khung nhập thông số SysVh051s Hình 4.11 Khung nhập ngày bắt đầu số ngày lấy số liệu Footer Page of 16 Trang 16 17 17 19 21 21 21 22 23 24 24 25 26 27 27 28 30 31 32 37 38 39 40 43 44 45 45 45 46 47 48 50 50 50 Header Page of 16 LỜI MỞ ĐẦU Việc đảm bảo số liệu khí tượng thủy văn (KTTV) có khâu truyền thông tin, lưu trữ, cung cấp số liệu cho nhà chuyên môn, đặc biệt có thời tiết nguy hiểm, đóng vai trò quan trọng nghiệp vụ ngành Đo đạc yếu tố KTTV, mắt xích tiến hành theo quy trình chặt chẽ thống toàn ngành Số liệu quan trắc nghiệp vụ sở cho công việc dự báo KTTV, đầu vào công việc nghiên cứu phục vụ cho nhiều lĩnh vực kinh tế xã hội nói chung Cải tiến, nâng cao số lượng chất lượng thông tin từ trình đo đạc nhu cầu cấp thiết ngành nhiều năm vừa qua Những năm gần với biến đổi khí hậu toàn cầu, diễn biến bất thường thời tiết thiên tai nguy hiểm xuất nước ta ngày dày hơn, khốc liệt biến động phức tạp Thiên tai nghiêm trọng không theo quy luật xẩy nhiều vùng khắp nước Các bão mưa lớn năm qua, đặc biệt năm 2009 làm thiệt hại nhiều tính mạng tài sản Trong bối cảnh đó, nâng cao lực cho công việc dự báo, cảnh báo giám sát thiên tai nhu cầu quan trọng, sở cho việc giảm nhẹ thiên tai Hiện nhiều mô hình số trị sử dụng, nhằm nâng cao chất lượng dự báo Nhưng đầu vào cho mô hình số liệu lớn, số liệu thời gian thực với kỳ quan trắc dày từ mạng lưới trạm đo đạc đủ lớn đóng vai trò quan trọng Để đáp ứng việc này, lựa chọn khác, việc sử dụng trạm khí tượng tự động (KTTĐ) Từ 20 năm trước, trạm KTTĐ nhập ngoại sử dụng nước ta đến nhu cầu sử dụng trạm ngày lớn Nhưng việc khai thác trì trạm nhập ngoại tồn nhiều bất cập Do đó, việc chủ động công nghệ xây dựng hệ thống trạm KTTĐ cấp thiết Thực thành công đề tài bước để giải vấn đề Kết khả quan đề tài khâu đột phá quan trọng, chứng tỏ chuyên gia nước có khả làm chủ nhiều công đoạn công nghệ đại, chủ động đáp nhu cầu phát triển ngành Báo cáo tổng kết trình bày chương, với bố cục sau: Chương phần tổng quan, phân tích trạm KTTĐ nước, nhằm lựa chọn phương án tốt để thực nhiệm vụ đề tài; Footer Page of 16 Header Page of 16 Chương trình bày cở sở khách quan cho việc lựa chọn công nghệ phận quan trọng trạm KTTĐ; Chương trình bày thuật toán kỹ thuật thiết kế hiển thị - điều khiển số liệu Datalogger, phần quan trọng đề tài; Chương thể chương trình, thuật toán điều khiển hệ thống trạm khí tượng tự động; Chương phần tổng kết, đánh giá trình thực nghiệm Báo cáo tổng kết đề tài kết trình nghiên cứu thực nghiệm nhiều năm, nhằm xây dựng thành công hệ thống trạm KTTĐ sở công nghệ tiên tiến tin cậy mà chuyên gia Việt Nam chủ công nghệ, với giá thành chi phí hợp lý Kết đề tài sở quan trọng cho việc tự động hóa đo đạc truyền số liệu yếu tố khí tượng thủy văn Nhân đây, người thực đề tài xin trân trọng biết ơn quan tâm giúp đỡ lãnh đạo Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn Môi trường, Trung tâm Mạng lưới KTTV&MT, Đài KTTV Khu vực Đồng Bắc Bộ, Trạm khí tượng nông nghiệp Hà Đông, Trạm khí tượng nông nghiệp Ba Vì, Trạm khí tượng Văn Lý, trình triển khai nhiệm vụ đề tài Footer Page of 16 Header Page of 16 CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ CÁC TRẠM KHÍ TƯỢNG TỰ ĐỘNG VÀ MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI Việc đo đạc yếu tố KTTV, như: gió, mưa, nhiệt độ, độ ẩm, áp suất không khí, mực nước để đảm bảo cung cấp số liệu điều tra bản, đóng vai trò quan trọng nghiệp vụ quan trắc ngành KTTV tiến hành hầu hết trạm KTTV theo quy phạm chặt chẽ thống Các số liệu sở quan trọng công tác dự báo KTTV, nghiên cứu khoa học, quy hoạch nhu cầu sử dụng số liệu KTTV ngày cao chất lượng số lượng Nhưng nay, công việc điều tra chủ yếu dựa thiết bị đo đạc thủ công, việc cung cấp số liệu số hóa cho mô hình dự báo gặp nhiều khó khăn Để khắc phục nhược điểm trên, thiết bị đo đạc tự động, đặc biệt trạm khí tượng tự động sử dụng rộng rãi nước ta nhiều nước khác Các thiết bị đo yếu tố KTTV ngành đa dạng chủng loại, tính xuất xứ Về khả tự động hóa phân làm 03 nhóm sau: Thiết bị đo thủ công truyền thống: có nhiều chủng loại, máy gió Vild, máy đo gió cầm tay, loại nhiệt kế, áp kế thủy ngân, thiết bị đo mưa xi phông, thùng đo mưa, nhiệt, ẩm, vũ lượng ký, Việc tự động hóa sở thiết bị khó khăn có hy vọng đạt hiệu mong muốn Thiết bị đo điện tử: Máy gió EL, Tavid, Deolia-91, Wind Tracker Young, Vũ lượng ký SL1, Áp kế số PA-11, PTB220B Việc sử dụng thiết bị cho mục đích tự động hóa có khó khăn, hoàn toàn Trạm khí tượng tự động: quan tâm Nhà nước, thiết bị dạng sử dụng thử nghiệm từ thập niên 90 kỷ trước, đến số lượng sử dụng ngành tăng lên đáng kể dự kiến loại thiết bị tăng cường trang bị thêm đến hàng trăm với nhiều chủng loại Theo quy ước, trạm KTTĐ thiết bị khí tượng tự động hóa cho mục tiêu đo đạc từ hai yếu tố khí tượng trở lên Vì vậy, phần đề tài tập trung tổng quan, phân tích thiết bị có liên quan đến trạm KTTĐ nước 1.1 Các trạm khí tượng tự động nước Nhờ ưu so với thiết bị đo đạc thủ công truyền thống, thiết bị đo tự động nói chung trạm KTTĐ nói riêng sử dụng Footer Page of 16 Header Page of 16 nước ta từ vài chục năm trước, hầu hết thiết bị có xuất xứ ngoại nhập Các thiết bị thể tiện lợi hiệu 1.1.1 Thiết bị có xuất xứ từ nước Số lượng trạm KTTĐ phục vụ công việc chuyên môn ngành KTTV tăng lên nhanh chóng theo thời gian Có thể liệt kê số trạm tiêu biểu sau: - Các trạm Viện KH KTTV&MT quản lý, gồm trạm: 02 Trạm khí tượng nông nghiệp nhiều yếu tố đo Vaisala MILOS 500 – Phần Lan đặt Hoài Đức, Trà Nóc năm 1992, 02 Trạm khí tượng tự động MetOne lắp đặt Thác Bà Hòa Bình 01 Trạm tháp tầng gió nhiệt ẩm Milos 500 Láng, 01 Trạm Aanderaa 2700 dùng cho việc khảo sát, 01 trạm Monitror Úc dùng cho đo đạc khảo sát khí tượng nông nghiệp; - Dự án ODA gồm 11 trạm khí tượng tự động, lắp đặt Phủ Liễn, Hòn Dấu, Cô Tô, Bạch Long Vỹ, Hải Dương, Hà Giang, Phú Hộ, Thanh Hóa, Vinh, Kỳ Anh, Phú Quý Trong đó, 09 trạm hãng Degreane - Pháp cung cấp, 01 trạm Handar - Hoa Kỳ, 01 trạm Vaisala Milos 500 đo yếu tố: gió, mưa, nhiệt độ, độ ẩm, áp suất không khí; - Hệ thống 09 trạm tự động quan trắc môi trường không khí Kimoto - Nhật Bản đại, đo yếu tố khí tượng nhiều thông số chất lượng không khí, lắp đặt Láng, Phủ Liễn, Cúc Phương, Đà Nẵng, Nhà Bè, Plây Cu, Cần Thơ, Vinh, Sơn La; - Hệ thống 07 trạm MeteorBurst - Hoa Kỳ tăng cường cho nghiệp vụ dự báo, bao gồm: Trung tâm Chí Linh trạm lắp đặt Bạch Long Vĩ, Móng Cái, Cửa Ông, Hòn Dấu,Văn Lý, Tĩnh Gia, Hòn Ngư, đo yếu tố gió, mưa, nhiệt độ, độ ẩm, áp suất không khí Hệ thống sử dụng thu phát vô tuyến theo chuẩn Meteor Modem chuyên dùng; - Hai dự án lớn triển khai năm 2008-2010 *Dự án ODA Italy “Tăng cường hệ thống dự báo cảnh báo lũ lụt Việt Nam - Giai đoạn 1”, đầu tư hệ thống thiết bị đồng cho tỉnh Quảng Bình, Quảng Trị, Thừ thiên Huế, Quảng Nam, Quảng Ngãi, bao gồm: 16 trạm KTTĐ đo yếu tố gió, mưa, nhiệt độ, độ ẩm, áp suất không khí; 43 trạm thủy văn quan trắc mực nước mưa; 15 trạm đo mưa; *Dự án tài trợ ngân hàng giới WB “Tăng cường lực cảnh báo giám sát lũ lụt đồng sông Cửu Long”, gồm: 12 trạm KTTĐ đo yếu tố, 89 trạm thủy văn đo mực nước đo mưa; Footer Page of 16 Header Page 10 of 16 *Các trung tâm thu số liệu Khu vực Trung ương hai dự án có phương thức truyền nhận số liệu đại, kết hợp dạng truyền Radio UHF, GSM vệ tinh; - Dự kiến, thời gian tới “Tăng cường hệ thống dự báo cảnh báo lũ lụt Việt Nam - Giai đoạn 2”, đầu tư hệ thống thiết bị đồng cho tỉnh Bắc Trung Bộ, bao gồm: 40 trạm KTTĐ đo yếu tố gió, mưa, nhiệt độ, độ ẩm, áp suất không khí; 53 trạm thủy văn quan trắc mực nước mưa; 152 trạm đo mưa; - Ngoài ngành trang bị nhiều thiết bị đo gió tự động Young thiết bị tự động đo yếu tố đơn lẻ khác; - Khá nhiều trạm KT tự động Hoa Kỳ, Na Uy, Phần Lan, Itatly, Đài Loan,…được sử dụng cho nhiều lĩnh vực khác, ngành KTTV, như: hàng không, phòng chống cháy rừng, khai thác mỏ Trong thời gian tới, thực dự án tăng cường trang thiết bị cho ngành KTTV, dự kiến: số trạm tự động quan trắc môi trường không khí Kimoto - Nhật Bản lên tới 22 trạm, số trạm đo gió Young lên tới hàng trăm, dự kiến 17 trạm hải văn ven biển đại Hoa Kỳ, nhiều thiết bị tự động cho Tàu nghiên cứu Biển 1.1.2 Thiết bị có xuất xứ nước Đối với thiết bị đo đạc chuyên ngành KTTV, việc đầu tư nghiên cứu sản xuất thiết bị tự động nước hạn chế, chưa đạt kết khả quan Từ năm 1993, Trung tâm Khoa học Tự nhiên nghiên cứu lắp ráp thử nghiệm trạm KT tự động mức đơn giản, đo yếu tố bản: mưa, gió, nhiệt độ áp suất khí Do sử dụng sen-xơ có độ xác chưa cao công nghệ hạn chế, nên tham số đo đạc thiết bị không ổn định có độ xác chưa đạt mong muốn Trạm đo thử nghiệm Phú Thụy, huyện Gia Lâm, không cho kết khả quan việc hoàn thiện không tiếp tục Từ năm 2000, Viện Điện tử – Trung tâm Khoa học Kỹ thuật Quân thiết kế xây dựng trạm đo đạc yếu tố gió phục vụ binh chủng Pháo binh Hải quân Độ xác trạm chưa cao, đáp ứng yêu cầu họ việc hoàn thiện thiết bị không tiếp tục Trong năm 2006, Công ty Hải Dương có giới thiệu thiết bị báo động mưa lớn chỗ âm thanh, không hiển thị số liệu, hoàn thiện, thử nghiệm độ xác tính ổn định Năm 2007, Công ty Vật tư KTTV Footer Page 10 of 16 Header Page 260 of 16 1.2.1 Kết kiểm định cấp ngành KTTV Kết lần kiểm định hiệu chuẩn lần cho thấy, 04 trạm KTTĐ VH051S phục vụ cho việc thử nghiệm đạt yêu cầu đề tài đạt tiêu chuẩn ngành 94 TCN 6-2001, triển khai lắp đặt thực nghiệm trường Thông tin bảng 1.2 – 1.7 trích lục từ tài liệu đợt kiểm định lần thứ nhất, thể cho nhận xét trên, cột in đậm thể sai số cho phép ngành trạm khí tượng tự động Bảng 1.2 Sai số tốc độ gió sử dụng sen-xơ Young 05106MA Vận tốc chuẩn (m/s) Sai số cho phép 0.93 2.15 4.63 9.3 14.44 18.22 24.12 29.98 34.19 38.34 44.89 48.99 0.55 0.61 0.73 0.97 1.22 1.41 1.71 2.00 2.21 2.42 2.74 2.95 Sai số Sensor Sensor Sensor 80339 80340 80341 -0.45 -0.43 -0.45 -0.41 -0.45 -0.34 -0.33 -0.23 -0.30 -0.23 -0.20 -0.21 -0.25 -0.14 -0.23 -0.26 -0.12 -0.26 -0.17 -0.02 -0.14 -0.03 0.22 -0.03 0.06 0.31 0.06 0.11 0.36 0.11 0.23 0.51 0.21 0.31 0.71 0.36 (Sai số thiết kế dự kiến ±0.30m/s) Sensor 86639 -0.34 -0.24 -0.14 -0.20 -0.17 -0.07 -0.01 -0.02 0.18 0.32 0.41 0.53 Bảng 1.3 Sai số hướng gió sử dụng sen-xơ Young 05106MA Hướng chuẩn (độ) Sai số cho phép 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 ±10 ±10 ±10 ±10 ±10 ±10 ±10 ±10 ±10 ±10 ±10 ±10 ±10 Footer Page 260 of 16 Sensor 80339 Sensor 80340 0 -1 -1 -1 0 0 -1 0 -1 0 -1 -2 0 (Sai số thiết kế dự kiến ±3 độ) Sensor 80341 Sensor 86639 -1 -1 -1 -1 -2 -1 -1 -2 0 -2 0 -1 -1 -2 -2 -1 -1 Header Page 261 of 16 Bảng 1.4 Sai số yếu tố mưa sử dụng sen-xơ SL3-1 Chuẩn (mm) Sai số cho phép No: 200802038 No: 200802082 No: 200801183 No: 200801183 ±0.4 0.1 0.0 -0.1 -0.1 ±0.4 0.1 -0.1 0.0 0.0 ±0.4 0.0 0.0 0.0 0.0 ±0.4 0.1 -0.1 0.0 0.0 10 ±0.4 0.1 0.0 -0.1 -0.1 (Sai số thiết kế dự kiến ±0.4mm) Bảng 1.5 Sai số yếu tố nhiệt độ sử dụng sen-xơ VH-11TH Chuẩn (t0C) Sai số cho phép Sai số No:002 Sai số No:003 Sai số No:004 Sai số No:005 ±0.5 0.2 -0.1 -0.1 -0.3 10 ±0.5 0.2 -0.2 0.2 -0.2 20 ±0.5 -0.2 0.1 -0.2 30 ±0.5 -0.1 0.1 -0.2 40 ±0.5 0.2 0.3 0.2 0.0 50 ±0.5 0.2 0.5 0.4 0.2 (Sai số thiết kế dự kiến ±0.30 oC) Bảng 1.6 Sai số yếu tố độ ẩm sử dụng sen-xơ VH-11TH Chuẩn (%RH) Sai số cho phép Sai số No:002 Sai số No:003 Sai số No:004 Sai số No:005 99 ±6 0.5 -0.6 -0.7 -0.1 90 ±6 0.4 -1.0 -2.0 0.1 80 ±6 -0.5 -0.9 -0.8 -0.4 70 ±6 0.8 1.3 -0.5 60 ±6 0.1 0.9 0.3 1.2 50 ±6 0.0 1.3 0.5 0.3 40 ±6 0.3 1.5 0.6 0.2 30 ±6 0.1 1.4 0.5 -0.9 (Sai số thiết kế dự kiến ±3%) Footer Page 261 of 16 Header Page 262 of 16 Bảng 1.7 Sai số yếu tố áp suất sử dụng sen-xơ VH-15B P Chuẩn (hPa) Sai số cho phép Sai số No:002 Sai số No:003 Sai số No:004 Sai số No:005 800 ±0.30 -0.1 -0.09 -0.11 -0.06 820 ±0.30 -0.19 -0.13 -0.01 -0.12 840 ±0.30 -0.11 -0.12 -0.1 -0.12 860 ±0.30 -0.17 -0.09 0.03 -0.1 880 ±0.30 -0.12 -0.09 0.00 -0.07 900 ±0.30 -0.07 -0.07 0.07 -0.01 920 ±0.30 0.01 0.00 0.21 0.12 940 ±0.30 0.02 0.03 0.09 -0.04 960 ±0.30 0.01 0.01 0.14 0.06 980 ±0.30 0.01 -0.04 0.08 0.06 1000 ±0.30 -0.01 -0.06 0.01 -0.03 1020 ±0.30 0.05 0.01 -0.13 -0.02 1040 ±0.30 -0.02 -0.05 -0.12 -0.11 1050 ±0.30 -0.01 -0.11 -0.01 (Sai số thiết kế dự kiến ±0.40hPa) -0.07 (Chi tiết thể tài liệu kiểm định cấp ngành lần thứ nhất) Việc khảo sát vị trí lắp đặt trạm tiến hành tháng 04 năm 2009, theo tiêu chí đại diện cho vùng khí hậu khác Vì số lượng trạm thực nghiệm hạn chế, có 03 trạm, nên đề tài chọn địa điểm: - Trạm khí tượng nông nghiệp Hà Đông, đại diện cho vùng đồng bằng; - Trạm khí tượng nông nghiệp Ba Vì, đại diện cho vùng núi; - Trạm khí tượng Văn Lý, đại diện cho vùng ven biển 1.2.2 Kết kiểm định mẫu cấp Nhà nước Sau triển lắp đặt 03 trạm, đề tài sử dụng trạm dự phòng thứ tư, kiểm định đạt yêu cầu cấp ngành, làm mẫu khiểm định cấp Nhà nước Trung tâm Đo lường Việt Nam, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Kết lần kiểm định lần này, thể bảng 1.8 trang sau, cho thấy trạm KTTĐ VH-051S đạt yêu cầu đề tài tiêu chuẩn ngành 94 TCN 6-2001, riêng Footer Page 262 of 16 Header Page 263 of 16 yếu tố khí áp có sai số cao ít, đạt yêu cầu đề tài ±0.4hPa, cần thiết hiệu chỉnh thêm sen-xơ Bảng 1.8 Sai số yếu tố đo lần kiểm định cấp Nhà nước Tốc độ chuẩn (m/s) 1.2 4.8 9.7 19.7 30.4 Chỉ thị hướng chuẩn (độ) 36 72 108 144 180 216 252 288 330 Sai số (m/s) -0.2 0.2 0.3 0.3 -0.4 Sai số cho phép (m/s) ±0.31 ±0.35 ±0.40 ±0.50 ±0.60 Sai số (độ) Sai số cho phép (độ) 0.0 0.0 1.0 2.0 -2.0 1.0 0.0 2.0 2.0 1.0 ±3 Thể tích chuẩn (mm) Sai số Sai số cho phép % 10 15 20 0.1 0.2 -3.00% -3.30% -3.50% Nhiệt độ chuẩn độ C -10.0 0.0 20.0 40.0 60.0 Số đọc (độ C) -9.9 0.0 19.8 39.8 59.9 Sai số độ C -0.1 0.0 0.2 0.2 0.1 áp suất hiển áp suất sai số thị chuẩn hPa hPa hPa 800.0 799.89 0.11 820.0 819.78 0.22 840.0 839.76 0.24 860.0 859.74 0.26 880.0 879.68 0.32 900.0 899.72 0.28 920.0 919.75 0.25 940.0 939.92 0.08 960.0 959.75 0.25 980.0 979.66 0.34 1000.0 999.65 0.35 1020.0 1019.69 0.31 1040.0 1039.68 0.32 1050.0 1049.68 0.32 1050.0 1049.68 0.32 1040.0 1039.69 0.31 1020.0 1019.65 0.35 1000.0 999.71 0.29 980.0 979.69 0.31 960.0 959.82 0.18 940.0 939.95 0.05 920.0 919.81 0.19 900.0 899.75 0.25 880.0 879.83 0.17 860.0 859.86 0.14 840.0 839.88 0.12 820.0 819.90 0.10 800.0 799.97 0.03 (Sai số thiết kế dự kiến ±0.40hPa) Như vậy, trình chuẩn bị cho triển khai thực nghiệm hoàn tất, trạm khí tượng tự động, phần công việc quan trọng nhất, kiểm định đạt yêu cầu kỹ thuật đề tài thiết bị khác hệ thống thử nghiệm hoàn thiện Toàn trang thiết bị hệ thống thử nghiệm sẵn sàng cho việc triển khai trường lắp đặt vào đầu tháng 06 năm 2009 Footer Page 263 of 16 Header Page 264 of 16 CHƯƠNG II KẾT QUẢ QUÁ TRÌNH THỬ NGHIỆM TRONG MÔI TRƯỜNG THỰC TIỄN Qúa trình thử nghiệm thực tiễn hệ thống trạm khí tượng tự động tiến hành từ tháng 06 đến tháng 12 năm 2009 Trong thời gian này, trạm KTTĐ giám sát tình trạng hoạt động nhờ quan trắc song song nơi lắp đặt nhằm kiểm tra sai số yếu tố đo trường, đồng thời hai trung tâm điều hành thu thập số liệu từ xa để kiểm tra tình trạng cung cấp số liệu thời gian thực phục vụ trực tiếp nghiệp vụ dự báo 2.1 Kết kiểm định lần thứ hai nơi lắp đặt Sau trình tháng hoạt động thử nghiệm mùa mưa bão môi trường thực tế điểm lắp đặt Trạm khí tượng nông nghiệp Hà Đông, Trạm khí tượng nông nghiệp Ba Vì, Trạm khí tượng Văn Lý, vào cuối tháng đầu tháng năm 2009 trạm thực nghiệm VH-051S chuyên gia kiểm định cấp ngành Trung tâm Mạng lưới KTTV&MT kiểm định chất lượng sai số nơi lắp đặt Kết lần kiểm định này, tổng kết thể bảng 2.9 chi tiết Kết kiểm định cấp ngành lần thứ hai Thông tin bảng số liệu kiểm định đối chiếu với sai số cho phép bảng 1.1, cho thấy 03 trạm KTTĐ thực nghiệm hoạt động ổn định đạt tiêu chuẩn ngành 94 TCN 6-2001 Bảng 2.9 Sai số trung bình yếu tố kiểm định chỗ Tốc độ Hướng gió Trạm Hà Đông +0.11m/s +0.63 độ Mưa Nhiệt độ Độ ẩm Áp suất -0.03mm +0.1oC +1.6% +0.16hPa Trạm Ba Vì +0.04m/s +1.00 độ +0.1mm +0.2 oC +1.0% +0.12hPa Trạm Văn Lý -0.01m/s +1.25độ +0.1mm -0.1 oC +2.4% +0.22hPa 2.2 Kết kiểm định lần thứ ba sau trình thử nghiệm Trong tháng 10 năm 2009 trạm thử nghiệm thứ tự tháo dỡ Hà Nội, chuyển tới Trung tâm Mạng lưới KTTV&MT để kiểm tra tình trạng kỹ thuật kiểm định chất lượng Kết lần kiểm định thể bảng sai số Footer Page 264 of 16 Header Page 265 of 16 Bảng 2.10 Sai số tốc độ gió sau trình thực nghiệm Vận tốc chuẩn (m/s) 0.84 2.16 5.06 9.30 14.42 18.23 20.03 29.95 34.14 38.28 44.78 48.85 Sai số cho phép 0.54 0.61 0.75 0.97 1.22 1.41 1.50 2.00 2.21 2.41 2.74 2.94 No: 80339 No: 80340 No: 86339 -0.24 -0.26 -0.16 -0.10 -0.12 -0.13 0.07 0.15 0.26 0.32 0.52 0.55 -0.23 -0.42 -0.23 -0.20 -0.12 -0.12 -0.02 0.22 0.31 0.36 0.70 0.71 -0.34 -0.24 -0.14 -0.20 -0.17 -0.07 -0.01 -0.02 0.18 0.32 0.41 0.53 (Sai số thiết kế dự kiến ±0.30m/s) Bảng 2.11 Sai số hướng gió sau trình thực nghiệm Hướng chuẩn (độ) 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 No: 80339 -2 0 -1 -1 -2 -1 -1 No: 80340 -1 0 -1 0 0 No: 86339 -2 0 -1 -1 -2 -2 -1 -1 (Sai số cho phép ±10 độ; thiết kế dự kiến ±3 độ) Bảng 2.12 Sai số yếu tố mưa sau trình thực nghiệm Chuẩn (mm) 10 No: 200802082 0.0 0.0 -0.1 0.0 0.0 No: 200802038 0.0 0.0 -0.1 0.0 0.0 No: 200802038 0.0 -0.1 0.0 -0.1 0.0 (Sai số cho phép ±0.4mm; thiết kế dự kiến ±0.4mm) Footer Page 265 of 16 10 Header Page 266 of 16 Bảng 2.13 Sai số yếu tố nhiệt độ sau trình thực nghiệm Chuẩn (t0C) 10 20 30 40 50 VH-11TH 002 0.3 0.0 -0.2 -0.2 -0.2 -0.2 VH-1TH 003 0.1 -0.2 0.1 0.1 0.1 0.2 VH-11TH 004 -0.3 -0.2 -0.2 -0.2 0.0 0.2 (Sai số cho phép ±0.5oC; thiết kế dự kiến ±0.3mm) Bảng 2.14 Sai số yếu tố độ ẩm sau trình thực nghiệm Chuẩn (%RH) 99 90 80 70 60 50 40 30 VH-11TH 002 -1.7 0.4 1.1 1.5 0.8 1.2 0.9 1.3 VH-1TH 003 -2.9 -1.4 0.7 0.6 0.6 0.2 0.6 -0.4 VH-11TH 004 0.6 0.2 0.1 0.9 1.7 1.6 1.9 1.6 (Sai số cho phép ±0.4mm; thiết kế dự kiến ±0.4mm) Bảng 2.15 Sai số yếu tố khí áp sau trình thực nghiệm P chuẩn (hPa) 800.15 820.14 840.25 860.68 880.09 900.27 920.18 940.31 960.21 980.83 1000.06 1020.38 1040.99 1050.77 Sai số TB VH-15B 002 -0.12 -0.11 -0.15 -0.25 -0.22 -0.18 -0.25 -0.20 -0.18 -0.31 -0.27 -0.29 -0.35 -0.36 -0.24 VH-15B 003 0.15 0.18 0.07 0.09 0.13 0.15 0.48 0.08 0.06 0.08 -0.05 -0.07 0.02 -0.09 +0.09 VH-15B 004 -0.06 -0.12 -0.12 -0.1 -0.07 -0.01 0.12 -0.04 0.06 0.06 -0.03 -0.02 -0.11 -0.07 -0.04 (Sai số cho phép ±0.3hPa; thiết kế dự kiến ±0.4hPa) Qua số liệu thể bảng sai số trên, hoàn toàn nhận Footer Page 266 of 16 11 Header Page 267 of 16 thấy, sai số yếu tố gió, mưa, nhiệt độ, độ ẩm trạm sau nhiều ngày thực nghiệm điều kiện tự nhiên dải cho phép Chỉ riêng giá trị sai số, phần in đậm, khí áp No: 002 lệch nhiều dự kiến điểm khí áp cao, dải đo môi trường tự nhiên điểm thử nghiệm, nhỏ ±0.3hPa Điều chứng tỏ rằng, trạm hoạt động ổn định thời gian dài 2.3 Kết hoạt động hệ thống thử nghiệm Các trạm KTTĐ VH-051S lắp đặt Trạm khí tượng nông nghiệp Hà Đông, Trạm khí tượng nông nghiệp Ba Vì, Trạm khí tượng Văn Lý Ngay sau lắp đặt hiệu chỉnh xong, thiết bị đưa vào quan trắc thử nghiệm Tại điểm lắp đặt, số liệu tình trạng hoạt động thiết bị theo dõi thông qua “Nhật ký hoạt động” trạm VH-051S Ngoài ra, số liệu đo lưu cất hiển thị, cần thiết tải vào máy tính Trong tháng năm 2009, hai trung tâm điều khiển hệ thống từ xa triển khai lắp đặt Phòng Quản lý lưới trạm, Đài Khí tượng Thủy văn Khu vực Đồng Bắc Bộ Phòng NC công nghệ đo đạc, Viện KH KTTV&MT, mô Trung tâm Trung ương Bất kỳ lúc có nhu cầu cung cấp số liệu, trung tâm khởi động thu nhận số liệu kiểm soát thông số trạm đo Qua việc phân tích kết thu trình hoạt động hệ thống trạm KTTĐ đưa số đặc tính sau: Tính hoạt động liên tục 03 trạm thử nghiệm xác nhận “Nhật ký hoạt động” thể qua đầy đủ số liệu lưu trữ hiển thị Các trạm thử nghiệm mùa mưa bão năm 2009, với điều kiện thời tiết không thuận lợi, thiết bị tự động có xác suất bị hỏng cao Nhưng kết cho thấy, trạm hoạt động ổn định chưa xẩy trục trặc kỹ thuật dẫn tới việc gián đoạn trình quan trắc Tính ổn định tin cậy việc cung cấp số liệu trung tâm điều hành thể qua số liệu nhận đầy đủ hai trung tâm Điều cho thấy, thiết bị phần mềm điều khiển hai trung tâm hoạt động hiệu ổn định Tính thống số liệu hiển thị cho quan trắc viên, số liệu lưu trữ Datalogger, số liệu trung tâm điều hành vào thời điểm thể phân tích số liệu Độ đảm bảo kịp thời số liệu cho hai trung tâm vòng vài chục giây Footer Page 267 of 16 12 Header Page 268 of 16 thể qua số liệu thời điểm nhận trung tâm Như nêu phần phương pháp, sau trình thực nghiệm, sở đánh giá bao gồm: - Các tài liệu đợt kiểm định sở quan trọng để đánh giá chất lượng thiết bị đo đạc; - Các sổ nhật ký hoạt động trạm thực nghiệm trung tâm điều khiển; - Các số liệu thu nhớ lưu trữ trạm, số liệu nhận 02 hai trung tâm điều hành Dưới trích lục số thông tin dùng cho việc phân tích, đánh giá Bảng 2.16 Số liệu “Nhật ký hoạt động” trạm Văn Lý Ngày 01/11/2009 Giờ 1h 7h 13h 19h Yếu tố VH051S SL trạm VH051S SL trạm VH051S SL trạm VH051S SL trạm Nhiệt độ oC Độ ẩm % Điểm sương oC Mưa mm Áp suất hPa Hướng gió Tốc độ gió m/s Tình trạng TB 21.8 94.6 20.9 0.00 1014.5 WNW 1.8 BT 22.3 96.0 21.7 1014.3 N 2.0 BT 22.2 95.7 21.5 0.0 1015.9 WNW 3.1 BT 22.2 95.0 21.4 1016.3 NW 3.0 BT 29.9 53.5 21.2 0.0 1015.0 NNE 4.2 BT 29.8 53.0 19.2 1015.4 N 4.0 BT 26.7 78.2 21.2 0.0 1015.7 ENE 2.3 BT 27.4 78.0 23.2 1015.5 E 3.0 BT Tại bảng 2.16., 2.17 thể số liệu quan trắc song song yếu tố đo trạm Văn Lý, Hà Đông Số liệu yếu tố mà VH-051S cung cấp có độ sai lệch không đáng kể sai số cho phép, minh chứng cho nhận xét Trong điểm thử nghiệm, trạm Văn Lý có quan trắc nghiệp vụ khí áp Phần in đậm số liệu khí áp, cho ta thấy độ sai lệch hai phép đo yếu tố không đáng kể Nhận xét thể rõ phân tích thông tin từ sổ “Nhật ký hoạt động” trạm Các bảng 2.17 – 2.20 thể liệu trạm Hà Đông ngày 07 tháng 11 năm 2009 hiển thị LCD, nhớ Datalogger nhớ hai trung tâm từ xa Dòng số liệu in đậm thông tin kỳ quan trắc lúc 07h, cho thấy tính đồng số liệu mà trạm cung cấp đến địa khác nhau, điều chứng minh cho nhận xét thứ Footer Page 268 of 16 13 Header Page 269 of 16 Bảng 2.17 Số liệu “Nhật ký hoạt động” trạm Hà Đông Ngày 07/11/2009 Giờ Yếu tố 1h VH051S 7h SL trạm 13h VH051S SL trạm VH051S 19h SL VH051S trạm SL trạm Nhiệt độ oC 20.7 21.1 20.3 20.0 29.1 28.8 25.8 26.3 Độ ẩm % 84.7 87.0 92.6 94.0 56.1 56.0 79.7 79.0 Điểm sương oC 18.1 18.9 19.0 19.0 19.5 19.1 22.0 22.3 Mưa mm 0.0 - 0.0 - 0.0 - 0.0 - Áp suất hPa 1012.1 - 1012.9 - 1010.7 - 1010.7 - Hướng gió SE SE Tốc độ gió m/s 0.4 0.0 Tình trạng TB BT BT W W 0.2 BT SE S ESE 0.0 1.8 2.0 2.4 3.0 BT BT BT BT BT Bảng 2.18 Số liệu Datalogger trạm Hà Đông ngày 07/11/2009 hh 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Max Min TA 20.7 20.9 20.9 20.6 19.7 19.0 20.3 21.6 23.6 25.7 26.7 28.3 29.1 29.4 29.5 29.0 28.0 26.7 25.8 25.1 24.4 23.9 23.6 23.2 29.8 19.0 Footer Page 269 of 16 RH 84.7 85.2 85.2 88.1 91.0 93.1 92.6 87.2 77.8 67.6 63.8 57.4 56.1 56.3 56.6 58.8 63.3 69.9 79.7 82.4 84.6 87.4 88.4 91.7 94.1 52.9 DP 18.1 18.3 18.3 18.6 18.2 17.9 19.0 19.4 19.5 19.3 19.3 19.1 19.5 19.9 20.0 20.1 20.4 20.8 22.0 21.9 21.7 21.7 21.6 21.8 22.1 17.8 PA 1012.1 1011.8 1011.5 1011.5 1011.8 1012.4 1012.9 1013.2 1014.2 1013.8 1013.0 1011.8 1010.7 1010.0 1009.6 1009.4 1009.8 1010.1 1010.7 1011.4 1011.8 1011.8 1011.3 1010.9 1014.3 1009.4 14 ESE WD 135 90 90 112 180 270 270 270 270 292 202 202 135 180 157 112 112 112 112 112 112 135 135 112 135 WS 0.4 0.9 1.6 1.7 0.1 0.0 0.2 0.9 2.0 1.2 2.4 1.4 1.8 2.3 2.3 2.8 1.6 2.1 2.4 2.0 2.2 1.9 1.8 1.5 3.9 Rain 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 Header Page 270 of 16 Bảng 2.19 Số liệu trạm Hà Đông ngày 07/11/2009 TT Khu vực Time 01:00 02:00 03:00 04:00 05:00 06:00 07:00 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 24:00 TA 20.7 20.9 20.9 20.6 19.7 19.0 20.3 21.6 23.6 25.7 26.7 28.3 29.1 29.4 29.5 29.0 28.0 26.7 25.8 25.1 24.4 23.9 23.6 23.2 RH 84.7 85.2 85.2 88.1 91.0 93.1 92.6 87.2 77.8 67.6 63.8 57.4 56.1 56.3 56.6 58.8 63.3 69.9 79.7 82.4 84.6 87.4 88.4 91.7 DP 18.1 18.3 18.3 18.6 18.2 17.9 19.0 19.4 19.5 19.3 19.3 19.1 19.5 19.9 20.0 20.1 20.4 20.8 22.0 21.9 21.7 21.7 21.6 21.8 PA 1012.1 1011.8 1011.5 1011.5 1011.8 1012.4 1012.9 1013.2 1014.2 1013.8 1013.0 1011.8 1010.7 1010.0 1009.6 1009.4 1009.8 1010.1 1010.7 1011.4 1011.8 1011.8 1011.3 1010.9 WDm 135 90 90 112 180 270 270 270 270 292 202 202 135 180 157 112 112 112 112 112 112 135 135 112 WSm 0.4 0.9 1.6 1.7 0.1 0.0 0.2 0.9 2.0 1.2 2.4 1.4 1.8 2.3 2.3 2.8 1.6 2.1 2.4 2.0 2.2 1.9 1.8 1.5 WDS 112 118 98 98 98 274.0 257 268 277 274 284 182 122 146 140 140 122 109 125 125 122 108 111 106 WSS 2.5 2.5 2.4 2.6 1.9 0.8 2.0 1.6 3.1 3.0 3.1 4.3 4.4 4.7 4.4 5.0 4.1 3.4 4.6 4.1 4.1 4.3 4.4 2.9 Rcur 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 R24h 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 Batt 12.2 12.2 12.2 12.2 12.2 12.1 12.3 12.6 12.6 12.7 12.7 12.7 12.7 12.7 12.7 12.7 12.3 12.3 12.3 12.3 12.3 12.3 12.2 12.2 TimeRx 01:00:20 02:00:21 03:00:20 04:00:20 05:00:19 06:00:19 07:00:18 08:00:18 09:00:19 10:00:18 11:00:18 12:00:18 13:00:18 14:00:17 15:00:17 16:00:17 17:00:19 18:00:17 19:00:17 20:00:17 21:00:16 22:00:16 23:00:16 00:00:16 Bảng 2.20 Số liệu trạm Hà Đông ngày 07/11/2009 TT Trung ương Time 01:00 02:00 03:00 04:00 05:00 06:00 07:00 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 24:00 TA 20.7 20.9 20.9 20.6 19.7 19.0 20.3 21.6 23.6 25.7 26.7 28.3 29.1 29.4 29.5 29.0 28.0 26.7 25.8 25.1 24.4 23.9 23.6 23.2 Footer Page 270 of 16 RH 84.7 85.2 85.2 88.1 91.0 93.1 92.6 87.2 77.8 67.6 63.8 57.4 56.1 56.3 56.6 58.8 63.3 69.9 79.7 82.4 84.6 87.4 88.4 91.7 DP 18.1 18.3 18.3 18.6 18.2 17.9 19.0 19.4 19.5 19.3 19.3 19.1 19.5 19.9 20.0 20.1 20.4 20.8 22.0 21.9 21.7 21.7 21.6 21.8 PA 1012.1 1011.8 1011.5 1011.5 1011.8 1012.4 1012.9 1013.2 1014.2 1013.8 1013.0 1011.8 1010.7 1010.0 1009.6 1009.4 1009.8 1010.1 1010.7 1011.4 1011.8 1011.8 1011.3 1010.9 WDm 135 90 90 112 180 270 270 270 270 292 202 202 135 180 157 112 112 112 112 112 112 135 135 112 WSm 0.4 0.9 1.6 1.7 0.1 0.0 0.2 0.9 2.0 1.2 2.4 1.4 1.8 2.3 2.3 2.8 1.6 2.1 2.4 2.0 2.2 1.9 1.8 1.5 15 WDS 112 118 98 98 98 274 257 268 277 274 284 182 122 146 140 140 122 109 125 125 122 108 111 106 WSS 2.5 2.5 2.4 2.6 1.9 0.8 2.0 1.6 3.1 3.0 3.1 4.3 4.4 4.7 4.4 5.0 4.1 3.4 4.6 4.1 4.1 4.3 4.4 2.9 Rcur 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 R24h 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 Batt 12.2 12.2 12.2 12.2 12.2 12.1 12.3 12.6 12.6 12.7 12.7 12.7 12.7 12.7 12.7 12.7 12.3 12.3 12.3 12.3 12.3 12.3 12.2 12.2 TimeRx 00:59:52 01:59:52 02:59:51 03:59:52 04:59:54 05:59:51 06:59:51 07:59:50 08:59:50 09:59:52 10:59:51 11:59:50 12:59:50 13:59:50 14:59:50 15:59:51 16:59:49 17:59:49 18:59:48 19:59:47 20:59:47 21:59:50 22:59:47 23:59:47 Header Page 271 of 16 Cụm số liệu “TimeRx” bảng 2.19., 2.20 thể thông tin thời gian nhận số liệu chuyển tới Trung tâm Khu vực Trung ương Tại bảng 2.19., thời điểm số liệu Khu vực trạm Hà Đông lệch sớm muộn 20 - 17 = giây; bảng 5.20., độ lệch 54 – 47 = giây Qua số liệu nhiều ngày nhận từ hai trung tâm, cụm số liệu “Time Rx” thể độ lệch lớn chưa tới 60 giây Nếu ngành chấp nhận độ trễ nhận số liệu vòng phút, khẳng độ tin cậy đường truyền cung cấp số liệu hệ thống thử nghiệm chấp nhận được, minh chứng cho nhận xét thứ Để cải thiện độ trễ này, ký kết thêm thỏa thuận với nhà cung cấp mạng, sở họ có điều kiện đảm bảo thông tin nhanh an toàn cao Số liệu nhận trung tâm Khu vực Trung ương từ trạm lại (Ba Vì Văn Lý) ngày 07 tháng 11 năm 2009, bảng số liệu cho ta biết độ trễ thông tin (tương ứng giây) chấp nhận Ngoài ưu hệ thống thiết bị phân tích đây, việc truyền tin hệ thống thử nghiệm phụ thuộc vào sở hạ tầng mạng di động (VinaPhone, mà đề tài chọn) Trong thời gian dài thử nghiệm, có lần số liệu trạm Văn Lý vào kỳ 10, 11, 12 ngày 15/11/2009 không chuyển trung tâm Qua tìm hiểu, nguyên nhân tượng trạm thu phát di động BTS cho vùng dừng hoạt động để nâng cấp thời gian Để bổ sung số liệu thiếu xẩy tình trạng tương tự, trung tâm điều hành sử dụng lệnh lấy số liệu kỳ quan trắc lưu trạm mạng di động khôi phục trở lại Trên nhận xét từ số liệu, thông tin thu nhận trình thử nghiệm, thông tin đề tài lưu cất yêu cầu kiểm tra tính xác thực nhận xét kiểm chứng Footer Page 271 of 16 16 Header Page 272 of 16 KẾT LUẬN Sau thiết kế xây dựng hoàn chỉnh, toàn thiết bị thực nghiệm đề tài, gồm có: trạm KTTĐ (gồm Datalogger VH-051S sen-xơ Young 05106MA, SL3-1, VH-11TH, VH-15B), máy tính, trung tâm điều hành vận hành điều kiện phòng thí nghiệm vào đầu tháng năm 2009 Trong trình nhiều ngày liên tục hoạt động, số khiếm khuyết phát khắc phục hoàn thiện Ngoài thời gian này, giúp đỡ góp ý chuyên gia khí tượng quan trắc viên có kinh nghiệm, thiết bị bổ sung số tính cho phù hợp với điều kiện sử dụng nước ta Đến nửa cuối tháng 04 năm 2009, trạm VH-051S hoàn thiện đạt yêu cầu đề tài chuyển kiểm định cấp ngành Trung tâm Mạng lưới KTTV&MT Kết lần kiểm định cho thấy, trạm KTTĐ đề tài hoàn toàn đáp ứng nhu cầu kỹ thuật tiêu chuẩn ngành KTTV 94-TCN 62001 Trong tháng năm 2009, đề tài sử dụng trạm dự phòng thứ tư, kiểm định đạt yêu cầu cấp ngành, làm mẫu kiểm định cấp Nhà nước Trung tâm Đo lường Việt Nam, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Quá trình thực nghiệm tiến hành mùa mưa bão năm 2009, tháng 6, thời tiết không thuận lợi thiết bị điện tử đại có xác suất hỏng hóc nhiều Việc thực nghiệm tiến hành nghiêm túc có sở khoa học, qua bước: xây dựng thiết bị, kiểm định, lắp đặt thử nghiệm, kiểm định trường, kiểm định lại sau trình thử nghiệm, đánh giá đưa kết luận Kết đợt kiểm định việc giám sát chất lượng hệ thống thiết bị trước, sau trình thực nghiệm dài ngày vùng khí hậu khác cho thấy, hệ thống trạm KTTĐ hoàn toàn đáp ứng mục tiêu đề tài đạt tiêu chuẩn ngành KTTV 94-TCN 6-2001 Trên sở kết thực nhiệm vụ đề tài, nhóm tác giả xin đưa số kết luận hệ thống trạm KTTĐ thử nghiệm sau: Đạt tiêu kỹ thuật đề tài tiêu chuẩn ngành KTTV 94-TCN 62001, có nhiều thông số đạt chuẩn WMO; Phù hợp thuận lợi cho trình quan trắc nghiệp vụ; Hoạt động liên tục ổn định trình thử nghiệm; Đảm bảo độ ổn định tin cậy cao việc cung cấp số liệu trung Footer Page 272 of 16 17 Header Page 273 of 16 tâm điều hành từ xa; Đảm bảo tính thống số liệu hiển thị trạm, số liệu lưu trữ Datalogger, số liệu trung tâm điều hành vào thời điểm; Đảm bảo kịp thời số liệu thời gian thực cho trung tâm Hệ thống trạm KTTĐ VH-051S Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn Môi trường cán Viện thiết kế - xây dựng, sử dụng linh kiện chất lượng cao nhà cung cấp tiếng, có kết cấu nhỏ gọn, tiêu hao lượng, hình thức hợp lý sẵn sàng hoạt động môi trường khắc nghiệt Mặc dù có nhiều ưu điểm giá thành sản phẩm thấp nhiều so với chi phí nhập thiết bị có tính Ngoài ra, nhờ làm chủ công nghệ, thiết bị bảo hành nhanh chóng, lâu dài với chi phí thấp, cần thiết thiết bị cải tiến, hoàn thiện, mở rộng tính tùy theo nhu cầu sử dụng Footer Page 273 of 16 18 Header Page 274 of 16 TÀI LIỆU THAM KHẢO TT Tên tài liệu Quy phạm Quan trắc khí tượng bề mặt 94TCN 6-90 Hà Nội: Tổng cục KTTV, 1990 – 221 tr Quy phạm Quan trắc khí tượng bề mặt 94TCN 6-2001, Hà Nội: Tổng cục KTTV, 2001 – 201 tr D.A Smidchev Tóm tắt giảng máy khí tượng để đào nhân viên khí tượng hạng III hạng IV (Biên dịch Nguyễn Quang Việt, Nguyễn Lê Tâm) Hà Nội: Tổng cục KTTV, 1998 – 570 tr Nguyễn Tăng Cường, Phan Quốc Thắng Cấu trúc lập trình họ vi điều khiển 8051 Hà Nội: KH KT, 2004 – 285 tr Tống Văn On, Hoàng Đức Hải Họ vi điều khiển 8051 Tp Hồ Chí Minh: LĐXH, 2004 – 412 tr Ngô Diên Tập Vi xử lý đo lường điều khiển Hà Nội: KH KT, 1999 – 340 tr Đỗ Xuân Tiến Kỹ thuật Vi xử lý lập trình Assembly Hà Nội: KH KT, 2003 – 350 tr Hardware of Vaisala Milos 500 Helsinki: Vaisala, 1992 – 322 p М С Стенрзат Метеорологические приборы Ленинград: Гидрометеоиздат, 1978 – 392 c Footer Page 274 of 16 19 и измерения ... -******** BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP BỘ ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG VÀ THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG TRẠM KHÍ TƯỢNG TỰ ĐỘNG Chỉ số đăng ký: Chỉ số phân loại: Chỉ... quan trạm khí tượng tự động mục tiêu đề tài Các trạm khí tượng tự động nước … ………………… Thiết bị có xuất xứ từ nước …………………………………… Thiết bị có xuất xứ nước ……………………………………… Về trạm khí tượng tự động. .. khiển hệ thống trạm khí tượng tự động; Chương phần tổng kết, đánh giá trình thực nghiệm Báo cáo tổng kết đề tài kết trình nghiên cứu thực nghiệm nhiều năm, nhằm xây dựng thành công hệ thống trạm