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工作研究
张 明 张渝杰 杨 雪 杨丽霞 毛 单
（四川省遂宁市气象局，四川 遂宁 629000）
摘 要：本文利用2019年1~6月遂宁地区3个国家级地面观测站日照时数平行观测资料，对比评估了日照自动与人工观测资料的完整性，小时、日值一致性，结果表明：（1）影响自动观测数据完整性的因素主要是设备故障；（2）3个台站1~6月自动和人工观测小时数据差值较小，自动观测较人工观测值偏大，小时数据差值集中在±0.3h 之间；（3）3个台站自动-人工观测数据相关系数均大于0.9，相关性良好；（4）光电式数字日照计自动观测数据与暗筒式日照计人工观测数据一致性良好，满足业务运行要求。关键词：日照时数；平行观测；光电式数字日照计；暗筒式日照计日照是地表获取太阳辐射最直接的方式，同时也是表征地域气候和描述天气状况的重要因子。作为气象学研究对象，地面气象站通过观测日照时数来记录日照的时长。日照时数是一个非常重要的气象要素，对天气、气候以及农业生产、环境监测、建筑规划[1-3]等方面具有十分重要的意义。日照时数，是指在一给定时段内太阳直接辐照度大于或 等于120 W•m -2的各分段时间总和。日照时数实现自动观测前，遂宁地区3个国家气象站均使用暗筒式日照计的观测数据为正式记录，需人工涂药、换纸和迹线的计算[4]。
1 资料来源
2019年1月起，遂宁地区3个国家气象站分两个阶段开始为期6个月的日照平时观测，以获得人工与自动观测数据的差异。其中，1~3月为第一阶段，以人工记录为正式观测记录；4~6月为第二阶段，以自动观测为正式记录。自日照平行观测结束后，已有学者对人工和自动日照时数进行了对比研究[5-7]。本文使用遂宁地区3个国家气象站日照平行观测期间的资料，分析评估人工与自动日照时数的差异，研究自动与人工观测值的一致性，分析观测方式变化导致的资料序列差异，可为今后日照时数资料的衔接应用及其它日照相关的研究提供重要参考依据。
1.1暗筒式日照计
人工观测使用暗筒式日照计观测日照时数，当透过仪器上的小孔进入暗筒的太阳直接辐照度大于或等于120 W•m-2时，涂有感光药剂的记录纸上就会留下感光迹线，日落后观测员将当天的记录纸取下并用清水漂洗，标记迹线长短，并计算当日累计日照时数，精度为0.1h 。人工观测受天气、环境、药品以及人工计算方式等影响，出现误差。
1.2自动日照观测
目前，遂宁市3个国家气象站使用的是华云升达（北京）气象科技有限责任公司生产的DFC2型光电式数字日照计，它由HYSD-1光电式数字日照传感器、供电系统、安装支架和外围设备4个部分组成[8]。传感器利用3个同轴光电感应器件测量太阳总辐射和散射辐射进行连续观测，计算出太阳直接辐射，并判断累计日照时数，精度为1min 。
2 资料处理方法
本文使用遂宁地区的遂宁、射洪和蓬溪3个国家气象站2019年1~6月的人工和自动日照时数资料，首先进行数据完整性检查，其次进行小时日照时数一致性分析，最后进行全天日照时数一致性分析。
2.1数据完整性检查。
对光电式数字日照计的观测数据完成性做月缺测率评估。缺测主要由仪器故障造成。
月缺测率=（月缺测次数/月应观测总次数）×100%2.2数据一致性分析。
分别对三站两种观测方式的小时日照时数和日合计日照时数进行统计分析。
（1）差值分析：对3个台站的日照时数日数据进行差值分析，定义差值为：S 差值=S 自动-S 人工
（2）小时日照时数一致性分析：自动日照计小时日照时数达到
或超过3min 或暗筒式日照计小时日照时数达到0.1h 时，逐小时筛选该小时数据进行一致性分析，以小时为单位，逐站进行计算。（3）日累计日照时数一致性分析：同一日，自动日照计或暗筒式日照计全天日照累计时数达到0.1h ，则选取该日进行一致性分析，以小时为单位，逐站进行计算。
3 分析结果
3.1数据完整性评估
通过对全市3个台站的自动和人工日照数据进行分析，并查阅设备维修记录发现，2019年1~6月射洪站自动日照仪出现间断故障，故对射洪站观测数据序列进行人工质控，质控方法为：自动或人工日照时数任意一个为零的情况下，把差值绝对值大于2.0的数据处理为缺测；或两者都不为零的情况下，把差值绝对值大于3.0的数据处理为缺测。处理结果：1月3d ，2月1d ，3月3d ，4月3d ，5月1d 以及6月4d ，共15d 的对比数据数据。遂宁和蓬溪站数据无缺测。
因全市光电式日照计都是统一由市局技术保障人员安装，排除人为因素原因，分析射洪站设备故障的原因有可能是由设备自身原因造成。
表1 射洪站分月缺测率
缺测情况1月2月3月4月5月6月日期16、19、2214、5、98、17、21174、6、7、13缺测率
9.68%
库存物资
3.57%
9.68%
10%
3.22%
13.3%
3.2一致性分析3.2.1 差值分析
分析光电式日照计与暗筒式日照的两者日数据的差值。遂宁、射洪以及蓬溪站差值分别为：54.1h ，5.6h ，5.9h 。挑选光电式和暗筒式日照计小时数据均大于0的数据进行小时差值分析，日数据差值分布如表2所示。
表2
日照小时数据差值（时次）
S 差值>0<00遂宁318166332射洪310238289蓬溪
235
199
366
3个台站差值都主要表现为正差值样本多于负差值样本，表明：自动日照计观测的日照时数多于人工观测值，分析原因应该是自动日照计精度高于人工观测。
对光电式和暗筒式日照计小时值差值进行分段统计，结果如图1所示。
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《装备维修技术》2021年第13期
图1 小时数据差值分布
3个台站的自动观测与人工观测小时数据差值主要集中在±0.3h 之间，占比分别为遂宁71%，射洪62%，蓬溪82%，说明两者误差较小且比较集中。
3.2.2一致性分析
在对比时段内，分别对3个台站的自动观测与人工观测日数据做一致性分析。统计3个台站1~6月自动与人工全天日照时数后，分别计算各个台站自动与人工观测日照时数相关系数，相关系数越接近1，说明两者相关性越大
。
图2 自动-人工观测日数据散点图
从图2可以看出，总体来看，全市的自动-人工观测日数据相关性都很好，均大于0.9，最大的为蓬溪0.949，最小的为射洪0.908。
4结论
（1）按照评估内容和要求，经统计分析全市3个国家站2019年1~6月日照自动观测数据的完整性，发
现只有射洪站因设备故障造成缺测，其余两站设备运行稳定。
文献综述怎么写（2）在符合条件的样本中统计分析日照小时和日值数据后，发现全市3个国家站1~6月自动和人工小时数据差值较小，自动观测较人工观测值偏大，小时数据差值集中在±0.3h 之间。
（3）在符合条件的样本中统计各站1~6月自动-人工观测数据相关系数，得出全市台站相关系数均大于0.9，相关性良好。
（4）综上，光电式数字日照计自动观测数据与暗筒式日照计人工观测数据一致性良好，满足业务运行要求。建议各站在使用光电式数字日照计过程中严格按照业务要去做好设备的日照维护，以保证设备正常运行。
阿尔比派
参考文献：
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[8] 肖路，金之川等.DFC2光电式数字日照计的安装与维护[J].气象水文海洋仪器，2020，第4期：115-117
作者简介：
张明（1985—）男，汉族，重庆江津人，本科，工程师，研究
诺冠中国
方向：综合气象观测。
编程和模块化、形式化及半形式化语言相结合，做到软件编程明确，且与国际标准相对应。
3.4热仿真分析
热设计是牵引辅助变流系统可靠性的一项重要指标，在变流器结构设计中，变流器箱体是设计技术重难点。为了达到热设计方案直观与可控的实际效果，可通过计算机辅助软件建模，采取有限元计算分析及验证箱体热设计初期建立的箱体热仿真平台。其次，牵引变流器箱体的热分析可通过几何建模、损耗计算、材料设计、冷却条件限定等流程进行，以此达到时间和成本的节约（如图1、图2所示）
。
图
1：变流器内部器件温度场
胶木轴瓦
图2：功率模块温度场
3.5主要部件设计
牵引控制单元和功率模块为牵引变流系统的主要核心部件，本设计对牵引控制单元采用完全自主化牵引控制方式，四象限控制、电机控制和故障保护等结构基本功能的实现主要基于核心CPU 控制板、DSP 板、插卡式CPCI 背板总线结构，外围板卡接口包括数字输入/输出、模拟量输入/输出等设计。其次，变流器安全性能与可靠性能取决于功率模块设计，通过IGBT 试验台对6500V/750A 以下不同等级IGBT 特性进行测试，即包括功率模块静态逻辑保护、功率模块功能和温升测试等。
结束语：
综合上述，高速铁路是一个复杂的系统，未来的3年～5年，世界轨道交通电传动技术及其部件将出现重大变化，先进的设计理念和一批全新的高新技术装备将出现在未来的动车组、电力机车以及轨道交通车辆上，新的车型研发需要解决好牵引和制动控制技术，提高牵引和制动性能，同时进一步提升行车安全监测水平等。本文主要探讨了车组牵引及辅助变流系统仿真设计，在自主开发中解决了众多技术难点，使牵引和辅助变流系统通过例行试验，满足整机性能要求，在实际运行中达到稳定、安全、
经济的效果，并能够实现整机及部件级对等替代，达到技术方案的合理性要求，具有一定社会研究价值。
参考文献：
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