氣象自觀系統(tǒng)（AWOS）燈光信息接入解決方案

向亞子　涂秋宏　向松　林向韜

[摘 要]芬蘭VAISALA氣象自動觀測系統(tǒng)（AWOS）因其測量氣象要素準(zhǔn)確度高、維護(hù)方便、系統(tǒng)穩(wěn)定度好且價(jià)格適中而廣受中國民航中小機(jī)場用戶青睞。該系統(tǒng)輸出的RVR值與跑道燈光等級的輸入采集，是本系統(tǒng)的不足。目前機(jī)場方采用的跑道燈光設(shè)備多為國產(chǎn)設(shè)備同VAISALA的系統(tǒng)有一個(gè)對接問題。本文通過硬件和軟件提出一個(gè)替代方式解決燈光級數(shù)接入方案供廣大中小機(jī)場借鑒和使用。

[關(guān)鍵詞]跑道燈光級數(shù)；數(shù)據(jù)接入；RVR計(jì)算；數(shù)據(jù)格式

中圖分類號：TP311.52 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）27-0208-01

一、前言

VAISALA氣象自動觀測系統(tǒng)（AWOS）是芬蘭生產(chǎn)的，廣泛應(yīng)用于中國民航。特別是中小型機(jī)場，其使用率達(dá)98%以上。該系統(tǒng)輸出的RVR值的計(jì)算由能見度光學(xué)探頭（FS11或FD12或LT31）、背景光亮度探頭（LM21）、跑道燈光強(qiáng)度等級三個(gè)傳感器探頭數(shù)據(jù)綜合計(jì)算而成，三者缺一不可。而RVR值對管制工作和飛行安全尤為重要，特別是在特殊天氣情況下，RVR值作為航空器是否能正常起降的重要指標(biāo)。

1.1 AWOS系統(tǒng)硬件配置現(xiàn)狀

（1）目前機(jī)場AWOS硬件配置如圖1所示[1]。

1.2 機(jī)場燈光級數(shù)信息獲取方式

（1）、采用系統(tǒng)默認(rèn)燈光級數(shù)計(jì)算RVR方式。該種方式適合于不需燈光級數(shù)，通過系統(tǒng)軟件默認(rèn)設(shè)置為100%但此種方式改變燈光級數(shù)極為不便。

（2）、通過VAISALA配的RSI50設(shè)備[2]，手動調(diào)節(jié)級數(shù)送入MCU111中TS16燈光接入口。本文就是改變此種接入方案。

（3）、直接由燈光設(shè)備供應(yīng)商聯(lián)合VAISALA廠商通過軟件解決。目前大機(jī)場多采用此種方式。此種方式方便快捷，但所需費(fèi)用較大。

1.3 存在問題的解決思路

恩施機(jī)場現(xiàn)通過氣象觀測員手動模擬調(diào)節(jié)燈光級數(shù)信息，使用起來主要有如下不問題：一是信號接入TS16設(shè)備容易遭感應(yīng)雷擊，導(dǎo)致TS16對應(yīng)口損壞；二是當(dāng)塔臺更改燈光級數(shù)后，若觀測員未手動調(diào)節(jié)會導(dǎo)致RVR數(shù)據(jù)不準(zhǔn)而存在安全隱患；三是觀測員每次手動調(diào)節(jié)很不方便，能否采用更為簡單的辦法，去掉RSI50設(shè)備后通過硬件和軟件結(jié)合辦法，從塔臺上準(zhǔn)確把燈光信息送入AWOS系統(tǒng)TS16中呢，我們通過一系列的硬件軟件分析和實(shí)踐，認(rèn)為此方案可行。

二、燈光信息送入AWOS系統(tǒng)的解決方案

2.1 硬件實(shí)現(xiàn)方案

接入AWOS系統(tǒng)TS16端口服務(wù)器的傳感器信號可為RS232信號或RS485信號[4]。具體接入應(yīng)視距離而定。本場采用RS485傳輸，數(shù)據(jù)采集的電腦采用塔臺燈光控制電腦，信號由電腦COM口送出（RS232信號），然后加一個(gè)RS232轉(zhuǎn)RS485的信號轉(zhuǎn)換器，把RS485送出的信號通過電纜接入3樓機(jī)房送入配線架接入TS16燈光信息口（本場為8口）。至此，硬件鏈路應(yīng)連接完畢。驗(yàn)證辦法是把RSI50放在塔臺上，通過連接RSI50的2（TXD）、3（RXD）、5（GND）到RS485轉(zhuǎn)換器，輸出燈光級數(shù)正常。

2.2 軟件實(shí)現(xiàn)方案

在塔臺燈光控制電腦上，我們通過編寫一個(gè)軟件，預(yù)期達(dá)到兩個(gè)目的。一是在無燈光信息時(shí)可通過鼠標(biāo)自由控制想要的燈光級數(shù)信息送到AWOS系統(tǒng)計(jì)算相應(yīng)的RVR數(shù)值；二是通過該軟件自動讀取跑道燈光控制軟件燈光數(shù)據(jù)信息送到AWOS系統(tǒng)做實(shí)時(shí)的RVR計(jì)算。目前，我們完成了第一個(gè)目標(biāo)。

（1）數(shù)據(jù)流分析時(shí)，我們通過手動模擬調(diào)節(jié)燈光級數(shù)信息，在超級終端截獲的燈光級數(shù)據(jù)有很多是不可見字符號屬正常，參照RS150的說明書，我們不可見字符對應(yīng)的ACIII碼

（2）、代碼編寫和調(diào)試運(yùn)行。根據(jù)以上數(shù)據(jù)分析我們在編寫程序代碼時(shí)可先構(gòu)造一個(gè)燈光級數(shù)信號的字符串，然后使用定時(shí)器，不間斷把該字符串發(fā)送到串口1上的辦法，達(dá)到自觀系統(tǒng)接收正確的燈光級數(shù)信息的目的，從而MIDAS IV系統(tǒng)正確地計(jì)算出跑道視程RVR值。

部分程序合成信號代碼如下：

Char SOH，STX，TAB0，ETX，CR，LF；

String LightLevel；SOH=0x01；STX=0x02；ETX=0x03；

CR=0x13；LF=0x10；TAB0=0x09；

LightLevel=””；LightLevel+=SOH；LightLevel+=”1A”；

LightLevel+=STX；LightLevel+=TAB0；LightLevel+=”1”； //注意，此處是燈光級數(shù)LightLevel+=TAB0；.....

軟件編完后經(jīng)過反復(fù)調(diào)試，達(dá)到預(yù)期的效果。

把本軟件安裝在塔臺燈光系統(tǒng)控制電腦上，人為任意調(diào)節(jié)燈光級數(shù)，MIDAS IV系統(tǒng)界面上燈光信息能隨著變化，達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

三、結(jié)論和展望

實(shí)踐證明去掉VAISALA給系統(tǒng)專門配置的燈光級數(shù)調(diào)節(jié)器RSI50后采用軟硬件實(shí)現(xiàn)的技術(shù)是可行的。加上我們自己的努力和研究，通過使用相關(guān)的軟硬件技術(shù)，在實(shí)踐中是可以達(dá)到互聯(lián)互通的目的，從而為我們的飛行安全提供更多的保障。

參考文獻(xiàn)

[1] MIDAS IV Documentation volume 1，vaisala，finland.

[2] Automated weather observing system MIDAS IV rsi50 configuration guide， VAISALA，finland.

[3] 劉樂善，葉濟(jì)忠，葉永堅(jiān)。微型計(jì)算機(jī)接口技術(shù)原理及應(yīng)用[M]武漢，華中科技大學(xué)出版社，1996-03.

[4] Problem Solving， Abstraction & Design Using C++ （5th Edition），（美）Frank L. Friedman？Elliot B. Koffman，Addison Wesley.endprint