AWOS民航應(yīng)用及常見(jiàn)問(wèn)題

唐麗

【關(guān)鍵詞】自動(dòng)氣象觀測(cè)系統(tǒng) MAWS301 LT31雨量筒

近年來(lái)，在民航強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略目標(biāo)的引領(lǐng)下，民航業(yè)在經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中戰(zhàn)略地位不斷上升。據(jù)《2017年民航行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》統(tǒng)計(jì)，過(guò)去五年，全行業(yè)運(yùn)輸總周轉(zhuǎn)量年均增長(zhǎng)12.2%，旅客周轉(zhuǎn)量年均增長(zhǎng)13.6%。在此民航運(yùn)輸量高速增長(zhǎng)的前提下，為幫助空中交通管制人員及機(jī)組人員輔助決策，保障飛行安全和航班正常，AWOS系統(tǒng)被廣泛建設(shè)和應(yīng)用于各通用和運(yùn)輸機(jī)場(chǎng)。

1 AWOS系統(tǒng)原理

機(jī)場(chǎng)自動(dòng)氣象觀測(cè)系統(tǒng)（ AuromaticWeather Observation System），是由分布在跑道附近的各類重要?dú)庀笠靥綔y(cè)設(shè)備、數(shù)據(jù)采集單元、傳輸網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)分析處理等部分組成的集成自動(dòng)化系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。并具有相應(yīng)的監(jiān)控和遠(yuǎn)程顯示功能。桂林兩江國(guó)際機(jī)場(chǎng)該系統(tǒng)包括自動(dòng)氣象站MAWS301、云高儀CL31、天氣現(xiàn)象傳感器FD12P及大氣透射儀LT31、光端機(jī)、MCU111、MIDAS IV應(yīng)用軟件、數(shù)字顯示及各用戶終端等。

2 常見(jiàn)問(wèn)題分析

2.1 MAWS301自動(dòng)站風(fēng)數(shù)據(jù)間歇性丟失

桂林機(jī)場(chǎng)MAWS301自動(dòng)站配置風(fēng)向風(fēng)速傳感器為WAA151/WAV151，在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，RWY01和RWY19兩端風(fēng)向風(fēng)速數(shù)據(jù)均出現(xiàn)間歇性丟失情況，丟數(shù)時(shí)間有時(shí)長(zhǎng)達(dá)2分鐘或以上。分析故障原因可能為通信鏈路中斷，風(fēng)傳感器故障或外界信號(hào)干擾、MIDASIV應(yīng)用軟件問(wèn)題等。

可通過(guò)在維護(hù)終端使用MIDASⅣ自帶的Sensor Terminal工具，經(jīng)過(guò)通信鏈路與跑道附近的MAWS301自動(dòng)站進(jìn)行遠(yuǎn)程連接。

（1）正常情況下，可以連接到外場(chǎng)自動(dòng)站，并采集到自動(dòng)站輸出的溫、濕、壓、風(fēng)向風(fēng)速等氣象要素如圖2所示。證明傳輸鏈路及傳感器均無(wú)故障。

（2）若無(wú)法遠(yuǎn)程連接至MAWS301時(shí)，則可能通信鏈路中斷或傳感器本身故障。此時(shí)，可直接通過(guò)自動(dòng)站維護(hù)口連接查看數(shù)據(jù)輸出：當(dāng)傳感器運(yùn)行正常時(shí)，風(fēng)向風(fēng)速數(shù)據(jù)顯示格式為：$PBMWV，211，R，2.3，M，A*31，確定為鏈路中斷;當(dāng)傳感器故障無(wú)風(fēng)向風(fēng)速時(shí)，顯示$PBMWV，，R，，M，A*3F。

經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，桂林本地多次風(fēng)數(shù)據(jù)丟失時(shí)，都可通過(guò)Sensor Terminal連接至MAWS301，如圖3所示，數(shù)據(jù)丟失規(guī)律性的出現(xiàn)在風(fēng)向值為360°時(shí)，可確定并非傳感器及通信鏈路問(wèn)題。后經(jīng)檢查為MIDASⅣ應(yīng)用軟件配置問(wèn)題。修改sensor.ini中MAX_WIND_DIRECTION=[I]359為MAXWIND_DIRECTION=[I]360及metwind.ini 中MAXDIR=[1]359為MAXDIR=[1]360后恢復(fù)。

2.2 LT31光強(qiáng)飽和

RVR設(shè)備大氣透射儀LT31的測(cè)量原理：通過(guò)直接測(cè)量發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間的大氣透射率對(duì)氣象光學(xué)視程（MOR）進(jìn)行計(jì)算。再由MOR值，結(jié)合采集到的背景光強(qiáng)（BL），跑道燈光強(qiáng)度（LSI）計(jì)算出當(dāng)時(shí)的RVR值。

其中：

B=有效基線長(zhǎng)度（標(biāo)稱基線長(zhǎng)度-0.6米）

c=亮度反差閾值（取0.05）

T=透射率（光通量的百分率）

在某些情況下，大氣透射儀LT31經(jīng)過(guò)精細(xì)對(duì)準(zhǔn)后會(huì)出現(xiàn)接收光強(qiáng)飽和的情況，理想情況應(yīng)為80%-95%為宜。此時(shí)主接收器狀態(tài)碼為“4”或者“8”，接收機(jī)整機(jī)狀態(tài)為W或E。通過(guò)LT31用戶界面（level O）“對(duì)準(zhǔn)”菜單以及LT31 level 1界面“服務(wù)”菜單查看詳細(xì)光強(qiáng)信息，如圖4，5所示。

調(diào)整方法：斷開(kāi)發(fā)射機(jī)電源，打開(kāi)發(fā)射機(jī)測(cè)量單元，取下主發(fā)射模塊LTL111，使用小螺絲刀逆時(shí)針?lè)较蛘{(diào)節(jié)LTL111上的可變電阻。調(diào)整結(jié)束，重新安裝好發(fā)射機(jī)，開(kāi)機(jī)檢查信號(hào)值是否己在要求范圍內(nèi)，如沒(méi)有，繼續(xù)調(diào)節(jié)直至信號(hào)符合要求，主接收機(jī)狀態(tài)碼為O。

2.3 雨量筒測(cè)量值與觀測(cè)員觀測(cè)到降水情況差異較大

雨量計(jì)原理：盛水口盛接的雨水流入下方對(duì)稱的兩個(gè)翻斗內(nèi)，當(dāng)一側(cè)翻斗雨水量達(dá)到（O.1mm或0.2mm）時(shí)會(huì)失去平衡而翻轉(zhuǎn)，將水倒出，每翻轉(zhuǎn)一次，促使干簧管開(kāi)關(guān)閉合一次，將翻斗翻轉(zhuǎn)信號(hào)變成電信號(hào)，通過(guò)累計(jì)計(jì)數(shù)計(jì)算出降雨量。

導(dǎo)致出現(xiàn)此狀況的可能原因有：

（1）翻斗讀數(shù)不精準(zhǔn)，參數(shù)規(guī)格不同，參數(shù)不匹配導(dǎo)致差異，例如，設(shè)備為O.1mm規(guī)格，而累計(jì)計(jì)數(shù)時(shí)以0.2mm為基數(shù)。修改方法：使用超級(jí)終端通過(guò)自動(dòng)站維護(hù)口進(jìn)行連接，使用命令spset pr_conv 1將雨量筒計(jì)數(shù)精度修改為O.1mm。

（2）干簧管故障。將萬(wàn)用表選用電阻檔，將兩個(gè)測(cè)試棒接到雨量計(jì)上的兩個(gè)接線端，輕輕翻動(dòng)翻斗，觀察指針萬(wàn)用表是否發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，如果不轉(zhuǎn)則表明干簧管己壞，應(yīng)更換。

（3）雨量筒堵塞。定期對(duì)翻斗雨量計(jì)進(jìn)行清洗。

（4）雨量清零時(shí)間錯(cuò)誤，導(dǎo)致雨量累計(jì)值會(huì)有差異。使用time HHMMSS YYMMDD命令設(shè)置正確自動(dòng)站時(shí)間。

（5）底座線路接觸不良老化，導(dǎo)致差異。可在翻斗持續(xù)人為翻轉(zhuǎn)的情況下使用萬(wàn)用表分別測(cè)量雨量筒兩個(gè)接線端及數(shù)據(jù)采集板雨量輸入端信號(hào)變化情況，確定是否線路老化接觸不良。

（6）凍雨導(dǎo)致設(shè)備加熱緩慢，影響數(shù)據(jù)。選用帶加熱功能雨量筒。

3 結(jié)論

AWOS系統(tǒng)是一套高度集成化的自動(dòng)化系統(tǒng)，能實(shí)時(shí)采集和處理多種氣象要素。實(shí)踐證明，特別在強(qiáng)雷雨、兩低天氣等特殊條件下，AWOS系統(tǒng)為航空運(yùn)輸安全保障發(fā)揮著重要作用。詳細(xì)了解系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，做好做細(xì)維護(hù)維修工作，才能確保其正常、可靠運(yùn)行，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。

參考文獻(xiàn)

[1]李震，芬蘭氣象自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)的技術(shù)保障及故障分析[J].氣象水文海洋儀器，2007 （04）：55-56.

[2]杜強(qiáng)，機(jī)場(chǎng)AWOS室內(nèi)外設(shè)備信號(hào)光纖傳輸探討[J].硅谷，2009： 181.

[3]芬蘭vaisala公司AWOS原理手冊(cè)，