氣象自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)RVR數(shù)據(jù)丟失故障淺析

□ 民航桂林空管站 關(guān) 放/文

2019年3月，桂林兩江機(jī)場(chǎng)跑道01（南）端反復(fù)出現(xiàn)RVR值丟失，背景光值丟失的現(xiàn)象。本文對(duì)這次故障的整個(gè)排查過(guò)程進(jìn)行分析，望對(duì)同行能有所幫助，有不妥之處，煩請(qǐng)批評(píng)指正。

故障現(xiàn)象

3月11日：跑道01端出現(xiàn)RVR值丟失，背景光值丟失的現(xiàn)象，期間MCU111的05號(hào)端口（對(duì)端為RWY01端LT31）CD燈忽亮忽滅，將MCU111和光端機(jī)線路緊固后恢復(fù)。

3月12日：跑道01端出現(xiàn)RVR值丟失，且背景光值變化幅度較大，內(nèi)場(chǎng)更換LT31通信模塊DMX501后正常。

3月13日：跑道01端出現(xiàn)RVR值丟失，背景光值丟失的現(xiàn)象，緊固MCU111和光端機(jī)線路后恢復(fù)正常。

3月21日：跑道01端出現(xiàn)RVR值丟失，背景光值丟失的現(xiàn)象。對(duì)此次故障進(jìn)行了如下操作：（1）在航管樓機(jī)房?jī)?nèi)將在用的通信模塊DMX501更換為新的通信模塊DXL421后，仍無(wú)法收到數(shù)據(jù)。（2）進(jìn)內(nèi)場(chǎng)打開LT31接口單元后，發(fā)現(xiàn)FSP102指示燈不亮，于是更換新FSP102，此時(shí)航管樓機(jī)房仍無(wú)法收到數(shù)據(jù)，但連接維護(hù)端檢查Mes1數(shù)據(jù)正常。因近幾日桂林地區(qū)雷雨較多，不排除新更換的通信模塊DMX501被雷擊壞，于是再次更換新的通信模塊DMX501，但更換后仍然未恢復(fù)數(shù)據(jù)傳輸。（3）最后返回航管樓機(jī)房?jī)?nèi)檢查，發(fā)現(xiàn)新?lián)Q的通信模塊DXL421存在接觸不良的問(wèn)題，再次更換新的通信模塊DMX501后恢復(fù)正常。

3月28日：跑道01端出現(xiàn)RVR值和背景光值間歇性丟失的現(xiàn)象，初步懷疑為飛蟲干擾，于是進(jìn)內(nèi)場(chǎng)進(jìn)行驅(qū)趕，之后恢復(fù)。但綜合前幾日的情況，考慮線路或者設(shè)備仍然存在一定的問(wèn)題。

3月29日：跑道01端再次出現(xiàn)RVR值丟失，背景光值丟失的情況，于是就此展開故障排查。

故障排查

三月份接連幾次出現(xiàn)跑道01端的RVR值和背景光值數(shù)據(jù)丟失，經(jīng)過(guò)一些簡(jiǎn)單的修復(fù)后恢復(fù)，但幾日后再次出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失的情況，并且在前幾次數(shù)據(jù)丟失的時(shí)候，在航管樓機(jī)房?jī)?nèi)進(jìn)行了MCU111后接口和光端機(jī)接口線路的緊固，之后又更換MCU111上新的通信模塊、內(nèi)場(chǎng)設(shè)備端的通信模塊和一些相關(guān)模塊，但并沒(méi)有徹底排除故障，其后仍然反復(fù)出現(xiàn)相同問(wèn)題。

總結(jié)故障現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)同為跑道01端的其他設(shè)備如云、自動(dòng)站、雨量這些設(shè)備在這段時(shí)間內(nèi)都運(yùn)行正常，并沒(méi)有出現(xiàn)數(shù)據(jù)中斷的現(xiàn)象。結(jié)合實(shí)際的線路連接，首先考慮將故障點(diǎn)考慮為L(zhǎng)T31設(shè)備端到自動(dòng)站，自動(dòng)站到南下滑臺(tái)機(jī)房這兩段傳輸線路上，于是以此為突破口展開排查。

進(jìn)內(nèi)場(chǎng)后，首先通過(guò)維護(hù)口連接LT31檢查設(shè)備狀態(tài)為正常，于是就排除了LT31設(shè)備自身故障的可能性。由于考慮到線路排查需要一定時(shí)間，此時(shí)為了盡快恢復(fù)RVR設(shè)備的正常運(yùn)行，想到還有備用的電纜可以使用，但由于已經(jīng)很久沒(méi)有使用，不能確定是否正常，于是在航管樓機(jī)房一端將室內(nèi)的電纜短接后，再在內(nèi)場(chǎng)用萬(wàn)用表蜂鳴檔進(jìn)行簡(jiǎn)單的線路通斷情況檢查，確定正常后用電纜代替光纖連接LT31的輸出口，但正常幾小時(shí)后再次出現(xiàn)RVR值和背景光值數(shù)據(jù)丟失的情況。

先從最簡(jiǎn)單的故障可能點(diǎn)開始排查。由于通信模塊在之前出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象時(shí)已經(jīng)更換，故暫不考慮通信模塊再次故障的可能性。由于桂林機(jī)場(chǎng)跑道01端所有設(shè)備都是各自通過(guò)電纜連接至自動(dòng)站內(nèi)的光端機(jī)后，再通過(guò)同一條光纖傳輸至南下滑臺(tái)內(nèi)光端機(jī)，然后在一起傳輸?shù)胶焦軜菣C(jī)房?jī)?nèi)（如圖1所示）。結(jié)合之前RVR值和背景光值出現(xiàn)丟失的時(shí)間段內(nèi)其他設(shè)備并沒(méi)有出現(xiàn)同樣的情況，證明其他線路的電纜線正常，并且當(dāng)時(shí)天氣晴好，于是嘗試換線檢查，將原本光端機(jī)上用于連接云高儀的一對(duì)電纜線連接至LT31上進(jìn)行觀察，但是在正常一段時(shí)間后再一次出現(xiàn)RVR值和背景光值丟失的情況。由此可推斷，LT31至自動(dòng)站光端機(jī)這一段電纜上并沒(méi)有問(wèn)題，問(wèn)題應(yīng)該是出在其自身的通信傳輸上。

圖1：桂林01端跑道設(shè)備至室內(nèi)線路

這時(shí)候已經(jīng)可以確定此次故障原因?yàn)橥ㄐ啪€路通信質(zhì)量的問(wèn)題，因?yàn)樗袦y(cè)試檢查的線路均是先正常一段時(shí)間后再丟失，并不是一開始就完全無(wú)法連接，而且主要問(wèn)題應(yīng)該是在LT31設(shè)備至自動(dòng)站光端機(jī)器之間的電纜部分。首先對(duì)電纜部分進(jìn)行檢查，測(cè)量電纜線路電阻值是否符合要求，檢查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)連接在LT31上的避雷器電阻過(guò)大，考慮可能由于雷雨天氣的影響已經(jīng)損壞，于是更換一個(gè)新的避雷器，更換后發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)恢復(fù)正常，等待觀察。在等待期間，為確保線路沒(méi)有其他的問(wèn)題，又利用通信模塊DXL421進(jìn)行檢查后續(xù)部分線路，在LT31的接口單元上面將modem線直接接到DXL421，然后再用筆記本接DXL421的232 口，從設(shè)備端開始到下滑臺(tái)再到航管樓機(jī)房，一個(gè)節(jié)點(diǎn)一個(gè)節(jié)點(diǎn)的檢查從設(shè)備解調(diào)出來(lái)的數(shù)據(jù)是否正常，以此來(lái)判斷線路狀況。

故障分析

之前出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失故障時(shí)，就嘗試了最簡(jiǎn)單的方法，緊固接線處，更換航管樓機(jī)房?jī)?nèi)MCU111的通信模塊DMX501，操作后的確有恢復(fù)正常一段時(shí)間，但又重復(fù)出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失，所以估計(jì)故障點(diǎn)不在航管樓機(jī)房端。

3月29日故障后進(jìn)內(nèi)場(chǎng)接維護(hù)口檢查，無(wú)異常。此時(shí)可確定為通信線路傳輸問(wèn)題，但綜合考慮到數(shù)據(jù)并不是一直丟失，并且跑道01端使用同一根光纖的其他設(shè)備并沒(méi)有出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失情況，所以最終將故障定位為線路傳輸通信質(zhì)量問(wèn)題，同時(shí)主要問(wèn)題是在LT31設(shè)備端到自動(dòng)站光端機(jī)之間的電纜部分。

在檢查電纜部分的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)防雷器的電阻過(guò)大，很有可能就是因?yàn)殡娮柽^(guò)大導(dǎo)致了傳輸線路質(zhì)量下降，更換新的防雷器后恢復(fù)正常，但仍需等待觀察一段時(shí)間。與此同時(shí)，為了確保01頭設(shè)備至航管樓機(jī)房之間的線路正常，在沒(méi)有光纖測(cè)試儀的情況下，一個(gè)一個(gè)節(jié)點(diǎn)使用DXL421直接連接筆記本232口上對(duì)設(shè)備輸出進(jìn)行解調(diào)，檢查數(shù)據(jù)是否正常（DXL421和筆記本代替MCU111和服務(wù)器的功能）。使用這種方法能從另一個(gè)方向大致判斷出這一段傳輸線路傳輸質(zhì)量，于是在觀察期間使用這個(gè)方法以各個(gè)光端機(jī)為節(jié)點(diǎn)檢查光纖的傳輸，并沒(méi)有存在問(wèn)題，而且這期間航管樓機(jī)房?jī)?nèi)數(shù)據(jù)一直正常，此時(shí)故障恢復(fù)。最后，分析電纜無(wú)法正常使用的原因，考慮是因?yàn)榫€路老化，電阻過(guò)大，造成通信質(zhì)量不佳，同時(shí)因?yàn)闄C(jī)場(chǎng)的線路進(jìn)行過(guò)改造，強(qiáng)電供電會(huì)干擾到傳輸電纜，也會(huì)造成數(shù)據(jù)傳輸不穩(wěn)定，通信質(zhì)量不高，所以會(huì)在正常一段時(shí)間后再次丟失。

值得注意的是，DXL421工作時(shí)需要一個(gè)12 V的直流供電，長(zhǎng)時(shí)間使用就需要在LT31接口單元內(nèi)找一個(gè)合適的供電輸出，而在用筆記本短時(shí)間使用時(shí)則可以用U S B進(jìn)行供電，在DXL421上部有四個(gè)撥碼開關(guān)用于設(shè)置傳輸參數(shù)：主叫或應(yīng)答；1200波特或300波特；9600波特速度緩沖區(qū)開或關(guān)；2線或4線（默認(rèn)設(shè)置為：應(yīng)答；300波特；9600波特緩沖區(qū)開；2線）。LT31在這個(gè)情況下使用DXL421時(shí)需要進(jìn)行設(shè)置上的改動(dòng)，Menu菜單中（A）Configuration選項(xiàng)，然后（H）Port選項(xiàng)中將module改成data，然后推出到Menu菜單確認(rèn)dataport的參數(shù)是1200，8，N，1，RS 232。

總結(jié)：

總結(jié)此次故障，特點(diǎn)是反復(fù)出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失短暫恢復(fù)后又再次丟失的情況，但同位置的其他設(shè)備正常。故第一反應(yīng)可以大致判斷為L(zhǎng)T31的通信線路存在問(wèn)題，但不能在一開始就直接排除設(shè)備故障的可能性，排查思路是從機(jī)房到設(shè)備，最后是線路。首先檢查航管樓機(jī)房的通信模塊是否正常，MCU111后接口和光端機(jī)等接口位置是否有松動(dòng)，然后是外場(chǎng)設(shè)備是否正常，設(shè)備端通信模塊是否正常，最后才是整個(gè)傳輸線路上各個(gè)節(jié)點(diǎn)的故障排查。

當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，首先需要對(duì)故障原因進(jìn)行分析，推測(cè)可能的故障原因，在排查過(guò)程中對(duì)獲得的信息不斷進(jìn)行總結(jié)，有步驟，有條理的對(duì)故障點(diǎn)一步一步的排查。本文描述了整個(gè)故障的排查過(guò)程以及其中的一些思路，簡(jiǎn)單介紹了使用DXL421和筆記本電腦代替MCU111和服務(wù)器解析數(shù)據(jù)，進(jìn)行線路通信質(zhì)量的檢查。