AWOS民航應用及常見問題

唐麗

【關鍵詞】自動氣象觀測系統 MAWS301 LT31雨量筒

近年來，在民航強國戰略目標的引領下，民航業在經濟社會發展中戰略地位不斷上升。據《2017年民航行業發展統計公報》統計，過去五年，全行業運輸總周轉量年均增長12.2%，旅客周轉量年均增長13.6%。在此民航運輸量高速增長的前提下，為幫助空中交通管制人員及機組人員輔助決策，保障飛行安全和航班正常，AWOS系統被廣泛建設和應用于各通用和運輸機場。

1 AWOS系統原理

機場自動氣象觀測系統（ AuromaticWeather Observation System），是由分布在跑道附近的各類重要氣象要素探測設備、數據采集單元、傳輸網絡、數據分析處理等部分組成的集成自動化系統，其結構如圖1所示。并具有相應的監控和遠程顯示功能。桂林兩江國際機場該系統包括自動氣象站MAWS301、云高儀CL31、天氣現象傳感器FD12P及大氣透射儀LT31、光端機、MCU111、MIDAS IV應用軟件、數字顯示及各用戶終端等。

2 常見問題分析

2.1 MAWS301自動站風數據間歇性丟失

桂林機場MAWS301自動站配置風向風速傳感器為WAA151/WAV151，在設備運行過程中，RWY01和RWY19兩端風向風速數據均出現間歇性丟失情況，丟數時間有時長達2分鐘或以上。分析故障原因可能為通信鏈路中斷，風傳感器故障或外界信號干擾、MIDASIV應用軟件問題等。

可通過在維護終端使用MIDASⅣ自帶的Sensor Terminal工具，經過通信鏈路與跑道附近的MAWS301自動站進行遠程連接。

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

（2）若無法遠程連接至MAWS301時，則可能通信鏈路中斷或傳感器本身故障。此時，可直接通過自動站維護口連接查看數據輸出：當傳感器運行正常時，風向風速數據顯示格式為：$PBMWV，211，R，2.3，M，A*31，確定為鏈路中斷;當傳感器故障無風向風速時，顯示$PBMWV，，R，，M，A*3F。

經檢查發現，桂林本地多次風數據丟失時，都可通過Sensor Terminal連接至MAWS301，如圖3所示，數據丟失規律性的出現在風向值為360°時，可確定并非傳感器及通信鏈路問題。后經檢查為MIDASⅣ應用軟件配置問題。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。

2.2 LT31光強飽和

RVR設備大氣透射儀LT31的測量原理：通過直接測量發射機與接收機之間的大氣透射率對氣象光學視程（MOR）進行計算。再由MOR值，結合采集到的背景光強（BL），跑道燈光強度（LSI）計算出當時的RVR值。

其中：

B=有效基線長度（標稱基線長度-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經過精細對準后會出現接收光強飽和的情況，理想情況應為80%-95%為宜。此時主接收器狀態碼為“4”或者“8”，接收機整機狀態為W或E。通過LT31用戶界面（level O）“對準”菜單以及LT31 level 1界面“服務”菜單查看詳細光強信息，如圖4，5所示。

調整方法：斷開發射機電源，打開發射機測量單元，取下主發射模塊LTL111，使用小螺絲刀逆時針方向調節LTL111上的可變電阻。調整結束，重新安裝好發射機，開機檢查信號值是否己在要求范圍內，如沒有，繼續調節直至信號符合要求，主接收機狀態碼為O。

2.3 雨量筒測量值與觀測員觀測到降水情況差異較大

雨量計原理：盛水口盛接的雨水流入下方對稱的兩個翻斗內，當一側翻斗雨水量達到（O.1mm或0.2mm）時會失去平衡而翻轉，將水倒出，每翻轉一次，促使干簧管開關閉合一次，將翻斗翻轉信號變成電信號，通過累計計數計算出降雨量。

導致出現此狀況的可能原因有：

（1）翻斗讀數不精準，參數規格不同，參數不匹配導致差異，例如，設備為O.1mm規格，而累計計數時以0.2mm為基數。修改方法：使用超級終端通過自動站維護口進行連接，使用命令spset pr_conv 1將雨量筒計數精度修改為O.1mm。

（2）干簧管故障。將萬用表選用電阻檔，將兩個測試棒接到雨量計上的兩個接線端，輕輕翻動翻斗，觀察指針萬用表是否發生轉動，如果不轉則表明干簧管己壞，應更換。

（3）雨量筒堵塞。定期對翻斗雨量計進行清洗。

（4）雨量清零時間錯誤，導致雨量累計值會有差異。使用time HHMMSS YYMMDD命令設置正確自動站時間。

（5）底座線路接觸不良老化，導致差異。可在翻斗持續人為翻轉的情況下使用萬用表分別測量雨量筒兩個接線端及數據采集板雨量輸入端信號變化情況，確定是否線路老化接觸不良。

（6）凍雨導致設備加熱緩慢，影響數據。選用帶加熱功能雨量筒。

3 結論

AWOS系統是一套高度集成化的自動化系統，能實時采集和處理多種氣象要素。實踐證明，特別在強雷雨、兩低天氣等特殊條件下，AWOS系統為航空運輸安全保障發揮著重要作用。詳細了解系統結構，做好做細維護維修工作，才能確保其正常、可靠運行，延長設備使用壽命。

參考文獻

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

[2]杜強，機場AWOS室內外設備信號光纖傳輸探討[J].硅谷，2009： 181.

[3]芬蘭vaisala公司AWOS原理手冊，