氣象自動觀測系統RVR數據丟失故障淺析

□ 民航桂林空管站 關 放/文

2019年3月，桂林兩江機場跑道01（南）端反復出現RVR值丟失，背景光值丟失的現象。本文對這次故障的整個排查過程進行分析，望對同行能有所幫助，有不妥之處，煩請批評指正。

故障現象

3月11日：跑道01端出現RVR值丟失，背景光值丟失的現象，期間MCU111的05號端口（對端為RWY01端LT31）CD燈忽亮忽滅，將MCU111和光端機線路緊固后恢復。

3月12日：跑道01端出現RVR值丟失，且背景光值變化幅度較大，內場更換LT31通信模塊DMX501后正常。

3月13日：跑道01端出現RVR值丟失，背景光值丟失的現象，緊固MCU111和光端機線路后恢復正常。

3月21日：跑道01端出現RVR值丟失，背景光值丟失的現象。對此次故障進行了如下操作：（1）在航管樓機房內將在用的通信模塊DMX501更換為新的通信模塊DXL421后，仍無法收到數據。（2）進內場打開LT31接口單元后，發現FSP102指示燈不亮，于是更換新FSP102，此時航管樓機房仍無法收到數據，但連接維護端檢查Mes1數據正常。因近幾日桂林地區雷雨較多，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數據傳輸。（3）最后返回航管樓機房內檢查，發現新換的通信模塊DXL421存在接觸不良的問題，再次更換新的通信模塊DMX501后恢復正常。

3月28日：跑道01端出現RVR值和背景光值間歇性丟失的現象，初步懷疑為飛蟲干擾，于是進內場進行驅趕，之后恢復。但綜合前幾日的情況，考慮線路或者設備仍然存在一定的問題。

3月29日：跑道01端再次出現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跑道01端的RVR值和背景光值數據丟失，經過一些簡單的修復后恢復，但幾日后再次出現數據丟失的情況，并且在前幾次數據丟失的時候，在航管樓機房內進行了MCU111后接口和光端機接口線路的緊固，之后又更換MCU111上新的通信模塊、內場設備端的通信模塊和一些相關模塊，但并沒有徹底排除故障，其后仍然反復出現相同問題。

總結故障現象，發現同為跑道01端的其他設備如云、自動站、雨量這些設備在這段時間內都運行正常，并沒有出現數據中斷的現象。結合實際的線路連接，首先考慮將故障點考慮為LT31設備端到自動站，自動站到南下滑臺機房這兩段傳輸線路上，于是以此為突破口展開排查。

進內場后，首先通過維護口連接LT31檢查設備狀態為正常，于是就排除了LT31設備自身故障的可能性。由于考慮到線路排查需要一定時間，此時為了盡快恢復RVR設備的正常運行，想到還有備用的電纜可以使用，但由于已經很久沒有使用，不能確定是否正常，于是在航管樓機房一端將室內的電纜短接后，再在內場用萬用表蜂鳴檔進行簡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，但正常幾小時后再次出現RVR值和背景光值數據丟失的情況。

先從最簡單的故障可能點開始排查。由于通信模塊在之前出現數據丟失現象時已經更換，故暫不考慮通信模塊再次故障的可能性。由于桂林機場跑道01端所有設備都是各自通過電纜連接至自動站內的光端機后，再通過同一條光纖傳輸至南下滑臺內光端機，然后在一起傳輸到航管樓機房內（如圖1所示）。結合之前RVR值和背景光值出現丟失的時間段內其他設備并沒有出現同樣的情況，證明其他線路的電纜線正常，并且當時天氣晴好，于是嘗試換線檢查，將原本光端機上用于連接云高儀的一對電纜線連接至LT31上進行觀察，但是在正常一段時間后再一次出現RVR值和背景光值丟失的情況。由此可推斷，LT31至自動站光端機這一段電纜上并沒有問題，問題應該是出在其自身的通信傳輸上。

圖1：桂林01端跑道設備至室內線路

這時候已經可以確定此次故障原因為通信線路通信質量的問題，因為所有測試檢查的線路均是先正常一段時間后再丟失，并不是一開始就完全無法連接，而且主要問題應該是在LT31設備至自動站光端機器之間的電纜部分。首先對電纜部分進行檢查，測量電纜線路電阻值是否符合要求，檢查過程中發現連接在LT31上的避雷器電阻過大，考慮可能由于雷雨天氣的影響已經損壞，于是更換一個新的避雷器，更換后發現數據恢復正常，等待觀察。在等待期間，為確保線路沒有其他的問題，又利用通信模塊DXL421進行檢查后續部分線路，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，從設備端開始到下滑臺再到航管樓機房，一個節點一個節點的檢查從設備解調出來的數據是否正常，以此來判斷線路狀況。

故障分析

之前出現數據丟失故障時，就嘗試了最簡單的方法，緊固接線處，更換航管樓機房內MCU111的通信模塊DMX501，操作后的確有恢復正常一段時間，但又重復出現數據丟失，所以估計故障點不在航管樓機房端。

3月29日故障后進內場接維護口檢查，無異常。此時可確定為通信線路傳輸問題，但綜合考慮到數據并不是一直丟失，并且跑道01端使用同一根光纖的其他設備并沒有出現數據丟失情況，所以最終將故障定位為線路傳輸通信質量問題，同時主要問題是在LT31設備端到自動站光端機之間的電纜部分。

在檢查電纜部分的過程中發現防雷器的電阻過大，很有可能就是因為電阻過大導致了傳輸線路質量下降，更換新的防雷器后恢復正常，但仍需等待觀察一段時間。與此同時，為了確保01頭設備至航管樓機房之間的線路正常，在沒有光纖測試儀的情況下，一個一個節點使用DXL421直接連接筆記本232口上對設備輸出進行解調，檢查數據是否正常（DXL421和筆記本代替MCU111和服務器的功能）。使用這種方法能從另一個方向大致判斷出這一段傳輸線路傳輸質量，于是在觀察期間使用這個方法以各個光端機為節點檢查光纖的傳輸，并沒有存在問題，而且這期間航管樓機房內數據一直正常，此時故障恢復。最后，分析電纜無法正常使用的原因，考慮是因為線路老化，電阻過大，造成通信質量不佳，同時因為機場的線路進行過改造，強電供電會干擾到傳輸電纜，也會造成數據傳輸不穩定，通信質量不高，所以會在正常一段時間后再次丟失。

值得注意的是，DXL421工作時需要一個12 V的直流供電，長時間使用就需要在LT31接口單元內找一個合適的供電輸出，而在用筆記本短時間使用時則可以用U S B進行供電，在DXL421上部有四個撥碼開關用于設置傳輸參數：主叫或應答；1200波特或300波特；9600波特速度緩沖區開或關；2線或4線（默認設置為：應答；300波特；9600波特緩沖區開；2線）。LT31在這個情況下使用DXL421時需要進行設置上的改動，Menu菜單中（A）Configuration選項，然后（H）Port選項中將module改成data，然后推出到Menu菜單確認dataport的參數是1200，8，N，1，RS 232。

總結：

總結此次故障，特點是反復出現數據丟失短暫恢復后又再次丟失的情況，但同位置的其他設備正常。故第一反應可以大致判斷為LT31的通信線路存在問題，但不能在一開始就直接排除設備故障的可能性，排查思路是從機房到設備，最后是線路。首先檢查航管樓機房的通信模塊是否正常，MCU111后接口和光端機等接口位置是否有松動，然后是外場設備是否正常，設備端通信模塊是否正常，最后才是整個傳輸線路上各個節點的故障排查。

當設備出現故障時，首先需要對故障原因進行分析，推測可能的故障原因，在排查過程中對獲得的信息不斷進行總結，有步驟，有條理的對故障點一步一步的排查。本文描述了整個故障的排查過程以及其中的一些思路，簡單介紹了使用DXL421和筆記本電腦代替MCU111和服務器解析數據，進行線路通信質量的檢查。