機場自動氣象觀測系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)淺談

馮超

摘要：隨著民航自動化技術(shù)的迅猛發(fā)展，為民航飛行提供氣象實況信息保障的自動氣象觀測系統(tǒng)得到了較為普遍的應用。自動氣象觀測系統(tǒng)是民航飛行實施氣象監(jiān)測工作最為重要的探測設(shè)備。在實際應用過程中，網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)在其中發(fā)揮著不可忽視的作用，鑒于此，本文圍繞網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)在民航自動氣象觀測系統(tǒng)中的應用進行探究，旨在為相關(guān)工作者提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：機場;自動氣象觀測系統(tǒng);網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)

歷經(jīng)長期的發(fā)展，民航機場氣象觀測系統(tǒng)（AWOS）取得了喜人的進步與成就。在自動氣象觀測系統(tǒng)業(yè)務(wù)運行中，一方面可以更全面地獲取氣象信息，另一方面也能使航空公司、飛行機組、民航旅客等對氣象預報方面的需求得到充分滿足。然而，在實施信息傳輸時，通常離不開網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的運用，這也是確保信息實現(xiàn)正常、順利傳輸?shù)幕颈Ｕ稀?/p>

一、有線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信技術(shù)

有線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)是應用時間較久的一種傳統(tǒng)通信方式，在現(xiàn)階段，依然被許多地區(qū)的自動氣象觀測系統(tǒng)所運用。通常，有線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)主要可以劃分為以下幾個部分：一是數(shù)據(jù)采集傳感器，其主要負責數(shù)據(jù)的采集工作，獲取到全面的氣象數(shù)據(jù)信息;二是基于數(shù)據(jù)匯總下的中繼設(shè)備，此部分主要是面向獲取到的數(shù)據(jù)進行整合;三是專用的通信電纜，通信電纜是數(shù)據(jù)傳輸時的主要依托路徑;四是終端控制計算機，終端控制計算機主要是針對數(shù)據(jù)進行的逆處理。就自動氣象站搭建過程而言，需要對信息安全和數(shù)據(jù)安全等問題進行重點考慮，這也是選擇集質(zhì)量優(yōu)和可靠性強為一體的同軸電纜進行傳輸?shù)脑蛩凇Ｔ诖朔绞綉孟拢环矫婵梢允箶?shù)據(jù)吞吐量逐漸豐富起來，另一方面也能確保信號始終處于穩(wěn)定狀態(tài)，保證了數(shù)據(jù)的安全性。具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

自觀傳感器節(jié)點是自動氣象觀測系統(tǒng)中的重要組成部分，負責數(shù)據(jù)采集的傳感器節(jié)點是由多個感應元件所構(gòu)成，如果外界環(huán)境溫度、濕度等發(fā)生改變，那么感應元件上就會出現(xiàn)一定的感應電流，在感應電流向數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換過程中，借助線性轉(zhuǎn)換處理和運用就可以實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的有效篩選，既使數(shù)據(jù)準確性得到了保障，又能夠提升天氣預報的準確率。而從數(shù)據(jù)采集器角度來講，其是負責將獲取的數(shù)據(jù)進行整合，并借助網(wǎng)絡(luò)向終端控制計算機進行傳輸?shù)裙ぷ鳌４K端計算機接收到數(shù)據(jù)信息后會圍繞其格式進行審核和處理，審核完畢后會根據(jù)特定標準將其進行劃分和儲存，并在明確相關(guān)要求的基礎(chǔ)上實現(xiàn)對數(shù)據(jù)信息的備份。另外，功能模塊也是終端計算機中的重要組成部分，可以在了解和掌握氣象報告的基礎(chǔ)上實現(xiàn)編輯發(fā)報，進而生成完整、全面的氣象報告。以網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)運用為輔助一方面實現(xiàn)了氣象信息的播報，另一方面還能將相關(guān)分析結(jié)果和氣象資料進行整合和傳輸，最終存儲到數(shù)據(jù)庫當中。

二、無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信技術(shù)

近年來，隨著科學技術(shù)的不斷進步和社會的快速發(fā)展，對自動氣象觀測系統(tǒng)提出了更高的要求，不僅從功能上來說，對自動氣象觀測系統(tǒng)要求具備多鏈路通信備份功能，而且在民用機場使用過程中，根據(jù)《民用航空自動氣象觀測系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（AP-117-TM-2018-03 R1）第二章第九條規(guī)定：系統(tǒng)應當具有通過有線和無線的通信方式遠程傳輸實時數(shù)據(jù)及系統(tǒng)監(jiān)控信息的功能。因此，以現(xiàn)下應用較為普遍的自動氣象觀測系統(tǒng)來講，如果依然沿用傳統(tǒng)的有線方式進行連接，一旦有線通信中斷，將會導致系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集不連續(xù)，氣象報文發(fā)送不及時等重大問題。

目前民航機場采用的自觀系統(tǒng)無線通信方式主要為無線網(wǎng)橋、4G、甚高頻、微波等。本文主要討論無線網(wǎng)橋通信技術(shù)，以一條跑道自動氣象觀測系統(tǒng)為例。

安裝方案總體設(shè)計原則：在保持現(xiàn)有自觀系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)不變的情況下，將全部傳感器數(shù)據(jù)信號通過無線通信的方式進行傳輸，當有線通訊出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)會通過安裝的軟件自動切換到無線通信。

外場8套傳感器數(shù)據(jù)輸出均是RS485信號，采用并聯(lián)的方式將數(shù)據(jù)接入無線通信機箱。具體實施方案：

主降端，無線網(wǎng)橋和通信機箱安裝于自動站風桿，交流220V供電來源于自動站TERMBOX。在接線端子將前散射儀的數(shù)據(jù)信號并接至自動站通信線纜剩余線路，將數(shù)據(jù)傳送到自動站TERMBOX，再從自動站的TERMBOX將自動站兩套設(shè)備的RS485信號接入無線串口服務(wù)器。

MID中部，無線網(wǎng)橋和通信機箱安裝于獨立風桿，交流220V供電來源于TERMBOX。在中部通信機箱內(nèi)將前散射儀的數(shù)據(jù)并接至獨立風TERMBOX內(nèi)，再從獨立風TERMBOX將獨立風和前散射儀的RS485信號接入到無線串口服務(wù)器。

次降端，無線網(wǎng)橋和通信機箱安裝于自動站風桿，交流220V供電來源于自動站TERMBOX。分別將前散射儀的數(shù)據(jù)信號并接至自動站通信線纜剩余線路，將數(shù)據(jù)傳送到自動站TERMBOX，再從自動站的TERMBOX將自動站前散射儀兩套設(shè)備的RS485信號接入無線串口服務(wù)器。

跑道兩端延長線云高儀無線網(wǎng)橋和通信機箱安裝于定制的鋁合金安裝桿，數(shù)據(jù)和供電全部從云高儀的TERMBOX接引。

在塔臺選擇合適位置安裝5個接收網(wǎng)橋，分別與五套傳感器發(fā)射發(fā)橋相對應，并且發(fā)射網(wǎng)橋和接收網(wǎng)橋之間可視。5套接收網(wǎng)橋的網(wǎng)線接入自觀系統(tǒng)交換機，在服務(wù)器端安裝有線無線自動切換軟件，能夠有效為機場提供自動觀測系統(tǒng)的無線通信備份。如下為通信示意圖：

結(jié)束語

綜上所述，隨著科學技術(shù)的快速發(fā)展，有線通信技術(shù)和無線通信技術(shù)都在民航自觀氣象觀測系統(tǒng)中得到了較為普遍的應用。在后續(xù)使用過程中，需要結(jié)合實際工作需求來對其進行合理選擇，以此使自動氣象觀測系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息獲取后的技術(shù)傳輸穩(wěn)定運行，保障民航氣象探測信息及時、有效的為民航飛行提供可靠的氣象保障服務(wù)。

參考文獻

[1]劉珊珊.新型自動氣象站地面氣象觀測數(shù)據(jù)文件維護及審核[J].農(nóng)家參謀，2019（18）：151.

[2]陳景陽，范德克.氣象自動觀測站數(shù)據(jù)處理方法研究[J].智能城市，2019，5（06）：55-56.