AWOS民航应用及常见问题

唐丽

【关键词】自动气象观测系统 MAWS301 LT31雨量筒

近年来，在民航强国战略目标的引领下，民航业在经济社会发展中战略地位不断上升。据《2017年民航行业发展统计公报》统计，过去五年，全行业运输总周转量年均增长12.2%，旅客周转量年均增长13.6%。在此民航运输量高速增长的前提下，为帮助空中交通管制人员及机组人员辅助决策，保障飞行安全和航班正常，AWOS系统被广泛建设和应用于各通用和运输机场。

1 AWOS系统原理

机场自动气象观测系统（ AuromaticWeather Observation System），是由分布在跑道附近的各类重要气象要素探测设备、数据采集单元、传输网络、数据分析处理等部分组成的集成自动化系统，其结构如图1所示。并具有相应的监控和远程显示功能。桂林两江国际机场该系统包括自动气象站MAWS301、云高仪CL31、天气现象传感器FD12P及大气透射仪LT31、光端机、MCU111、MIDAS IV应用软件、数字显示及各用户终端等。

2 常见问题分析

2.1 MAWS301自动站风数据间歇性丢失

桂林机场MAWS301自动站配置风向风速传感器为WAA151/WAV151，在设备运行过程中，RWY01和RWY19两端风向风速数据均出现间歇性丢失情况，丢数时间有时长达2分钟或以上。分析故障原因可能为通信链路中断，风传感器故障或外界信号干扰、MIDASIV应用软件问题等。

可通过在维护终端使用MIDASⅣ自带的Sensor Terminal工具，经过通信链路与跑道附近的MAWS301自动站进行远程连接。

（1）正常情况下，可以连接到外场自动站，并采集到自动站输出的温、湿、压、风向风速等气象要素如图2所示。证明传输链路及传感器均无故障。

（2）若无法远程连接至MAWS301时，则可能通信链路中断或传感器本身故障。此时，可直接通过自动站维护口连接查看数据输出：当传感器运行正常时，风向风速数据显示格式为：$PBMWV，211，R，2.3，M，A*31，确定为链路中断;当传感器故障无风向风速时，显示$PBMWV，，R，，M，A*3F。

经检查发现，桂林本地多次风数据丢失时，都可通过Sensor Terminal连接至MAWS301，如图3所示，数据丢失规律性的出现在风向值为360°时，可确定并非传感器及通信链路问题。后经检查为MIDASⅣ应用软件配置问题。修改sensor.ini中MAX_WIND_DIRECTION=[I]359为MAXWIND_DIRECTION=[I]360及metwind.ini 中MAXDIR=[1]359为MAXDIR=[1]360后恢复。

2.2 LT31光强饱和

RVR设备大气透射仪LT31的测量原理：通过直接测量发射机与接收机之间的大气透射率对气象光学视程（MOR）进行计算。再由MOR值，结合采集到的背景光强（BL），跑道灯光强度（LSI）计算出当时的RVR值。

其中：

B=有效基线长度（标称基线长度-0.6米）

c=亮度反差阈值（取0.05）

T=透射率（光通量的百分率）

在某些情况下，大气透射仪LT31经过精细对准后会出现接收光强饱和的情况，理想情况应为80%-95%为宜。此时主接收器状态码为“4”或者“8”，接收机整机状态为W或E。通过LT31用户界面（level O）“对准”菜单以及LT31 level 1界面“服务”菜单查看详细光强信息，如图4，5所示。

调整方法：断开发射机电源，打开发射机测量单元，取下主發射模块LTL111，使用小螺丝刀逆时针方向调节LTL111上的可变电阻。调整结束，重新安装好发射机，开机检查信号值是否己在要求范围内，如没有，继续调节直至信号符合要求，主接收机状态码为O。

2.3 雨量筒测量值与观测员观测到降水情况差异较大

雨量计原理：盛水口盛接的雨水流入下方对称的两个翻斗内，当一侧翻斗雨水量达到（O.1mm或0.2mm）时会失去平衡而翻转，将水倒出，每翻转一次，促使干簧管开关闭合一次，将翻斗翻转信号变成电信号，通过累计计数计算出降雨量。

导致出现此状况的可能原因有：

（1）翻斗读数不精准，参数规格不同，参数不匹配导致差异，例如，设备为O.1mm规格，而累计计数时以0.2mm为基数。修改方法：使用超级终端通过自动站维护口进行连接，使用命令spset pr_conv 1将雨量筒计数精度修改为O.1mm。

（2）干簧管故障。将万用表选用电阻档，将两个测试棒接到雨量计上的两个接线端，轻轻翻动翻斗，观察指针万用表是否发生转动，如果不转则表明干簧管己坏，应更换。

（3）雨量筒堵塞。定期对翻斗雨量计进行清洗。

（4）雨量清零时间错误，导致雨量累计值会有差异。使用time HHMMSS YYMMDD命令设置正确自动站时间。

（5）底座线路接触不良老化，导致差异。可在翻斗持续人为翻转的情况下使用万用表分别测量雨量筒两个接线端及数据采集板雨量输入端信号变化情况，确定是否线路老化接触不良。

（6）冻雨导致设备加热缓慢，影响数据。选用带加热功能雨量筒。

3 结论

AWOS系统是一套高度集成化的自动化系统，能实时采集和处理多种气象要素。实践证明，特别在强雷雨、两低天气等特殊条件下，AWOS系统为航空运输安全保障发挥着重要作用。详细了解系统结构，做好做细维护维修工作，才能确保其正常、可靠运行，延长设备使用寿命。

参考文献

[1]李震，芬兰气象自动观测系统的技术保障及故障分析[J].气象水文海洋仪器，2007 （04）：55-56.

[2]杜强，机场AWOS室内外设备信号光纤传输探讨[J].硅谷，2009： 181.

[3]芬兰vaisala公司AWOS原理手册，