杨红

中国民航飞行学院洛阳分院，河南 洛阳，471001

0 引言

航空气象观测是民航气象服务工作的重要组成部分，气象服务对我国民航事业影响巨大，关系着民航事业安全，随着人类活动的增加，对环境影响加剧，近年来复杂天气的不断涌现，我国迈入十四五发展时期，民航事业进入高速发展阶段，为保障飞行安全和航班正常，我国许多机场都安装了自动气象观测系统。自动气象观测系统承接着向航空气象用户和空中交通管制用户提供实时机场跑道、地面天气状况，辅助气象人员准确编发报和空中交通管制员做出正确决策的重要任务。

1 自动气象观测系统原理

洛阳安装的是芬兰VAISALA生产的MIDAS IV，于2004年投入使用。

1.1 设备的组成

MIDAS IV系统由外场设备和室内设备组成。外场设备是位于跑道附近特定测量点的气象传感器。洛阳北郊机场只有一条跑道，MIDAS IV系统中配置的传感器由WAA151风速计、WAV151风标、PTB201A数字气压表、HMP45温湿探头、RG13H雨量计、FD12P现时天气现象传感器、FD12前散射能见度仪、LM11背景亮度计、CT25K云高仪、QL150灯光补偿器组成。其中WAA151风速计、WAV151风向标、PTB201A数字气压表、HMP45温湿探头、RG13H雨量计的气象参数是通过航空气象分系统AWSS301来测量计算的。本场配置的传感器清单及安装位置如表1所示。

表1 洛阳自动观测系统配置的传感器及安装位置

外场设备测量的数据通过MODEM传送到室内单元，室内设备包括中央数据处理单元CDU（洛阳只有一个服务器，采用的是双硬盘热备份）、不间断电源UPS、局域网LAN、维护工作站RCM、气象显示工作站WV、观测员工作站（OWS）、AFTN接口、跑道灯光设置单元RSI50、调制解调器DMX55等设备组成。

2 自动气象观测系统的应用程序

MIDAS IV软件包括两组应用程序：终端用户应用程序和系统维护应用程序。系统维护应用程序是用户进行系统故障排除的工具。MIDAS IV 的IP地址使用范围从192.168.1.0到192.168.1.255，将IP地址分配给服务器和工作站，地址不冲突就可以了。

使用系统维护应用程序，用户可以执行日常的系统监视任务，还可以在需要时进行故障检测。这些任务包括监视系统事件信息（Event Monitor），查看系统状态（Diagnostic Monitor），查看传感器数据传输（Sensor IO Monitor），与外场传感器通讯（Sensor Terminal）[1]。用户还可以用METAR/SPECI管理器定义METAR/ SPECI模板使用哪些传感器的测量数据。MIDAS IV系统维护应用程序包括以下维护和监测应用程序：事件监视、故障监视、传感器终端、传感器IO监视和METAR/SPECI管理器。其中以下三项是维护设备人员平时维护时经常用到的。

（1）事件监测。事件监测是用户日常监视系统状态的工具，事件监控窗口如图1所示。当系统事件发生时，MIDAS IV产生事件信息。这些事件信息有不同的状态和类型，依照不同的事件状态和类型，用户可以决定进一步的行动。要启动事件监测，可点击应用程序工具栏中的图标，也可以从Windows资源管理器双击C:MIDAS IVROAALMON.EXE来启动事件监测[2]。

图1 事件监控窗口

在该窗口中，用户查看系统发出的信息。这些信息通知用户系统事件，例如发出气象报告和系统中的潜在问题。这些信息有着不同的类型和状态。事件监测状态图标颜色解释如表2所示。

表2 事件监测状态图标颜色解释

事件监测中事件类型分为4种：内部、技术、信息提示、操作。内部和技术事件与系统功能有关。

不同情况下的事件类型如表3所示，根据事件类型，采取相应的行动解决问题。应使用故障排除工具，如故障监测和传感器终端[3]。

表3 不同情况下的事件类型

（2）故障监测。故障监测（ROADIAG.EXE）应用是监测CDU状态和内部参数的工具。它还是检查远程对象结构ROA组件的工具。用户可以点击应用程序工具栏中的按钮启动故障监测，还可以在资源管理器中双击C:MIDASIV/ROADIAG.EXE启动故障监测。启动故障监测后，用户需要连接所使用的系统。在对象窗口中，用户可以查看ROA对象的详细资料。故障监测图如图2所示。

图2 故障监测图

故障监测窗口里状态项中的图标颜色给用户一个大致情况指示。用户查看状态文字的组合以确定故障点。如果存在方式列状态值为Unknow，表示有应用程序运行而未被授权。在此情况下，用户应该到相应的工作站，停止未授权应用程序的运行。用户可以通过IP地址查到该工作站。

（3）传感器终端。传感器终端（VTERMIN.EXE）应用程序是一个通过与传感器和外场设备连接，用户可以监视传感器发送的信息，也可以向传感器发出命令检查设备状态。当事件监测中出现技术类事件信息时，表示外场设备出现问题。在此情况下，用户可以使用传感器终端应用程序发现问题的原因。点击应用程序工具栏上的钮可启动传感器终端。也可以双 击C:/MIDASIV/VTERMIN.EXE启动该应用。启动传感器终端应用程序时，会出现如图3所示的窗口。

图3 传感器终端：主窗口

连接出现问题的传感器，根据返回的参数信息可以判断问题。使用传感器终端，用户可以连接外场设备的串行口。MIDAS IV系统中可以有2条线连接到外场设备：数据线和维护线。传感器可以直接连到CDU或通过自动站接入。传感器可以改为自动发送和查询模式[4]。

2 自动气象观测系统出现的常见故障

2.1 MCU111通信单元受雷击

MCU111是自动观测系统室内外设备通信的核心单元，负责外场传感器数据的采集，与室内CDU进行数据交换，并将处理后的数据传送到各个工作站。包含有多达16路的插槽，接线很细，经常掉线，很容易受雷电影响故障。用维护终端配置超级终端（设置方法，打开维护终端点击程序→ 附件→通讯→超级终端 →文件→ 新建连接→文件名→ 选择“直接连接到串口1”→选择“通讯速率300、数据位7、偶校验E、停止位1、流量控制无”）。与MCU111相连，发现因雷击使MCU111的参数均不对，重新设置参数后，系统恢复正常[5]。

2.2 CT25K显示“Window Contamination”警告

这是CT25K窗口污染警告，需要清洁窗口。清洁窗口时，先用水冲洗以去除粗大的颗粒。在操作中，应该将机壳门关闭。用温和的洗涤剂润湿不起毛的布来清洗窗口，小心不要划伤窗口表面。

2.3 CT25K上DCT51的LED D4测量间隔时间比正常的15秒要短得多

自检测在5分钟内未完成，设备不能完成补偿调整。如果设备在室内操作，使用光学端盖（黑帽）。其他原因可能是窗口脏了或补偿光纤破损。当怀疑是补偿纤维（CT25015）的问题时，补偿纤维是用光导纤维制成的。小心触摸纤维，不要扭绞，不要将纤维的端部被油脂或灰尘污染。更换光导纤维时严格按技术手册要求操作。

2.4 CT25K鼓风机故障警告

检查鼓风机电线是否连好，检查窗口调节电路闸盒F2是否开启（ON），用维护终端检查CT25K的状态信息，检查线电压是否存在并正确，检查是否有可见物体堵塞鼓风机，最后原因可以是鼓风机受损，更换鼓风机。维护终端设置方法如下。（1）维护终端的设置方法，打开维护终端点击程序→ 附件→通讯 → 超级终端→ 文件→ 新建连接→ 文件名→ 选择“直接连接到串口1”→ 选择“通讯速率2400、数据位7、偶校验E、停止位1、流量控制无”。（2）维护终端的连接， 先关掉CT25K云高仪电源，然后将终端电缆CT3840一端连接到云高仪的外部接头J4上，另一端连接到维护终端所设置的串口1中，打开CT25K电源开关和维护终端电源开关，即可进行通讯和键入命令。用命令GET STATUS可获得状态信息。状态信息显示了整个设备的内部控制情况，包括电压的主要参数值、接收器和变送器、温度、环境因素和内部加热。变量前的星号（*）表示变量超过了警戒值。

2.5 CT25K激光温度高或低警告

引起CT25K激光温度高或低报警分几种情况：第一种可能是环境温度太高，如果环境温度超过60°C，先不要操作云高仪；第二种可能是环境温度太低，如果环境温度低于-50°C，加热能力将不足，先不要操作云高仪；第三种情况是云高仪使用电池工作，如果云高仪使用电池操作，所有加热功能都失效，设备只能在-10°C以上操作，连接线电源并等候。第四种是加热失败，需要检查加热电路所在的激光控制板CTT21，检查DC转换器，提供加热电流。利用维护终端连接CT25K，检查状态参数信息。如果是激光控制器CTT21出现问题，按技术手册更换CTT21[6-7].

2.6 风速08号一侧显示为静风或者08、26号风速有明显偏差

先检查为风向风速仪提供供电的电缆是否有松动、老化、开裂现象；然后检查自动站内的通信设备和线路；以上都正常，如果在冬季，温度低，温度大，尤其雨雪天气，会造成风向风速仪的轴承冻结，会出现风速不正常；另一种情况是风向风速仪长期工作，造成轴承生锈，转动不灵活，放风杆更换轴承就可以了。

2.7 工作站没有自动气象观测数据

检查工作站电脑硬件和软件均正常，检查为工作站电脑无法登陆自动气象观测系统服务器读取自观数据。工作站电脑取消登陆域，改成登陆本机，在开始菜单中点击计算机，查找192.168.1.10（服务器IP地址），打开服务器文件/history，输入用户名（administrator）及密码，并选择总是使用此身份登陆，然后把文件名为c:midasIV tvise.exe放到开始菜单的启动项里。原因是洛阳是训练与航班同时保障的机场，工作站终端有7个，超过了终端容量。使用这个方法可以增加工作站终端。

2.8 CDU没有数据显示

作为自动气象观测系统的服务器，没有数据的情况有很多原因。作为维护人员，觉得比较典型的一次情况。查看服务器本身的系统和系统软件都正常，用电脑连接各外场传感器，数据传输也正常，MCU111数据接收也显示正常，IP地址也没问题，无意中碰了一下服务器与MCU111相连的数据线，发现有数据了。原因是数据线长期工作老化，重新更换数据线，服务器恢复正常。系统连续运行十几年，各设备和线路都存在老化现象，随着运行年限的增加，这种故障总是时有发生。

3 结论

洛阳作为飞行训练和航班运输共用的机场，承担着运输航班保障和飞行训练的双重任务。洛阳分院训练飞机小，飞行频次多，密集度高，飞行的高度低，对天气的依赖更高，自动气象观测系统在天气保障上起的作用更明显。洛阳的自动气象观测设备运行已经十几年，存在线路老化，备件和软件均淘汰，只能在网上找二手的，运行性能较不稳定，更加要求维修人员加强系统的日常维护和业务学习，总结经验，从而保障设备的运行正常，更好地为飞行训练和航班保障提供精准的气象情报。