AVIMET自动观测系统典型故障分析

AVIMET自动观测系统典型故障分析

钟华

钟华民航珠海空管站珠海519040

摘要气象自动观测系统的作用主要是探测各类气象数据，为航空飞行提供天气情况参考。通过建立实物图和拓扑图的对应关系，我们可以形象直观地了解模块间的连接以及数据流的走向，为设备维护人员判断故障模块提供依据，提高设备维护人员的技术水平。

关键词气象设备自动观测系统故障维修

引言

航空气象服务的作用,飞行在大气环境中进行，大气物理要素与天气现象对飞行活动有着重要的影响，因此民航运输飞行的各个环节都需要航空气象服务。机场选址需要气候资料，要考虑天气对空域流量和飞行程序的影响，考虑盛行风对跑道方向的影响；飞行前计划中，需要精确的高空风、温度预报以及航路重要天气预报，用以优化航路并计算用油量；飞机起飞前还需要用地面温度气压计算配载量。飞机起飞降落都依据严格的天气标准，不同的机型、不同的机长和不同的跑道都有不同的标准，飞机起飞、降落标准包括：风向风速、能见度（或跑道视程）和决断高度（云底高度或垂直能见度）。飞行过程中，遇有航路或者降落机场影响飞行安全的危险天气时，机长要依据天气情况决定绕航、返航或者备降。航空气象服务不仅支持管制运行顺畅和飞行安全快捷，为飞行的安全和航班的正常保驾护航，也通过帮助用户正确理解和有效使用航空气象信息，节省民航运输企业的运营成本，实现节能减排，从而创造经济与社会效益。

气象事业有其固有的内在规律，航空气象作为气象学科的应用分支也不例外：气象服务是根本，预警预报是核心，综合观测是基础，信息与技术是保障。气象自动观测系统是根据国际民航组织和世界气象组织的技术标准，旨在提高机场地面气象观测自动化，提高危险性天气预警的时效和准确率而开发的业务工作系统。该系统是应用微电子技术将各类遥感测量与计算机的自动采集、自动处理和分类存储显示等先进技术融为一体的自动化装置，它能自动探测和报告风向、风速、温度、露点、气压、跑道视程能见度、云底高度、降水等气象要素，实现机场观测自动化。机场装有该系统与现代化通信导航系统配套，能大大提高机场的起降标准，更有效地保证飞行安全。

设备保障是民航设备技术人员的职责，自动观测系统设备的正常运行对飞行起着重要的作用，设备在运行使用过程，某些部件可能出现问题，通过对设备的熟悉了解，有助于我们更好地修复设备故障问题。本文通过一次AVIMET自动观测系统中的故障修复进行案例分析，并且在故障修复过程中总结经验和方法，以更好地提高技术人员的业务水平。

1自动观测系统介绍

本文介绍的自动观测系统设备型号为芬兰出厂的AVIMET自动观测系统，设备构成主要由子系统设备，服务器系统，显示终端三部分组成。服务器系统和显示终端安放在室内，子系统设备主要包括自动气象站、RVR大气投射仪、云高仪、天气现象仪等，每个子系统都是一套独立完整的设备，能够完成不同的天气要素的探测。子系统设备安装在机场跑道的附近，子系统采集的数据传送到室内服务器系统进行处理，服务器处理后的数据在显示终端提供给用户使用。

2典型故障及排除方法

下面我们以一次自动观测系统中的子系统自动站故障修复过程，对整个处理过程进行分析。

故障现象：自动观测系统中的自动站超声风无数据显示。

故障分析：显示终端无超声风数据显示，但其他数据显示正常。超声风的传感器安装在自动站子系统上，因此排除RVR大气投射仪、云高仪、天气现象仪等其它子系统设备的故障，我们可以把故障范围锁定在气象自动站。下面我们从自动站组成架构、自动站拓扑图、以及建立拓扑图与实物图的对应关系进行故障分析解决。

2.1自动站组成架构

图1自动站架构

自动站的功能是探测气象要素，包括风向风速、温度、湿度、压强、雨量等。如图1自动站组成架构图所示[2]，自动站主要是依靠各类传感器实现气象要素的探测，如WAA151、WAV151为机械风向风速传感器，WS425A为超声风传感器，HMP155为温度、湿度传感器，RAINGAUGE为雨量传感器，压力传感器等，MAWS301为中央数据采集单元，内部包括电源供给、防过载模块、数据处理单元模块等。

2．2自动站拓扑图

本次故障现象为超声风无数据显示，经过分析我们可以排除其它气象要素的传感器例如温度传感器、雨量传感器、压力传感器的问题，因此我们只考虑机械风传感器和超声风传感器及其与内部连接的各个电路模块可能出现故障，如图2所示[2]，我们截取图纸中的风向风速及数据处理单元拓扑图连接部分，对风向风速传感器与各模块的连接进行分析。

自动站拓扑图主要标示各模块间的数据连接，图中显示了MAWS301内部模块与外传感器之间的连接。QML201为数据采集模块，QSA224DC为防过载放电模块，QML118为I/O数据接口模块，QBR101C为电池充电模块。

图2拓扑图

2.3自动站数据采集单元实物图

图3是使用数码相机实拍MAWS301自动站防护箱内部模块实物图，内部包括QML201中央处理单元及电源供给模块等，功能主要是负责收集各传感器数据并传回主服务器并提供电源转换等。

图3实物图

2.4建立拓扑图和实物图的对应图

如图4所示，我们使用图像处理软件把拓扑图和实物图进行图像处理，通过建立实物图和拓扑图的对应关系，我们可以形象直观地了解模块间的连接以及数据流的走向，为我们判断故障模块提供依据。

图4对应关系图

从图中我们可以看到超声风传感器的数据经过防过载放电模块进入中央处理单元；机械风风向传感器数据经过I/O数字接口模块进入中央处理单元；机械风风速传感器数据直接接入中央处理单元；电源供给经过电池充电模块接入中央处理单元。

经过以上故障分析，我们可以基本确定故障模块可能出现在超声风传感器、防过载放电模块、中央处理单元这三个模块中。经过进一步分析，机械风传感器数据仍然正常，因此我们可以排除中央处理单元故障，故障的模块可能出现在超声风传感器、防过载放电模块，考虑到夏季处于雷雨天气多发时期，安防在室外的设备容易受到雷电的影响，而防过载放电模块的主要作用正是为了防止过大电流通过电路损坏其他模块，因此故障的主要原因就是放过载放电模块受雷电影响后损坏，更换故障的防过载放电模块后故障修复。

3结束语

论文总结：气象自动观测系统的作用主要是探测各类气象数据，为航空飞行提供天气情况参考。设备故障修复是民航技术设备人员主要日常工作职能，本文通过一次故障修复案例，总结了故障分析过程中采取的方法，包括查阅《自动观测系统说明资料》中的技术图纸，对设备进行数码照片，并且建立了拓扑图和实物图的对应图，使技术人员直观地对故障现象进行分析判断，提高了设备维护人员的技术水平。

参考文献

[1]周毅洲,机场气象自动观测系统[J].空中交通管理,1996年01期

[2]VaisalaCompany,AviMetAWOSMaintenanceManual[M].2012