毛源 賈軍強(qiáng)

摘 要：我國(guó)民航機(jī)場(chǎng)使用MIDAS IV終端操作平臺(tái)，展開民用航空氣象觀測(cè)活動(dòng)。MIDAS IV終端操作平臺(tái)相較于其他觀測(cè)平臺(tái)，具有更加穩(wěn)定的系統(tǒng)性能，而且該平臺(tái)的操作界面簡(jiǎn)單，適合大范圍的安裝普及使用。MIDAS IV終端操作平臺(tái)若出現(xiàn)故障，則需要利用備份與應(yīng)急設(shè)備手段，展開氣象觀測(cè)活動(dòng)。該文主要探討民航氣象地面觀測(cè)備份與應(yīng)急手段，針對(duì)應(yīng)急設(shè)備的備份與使用展開詳細(xì)分析。

關(guān)鍵詞：故障 備份與應(yīng)急 保障

中圖分類號(hào)：P4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）04（b）-0006-03

民用航空航班數(shù)量、乘客數(shù)量的快速增長(zhǎng)，民用航空安全保障成為航空公司關(guān)注的主要問(wèn)題。民用航空氣象服務(wù)為飛行安全提供重要支持，氣象服務(wù)部門需要不定時(shí)向民用航空公司提供準(zhǔn)確的氣象信息。氣象服務(wù)部門監(jiān)測(cè)的主要方面包括：地面風(fēng)、能見度、天氣現(xiàn)象、氣壓、溫度、云況等。以上氣象信息若發(fā)生顯著變化，氣象服務(wù)部門要馬上對(duì)觀測(cè)信息進(jìn)行分析與報(bào)告。在主要?dú)庀笥^測(cè)設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題的情況下，氣象服務(wù)部門要使用備份與應(yīng)急手段，來(lái)完成日常的氣象觀測(cè)任務(wù)。

1 備份與應(yīng)急觀測(cè)設(shè)備

1.1 主體設(shè)備

民航氣象部門的主要?dú)庀笥^測(cè)設(shè)備為芬蘭的VAISALA公司制造的MIDAS IV終端操作平臺(tái)，它具有室外、室內(nèi)兩部分工作站。室外工作站主要負(fù)責(zé)氣象信息的采集任務(wù)；室內(nèi)工作站主要負(fù)責(zé)氣象信息的處理分析任務(wù)。室外安裝有風(fēng)向風(fēng)速儀，氣壓傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、云高探測(cè)儀、能見度探測(cè)儀、雨量筒等。室內(nèi)工作站主要為MIDAS IV終端操作平臺(tái)，操作員對(duì)收集來(lái)的數(shù)據(jù)展開檢測(cè)分析，并且將氣象信息傳達(dá)給機(jī)場(chǎng)用戶。MIDAS IV具有先進(jìn)的傳感器系統(tǒng)，能夠?qū)κ彝獍l(fā)生的大氣壓、溫度、濕度、風(fēng)向風(fēng)速的微小變化進(jìn)行感知。室內(nèi)工作站的MIDAS IV終端操作平臺(tái)屬于英文操作系統(tǒng)，因此，數(shù)據(jù)分析需要具有較高知識(shí)水平的操作員來(lái)完成。

1.2 備份設(shè)備

AMS-II自動(dòng)氣象站是長(zhǎng)春氣象儀器研究所研究制造的，往往作為MIDAS IV的備份氣象觀測(cè)系統(tǒng)。AMS-II能夠監(jiān)測(cè)跑道周圍的風(fēng)向風(fēng)速、溫度、濕度、氣壓等氣象要素。AMS-II自動(dòng)氣象站的傳感器系統(tǒng)敏感度較高，能夠進(jìn)行高精度氣象觀測(cè)任務(wù)。

1.3 應(yīng)急設(shè)備

DZQ03A型便攜氣象儀是MIDAS IV氣象觀測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)急設(shè)備，它體型較小方便攜帶，能夠展開移動(dòng)式的風(fēng)向風(fēng)速、溫度、濕度、氣壓監(jiān)測(cè)活動(dòng)。DZQ03A型便攜氣象儀，能夠?qū)Σ杉降臄?shù)據(jù)進(jìn)行分析處理與存儲(chǔ)。DZQ03A型便攜氣象儀是在主體與備份設(shè)備故障的時(shí)候，承擔(dān)起民航氣象觀測(cè)任務(wù)。

2 主體設(shè)備和備份設(shè)備測(cè)量原理與精度對(duì)比分析

2.1 地面風(fēng)

MIDAS風(fēng)力觀測(cè)系統(tǒng)采用超聲觀測(cè)原理，展開民航跑道風(fēng)向、風(fēng)速的測(cè)量活動(dòng)。超聲波根據(jù)風(fēng)力的傳播時(shí)間，展開跑道風(fēng)速測(cè)量活動(dòng)。若風(fēng)速較大則在超聲波內(nèi)的傳播時(shí)間就較長(zhǎng)，風(fēng)速較小則在超聲波內(nèi)的傳播時(shí)間就較短，傳感器根據(jù)風(fēng)速信號(hào)傳播的時(shí)間進(jìn)行風(fēng)力測(cè)量。MIDAS IV風(fēng)力觀測(cè)系統(tǒng)存在3個(gè)探測(cè)頭，可以對(duì)不同方向的風(fēng)向、風(fēng)速進(jìn)行測(cè)量，能夠完成向量疊加工作。MIDAS風(fēng)力觀測(cè)系統(tǒng)為不銹鋼材質(zhì)，無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)軸承也無(wú)需加熱，能夠在各種天氣環(huán)境下使用，如圖1所示。

AMS-II氣象觀測(cè)系統(tǒng)仍然使用傳統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸承，展開風(fēng)力、風(fēng)向測(cè)量活動(dòng)。傳統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸承會(huì)在陰雨天氣灌入水汽，也會(huì)在冬季冷凍結(jié)冰，因此，AMS-II風(fēng)力觀測(cè)系統(tǒng)的使用范圍較小。若在冷凍天氣、陰雨天氣使用AMS-II風(fēng)力觀測(cè)系統(tǒng)，則會(huì)出現(xiàn)風(fēng)速、風(fēng)向測(cè)量誤差情況。表1為MIDAS IV、AMS-II風(fēng)力觀測(cè)系統(tǒng)的精度對(duì)比。

根據(jù)上分析得出：MIDAS IV在測(cè)量精度上更符合民航氣象要求，而AMS-II在風(fēng)向上的精度略低，但因?yàn)槊窈降娘L(fēng)向數(shù)據(jù)以整10°為單位發(fā)布，所以，AMS-II的觀測(cè)結(jié)果作為備份手段也能夠符合民航氣象的實(shí)際需要。

2.2 溫度與濕度

MIDAS IV采用絕緣導(dǎo)體傳感器，進(jìn)行機(jī)場(chǎng)跑道溫度、濕度測(cè)量。絕緣導(dǎo)體傳感器會(huì)在水蒸氣出現(xiàn)的過(guò)程中，改變自身絕緣性能，從而改變導(dǎo)體電容量，以達(dá)到正確監(jiān)測(cè)溫度、濕度的效果。而AMS-II觀測(cè)系統(tǒng)使用鉑電阻材質(zhì)傳感器，展開溫度測(cè)量。同時(shí)使用濕度敏感元件進(jìn)行濕度測(cè)量，濕度敏感元件會(huì)將周圍環(huán)境的濕度值，輸出為相應(yīng)的電壓值，從而得出準(zhǔn)確的濕度結(jié)果，表2是MIDAS IV、AMS-II觀測(cè)系統(tǒng)的溫度、濕度精度對(duì)比。

可見，在溫度和濕度的測(cè)量精度上，MIDAS IV和AMS-II是相差無(wú)幾的，且都符合民航大部分機(jī)場(chǎng)的氣象要求。

2.3 修正海平面氣壓

MIDAS IV氣壓傳感器材質(zhì)為單晶硅，運(yùn)用容性測(cè)試原理開展修正海平面氣壓測(cè)量。AMS-II觀測(cè)系統(tǒng)運(yùn)用雙振筒氣壓儀，進(jìn)行氣壓探測(cè)，該氣壓儀有較高的穩(wěn)定性。表3是MIDAS IV、AMS-II觀測(cè)系統(tǒng)的修正海平面氣壓精度對(duì)比。

可見，在修正海平面氣壓的測(cè)量精度上，MIDAS IV和AMS-II都完全符合民航的氣象要求。

3 應(yīng)急設(shè)備的精度分析

DZQ03A型便攜氣象儀則運(yùn)用與以上設(shè)備原理不同的測(cè)量方法，進(jìn)行風(fēng)向風(fēng)速、溫度、濕度、氣壓的觀測(cè)，觀測(cè)精度如表4所示。

可以看到，DZQ03A型便攜氣象儀的測(cè)量精度與AMS-II幾乎相同。

4 備份與應(yīng)急手段在工作中的應(yīng)用

在MIDAS IV室外傳感器產(chǎn)生問(wèn)題的時(shí)候，可以運(yùn)用AMS-II觀測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行觀測(cè)。將觀測(cè)到的氣象數(shù)據(jù)錄入MIDAS IV軟件操作平臺(tái)，經(jīng)過(guò)分析后向外傳輸。AMS-II備份觀測(cè)系統(tǒng)能夠?qū)我?、多要素的缺失進(jìn)行讀取，然后將讀取的數(shù)據(jù)統(tǒng)一備份。民航氣象信息系統(tǒng)能夠分析處理數(shù)據(jù)信息，編輯和發(fā)布?xì)庀髨?bào)文。如果備份觀測(cè)系統(tǒng)也出現(xiàn)故障問(wèn)題，則需要使用便攜式氣象儀，展開應(yīng)急觀測(cè)任務(wù)。在便攜式氣象儀工作10 min后，展開風(fēng)向、風(fēng)速、溫度、濕度、氣壓的數(shù)據(jù)讀取。

在首都機(jī)場(chǎng)，由于沒(méi)有安裝AMS-II觀測(cè)系統(tǒng)，當(dāng)MIDAS IV出現(xiàn)故障時(shí)，分別采用觀測(cè)場(chǎng)百葉箱、HFY-1A型風(fēng)向風(fēng)速儀和XDY-03型振動(dòng)氣壓儀進(jìn)行溫度、風(fēng)向風(fēng)速、氣壓的備份手段，而HFY-1A型風(fēng)向風(fēng)速儀和XDY-03型振動(dòng)氣壓儀同AMS-II觀測(cè)系統(tǒng)的測(cè)量精度是一樣的。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上分析可以得出：目前MIDAS IV自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)的觀測(cè)精度是最符合民航要求的，因此是民航氣象的主用設(shè)備。較之MIDAS IV自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)，AMS-II觀測(cè)系統(tǒng)、DZQ03 A型便攜氣象儀的觀測(cè)精度略低，但仍能滿足民航氣象要求，可以作為備份和應(yīng)急手段。另外，DZQ03 A型便攜氣象儀本身小巧方便、工作情況較為穩(wěn)定，能夠產(chǎn)生較好的應(yīng)急效果。

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