馮超

摘要：隨著民航自動(dòng)化技術(shù)的迅猛發(fā)展，為民航飛行提供氣象實(shí)況信息保障的自動(dòng)氣象觀測(cè)系統(tǒng)得到了較為普遍的應(yīng)用。自動(dòng)氣象觀測(cè)系統(tǒng)是民航飛行實(shí)施氣象監(jiān)測(cè)工作最為重要的探測(cè)設(shè)備。在實(shí)際應(yīng)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(dòng)氣象觀測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行探究，旨在為相關(guān)工作者提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：機(jī)場(chǎng);自動(dòng)氣象觀測(cè)系統(tǒng);網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)

歷經(jīng)長(zhǎng)期的發(fā)展，民航機(jī)場(chǎng)氣象觀測(cè)系統(tǒng)（AWOS）取得了喜人的進(jìn)步與成就。在自動(dòng)氣象觀測(cè)系統(tǒng)業(yè)務(wù)運(yùn)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(jī)組、民航旅客等對(duì)氣象預(yù)報(bào)方面的需求得到充分滿足。然而，在實(shí)施信息傳輸時(shí)，通常離不開網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的運(yùn)用，這也是確保信息實(shí)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(yīng)用時(shí)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(dòng)氣象觀測(cè)系統(tǒng)所運(yùn)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(gè)部分：一是數(shù)據(jù)采集傳感器，其主要負(fù)責(zé)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(jìn)行整合;三是專用的通信電纜，通信電纜是數(shù)據(jù)傳輸時(shí)的主要依托路徑;四是終端控制計(jì)算機(jī)，終端控制計(jì)算機(jī)主要是針對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行的逆處理。就自動(dòng)氣象站搭建過程而言，需要對(duì)信息安全和數(shù)據(jù)安全等問題進(jìn)行重點(diǎn)考慮，這也是選擇集質(zhì)量?jī)?yōu)和可靠性強(qiáng)為一體的同軸電纜進(jìn)行傳輸?shù)脑蛩?。在此方式?yīng)用下，一方面可以使數(shù)據(jù)吞吐量逐漸豐富起來，另一方面也能確保信號(hào)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(diǎn)是自動(dòng)氣象觀測(cè)系統(tǒng)中的重要組成部分，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集的傳感器節(jié)點(diǎn)是由多個(gè)感應(yīng)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(yīng)元件上就會(huì)出現(xiàn)一定的感應(yīng)電流，在感應(yīng)電流向數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換過程中，借助線性轉(zhuǎn)換處理和運(yùn)用就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的有效篩選，既使數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性得到了保障，又能夠提升天氣預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率。而從數(shù)據(jù)采集器角度來講，其是負(fù)責(zé)將獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，并借助網(wǎng)絡(luò)向終端控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行傳輸?shù)裙ぷ鳌４K端計(jì)算機(jī)接收到數(shù)據(jù)信息后會(huì)圍繞其格式進(jìn)行審核和處理，審核完畢后會(huì)根據(jù)特定標(biāo)準(zhǔn)將其進(jìn)行劃分和儲(chǔ)存，并在明確相關(guān)要求的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)信息的備份。另外，功能模塊也是終端計(jì)算機(jī)中的重要組成部分，可以在了解和掌握氣象報(bào)告的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)編輯發(fā)報(bào)，進(jìn)而生成完整、全面的氣象報(bào)告。以網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)運(yùn)用為輔助一方面實(shí)現(xiàn)了氣象信息的播報(bào)，另一方面還能將相關(guān)分析結(jié)果和氣象資料進(jìn)行整合和傳輸，最終存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫當(dāng)中。

二、無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信技術(shù)

近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和社會(huì)的快速發(fā)展，對(duì)自動(dòng)氣象觀測(cè)系統(tǒng)提出了更高的要求，不僅從功能上來說，對(duì)自動(dòng)氣象觀測(cè)系統(tǒng)要求具備多鏈路通信備份功能，而且在民用機(jī)場(chǎng)使用過程中，根據(jù)《民用航空自動(dòng)氣象觀測(cè)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(yīng)當(dāng)具有通過有線和無線的通信方式遠(yuǎn)程傳輸實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及系統(tǒng)監(jiān)控信息的功能。因此，以現(xiàn)下應(yīng)用較為普遍的自動(dòng)氣象觀測(cè)系統(tǒng)來講，如果依然沿用傳統(tǒng)的有線方式進(jìn)行連接，一旦有線通信中斷，將會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集不連續(xù)，氣象報(bào)文發(fā)送不及時(shí)等重大問題。

目前民航機(jī)場(chǎng)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(dòng)氣象觀測(cè)系統(tǒng)為例。

安裝方案總體設(shè)計(jì)原則：在保持現(xiàn)有自觀系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不變的情況下，將全部傳感器數(shù)據(jù)信號(hào)通過無線通信的方式進(jìn)行傳輸，當(dāng)有線通訊出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)會(huì)通過安裝的軟件自動(dòng)切換到無線通信。

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

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

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

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

跑道兩端延長(zhǎng)線云高儀無線網(wǎng)橋和通信機(jī)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(tái)選擇合適位置安裝5個(gè)接收網(wǎng)橋，分別與五套傳感器發(fā)射發(fā)橋相對(duì)應(yīng)，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(jī)，在服務(wù)器端安裝有線無線自動(dòng)切換軟件，能夠有效為機(jī)場(chǎng)提供自動(dòng)觀測(cè)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(xué)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(cè)系統(tǒng)中得到了較為普遍的應(yīng)用。在后續(xù)使用過程中，需要結(jié)合實(shí)際工作需求來對(duì)其進(jìn)行合理選擇，以此使自動(dòng)氣象觀測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息獲取后的技術(shù)傳輸穩(wěn)定運(yùn)行，保障民航氣象探測(cè)信息及時(shí)、有效的為民航飛行提供可靠的氣象保障服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

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