季川 李遐 民航甘肅空管分局氣象臺

1 引言

濕度是民航地面氣象觀測中重要的氣象要素之一，蘭州中川機場采用的是vaisala公司生產的HMP155，該傳感器使用新一代聚合物薄膜電容傳感器進行相對濕度的測量。引起濕度測量異常的因素有探測環(huán)境，傳感器本身、通信以及算法等，其中大部分情況下均與傳感器、通信等因素有關，探測環(huán)境引起的濕度測量異常非常少，本文出現的濕度測量異常情況是由發(fā)生率非常低的探測環(huán)境引起的，而且是國內有文獻記載的第一次，作者通過分析其原因，還原其處理過程，最終給出了有效的解決方案并總結出處理vaisala傳感器設備該類虛告警的經驗，以期待能提升全國用戶使用vaisala傳感器的水平。

2 故障現象：

2015年3 月18日13：54分觀測員報告發(fā)現自觀終端屏幕上相對濕度及露點數據狀態(tài)持續(xù)顯示為紅色告警信息，數據顯示為2%，其余自觀數據狀態(tài)顯示正常，觀測場遙測濕度數據顯示為4%未有告警信息。

3 故障分析處理：

(1）查看Event Monitor事件監(jiān)控窗口中告警信息,告警信息為“HT-HLMIDITY”。

(2）從顯示界面看出，溫度，氣壓，雨量等數值正常，而僅有濕度露點數據狀態(tài)為持續(xù)紅色，由于溫濕壓雨都是通過QML201采集后通過同一通訊線路向CDU發(fā)送，故傳輸線路部分故障可能性基本排除。

(3）使用診斷工具diagnostic.exe查看服務程序和對象，服務程序正常。除了由于服務異常引起的數據狀態(tài)變紅。查看對象，數據正常，雙擊該對象，查看對象所包含的數據項，數據項的濕度瞬時值為紅色，技術手冊對此狀態(tài)的描述為數據無效，經判斷最大可能性為數據丟失。

(4）做完上述工作后，暫時分析得出軟件故障可能性較小，猜想會不會是外場硬件原因，在做外場處理之前，先分別對CDUA,CDUB機進行重啟，重啟后觀察濕度數據依舊為紅色。

(5）在跑道，首先用萬用表測試HMP155濕度供電電壓正常，為12V左右測試當時的模擬輸出電壓值，接近0V左右，關閉電源電壓執(zhí)行復位操作后，濕度數據仍舊紅色。

(6）最后，我們將注意力集中到HMP155傳感器上，由于采集與處理正常，通信過程判定正確無誤，懷疑所測數據本身的正確性，問題可能在于溫濕測量環(huán)境是否發(fā)生了變化。隨后，清潔HMP155的薄膜濕度傳感器，室內機務員通過細心觀察發(fā)現奇怪現象，相對濕度數據狀態(tài)在清潔期間上升至5%—6%時，無效告警同時消失，數據狀態(tài)為正常的淺灰色，清潔完畢后，相對濕度數據下降至3%—4%,無效告警再次出現，數據狀態(tài)為紅色。

(7）再次清潔，發(fā)現告警消失一段時間，疑點迅速集中到相對濕度的變化上，懷疑其本身測量時存在閾值，查閱當時的遙測相對濕度為3%，而自觀數據為2%,狀態(tài)為持續(xù)紅色。根據技術手冊可知，HMP155的測量范圍在0%--100%之間，這時懷疑傳感器因時間久遠，其靈敏度變差，更換新購備件HMP155，所測相對濕度數值狀態(tài)依舊為紅色，基本可以排除是傳感器原因。

(8）外場設備運行良好，周圍環(huán)境判定也無問題，傳輸線路也正常，問題又集中到AVIMET軟件，結合當日罕見的低濕環(huán)境，懷疑是系統(tǒng)配置文件中對濕度測量有閾值限定。

(9）嘗試修改系統(tǒng)中 c：AVIMETmetht.ini文件中以下項：改動前：MINRH=[R]5.0，改動后：MINRH=[R]0.0，重啟服務后數據狀態(tài)從紅色變?yōu)闇\灰色，故障暫時恢復正常，此時相對濕度為4%左右，數據正常狀態(tài)持續(xù)了10分鐘，異常情況或許就此解決，但是，半小時后異常情況再次出現。發(fā)現當濕度數值降低到3%時，數據狀態(tài)再一次變紅，數據無效告警再次出現，鑒于之前的處理思路，重新檢查參數文件，猜想可能還有對濕度閾值定義的配置文件，將注意集中到與硬件配置有關的參數文件sensors.ini，查找與濕度有關參數，發(fā)現有RH_MIN項對濕度閾值有定義，嘗試做如下修改：修改前：RH_MIN=[R]3.0 修改后：RH_MIN=[R]0.0重啟服務后濕度及露點數據狀態(tài)從紅色再次變?yōu)闇\灰色，繼續(xù)觀察3個小時后，數據狀態(tài)正常，在觀察3個小時中，相對濕度數值顯示為1%--5%之間，屬于罕見的干旱狀態(tài)。

4 總結：

1.異常情況出現時天氣分析：

2015年3 月18日蘭州中川機場由于中低空受暖脊控制，天氣晴朗少云，升溫迅速導致出現長時間相對濕度低于5%，這種情況即使在干旱的西北地區(qū)也是首次出現，從而導致數據連續(xù)觸及閾值，系統(tǒng)認為數據無效發(fā)出告警提示，狀態(tài)為紅色提示數據超出配置文件閾值定義是無效的。

2.由此次異常情況引發(fā)的思考：

(1）AVIMET配置文件對相對濕度數據有閾值規(guī)定，而且配置文件中的規(guī)定與傳感器實測范圍有差距，這在極端天氣條件時會出現傳感器能測量的這些極限數值被作為無效數值處理。那么還有哪些傳感器會涉及到相同的問題，這些涉及相同情況的傳感器，我們是否應該根據當地的極端氣候條件對它們的配置文件進行相應的優(yōu)化，便于數據的正常顯示和記錄保存，根據思考認真查找每一個傳感器，發(fā)現對于每一個傳感器，在配置文件中均有相應的閾值規(guī)定。

(2）此次濕度數據狀態(tài)異常情況的出現是由于天氣變化導致極端數值出現所引起，對于傳感器，除了閾值限定外，AVIMET軟件還有其它根據天氣情況或傳感器工作環(huán)境的限定嗎，這種限定會不會引起異常情況的出現，這值得每一個自觀機務人員在遇到異常情況時去思考，特別是對環(huán)境，天氣的思考，而不是一味將注意力集中在傳感器本身上。