王健治，陳聲明，徐志欽，徐穎，徐敏輝

（民航廈門(mén)空管站氣象臺(tái)，福建廈門(mén) 361006）

在飛機(jī)的起降過(guò)程中，對(duì)飛機(jī)影響最大的當(dāng)屬氣象條件，許多氣象條件嚴(yán)重威脅著飛行安全。為了避免飛機(jī)在起飛和降落時(shí)不安全事件的發(fā)生，機(jī)場(chǎng)必須安裝全天候?qū)崟r(shí)監(jiān)控天氣的設(shè)備，自動(dòng)氣象觀測(cè)系統(tǒng)（AWOS）是大部分機(jī)場(chǎng)都配備的主要探測(cè)設(shè)備。筆者針對(duì)廈門(mén)機(jī)場(chǎng)的自動(dòng)氣象觀測(cè)系統(tǒng)（MIDAS Ⅳ）做了一些實(shí)用的的研究與探索，取得了不錯(cuò)的效果。

1 自動(dòng)氣象觀測(cè)系統(tǒng)（AWOS）概述

1.1 自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)的型號(hào)及模塊組成

自動(dòng)氣象觀測(cè)系統(tǒng)（AWOS）是一套高精密的探測(cè)設(shè)備，由探測(cè)模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、輸入輸出模塊等幾部分組成?，F(xiàn)在國(guó)際上自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)最主要的生產(chǎn)商是芬蘭的VALSALA 公司，全國(guó)大部分機(jī)場(chǎng)安裝的也是該公司的產(chǎn)品，型號(hào)主要有AWOS2000 MIDAS Ⅳ和AVIMET。廈門(mén)機(jī)場(chǎng)2008 年引進(jìn)并安裝了該公司的自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)MIDASⅣ。

1.2 開(kāi)展自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)研究的必要性

在《民用航空氣象觀測(cè)技術(shù)政策》第35 條重點(diǎn)提到：加強(qiáng)觀測(cè)技術(shù)設(shè)備本地化應(yīng)用研究。如何利用現(xiàn)有的探測(cè)設(shè)備實(shí)現(xiàn)更高效率的預(yù)警及預(yù)報(bào)，提高飛行保障裕度，成為民航氣象的研究課題[1]。按照中華人民共和國(guó)民用航空行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《民用航空氣象》的要求，當(dāng)風(fēng)、氣壓、溫度等氣象要素達(dá)到或通過(guò)對(duì)飛行有重要影響的數(shù)據(jù)值，必須根據(jù)針對(duì)各個(gè)機(jī)場(chǎng)制定的特殊報(bào)告發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)及時(shí)發(fā)布機(jī)場(chǎng)特殊天氣報(bào)告，同時(shí)報(bào)告給管制部門(mén)及相關(guān)單位。如果能監(jiān)控到這些氣象要素的變化，及時(shí)報(bào)告給塔臺(tái)并發(fā)布機(jī)場(chǎng)天氣報(bào)告，可以大大縮短航班等待的時(shí)間，減少航班延誤。

2 用好自動(dòng)氣象觀測(cè)系統(tǒng)

筆者利用廈門(mén)機(jī)場(chǎng)MIDAS Ⅳ系統(tǒng)做了一些有利于提高氣象服務(wù)質(zhì)量的探索及實(shí)踐。具體方法分為：挖掘自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)自帶功能和通過(guò)軟件開(kāi)發(fā)來(lái)拓展使用功能。

2.1 挖掘自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)自帶功能

2.1.1 掌握系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)

廈門(mén)機(jī)場(chǎng)MIDAS Ⅳ自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)如圖1 所示，從圖中可以看出，MIDAS Ⅳ的軟件結(jié)構(gòu)分為三部分：數(shù)據(jù)的傳輸與傳播、數(shù)據(jù)處理與分析和數(shù)據(jù)顯示及編輯。由于系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高度集成化，我們不需要掌握太多的技術(shù)細(xì)節(jié)，只要通過(guò)“狀態(tài)診斷”，判斷傳感器工作是否正常，然后調(diào)用相應(yīng)的應(yīng)用程序就可以得到我們需要的數(shù)據(jù)，完成相應(yīng)的任務(wù)。

圖1 廈門(mén)機(jī)場(chǎng)MIDAS Ⅳ自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)圖

2.1.2 熟練運(yùn)用系統(tǒng)內(nèi)置應(yīng)用程序

MIDAS Ⅳ自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)內(nèi)置強(qiáng)大的應(yīng)用程序，可以通過(guò)主界面菜單調(diào)用。利用這些應(yīng)用程序，可以輔助氣象觀測(cè)員、預(yù)報(bào)員等完成大部分工作。下面著重介紹如何利用Weather View 來(lái)開(kāi)展氣象服務(wù)工作。

Weather View 程序是最主要的應(yīng)用程序，最多可顯示十個(gè)界面（隨著數(shù)據(jù)的更新自動(dòng)刷新），顯示的頁(yè)面可以通過(guò)配置文件進(jìn)行定制。Weather View 具有聲光告警功能，當(dāng)告警觸發(fā)，各個(gè)終端都會(huì)彈出告警（告警閾值在CDU 的LISTALERT.INI 文件里配置[2]），告警項(xiàng)目會(huì)出現(xiàn)紅色的框。Weather View 具有分顏色顯示的功能，用戶可以根據(jù)需要選擇顯示的要素及背景顏色，有利于區(qū)分不同的要素，如圖2所示。根據(jù)數(shù)據(jù)的不同狀態(tài)，系統(tǒng)會(huì)采用不同的背景色突出顯示效果，提醒用戶注意，如淺灰色表示正常數(shù)據(jù)，白色表示過(guò)期的舊數(shù)據(jù)，紅色表示無(wú)效數(shù)據(jù)，黃色表示人工輸入的數(shù)據(jù)或備份點(diǎn)的數(shù)據(jù)。

圖2 廈門(mén)機(jī)場(chǎng)MIDAS Ⅳ自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)的Weather View 界面圖

2.2 通過(guò)軟件開(kāi)發(fā)來(lái)拓展使用功能

2.2.1 設(shè)計(jì)思路

自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)安裝完成后，主機(jī)上一般配有三四個(gè)串行通訊口，這幾個(gè)串行通訊口是系統(tǒng)重要的輸出設(shè)備，可以輸出實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和報(bào)文等。掌握了自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)輸出方式后，我們可以通過(guò)接收串行口輸出的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，按用戶需求重新定制一個(gè)新的直觀且實(shí)用的顯示界面，同時(shí)把歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)成需要的數(shù)據(jù)格式，通過(guò)簡(jiǎn)單的查詢動(dòng)作實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)查詢功能，并且能把經(jīng)過(guò)處理的符合民航氣象行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)按照用戶需要的格式重新發(fā)送到任何一個(gè)新的終端上。

2.2.2 軟件實(shí)現(xiàn)

2.2.2.1 接收串口數(shù)據(jù)并顯示

利用編程工具軟件，通過(guò)調(diào)用通訊控件可以很容易地接收到串口數(shù)據(jù)。詳細(xì)步驟見(jiàn)作者的文章《廈門(mén)機(jī)場(chǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)顯示及查詢軟件的研發(fā)》一文。當(dāng)一切設(shè)置妥當(dāng)，就可以讀出一組實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)字符串，數(shù)據(jù)刷新頻率為10 s 一次。

根據(jù)收到的數(shù)據(jù)字符串進(jìn)行解讀，分解出每個(gè)氣象要素值，根據(jù)數(shù)據(jù)的使用范圍及重要性，可以分區(qū)、分類(lèi)、分顏色顯示，更加直觀且實(shí)用。廈門(mén)機(jī)場(chǎng)自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)（MIDASⅣ）數(shù)據(jù)顯示界面如圖3 所示，10 min 數(shù)據(jù)用于編發(fā)場(chǎng)外報(bào)，藍(lán)色顯示；2 min 數(shù)據(jù)用于編發(fā)場(chǎng)內(nèi)報(bào)，綠色顯示；RVR 重點(diǎn)關(guān)注，紅色顯示。當(dāng)然，可以根據(jù)使用者的不同需要定制更加個(gè)性化的顯示界面，不再受自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)的諸多限制。

圖3 廈門(mén)機(jī)場(chǎng)自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)（MIDAS Ⅳ）數(shù)據(jù)顯示界面

2.2.2.2 格式化處理串口數(shù)據(jù)并入庫(kù)

把接收下來(lái)的數(shù)據(jù)按照民航的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行格式化處理，存入已經(jīng)建好的ACCESS 數(shù)據(jù)庫(kù)，采用ACCESS 數(shù)據(jù)庫(kù)的一個(gè)“要素”表文件存儲(chǔ)。對(duì)比使用自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)自帶的ASCII Log View 查看歷史數(shù)據(jù)時(shí)需要打開(kāi)多個(gè)文件進(jìn)行查詢，更加簡(jiǎn)單易用，也為后期基于自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的軟件開(kāi)發(fā)與數(shù)據(jù)應(yīng)用奠定了數(shù)據(jù)源基礎(chǔ)。

2.2.2.3 定制個(gè)性化氣象要素提醒閾值，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音告警

自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)自帶的要素提醒不一定適合每個(gè)用戶的需要，有了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)以后，就可以定制個(gè)性化的提醒閾值，比如根據(jù)各個(gè)機(jī)場(chǎng)的特殊報(bào)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)定制提醒內(nèi)容。根據(jù)需要，還可以實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音告警，詳細(xì)步驟見(jiàn)作者的文章《氣象自動(dòng)語(yǔ)音預(yù)警軟件開(kāi)發(fā)》一文。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上方法對(duì)廈門(mén)機(jī)場(chǎng)MIDAS Ⅳ自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行的探索實(shí)踐，效益顯著，主要表現(xiàn)在以下幾方面：①成功讀取自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)輸出的串口實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)格式化處理后形成簡(jiǎn)單易用的ACCESS 數(shù)據(jù)庫(kù)，為后續(xù)的軟件開(kāi)發(fā)與數(shù)據(jù)應(yīng)用奠定了數(shù)據(jù)源基礎(chǔ)；②成功開(kāi)發(fā)出一套氣象要素語(yǔ)音預(yù)警軟件，較好地實(shí)現(xiàn)了對(duì)自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在的問(wèn)題或氣象要素的突變，并實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)語(yǔ)音告警；③對(duì)自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)功能的挖掘卓有成效，定制了個(gè)性化的閾值及顯示界面，方便了用戶使用。這些方法具有普遍適用性，可以在安裝了VALSALA 自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)的機(jī)場(chǎng)推廣使用，沒(méi)有太多的技術(shù)門(mén)檻。