温州机场自动气象观测实时巡检系统的设计与实现

温州机场自动气象观测实时巡检系统的设计与实现

邹俊威

中国民用航空温州空中交通管理站 325000

自动观测系统（以下简称AWOS）是安装在机场跑道周边的一套重要气象设备，其提供的跑道视程（RVR）、能见度（Visibility）、修正海平面气压（QNH）和风向风速等飞行要素是管制员指挥决策的重要依据。保障自动气象观测系统的正常运行是气象机务员的一项重要工作。但系统设备分布在机场跑道旁，安装地点分散、距离分布较远。每次巡检维护需要到外场逐点进行操作，各项保障工作都需要参与巡检的人员多、劳动量大、维护时间长、且需配备车辆保障，导致维护成本较高，效益低下。 在恶劣复杂的天气条件下，甚至无法进行设备维护。因此如何实现在自动气象观测系统长期稳定运行的同时降低维护人员劳动量和维护成本，实现对AWOS传感器、UPS 电源和CDU状态数据等进行集中监控有着极其重要的意义。

本文主要介绍了温州机场在基于安徽空管分局自动气象气象观测实时巡检系统基础上设计了符合本场实际运行情况的实时巡检系统方案并加以实现。

1、本场AWOS概况

温州机场自动气象观测系统于2013年投入使用，传感器主要分布在跑道周边的5个位置，具体传感器及位置信息如下表1所示

表1

传感器数据到航管楼服务器采用点对点的传输方式，首先将外场传感器输出的RS485信号通过MOXA TCF-142-S-SC光猫转换为光信号，经光纤到航管楼机房后再通过光猫将光信号转换回RS485信号由TS16MEI端口服务器接收，然后由服务器通通过TCP/IP协议读取端口服务器接收的数据并进行计算处理后交由用户使用。

为保障自动气象观测系统24小时不间断运行及《民用航空自动气象观测系统技术规范》要求，本场在03下滑台和21下滑台机房均配置了山特C3KS UPS电源，机房与传感器的机柜相距约5米。

2、实时巡检系统的设计与实现

2.1传感器维护口通信的设计与实现

AWOS传感器数据信号采用点对点光纤通信的方式，虽然带宽大、时效快，但是对于AWOS传感器的数据量来说有些许浪费。本场的光纤数量的配备情况分别为南灯光带和北导航台为6芯，03下滑台、跑道中间、21下滑台均为12芯，在充分利用现有条件并需要考虑光纤冗余情况下，本方案采用了基于MOXA NPORT 6450多串口服务器的传输方案。在每个位置的机柜中布置一个串口服务器，通过并联的方式先将各个传感器的维护口连接到串口服务器上，同时在MOXA 6450串口服务器上安装一个光纤以太网模块NM-FX01，信号即可通过光纤到达航管楼机房，信号在航管楼中经MOXA CSM-200-1218光电转换器转换后经交换机通过TCP/IP协议实现与服务器的通信。此时，只需将串口服务器的IP同服务器IP配置成统一网段。

2.2 UPS监控信号通信的设计与实现

本场的UPS安装在下滑台机房内，到多串口服务器没有有线的物理线路，考虑到在飞行隔离区内重新挖埋线路的复杂情况及不停航施工的要求，本系统采用了无线串口服务器和无线AP的方案。该方案先将机房内的山特C3KS UPS的维护口信息通过串口线连接到MOXA W2150无线串口服务器上，同时在外场机柜中安装一个MOXA AWK 1131A无线AP,即可实现UPS与无线AP的通信。机柜中的无线AP又与MOXA NPORT 6450多串口服务器通过网线相连，UPS维护口信息即可通过光纤到达航管楼服务器。此时、无线串口服务器、无线AP、多串口服务器的IP同样需配置成统一网段。

2.3 CDU传感器状态数据通信的设计与实现

CDU中传感器的状态数据的通信方式相对简单，状态数据信息由TS16MEI串口服务器输出，因TS16MEI与本系统的服务器均安装在统一机房中，只需将TS16MEI中发送CDU状态数据的端口通过串口线连接到串口服务器MOXA NPORT 5210中，服务器即可TCP/IP协议接收CDU的传感器状态信息。

2.4 数据处理

系统服务器采集到所有数据及信息后，通过安徽空管分局的巡检系统的软件对传感器、UPS、及状态数据进行处理，机务员即可实时对本场自动气象观测系统进行监控或维护。系统的网络拓扑图如下图一所示

图一

3. 结束语

温州机场的自动气象观测实时巡检系统在安徽空管分局实时巡检系统的软件基础上，根据实际情况，对外场传感器采用基于MOXA NPORT 6450多串口服务器的传输方案，对UPS采用无线串口服务器结合无线AP的方案实现了对自动气象观测系统的实时监控。该系统投入使用后，可帮助机务员实时监控外场传感器状态信息并可在室内对AWOS传感器进行维护操作，为气象机务员快速找出故障点及排除故障都提供了极大的便利，更好地保障了飞行安全。