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    氣象自觀系統(tǒng)(AWOS)燈光信息接入解決方案

    2017-09-09 22:50:52向亞子涂秋宏向松林向韜
    中國科技博覽 2017年27期
    關(guān)鍵詞:數(shù)據(jù)格式

    向亞子 涂秋宏 向松 林向韜

    [摘 要]芬蘭VAISALA氣象自動觀測系統(tǒng)(AWOS)因其測量氣象要素準(zhǔn)確度高、維護(hù)方便、系統(tǒng)穩(wěn)定度好且價(jià)格適中而廣受中國民航中小機(jī)場用戶青睞。該系統(tǒng)輸出的RVR值與跑道燈光等級的輸入采集,是本系統(tǒng)的不足。目前機(jī)場方采用的跑道燈光設(shè)備多為國產(chǎn)設(shè)備同VAISALA的系統(tǒng)有一個(gè)對接問題。本文通過硬件和軟件提出一個(gè)替代方式解決燈光級數(shù)接入方案供廣大中小機(jī)場借鑒和使用。

    [關(guān)鍵詞]跑道燈光級數(shù);數(shù)據(jù)接入;RVR計(jì)算;數(shù)據(jù)格式

    中圖分類號:TP311.52 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-914X(2017)27-0208-01

    一、前言

    VAISALA氣象自動觀測系統(tǒng)(AWOS)是芬蘭生產(chǎn)的,廣泛應(yīng)用于中國民航。特別是中小型機(jī)場,其使用率達(dá)98%以上。該系統(tǒng)輸出的RVR值的計(jì)算由能見度光學(xué)探頭(FS11或FD12或LT31)、背景光亮度探頭(LM21)、跑道燈光強(qiáng)度等級三個(gè)傳感器探頭數(shù)據(jù)綜合計(jì)算而成,三者缺一不可。而RVR值對管制工作和飛行安全尤為重要,特別是在特殊天氣情況下,RVR值作為航空器是否能正常起降的重要指標(biāo)。

    1.1 AWOS系統(tǒng)硬件配置現(xiàn)狀

    (1)目前機(jī)場AWOS硬件配置如圖1所示[1]。

    1.2 機(jī)場燈光級數(shù)信息獲取方式

    (1)、采用系統(tǒng)默認(rèn)燈光級數(shù)計(jì)算RVR方式。該種方式適合于不需燈光級數(shù),通過系統(tǒng)軟件默認(rèn)設(shè)置為100%但此種方式改變燈光級數(shù)極為不便。

    (2)、通過VAISALA配的RSI50設(shè)備[2],手動調(diào)節(jié)級數(shù)送入MCU111中TS16燈光接入口。本文就是改變此種接入方案。

    (3)、直接由燈光設(shè)備供應(yīng)商聯(lián)合VAISALA廠商通過軟件解決。目前大機(jī)場多采用此種方式。此種方式方便快捷,但所需費(fèi)用較大。

    1.3 存在問題的解決思路

    恩施機(jī)場現(xiàn)通過氣象觀測員手動模擬調(diào)節(jié)燈光級數(shù)信息,使用起來主要有如下不問題:一是信號接入TS16設(shè)備容易遭感應(yīng)雷擊,導(dǎo)致TS16對應(yīng)口損壞;二是當(dāng)塔臺更改燈光級數(shù)后,若觀測員未手動調(diào)節(jié)會導(dǎo)致RVR數(shù)據(jù)不準(zhǔn)而存在安全隱患;三是觀測員每次手動調(diào)節(jié)很不方便,能否采用更為簡單的辦法,去掉RSI50設(shè)備后通過硬件和軟件結(jié)合辦法,從塔臺上準(zhǔn)確把燈光信息送入AWOS系統(tǒng)TS16中呢,我們通過一系列的硬件軟件分析和實(shí)踐,認(rèn)為此方案可行。

    二、燈光信息送入AWOS系統(tǒng)的解決方案

    2.1 硬件實(shí)現(xiàn)方案

    接入AWOS系統(tǒng)TS16端口服務(wù)器的傳感器信號可為RS232信號或RS485信號[4]。具體接入應(yīng)視距離而定。本場采用RS485傳輸,數(shù)據(jù)采集的電腦采用塔臺燈光控制電腦,信號由電腦COM口送出(RS232信號),然后加一個(gè)RS232轉(zhuǎn)RS485的信號轉(zhuǎn)換器,把RS485送出的信號通過電纜接入3樓機(jī)房送入配線架接入TS16燈光信息口(本場為8口)。至此,硬件鏈路應(yīng)連接完畢。驗(yàn)證辦法是把RSI50放在塔臺上,通過連接RSI50的2(TXD)、3(RXD)、5(GND)到RS485轉(zhuǎn)換器,輸出燈光級數(shù)正常。

    2.2 軟件實(shí)現(xiàn)方案

    在塔臺燈光控制電腦上,我們通過編寫一個(gè)軟件,預(yù)期達(dá)到兩個(gè)目的。一是在無燈光信息時(shí)可通過鼠標(biāo)自由控制想要的燈光級數(shù)信息送到AWOS系統(tǒng)計(jì)算相應(yīng)的RVR數(shù)值;二是通過該軟件自動讀取跑道燈光控制軟件燈光數(shù)據(jù)信息送到AWOS系統(tǒng)做實(shí)時(shí)的RVR計(jì)算。目前,我們完成了第一個(gè)目標(biāo)。

    (1)數(shù)據(jù)流分析時(shí),我們通過手動模擬調(diào)節(jié)燈光級數(shù)信息,在超級終端截獲的燈光級數(shù)據(jù)有很多是不可見字符號屬正常,參照RS150的說明書,我們不可見字符對應(yīng)的ACIII碼

    (2)、代碼編寫和調(diào)試運(yùn)行。根據(jù)以上數(shù)據(jù)分析我們在編寫程序代碼時(shí)可先構(gòu)造一個(gè)燈光級數(shù)信號的字符串,然后使用定時(shí)器,不間斷把該字符串發(fā)送到串口1上的辦法,達(dá)到自觀系統(tǒng)接收正確的燈光級數(shù)信息的目的,從而MIDAS IV系統(tǒng)正確地計(jì)算出跑道視程RVR值。

    部分程序合成信號代碼如下:

    Char SOH,STX,TAB0,ETX,CR,LF;

    String LightLevel;SOH=0x01;STX=0x02;ETX=0x03;

    CR=0x13;LF=0x10;TAB0=0x09;

    LightLevel=””;LightLevel+=SOH;LightLevel+=”1A”;

    LightLevel+=STX;LightLevel+=TAB0;LightLevel+=”1”; //注意,此處是燈光級數(shù)LightLevel+=TAB0;.....

    軟件編完后經(jīng)過反復(fù)調(diào)試,達(dá)到預(yù)期的效果。

    把本軟件安裝在塔臺燈光系統(tǒng)控制電腦上,人為任意調(diào)節(jié)燈光級數(shù),MIDAS IV系統(tǒng)界面上燈光信息能隨著變化,達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

    三、結(jié)論和展望

    實(shí)踐證明去掉VAISALA給系統(tǒng)專門配置的燈光級數(shù)調(diào)節(jié)器RSI50后采用軟硬件實(shí)現(xiàn)的技術(shù)是可行的。加上我們自己的努力和研究,通過使用相關(guān)的軟硬件技術(shù),在實(shí)踐中是可以達(dá)到互聯(lián)互通的目的,從而為我們的飛行安全提供更多的保障。

    參考文獻(xiàn)

    [1] MIDAS IV Documentation volume 1,vaisala,finland.

    [2] Automated weather observing system MIDAS IV rsi50 configuration guide, VAISALA,finland.

    [3] 劉樂善,葉濟(jì)忠,葉永堅(jiān)。微型計(jì)算機(jī)接口技術(shù)原理及應(yīng)用[M]武漢,華中科技大學(xué)出版社,1996-03.

    [4] Problem Solving, Abstraction & Design Using C++ (5th Edition),(美)Frank L. Friedman?Elliot B. Koffman,Addison Wesley.endprint

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