中国民航东北地区空中交通管理局黑龙江分局气象台设备室 黑龙江省哈尔滨市 150001
摘要：气象因素在民航日常工作中的对安全运行的影响作用越来越大，飞机通常在起飞、降落和空中飞行的各个阶段都会受到所处环境的风、气温、气压等各个气象要素的影响，作为反映本场气象条件和情况的本场气象观测数据的为与飞行有关的各个运行部门所关注，及时了解本场的气象条件，不仅可以做好飞行管制工作，还有利于管理调度等部门作出正确的运行管理调度工作。本文对民航空管气象观测信息终端设计与实现进行探讨。
关键词：空管气象；观测信息；终端设计
引言：民航本场气象观测数据在保障安全飞行工作中起到越来越重要的作用，各个相关部门对本场气象观测数据有越来越多的需求。本文介绍分析了民航空管本场气象观测数据终端软件的设计和实现，可实现对本场气象自动观测数据的显示，并对部分关键数据进行对比监测，并有相关告警功能，以保障数据的有效性、准确性和可靠性，对异常数据具有报警和记录功能，以科技手段提升安全生产运行保障能力，方便各运行单位及时准确的获得本场气象观测数据。
1概述
作为重要的气象装备之一，民航空管气象观测部门配备了主备气象观测系统，为各个运行单位提供相应的气象观测数据。然而，主要运行的气象观测系统的观测终端有数目限制，无法满足各相关用户对显示终端的需求，且其终端无法接收其它系统实时观测数据，满足基于对比观测数据来保障数据准确无误的要求。为了向各运行及相关使用部门提供本场气象观测数据，我们开发了基于主备气象观测数据系统对主要数据具有对比监控的气象观测数据终端系统。
2行业标准及相关依据与要求
该终端系统研制过程中，依据《民用航空气象地面观测规范》《民航空管系统不安全事件标准》《民用航空自动气象观测系统技术规范》等文件。并参照了为加强民航气象观测工作，确保机场气压数据的准确性，切实保障航空飞行的安全，民航局空管局专门下发的《关于加强机场气压数据比对工作的通知》的文件。
3系统概述
本场气象自动观测系统有芬兰的MIDASIV自动气象观测系统、AMS-Ⅱ自动气象观测系统，气压的测量设备还有振筒气压仪。本观测数据终端获取MIDASIV自动气象观测系统输出的航标9数据，以及AMS-Ⅱ自动气象观测系统自己数据格式的数据，以及振筒气压仪的气压测量数据。系统实时显示通过获得以上设备系统提供的实时气象观测资料，通过声音和界面告警的形式提醒使用人员注意出现异常观测数据，从而启动相应的气象观测系统数据异常处置程序，保障数据提供的准确。该终端对本场观测数据的对比监测有如下功能：
3.1同一观测点气象观测数据变化的对比监测
对需要监测对比的气象要素，系统根据相应规范和规定要求，对不同观测点数据来源的气象观测数据进行各自数据变化的对比监测，其对比监测分为两个方面，一是对比监测每一数据来源数据的相邻整点的气象观测数据，如果出现其差值大于等于阈值的情况时，进行告警信息发送并在日志文件中记录发生的时间、数值和数据来源；二是根据设置的时间间隔，在其时间间隔内，发生气象观测数据变化大于等于所设阈值时，将告警信息发送并在日志文件中记录发生的时间、数值和数据来源。
3.2不同观测点的气象观测数据的对比监测
同时对MIDASIV自动气象观测系统和AMS-Ⅱ自动气象观测系统提供的部分气象观测数据进行实时对比。当某一个观测点的数值与另外观测点的数值大于等于所设阈值时,则将告警信息发送并在日志文件中记录发生的时间、数值和数据来源。
3.3气象要素观测数据异常告警
告警信息产生时，相应的告警程序会通过声音和界面信息告警提示用户检查,告警持续到数据正常为止。界面上提供有静音按钮,用户可在出现数据异常后通过此按钮静音。
4方案设计与实现
该系统硬件结构图如下：
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图1 气象观测数据终端系统框架图
该系统由服务器通过获取不同来源的本场气象观测数据后，先对数据进行解析判断，再进行质量控制后，将相应的数据供下一步处理和提供符合规范的数据传输到各终端进行显示。
4.1观测数据资料来源
观测数据服务器中本场气象观测数据来自三个不同的系统：
4.1.1振筒气压仪
目前使用的振筒气压仪具有通过RS-232口，可以以询问方式提供修正海平面气压等数据。系统设计中通过轮询方式，获取修正海平面气压数据，供修正海平面气压数据对比检测进程进行对比检测。由主观测终端对振筒气压仪发出查询命令，结果以广播形式对其它当轮询超出一定时间无数据后，进入相应告警程序。
4.1.2AMS-Ⅱ自动气象观测系统
AMS-Ⅱ自动观测系统采用网络UDP传输协议向局域网中广播数据流，其数据流字串每隔5秒发出一次。数据流字串格式为以****zdgc开头，以####为结束标记。每个要素之间是用@字符隔开,各要素值放在“=”后面。由于设备故障或其他原因导致该要素没有或缺测，则该要素的值为“////”。
4.1.3MIDASIV自动观测系统
通过对MIDASIV自动观测系统CDU进行相关配置，确保其提供的自观数据流可以从CDU发出，经过TS-16的串口输出航标9数据后，经串口服务器以TCP传输协议输出。
4.2终端的数据显示
该终端提供各种根据规范要求的数据供选择查看，在观测来源数据齐全的情况下，主显示界面以MIDASIV自动气象观测系统提供的数据，当MIDASIV自动气象观测系统缺失数据时，以青绿底黑字使用AMS-Ⅱ自动气象观测系统数据替代显示。当气压数据显示为振筒气压仪数据时，则为红底黑字。同时提供MIDASIV自动气象观测系统和AMS-Ⅱ自动气象观测系统，以及各观测点气压数据的显示界面,供使用者根据需要选择使用。
4.3特殊天气监测
为保障航空飞行的安全，根据中国民用航空局相关规定,对重要天气现象、风向风速、能见度、跑道视程、云况等气象要素需要进行实时的监测,当其达到特殊天气标准时必须及时进行特殊天气告警。系统中的数据服务器在获取到的MIDASIV自动观测系统的地面风、能见度和跑道视程的变化超过设定阈值时，将告警信息传输到各终端，各终端提供相应的弹窗告警，并记录在特殊天气气象要素变化文档中。
4.4告警与历史记录
本系统将相应的告警信息记录到服务器中各种的告警信息记录文档中以供查询，各类终端根据设定的规则进行声音告警及相应的信息提示，以提醒值班人员启动相应的处置程序。
结束语
该终端系统可以提供综合显示多套自动观测系统数据的功能，简化了硬件设备需求，特别是摆脱了设备厂商对自动观测数据显示终端数目限制和日常工作中需要更多显示终端的矛盾，通过部分气象要素数据的对比检测，也排除了数据提供失误的隐患，更好地为广大气象用户提供更好的服务，提高飞行工作的安全运行保障能力。
参考文献
[1]芬兰Vaisala公司.VaisalaMIDASIV自动观测系统用户手册[Z].2014.
[2]长春希迈气象科技股份有限公司.AMS-II自动气象观测软件手册说明书[Z].2017.
[3]宋文英,吴明江,陈柏堃,等.气象测报地面信息化数据处理技术[J].气象科技,2011(5):666-669.
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