民航自动气象站故障排查与分析

民航自动气象站故障排查与分析

叶新兴

（中国民用航空三亚空中交通管理站 海南 三亚 572000）

摘要：在民航空管系统中，自动气象站测量六要素（气压、风向、风向、温度、相对湿度、雨量）并输出至自观CDU服务器进行数据处理，并在塔台及气象服务席位自观终端上显示。其中，气压、风向及风速数据对于飞机起降起到至关重要的作用。为保障自动气象站持续稳定地运行，在故障发生时及时处置，缩短故障处置时间，降低故障对实际运行的影响，本文从传感器、供电、通信及服务器四个方面讲述机务员在日常的运行保障中当自动气象站数据出现异常时如何开展故障排查与分析。

关键字：自动气象站；六要素；故障排查

0 引言

   在民航空管系统中，主流的自动气象站型号为MAWS301、AWS310。自动气象站测量六要素（气压、风向、风向、温度、相对湿度、雨量）并输出至自观CDU服务器进行数据处理，在塔台及气象服务席位自观终端上显示。其中，气压、风向及风速数据对于航班起降起到至关重要的作用，直接关乎航班起降的安全性，因此要全力保障自动站数据的准确性及稳定性。为保障自动气象站持续稳定地运行，在故障发生时及时处置，缩短故障处置时间，降低故障对实际运行的影响。本文从传感器方面讲述机务员在日常的运行保障中当自动气象站数据出现异常时如何开展故障排查与分析。

1传感器

1.1气压PTB330

   若自观终端显示界面某跑道端其他气象要素显示正常，只有原始气压P0及场面气压QFE气压值丢失，先通过SENSOR IO应用程序检查气压回传原始数值，如果数值正常则是CDU服务器问题；若是回传数据丢失，需前往外场检查气压传感器的供电、通信及设备配置。

     在自动站MAWS301机箱中，气压传感器外部有电源指示灯，可检查电源灯是否亮起，如果不亮需检查15VDC端子排供电接线是否松动或者接触不良；如果电源灯正常则检查气压传感器232通信线路，再通过维护口连接气压传感器检查配置；在自动站AWS310机箱中，气压传感器外部有电源指示灯，可检查电源灯是否亮起，如果不亮需检查端子排上层40、70端子24VDC供电接线是否松动或者接触不良；如果电源灯正常则检查气压传感器上层50、80端子485通信接线，再通过维护口连接气压传感器检查设备配置。若是气压突然变化，需关注是否是气候原因引起突变，或者是气压透气口滤网是否被昆虫堵塞或者透气管弯折引起。

1.2风传感器WA15/WMT703

    在自动站MAWS301中，通常使用机械风WAV151/WAA151组合的方式进行风数据探测；在自动站AWS310中，通常使用机械风WAC155（WAV151/WAA151）或者超声风WMT703的方式进行风数据探测。

1.2.1 风向传感器WAV151

在自动站MAWS301中，6位格雷码信号通过QMI118转化成SPI数字信号接入QML201中，但回传至服务器的风向数据不会丢失，需要关注风向是否会保持恒定值236°、360°或者某个角度不变。

若是风向数据会保持236°或360°不变，是因为自动站MAWS301数采器QML201会在以下两种特定极端情况输出特定异常值，即当风向传感器WAV151故障或者风向传感器WAV151与光电格雷码转换器QMI118之间的传输线路（供电、通信）中断，且QMI118工作正常时数采器QML201会持续输出风向数据236°；当光电格雷码转换器QMI118的SPI数字信号线与数采器QML201主板中断连接，或者QMI118供电故障时，数采器QML201会持续输出风向数据360°。其原因是在这两种特定极端情况下，数采器QML201解析风向的模块接口检测到的电压值正好与格雷码111111与000000一致导致。出现以上两种特定风向数据时数据会长时间无变化且无任何告警提示。若保持某个角度不变，先观察传感器风向标是否转动，然后放下风杆检查传感器轴承是否卡塞或者风向传感器故障，进行更换传感器进行测试。有雨雪的地域，需关注传感器加热工作情况，避免加热失效导致传感器外表结冰的情况。

1.2.2 风速传感器WAA151

当风速始终为0时，需检查风速传感器传输线路（供电、通信）是否存在异常。若机箱检查接线未发现异常，先观察传感器风杯是否转动，然后放下风杆检查传感器轴承是否卡塞或者风速传感器故障，可更换传感器进行测试。有雨雪的地域，需关注传感器加热工作情况，避免加热失效导致传感器外表结冰的情况。

1.2.3  WAC155

在民航空管领域中，WAC155通常使用在单风站或者AWS310中，其作用是为传感器（WAV151/WAA151）提供供电、加热及数据接口，并将风向格雷码信号与风速频率信号转化成485数字信号输出。需要注意的是，WAC155只要有一个要素数据丢失，则会造成自观显示界面中点风向风速同时丢失，这是因为其计算逻辑决定的，厂家回复无法修改。若是风向风速数据同时丢失，应检查以下几个方面：1、检查WAC155供电、通信线路以及WAC155设备配置是否异常；2、检查WAC155硬件是否故障，可更换备件进行测试；3、检查WAC155至传感器之间的供电及通信接线；4、检查WAA151或者WAV151是否硬件故障，可更换备件进行测试。需要注意的是，WAC155设备配置中需设置传感器供电模式POWERSAVE为0，配置成连续供电。在单风站中，WAC155通常配置为自动输出，设置0 type mwv interval 为3；在AWS310中，WAC155通常配置为轮询输出，设置0 type mwv interval 为0。

1.2.4 WMT703

若自动站6要素中只有风传感器WMT703出现数据丢失，应检查以下几个方面：1、检查超声风传感器的供电接线（端子排下层40、70）及通信接线（端子排下层15、13）；2、检查数采器QML201 COM1接线是否有松动或者接触不良；3、通过维护口检查传感器配置参数是否有异常；4、检查传感器是否存在硬件故障；5、检查传感器探头是否受鸟、雪及冰等因素的影响；6、有雨雪的地域，需关注传感器加热工作情况，避免出现加热失效导致传感器外表结冰的情况。

1.3温湿度HMP155

在MAWS301机箱中，采用四线制接入传感器机箱航空接头，再接入QML201 CH7通道；湿敏电容通过测量环境湿度，最后转化成电压信号0-1V输出，采用四线制接入传感器机箱航空接头，再接入QML201 CH0通道；在AWS310机箱中，HMP155D温度采用四线制穿过传感器机箱接入端子排5、6、7、8，湿度采用四线制穿过传感器机箱接入端子排17、18、19、20，最后再接入QML201。HMP155E采用2线485输出接至传感器机箱端子排下层43、73，最后接入数采器mod1_1。

若是温湿度数据与备份自动站数据差异大或是温湿度数据没有变化，应检查以下几个方面：1、检查周围的环境是否对温度产生干扰，有可能造成温度数据不准确；2、检查温湿度传感器硬件是否正常，检查探头过滤器外观是否正常；3、如果是白天光照充足条件下，检查防辐射罩是否因老化导致防辐射效能下降的情况，更换防辐射罩；4、检查温湿度传感器和数采器QML201接头是否接触不良，可以用万用表测量CH7温度的电阻值或CH0湿敏电容的输出电压值，与当前气候条件作比较。

1.4雨量SL3-1

当实际有降水而没有降水数据记录时，检查传感器至数采器CHB之间的通信线路是否正常，检查计量及计数翻斗是否能正常翻转；当显示降水量偏低时，应检查以下几个方面：

1、检查雨量筒下水通路正常，查看网罩、漏斗、上翻斗、汇集漏斗、计量翻斗及计数翻斗均无灰尘杂质；2、测试干簧管性能是否正常；3、检查翻斗固定螺丝松紧度；4、检查计量翻斗憎水涂层是否有缺失；5、如果6h/12h/24h累计降水总量偏低，检查数采器运行时间是否正常，是否存在因其运行时间异常导致降水量提前清零的情况。

2结语

自动站数据对航班起降起到非常重要的作用，机务员需要定期完成对自动气象站设备的保养和维护，同时要思考如何通过正确的维护减少故障发生率，以及在故障发生后如何及时快速地修复。只有不断加强学习，不断提升技术业务水平，不断积累维修经验以形成正确的故障排查思路，才能运用正确的排故方法快速进行故障处理，缩短故障处置时间，从而降低对现场运行的影响。