烏魯木齊機場觀測室2017年-2019年設備故障不正常情況分析和處置

陳娟

摘? 要：觀測工作最重要的就是對外提供及時準確的氣象數據，氣象數據又分為器測數據和目測數據，而器測數據又依賴于設備的穩(wěn)定性。文章通過統(tǒng)計2017年-2019年烏魯木齊機場觀測室各類設備的故障情況，分析討論不正常情況的處置情況，為今后更準確高效地做好觀測工作提供參考。

關鍵詞：觀測設備不正常;新AWOS功能缺陷;數據故障;應急處置

Abstract： The most important thing in observation work is to provide timely and accurate meteorological data， which is divided into instrumental data and visual data， and the instrumental data depends on the stability of the equipment. Based on the statistics of the faults of all kinds of equipment in the observation room of Urumqi Airport from 2017 to 2019， this paper analyzes and discusses the disposal of abnormal conditions， so as to provide reference for more accurate and efficient observation work in the future.

引言

氣象地面觀測是氣象工作的基礎，它是借助儀器和目力對云和近地面大氣狀況及其變化進行觀察和測定。飛機的起飛、著陸以及在空中的飛行都受氣象條件的約束。因此，民用航空氣象地面觀測是飛行安全和正常的重要保障工作之一。其主要工作是準確、及時、連續(xù)地觀察和測量本站及視區(qū)，尤其是機場跑道和進近著陸地帶及起飛爬升區(qū)域的有關氣象要素及其變化，并按照規(guī)定的標準、格式，編制和發(fā)布這些要素及其變化。

隨著科技的進步，越來越多的氣象觀測數據可以通過儀器的測量來精準地為飛行服務，但依然有部分項目需要依靠觀測員使用人工的方式進行觀察和測量?，F(xiàn)如今民航氣象地面觀測的項目主要有：風、跑道視程、主導能見度、垂直能見度、天氣現(xiàn)象、云、溫度、相對濕度、露點溫度、場面氣壓、修正海平面氣壓、最高溫度、最低溫度、降水量、積雪深度。其中，除了主導能見度、云、天氣現(xiàn)象、垂直能見度、積雪深度和降水量六個項目是人工觀測外，其他項目均使用儀器測量。烏魯木齊機場觀測室現(xiàn)今使用的設備主要有自動氣象觀測系統(tǒng)（后文簡稱新AWOS）、自動氣象站（后文簡稱自動站）、便攜式氣象儀、振筒氣壓儀和通訊分系統(tǒng)。其中新AWOS作為觀測室數據采集和編發(fā)報的主用設備，自動氣象站為數據采集和編發(fā)報的備份設備，便攜式氣象儀、振筒氣壓儀是數據采集的應急設備，通訊分系統(tǒng)則是編發(fā)報的應急設備。

本文主要通過統(tǒng)計2017年-2019年期間，觀測室所有氣象設備出現(xiàn)的不正常情況，詳細闡述在設備故障時的觀測員的應急處置情況，分析總結了設備的故障分類及相應的處置辦法，為今后更準確高效地做好觀測工作提供參考。

1 主用設備

1.1 自動氣象觀測系統(tǒng)

烏魯木齊機場始終是芬蘭維薩拉公司的忠實用戶。在2006年11月-2016年11月十年間，觀測室一直使用維薩拉公司生產的MIDAS IV 自動觀測系統(tǒng)，在這之后，觀測室開始啟用升級后的新自動觀測系統(tǒng)AWIMET。升級后的AWOS，界面更美觀大方，功能更人性化，操作更便利流暢，使用后的觀測員都贊不絕口，但是，功能的多樣化，不僅僅帶給觀測員的是工作的便利，還給觀測工作帶來了諸多安全隱患。

1.2 新自動氣象觀測系統(tǒng)故障統(tǒng)計

根據2017年-2019年觀測值班日志中的記錄，將新AWOS的故障類型大致分為：數據故障、界面故障、報文故障三種。具體如圖1。

從圖1中可以看出，器測數據故障占總故障的79%，界面故障占總故障的18%，報文故障則占總故障的3%。其中，界面故障主要分為AWOS主界面突然黑屏和在發(fā)報時段內發(fā)報界面灰顯無法操作兩種。當在非發(fā)報時段內遇到此情況時，要立即電話詢問設備室故障原因并進行排故;而若是在發(fā)報時段內遇到此類情況，就要立即啟用備份設備自動站進行數據的采集和編發(fā)報;報文故障則分為自動添加趨勢信息、發(fā)布例行報告時自動添加上一份特殊報告中的云能天數據、訂正報發(fā)布后的報頭時間組錯誤以及無回報（非線路瞬短）四類。在遇到前兩種情況時，要求觀測員取消已建立的報文，重建報文;因報文的報頭時間組是系統(tǒng)自動添加的，無法手動修改，所以針對報頭時間組錯誤的問題暫時沒有任何緩控措施，只有等待軟件更新修復bug;雖然在2017年之后的數次軟件更新中，新增了重發(fā)報文的功能，但是在實踐中發(fā)現(xiàn)，重發(fā)功能依然無法正常使用，所以針對發(fā)報后無回報的現(xiàn)象，依然要求觀測員在遇到時立即發(fā)布更正報。

因器測數據的故障率遠遠大于其他兩類故障，所以本文又將此類故障進行詳細分類與統(tǒng)計，具體如圖2：

我們將器測數據的故障分為突發(fā)性無數據、數據采集有誤及氣壓數據有誤三種情況。從圖2中可以看出，氣壓數據有誤占所有器測數據故障的61%，這主要是因為在2018年11月5日的一次新AWOS系統(tǒng)升級過后，頻繁出現(xiàn)了新AWOS的修正海平面氣壓值與自動站的修正海平面氣壓值的對比差值大于0.6hpa的問題，此問題持續(xù)了近一個月，最終在2018年12月9日的更新中，將新AWOS中修正海平面氣壓的算法退回到了上一版本后，才得以解決這一問題。在2017年-2019年三年間，新AWOS累計出現(xiàn)過16次數據采集有誤的問題（其中2次為修正海平面氣壓采集有誤）。因這類問題多是突發(fā)性且無規(guī)律，所以緩控措施只有觀測員的人工對比檢查，一旦出現(xiàn)此類情況，要立即取消已建立的報文，重新建報，或是立即采用備份數據。根據統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，在這3年間，共出現(xiàn)了17次突發(fā)性無數據的情況（非換季或設備維護原因），如圖3。若遇到這類問題，要求觀測員立即啟用備份設備進行數據采集及編發(fā)報。

2 備份設備

2.1 自動氣象站

自動氣象站，作為烏魯木齊機場觀測室的備份設備，具有數據采集和編發(fā)報的功能。從2010年至今，已經服役近十年之久。對比更新迅速的新AWOS，作為觀測室資深“老前輩”的自動站，并沒有很大的優(yōu)勢。古老的操作界面、發(fā)報前必須要撥動的電流環(huán)等等，無一不彰顯著它的資歷頗深以及隱藏的安全隱患，但不可否認的是，它也數次完美完成了觀測室的應急處置工作。

2.2 自動氣象站故障統(tǒng)計

在2017年-2019年間，自動站共出現(xiàn)過3種設備故障情況：（1）累計出現(xiàn)3次突發(fā)性無數據的情況;（2）在2017年6月-2018年4月期間，自動站頻繁出現(xiàn)數據不入庫的情況，在設備室的維護下，該問題得以好轉;（3）發(fā)布特殊報告時，報文的等級不正確（應是GG等級，但自動站的特殊報等級為DD），要求在發(fā)布特殊報時，觀測員需要手動修改發(fā)報等級，再進行發(fā)布。

3 應急設備

3.1 便攜式氣象儀

烏魯木齊機場觀測室使用的是長春研究所研發(fā)的DZQ03A便攜式氣象儀，它由傳感器、主機和三腳架三部分組成，可實現(xiàn)采集、處理、顯示、儲存等功能。從2010年至今，觀測室一直將便攜式氣象儀作為應急設備。觀測室原有兩臺便攜式氣象儀，因一臺已使用十年之久，顯示屏花屏無法維護，已報廢;新的便攜式氣象儀為2015年采購，可正常使用。

因每次使用便攜式氣象儀都需要搭建和拆除，易造成接頭接觸不良、接頭螺絲滑絲等，從而引起數據無法正常傳輸到顯示屏的隱患;除此之外，便攜式氣象儀長期放置室內，當冬季需要使用時，感應器需在室外至少適應半小時，才可精確測得外界的真實溫度。這就給觀測的應急處置工作帶來了大大的不利和風險。

3.2 振筒氣壓儀

因修正海平面氣壓對航空器的起飛和著陸有很大的影響，所以為了保證對外提供的修正海平面氣壓準確無誤，烏魯木齊機場觀測室又配備了一臺XDY-03雙振筒氣壓儀作為氣壓數值的備份。

在2017年-2019年間，振筒氣壓儀共出現(xiàn)9次故障，其中2次為氣壓誤差超標、2次為持續(xù)兩分鐘氣壓數據無變化、3次發(fā)出“嘀”聲告警以及2次氣壓數值突變（如圖4）。為解決上述問題，觀測室從2019年開始放置兩臺振筒氣壓儀，要求在發(fā)報前同時與兩臺振筒氣壓儀進行對比，以確保修正海平面氣壓的準確。

4 設備故障情況下的應急處置個例（案例中的時間均為世界時）

4.1 新AWOS和自動站同時無數據

事件描述：2017年4月9日02：19，值班觀測員發(fā)現(xiàn)新AWOS數據全無，電話詢問設備后立即啟用備份設備自動站，02：21發(fā)現(xiàn)自動站數據全無，02：22開始搭建應急設備-便攜式氣象儀，02：26搭建完成，在02：30時使用通訊分系統(tǒng)發(fā)布例行報告，正常發(fā)送后，直到02：33始終無回報，觀測員立即請求預報室代發(fā)報文，02：37確認報文已正常發(fā)出。

事件分析：值班觀測員恪盡職守，時刻監(jiān)控觀測設備，所以才能第一時間發(fā)現(xiàn)設備的故障;在發(fā)現(xiàn)設備故障后，熟知觀測室應急流程的觀測員，可以立即啟動備份設備和應急設備，并在4分鐘內迅速搭建好便攜式氣象儀，以保障報文的準時發(fā)出，這每一步都與觀測室一月兩次的應急演練分不開，也與觀測員的認真仔細分不開。

4.2 新AWOS器測數據采集錯誤

事件描述：2019年6月29日06：52，本場十分鐘平均風向變化達到特殊報告標準，新AWOS自動彈出特殊報告，值班觀測員確認標準后立即外出觀測并編輯報文，在發(fā)報前的例行檢查時發(fā)現(xiàn)，報文數據與右側采集數據不一致，觀測員立即取消已建立的報文，重建報文，再次檢查時發(fā)現(xiàn)，報文中的溫度、露點數據與右側的采集數據依然不同，觀測員再次取消已建立的報文重新建立，確認無誤后再發(fā)送。在這之后的07：00例行報告、08：46特殊報告和09：00例行報告中的溫度、露點溫度數據均與右側的采集數據不同，值班觀測員都進行了取消重建操作，確保數據正常后再發(fā)送報文。

事件分析：觀測員嚴格遵守規(guī)章制度，在發(fā)報前認真核對報文中的每一個數據，是完美完成這次應急處置的關鍵條件。當然，從一月兩次應急演練中練就出的面對特情，保持沉著冷靜的心態(tài)，也在這次應急處置中起到了重要作用。

5 結束語

新AWOS的功能缺陷、自動站的系統(tǒng)老化以及便攜式的感應時間長、接觸不良等，一直是烏魯木齊機場觀測安全工作隱患的源頭。面對設備的隱患，我們可以反饋廠家進行更新修復問題，也可以購置新的先進便利的設備進行更換，但防控隱患帶來的風險，最最重要的手段卻是觀測員。在日常工作中，要求觀測員們做到以下幾點：（1）熟知觀測工作的規(guī)章制度，并嚴格執(zhí)行;（2）熟知觀測工作的應急流程，當主用或備份設備出現(xiàn)故障時，要清楚如何處置;（3）熟知觀測室的各類安全隱患以及緩控措施，提前掌握設備可能出現(xiàn)的問題;（4）認真對待每月兩次的應急演練，在演練中做得不到位的地方要主動自覺的整理總結;（5）在值班中遇到新的設備問題，及時上報，給其他觀測員以警示。

技防物防，都比不上人防，再完美的設備都有出問題的一天。作為一名觀測員，不能依賴于設備的更新、軟件的提示，我們要做的就是遵守規(guī)章、恪盡職守，時刻做好處置特情的準備。

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