民航机场自动气象观测系统无线备份方案测试分析
任正理1，匡礼勇2，李 泽1
（1.日照机场建设投资有限公司，山东 日照 276800；2.中国民用航空华东地区管理局气象处，上海 200335）
[摘要] 民用航空自动气象观测系统产生的大量数据需通过无线通信模式进行传输与备份，从而确保关键气象信息的安全性与完备性。在通信技术设计环节，针对日照机场自观系统的无线通信改造工程展开研究，选取三种具有代表性的无线通信设计方案分别进行阐述，对其选用的相关设备进行对比分析，对三种方案的运行环境与特点进行说明，并与机场原先采用的VAISALA AVIMET系统对比分析，论证这些改进技术所带来的切实效果，为同类型系统的研究与推广起到积极的参考作用。
[关键词] VAISALA AVIMET；METLED OBMAN；无线传输
自动气象观测系统无线传输测试项目是中国民航局空管办批准核发的研究类项目，项目委托民航华东管理局具体承担实施。根据《民用航空自动气象观测系统技术规范》等民航规章要求，自观系统应当具有通过有线和无线的通信方式远程传输实时数据及系统监控信息的功能，本项目拟对自观系统无线传输方式的相关技术和实现方式开展研究、试验和对比分析。
停止采空区注砂后，拔出注砂管，继续向注砂孔内注砂至地表，采用振动棒将孔内砂料振捣密实后，采用水泥砂浆封堵注砂孔。
日照机场在用的自观系统为Vaisala公司的AVIMET 7.2版，设备为2套自动站、1套独立风站、3套前向散射仪、2套云高仪和1套背景光亮度计。原有通信为光纤通信。此次测试共有三套方案，分别由芬兰Vaisala公司、北京与海之舟科技发展有限公司和北京迈特力德信息技术有限公司提供，每套方案采用的无线传输技术不同，外场传感器设备公用，无线通信将外场气象设备数据传输到机房，送入到各自系统进行数据处理、显示、输出。
1 V-MAX 无线宽带和GPRS 混合方案
北京与海之舟科技发展有限公司采用V-MAX无线宽带和GPRS两种方式来实现自观系统数据的无线传输，单独设立服务器和自观处理软件进行数据处理。无线通信系统采用标准的RS232、RS485接口，使用GSM指令对GPRS/3G模块进行控制，并连接到GPRS/3G网络。支持TCP/IP协议，可以直接与Internet互通。无线自观系统软件采用B/S浏览器和服务器结构，服务器作为自观系统处理中心具有静态互联网IP，客户端通过内外网以浏览器方式访问服务器自观系统数据，客户端的显示、编发报、预报、设置等功能都通过网页形式实现。
采用V-MAX无线宽带和GPRS接收的无线数据基本完整，数据处理显示与《民用航空自动气象观测系统技术规范》（AP-117-TM-2012-03）有区别，没有保留一位小数，而是数据取整。跑道视程RVR的计算结果也与Vaisala的计算结果也有区别。
法国政府对此表示赞同。官员正在最后敲定被称为“生态植物2+”的修订计划。该计划将促进研究，增加示范农场，提高农药税，禁止使用更多化合物。法国总统马克龙敦促禁止使用草甘膦，草甘膦是世界上最畅销的除草剂，也是许多农民应对农作物病虫害的重要手段之一。
2 电信级5.8G 网桥方案
OBMAN自观系统采用5.8G网桥接收的无线数据完整，计算显示数据与Vaisala系统一致。
结合康养社区人员的居住需求，并在指标因素选取时进行了考虑，从选址结果来看，该地块有开阔的自然资源、宽敞的场地、远离噪声和污染地段，城市快速路和轨道交通能够方便地到到达，并且靠近学校、公园、生活配套设施较完善，能为康养人员提供了安静、舒适的生活环境。
北京迈特力德信息技术有限公司采用5.8G网桥方式来实现自观系统数据的无线传输，单独设立服务器和自观处理软件进行数据处理、显示、输出。全系统包括室内室外共10个网桥，航管楼机房CDU服务器配置五台电信级网桥，分别与外场五台网桥建立无线通信，单独点对点通信保障数据传输的可靠性。机房内有2台双机热备服务器，一台交换机；服务器安装OBMAN自观系统数据处理软件和数据库，数据来源为无线方式传输的外场维萨拉传感器原始数据。
3 VHF 调制解调方案
芬兰维萨拉公司采用VHF调制解调器方式来实现自动观测数据的无线传输，由机场原有Vaisala自观系统服务器和软件实现有线和无线信号的数据切换。无线通信方案是在传感器和中心站两端均安装无线模块。每个传感器站点装备一个无线modem模块及天线，中心站接收端配有一个无线modem机箱RME111，内置接收端无线模块和三个天线。由于原系统为Vaisala公司的自观系统，无线通信备份加装难度低，整体美观度比较好。3套无线设备数据作为对应光纤通信设备数据的备份传感器使用，在CDU服务器中更改配置就可以实现光纤通信和无线通信的自动切换。缺点是甚高频通信需要到无线电管理委员会申请频率，并需要与民航机场的甚高频通信做频率隔离，以防互相干扰。甚高频通信设备全部为进口设备，成本较高。
无线数据通过RME111机箱送入AviMet AWOS CDU 服务器。维萨拉自观系统软件自带Daul Service服务模块，将来自有线和无线的传感器信号设定为2个热备份传感器来进行处理，在有线传输故障时，系统自动无缝切换到无线传输方式，对系统工作站应用服务和显示不会有中断的时刻，无需人工干预切换，实现通信线路备份和系统不间断运行。Vaisala公司采用甚高频无线通信方案，并在1套CL31云高仪、1套FS11前向散射仪和1套MAWS301自动站上各加装了甚高频通信设备。
4 结语
此项目引入的三套无线通信备份系统在安装的复杂度、无线通信的稳定性、设备成本、软件的可操作性、算法的准确性等方面各有优缺点，其中V-MAX无线宽带和GPRS混合方案的兼容性能较好，能够与以往的传统传输系统形成良好的衔接；电信级5.8G网桥方案的性价比较高，能够可靠地满足当前机场气象自动观测系统的数据传输任务；VHF调制解调方案在可靠性和传输效率方面优势显著，但设备购置成本和升级维护成本较高。通过对比分析，对以上三种主流的无线通信技术有了较为深入的了解与把握，圆满完成了本次无线传输项目测试。
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[中图分类号] U284.67+3
[文献标识码] C
[文章编号] 2096-1995(2019)14-0150-01
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