自动气象观测系统的使用与探索

王健治，陈声明，徐志钦，徐颖，徐敏辉

（民航厦门空管站气象台，福建厦门 361006）

在飞机的起降过程中，对飞机影响最大的当属气象条件，许多气象条件严重威胁着飞行安全。为了避免飞机在起飞和降落时不安全事件的发生，机场必须安装全天候实时监控天气的设备，自动气象观测系统（AWOS）是大部分机场都配备的主要探测设备。笔者针对厦门机场的自动气象观测系统（MIDAS Ⅳ）做了一些实用的的研究与探索，取得了不错的效果。

1 自动气象观测系统（AWOS）概述

1.1 自动观测系统的型号及模块组成

自动气象观测系统（AWOS）是一套高精密的探测设备，由探测模块、数据采集模块、数据处理模块、输入输出模块等几部分组成。现在国际上自动观测系统最主要的生产商是芬兰的VALSALA 公司，全国大部分机场安装的也是该公司的产品，型号主要有AWOS2000 MIDAS Ⅳ和AVIMET。厦门机场2008 年引进并安装了该公司的自动观测系统MIDASⅣ。

1.2 开展自动观测系统研究的必要性

在《民用航空气象观测技术政策》第35 条重点提到：加强观测技术设备本地化应用研究。如何利用现有的探测设备实现更高效率的预警及预报，提高飞行保障裕度，成为民航气象的研究课题[1]。按照中华人民共和国民用航空行业标准《民用航空气象》的要求，当风、气压、温度等气象要素达到或通过对飞行有重要影响的数据值，必须根据针对各个机场制定的特殊报告发布标准及时发布机场特殊天气报告，同时报告给管制部门及相关单位。如果能监控到这些气象要素的变化，及时报告给塔台并发布机场天气报告，可以大大缩短航班等待的时间，减少航班延误。

2 用好自动气象观测系统

笔者利用厦门机场MIDAS Ⅳ系统做了一些有利于提高气象服务质量的探索及实践。具体方法分为：挖掘自动观测系统自带功能和通过软件开发来拓展使用功能。

2.1 挖掘自动观测系统自带功能

2.1.1 掌握系统的软件结构

厦门机场MIDAS Ⅳ自动观测系统软件结构如图1 所示，从图中可以看出，MIDAS Ⅳ的软件结构分为三部分：数据的传输与传播、数据处理与分析和数据显示及编辑。由于系统实现了高度集成化，我们不需要掌握太多的技术细节，只要通过“状态诊断”，判断传感器工作是否正常，然后调用相应的应用程序就可以得到我们需要的数据，完成相应的任务。

图1 厦门机场MIDAS Ⅳ自动观测系统软件结构图

2.1.2 熟练运用系统内置应用程序

MIDAS Ⅳ自动观测系统内置强大的应用程序，可以通过主界面菜单调用。利用这些应用程序，可以辅助气象观测员、预报员等完成大部分工作。下面着重介绍如何利用Weather View 来开展气象服务工作。

Weather View 程序是最主要的应用程序，最多可显示十个界面（随着数据的更新自动刷新），显示的页面可以通过配置文件进行定制。Weather View 具有声光告警功能，当告警触发，各个终端都会弹出告警（告警阈值在CDU 的LISTALERT.INI 文件里配置[2]），告警项目会出现红色的框。Weather View 具有分颜色显示的功能，用户可以根据需要选择显示的要素及背景颜色，有利于区分不同的要素，如图2所示。根据数据的不同状态，系统会采用不同的背景色突出显示效果，提醒用户注意，如浅灰色表示正常数据，白色表示过期的旧数据，红色表示无效数据，黄色表示人工输入的数据或备份点的数据。

图2 厦门机场MIDAS Ⅳ自动观测系统的Weather View 界面图

2.2 通过软件开发来拓展使用功能

2.2.1 设计思路

自动观测系统安装完成后，主机上一般配有三四个串行通讯口，这几个串行通讯口是系统重要的输出设备，可以输出实时数据和报文等。掌握了自动观测系统的实时数据输出方式后，我们可以通过接收串行口输出的实时数据，按用户需求重新定制一个新的直观且实用的显示界面，同时把历史数据存储成需要的数据格式，通过简单的查询动作实现数据查询功能，并且能把经过处理的符合民航气象行业标准的数据按照用户需要的格式重新发送到任何一个新的终端上。

2.2.2 软件实现

2.2.2.1 接收串口数据并显示

利用编程工具软件，通过调用通讯控件可以很容易地接收到串口数据。详细步骤见作者的文章《厦门机场观测数据显示及查询软件的研发》一文。当一切设置妥当，就可以读出一组实时数据字符串，数据刷新频率为10 s 一次。

根据收到的数据字符串进行解读，分解出每个气象要素值，根据数据的使用范围及重要性，可以分区、分类、分颜色显示，更加直观且实用。厦门机场自动观测系统（MIDASⅣ）数据显示界面如图3 所示，10 min 数据用于编发场外报，蓝色显示；2 min 数据用于编发场内报，绿色显示；RVR 重点关注，红色显示。当然，可以根据使用者的不同需要定制更加个性化的显示界面，不再受自动观测系统的诸多限制。

图3 厦门机场自动观测系统（MIDAS Ⅳ）数据显示界面

2.2.2.2 格式化处理串口数据并入库

把接收下来的数据按照民航的行业标准进行格式化处理，存入已经建好的ACCESS 数据库，采用ACCESS 数据库的一个“要素”表文件存储。对比使用自动观测系统自带的ASCII Log View 查看历史数据时需要打开多个文件进行查询，更加简单易用，也为后期基于自动观测系统实时数据的软件开发与数据应用奠定了数据源基础。

2.2.2.3 定制个性化气象要素提醒阈值，实现语音告警

自动观测系统自带的要素提醒不一定适合每个用户的需要，有了实时数据库以后，就可以定制个性化的提醒阈值，比如根据各个机场的特殊报标准来定制提醒内容。根据需要，还可以实现语音告警，详细步骤见作者的文章《气象自动语音预警软件开发》一文。

3 结语

通过以上方法对厦门机场MIDAS Ⅳ自动观测系统进行的探索实践，效益显著，主要表现在以下几方面：①成功读取自动观测系统输出的串口实时数据，经过格式化处理后形成简单易用的ACCESS 数据库，为后续的软件开发与数据应用奠定了数据源基础；②成功开发出一套气象要素语音预警软件，较好地实现了对自动观测系统的数据监控，及时发现系统存在的问题或气象要素的突变，并实现实时语音告警；③对自动观测系统功能的挖掘卓有成效，定制了个性化的阈值及显示界面，方便了用户使用。这些方法具有普遍适用性，可以在安装了VALSALA 自动观测系统的机场推广使用，没有太多的技术门槛。