伊德日呼　代沁　智軍

摘 要：隨著民航氣象業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展，各用戶單位對(duì)氣象服務(wù)的需求隨之增加，民航氣象地面觀測(cè)業(yè)務(wù)作為航空氣象工作的基礎(chǔ)，與飛行安全有著密切的關(guān)系。其中，地面觀測(cè)員提供給相關(guān)用戶單位的修正海平面氣壓值是影響飛行安全的重要?dú)庀笠刂?，《民用航空自?dòng)氣象觀測(cè)系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》第二十四條規(guī)定，當(dāng)氣壓、氣溫等氣象要素發(fā)生異常變化或不符合規(guī)定要求時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)自動(dòng)產(chǎn)生聽覺和文字提示信息。為了符合自動(dòng)氣象觀測(cè)系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范相關(guān)要求，更好地服務(wù)于客戶，減輕觀測(cè)員工作壓力，提高工作效率，內(nèi)蒙古空管分局氣象臺(tái)研發(fā)了氣壓報(bào)警系統(tǒng)，對(duì)不同氣壓傳感器測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)對(duì)比，當(dāng)氣壓數(shù)據(jù)異?；蛘咴O(shè)備故障時(shí)，產(chǎn)生聽覺和文字提示信息。

關(guān)鍵詞：QNH；powerbuilder9.0；告警；自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)

1 概述

在飛機(jī)起飛、降落和空中飛行的各個(gè)階段都會(huì)受到氣象條件的影響，風(fēng)、氣溫、氣壓都是影響飛行的重要?dú)庀笠?。飛機(jī)在高空飛行時(shí)是靠測(cè)量大氣壓力來獲得飛行高度數(shù)值的，這個(gè)高度也叫氣壓高度。飛行與氣壓的關(guān)系：地面觀測(cè)員提供給相關(guān)用戶單位的修正海平面氣壓值是影響飛行安全的重要?dú)庀笠刂弧?/p>

目前呼和浩特白塔國(guó)際機(jī)場(chǎng)地面觀測(cè)員提供給相關(guān)用戶單位的修正氣壓值主要有雙振筒氣壓儀、自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)跑道兩端氣壓傳感器（呼和浩特白塔機(jī)場(chǎng)自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)氣壓傳感器編號(hào)分別為08號(hào)、26號(hào)兩臺(tái)）。氣壓報(bào)警系統(tǒng)以powerbuilder9.0作為軟件開發(fā)平臺(tái)，自動(dòng)讀取不同氣壓傳感器修正海平面氣壓值數(shù)據(jù)，對(duì)不同傳感器氣壓值進(jìn)行實(shí)時(shí)對(duì)比顯示。本系統(tǒng)功能分為四個(gè)部分，即數(shù)據(jù)顯示、氣壓數(shù)據(jù)橫向?qū)Ρ葓?bào)警、氣壓數(shù)據(jù)縱向?qū)Ρ葓?bào)警及數(shù)據(jù)記錄功能。

1.1 數(shù)據(jù)顯示

實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)時(shí)間、自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)傳感器讀取時(shí)間、數(shù)據(jù)自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)跑道兩端氣壓傳感器及雙振筒氣壓傳感器修正海平面氣壓值。

1.2 氣壓數(shù)據(jù)橫向?qū)Ρ?/p>

對(duì)雙振筒氣壓儀、自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)跑道兩端氣壓傳感器修正海壓值進(jìn)行實(shí)時(shí)對(duì)比。當(dāng)某一個(gè)傳感器的修正海壓值與另外兩個(gè)傳感器的修正海壓差值超過閾值時(shí)，則產(chǎn)生氣壓傳感器數(shù)據(jù)異常的文字提示并產(chǎn)生告警音樂，提示用戶檢查，告警持續(xù)到數(shù)據(jù)正常為止，同時(shí)把數(shù)據(jù)記錄下來。界面上還設(shè)計(jì)了靜音按鈕，用戶發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常后通過此按鈕靜音。

1.3 氣壓數(shù)據(jù)縱向?qū)Ρ?/p>

對(duì)比每一臺(tái)儀器相鄰兩個(gè)整點(diǎn)修正海平面氣壓值，當(dāng)其差值超過閾值時(shí)，則產(chǎn)生氣壓傳感器數(shù)據(jù)異常的文字提示并產(chǎn)生告警音樂，提示用戶檢查，氣壓差值小于閾值后提示文字自動(dòng)消失，同時(shí)把數(shù)據(jù)記錄下來。

1.4 數(shù)據(jù)記錄與錯(cuò)誤日志

氣壓報(bào)警系統(tǒng)每分鐘記錄一條修正海平面氣壓值、修正海平面氣壓對(duì)比值，記錄超過閾值的相鄰整點(diǎn)修正海平面氣壓值變化值。系統(tǒng)錯(cuò)誤日志記錄系統(tǒng)產(chǎn)生錯(cuò)誤的時(shí)間及原因，以便用戶查詢。

2 總體方案設(shè)計(jì)

2.1 硬件方案設(shè)計(jì)

氣壓報(bào)警系統(tǒng)的硬件由MIDASIV自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)服務(wù)器、雙振筒氣壓儀、交換機(jī)、氣壓報(bào)警系統(tǒng)主機(jī)、串口線、網(wǎng)線等組成。

在氣壓報(bào)警系統(tǒng)中自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)服務(wù)器提供自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)跑道兩端氣壓傳感器修正海壓值。

太原市太航壓力測(cè)試科技有限公司生產(chǎn)的XDY-03型雙振筒氣壓儀是一種便攜式的壓力傳感器，本雙振筒氣壓儀實(shí)時(shí)顯示場(chǎng)面氣壓（QFE）及修正海平面氣壓數(shù)據(jù)（QNH），并且有串口數(shù)據(jù)通信功能。

氣壓報(bào)警系統(tǒng)通過串口與雙振筒氣壓儀數(shù)據(jù)通信，通過軟件讀取雙振筒氣壓儀場(chǎng)面氣壓數(shù)據(jù)，在氣壓報(bào)警系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行換算得到雙振筒氣壓儀修正海平面氣壓值；通過交換機(jī)連接自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)服務(wù)器及氣壓報(bào)警系統(tǒng)主機(jī)，通過軟件讀取自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)服務(wù)器歷史數(shù)據(jù)打包文件，得到自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)跑道兩端氣壓傳感器修正海平面氣壓值（自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)服務(wù)器每分鐘存一次外場(chǎng)傳感器數(shù)據(jù)）。并實(shí)時(shí)顯示自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)跑道兩端氣壓傳感器及雙振筒氣壓傳感器的修正海平面氣壓值。圖1為氣壓報(bào)警系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖。

2.2 軟件方案設(shè)計(jì)

氣壓報(bào)警系統(tǒng)采用powerbuilder9.0作為軟件開發(fā)平臺(tái)，實(shí)時(shí)顯示雙振筒氣壓儀及自動(dòng)氣象觀測(cè)系統(tǒng)跑道兩端傳感器數(shù)據(jù)；實(shí)時(shí)橫向?qū)Ρ入p振筒氣壓儀及自動(dòng)氣象觀測(cè)系統(tǒng)跑道兩端傳感器數(shù)據(jù)；對(duì)每臺(tái)傳感器相鄰整點(diǎn)氣壓數(shù)據(jù)進(jìn)行縱向?qū)Ρ?；?duì)傳感器數(shù)據(jù)、對(duì)比值及系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄。氣壓報(bào)警系統(tǒng)界面效果如圖2所示：其中，北京時(shí)間是氣壓報(bào)警系統(tǒng)主機(jī)系統(tǒng)時(shí)間，世界時(shí)間是打包文件讀取時(shí)間，26QNH顯示自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)26號(hào)傳感器修正海平面氣壓值（跑道號(hào)可以修改，文章以呼和浩特白塔機(jī)場(chǎng)為例），08QNH顯示自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)08號(hào)傳感器修正海平面氣壓數(shù)據(jù)，修正海平面氣壓值有效數(shù)據(jù)為小數(shù)點(diǎn)后兩位數(shù)。

3 氣壓報(bào)警系統(tǒng)具體功能實(shí)現(xiàn)

3.1 讀取氣壓傳感器數(shù)據(jù)

3.1.1 讀取自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)跑道兩端氣壓傳感器數(shù)據(jù)

自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)服務(wù)器實(shí)時(shí)顯示外場(chǎng)各傳感器數(shù)據(jù)的同時(shí)每分鐘記錄一次傳感器數(shù)據(jù)，通過打包程序（已開發(fā)軟件）每分鐘讀取一次自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)各傳感器的歷史數(shù)據(jù)，并生成AWOSPKG.DAT打包文件，氣壓報(bào)警軟件通過網(wǎng)絡(luò)方式讀取自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)08號(hào)、26號(hào)氣壓傳感器數(shù)據(jù)及文件生成時(shí)間，本系統(tǒng)讀取的打包文件為如圖3所示。

讀取打包文件函數(shù)：

氣壓報(bào)警系統(tǒng)讀取自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)08號(hào)、26號(hào)氣壓傳感器數(shù)據(jù)時(shí)要定義讀取打包文件的函數(shù)，主程序通過調(diào)用函數(shù)讀取到圖3中帶下劃線的數(shù)據(jù)，也就是讀取到自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)08號(hào)跑道氣壓傳感器修正海平面氣壓值及自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)26號(hào)氣壓傳感器修正海平面氣壓值。軟件代碼如下：

3.1.2 讀取雙振筒氣壓儀數(shù)據(jù)

太原市太航壓力測(cè)試科技有限公司生產(chǎn)的XDY-03型雙振筒氣壓儀無主動(dòng)串口輸出功能，通過串口發(fā)送“R”命令得到雙振筒氣壓儀場(chǎng)面（QFE）氣壓值，波特率為“2400、8、N、1”。通過QFE和QNH換算公式得到雙振筒氣壓儀修正海平面氣壓（QNH）值，場(chǎng)面氣壓及修正海平面氣壓換算公式（1）所示：

3.2 橫向?qū)Ρ雀婢δ?/p>

氣壓報(bào)警系統(tǒng)對(duì)雙振筒氣壓儀、自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)08號(hào)、26號(hào)氣壓傳感器修正海壓值進(jìn)行實(shí)時(shí)對(duì)比。當(dāng)其中一個(gè)傳感器計(jì)算的修正海壓值與另外兩個(gè)傳感器計(jì)算的修正海壓差值超過閾值時(shí)，則產(chǎn)生氣壓傳感器數(shù)據(jù)異常的提示并產(chǎn)生音樂告警，提示用戶檢查，告警持續(xù)到數(shù)據(jù)正?；蛘哂脩綮o音為止，同時(shí)把數(shù)據(jù)記錄下來。定義橫向?qū)Ρ群瘮?shù)，變了為s，返回值是s。橫向?qū)Ρ雀婢Ч鐖D5所示，軟件程序設(shè)計(jì)流程如圖4所示。

3.3 縱向?qū)Ρ裙δ?/p>

氣壓報(bào)警系統(tǒng)對(duì)雙振筒氣壓儀、自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)08號(hào)、26號(hào)氣壓傳感器相鄰整點(diǎn)的修正海壓值（QNH）進(jìn)行對(duì)比監(jiān)控。當(dāng)無天氣變化的情況下，相鄰兩個(gè)整點(diǎn)的修正海平面氣壓值變化不超過閾值，當(dāng)有天氣變化的時(shí)候（比如鋒面過境或者降水）修正海平面氣壓值會(huì)突變，對(duì)比每一臺(tái)儀器相鄰兩個(gè)整點(diǎn)測(cè)得的修正海壓值，當(dāng)其差值超過閾值時(shí)，產(chǎn)生音樂告警，并提示用戶檢查，提示直到差值小于閾值后消失。顯示界面如圖6所示。

3.4 系統(tǒng)附加功能

為了便于查看數(shù)據(jù)，氣壓報(bào)警系統(tǒng)自動(dòng)記錄修正海平面氣壓值、修正海平面氣壓對(duì)比值，記錄超過閾值的相鄰整點(diǎn)修正海平面氣壓值變化值，方便用戶查詢。為更好地判斷系統(tǒng)故障，本系統(tǒng)對(duì)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫連接情況、串口數(shù)據(jù)線連接情況、雙振筒氣壓儀運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)異常時(shí)及時(shí)告警，同時(shí)記錄其他系統(tǒng)故障原因。

本系統(tǒng)增加了“設(shè)置”和“幫助”菜單。通過“設(shè)置”菜單分別設(shè)置自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)傳感器編號(hào)、橫向?qū)Ρ乳撝怠⒖v向?qū)Ρ乳撝岛瓦h(yuǎn)程服務(wù)器路徑。通過 “幫助”菜單分別查看系統(tǒng)日志和系統(tǒng)使用說明。當(dāng)故障或者氣壓傳感器數(shù)據(jù)異常時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)產(chǎn)生音樂告警，告警持續(xù)到系統(tǒng)正?；蛘邤?shù)據(jù)對(duì)比值小于閾值。為了防止連續(xù)告警影響觀測(cè)員正常工作，系統(tǒng)界面上增加了“靜音”、“報(bào)警”二選一按鈕。當(dāng)觀測(cè)員得知系統(tǒng)報(bào)警后，點(diǎn)擊“靜音”按鈕，停止報(bào)警。

4 結(jié)束語

氣壓報(bào)警系統(tǒng)實(shí)時(shí)讀取自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)跑道兩端氣壓傳感器修正海平面氣壓值。并實(shí)時(shí)顯示自動(dòng)觀測(cè)跑道兩端氣壓傳感器、雙振筒氣壓傳感器的修正海平面氣壓值。對(duì)雙振筒氣壓儀、自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)跑道兩端氣壓傳感器修正海壓值進(jìn)行實(shí)時(shí)對(duì)比。當(dāng)其某一個(gè)傳感器的修正海壓值與另外兩個(gè)傳感器的修正海壓差值超過閾值時(shí)，則產(chǎn)生氣壓傳感器數(shù)據(jù)異常的文字提示并產(chǎn)生告警音樂，提示用戶檢查，告警持續(xù)到數(shù)據(jù)正常為止，同時(shí)把數(shù)據(jù)記錄下來。對(duì)每一臺(tái)儀器相鄰兩個(gè)整點(diǎn)修正海平面氣壓值進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)其差值超過閾值時(shí)，則產(chǎn)生氣壓傳感器數(shù)據(jù)異常的文字提示并產(chǎn)生告警音樂，提示用戶檢查，氣壓差值小于閾值后提示文字自動(dòng)消失，同時(shí)把數(shù)據(jù)記錄下來。為更好的判斷系統(tǒng)故障，本系統(tǒng)記錄每分鐘生成一條修正海平面氣壓值、修正海平面氣壓對(duì)比值，記錄超過閾值的相鄰整點(diǎn)修正海平面氣壓值變化值和系統(tǒng)錯(cuò)誤日志，對(duì)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫連接情況、串口數(shù)據(jù)線連接情況、雙振筒氣壓儀運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)異常時(shí)及時(shí)告警，同時(shí)記錄其他系統(tǒng)故障原因。利用現(xiàn)有的系統(tǒng)數(shù)據(jù)和技術(shù)資源，不斷改善系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境和條件，按照用戶需求，可以對(duì)自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)其他氣象要素進(jìn)行橫向?qū)Ρ炔⒏婢ㄈ纾簻囟?、濕度、能見度、跑道視程等）。氣壓?bào)警系統(tǒng)升級(jí)為氣象要素報(bào)警系統(tǒng)。減輕工作人員勞動(dòng)強(qiáng)度、降低運(yùn)行成本。

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