季川 李遐 民航甘肅空管分局氣象臺

1 引言

濕度是民航地面氣象觀測中重要的氣象要素之一，蘭州中川機場采用的是vaisala公司生產(chǎn)的HMP155，該傳感器使用新一代聚合物薄膜電容傳感器進行相對濕度的測量。引起濕度測量異常的因素有探測環(huán)境，傳感器本身、通信以及算法等，其中大部分情況下均與傳感器、通信等因素有關(guān)，探測環(huán)境引起的濕度測量異常非常少，本文出現(xiàn)的濕度測量異常情況是由發(fā)生率非常低的探測環(huán)境引起的，而且是國內(nèi)有文獻記載的第一次，作者通過分析其原因，還原其處理過程，最終給出了有效的解決方案并總結(jié)出處理vaisala傳感器設(shè)備該類虛告警的經(jīng)驗，以期待能提升全國用戶使用vaisala傳感器的水平。

2 故障現(xiàn)象：

2015年3 月18日13：54分觀測員報告發(fā)現(xiàn)自觀終端屏幕上相對濕度及露點數(shù)據(jù)狀態(tài)持續(xù)顯示為紅色告警信息，數(shù)據(jù)顯示為2%，其余自觀數(shù)據(jù)狀態(tài)顯示正常，觀測場遙測濕度數(shù)據(jù)顯示為4%未有告警信息。

3 故障分析處理：

(1）查看Event Monitor事件監(jiān)控窗口中告警信息,告警信息為“HT-HLMIDITY”。

(2）從顯示界面看出，溫度，氣壓，雨量等數(shù)值正常，而僅有濕度露點數(shù)據(jù)狀態(tài)為持續(xù)紅色，由于溫濕壓雨都是通過QML201采集后通過同一通訊線路向CDU發(fā)送，故傳輸線路部分故障可能性基本排除。

(3）使用診斷工具diagnostic.exe查看服務(wù)程序和對象，服務(wù)程序正常。除了由于服務(wù)異常引起的數(shù)據(jù)狀態(tài)變紅。查看對象，數(shù)據(jù)正常，雙擊該對象，查看對象所包含的數(shù)據(jù)項，數(shù)據(jù)項的濕度瞬時值為紅色，技術(shù)手冊對此狀態(tài)的描述為數(shù)據(jù)無效，經(jīng)判斷最大可能性為數(shù)據(jù)丟失。

(4）做完上述工作后，暫時分析得出軟件故障可能性較小，猜想會不會是外場硬件原因，在做外場處理之前，先分別對CDUA,CDUB機進行重啟，重啟后觀察濕度數(shù)據(jù)依舊為紅色。

(5）在跑道，首先用萬用表測試HMP155濕度供電電壓正常，為12V左右測試當時的模擬輸出電壓值，接近0V左右，關(guān)閉電源電壓執(zhí)行復(fù)位操作后，濕度數(shù)據(jù)仍舊紅色。

(6）最后，我們將注意力集中到HMP155傳感器上，由于采集與處理正常，通信過程判定正確無誤，懷疑所測數(shù)據(jù)本身的正確性，問題可能在于溫濕測量環(huán)境是否發(fā)生了變化。隨后，清潔HMP155的薄膜濕度傳感器，室內(nèi)機務(wù)員通過細心觀察發(fā)現(xiàn)奇怪現(xiàn)象，相對濕度數(shù)據(jù)狀態(tài)在清潔期間上升至5%—6%時，無效告警同時消失，數(shù)據(jù)狀態(tài)為正常的淺灰色，清潔完畢后，相對濕度數(shù)據(jù)下降至3%—4%,無效告警再次出現(xiàn)，數(shù)據(jù)狀態(tài)為紅色。

(7）再次清潔，發(fā)現(xiàn)告警消失一段時間，疑點迅速集中到相對濕度的變化上，懷疑其本身測量時存在閾值，查閱當時的遙測相對濕度為3%，而自觀數(shù)據(jù)為2%,狀態(tài)為持續(xù)紅色。根據(jù)技術(shù)手冊可知，HMP155的測量范圍在0%--100%之間，這時懷疑傳感器因時間久遠，其靈敏度變差，更換新購備件HMP155，所測相對濕度數(shù)值狀態(tài)依舊為紅色，基本可以排除是傳感器原因。

(8）外場設(shè)備運行良好，周圍環(huán)境判定也無問題，傳輸線路也正常，問題又集中到AVIMET軟件，結(jié)合當日罕見的低濕環(huán)境，懷疑是系統(tǒng)配置文件中對濕度測量有閾值限定。

(9）嘗試修改系統(tǒng)中 c：AVIMETmetht.ini文件中以下項：改動前：MINRH=[R]5.0，改動后：MINRH=[R]0.0，重啟服務(wù)后數(shù)據(jù)狀態(tài)從紅色變?yōu)闇\灰色，故障暫時恢復(fù)正常，此時相對濕度為4%左右，數(shù)據(jù)正常狀態(tài)持續(xù)了10分鐘，異常情況或許就此解決，但是，半小時后異常情況再次出現(xiàn)。發(fā)現(xiàn)當濕度數(shù)值降低到3%時，數(shù)據(jù)狀態(tài)再一次變紅，數(shù)據(jù)無效告警再次出現(xiàn)，鑒于之前的處理思路，重新檢查參數(shù)文件，猜想可能還有對濕度閾值定義的配置文件，將注意集中到與硬件配置有關(guān)的參數(shù)文件sensors.ini，查找與濕度有關(guān)參數(shù)，發(fā)現(xiàn)有RH_MIN項對濕度閾值有定義，嘗試做如下修改：修改前：RH_MIN=[R]3.0 修改后：RH_MIN=[R]0.0重啟服務(wù)后濕度及露點數(shù)據(jù)狀態(tài)從紅色再次變?yōu)闇\灰色，繼續(xù)觀察3個小時后，數(shù)據(jù)狀態(tài)正常，在觀察3個小時中，相對濕度數(shù)值顯示為1%--5%之間，屬于罕見的干旱狀態(tài)。

4 總結(jié)：

1.異常情況出現(xiàn)時天氣分析：

2015年3 月18日蘭州中川機場由于中低空受暖脊控制，天氣晴朗少云，升溫迅速導(dǎo)致出現(xiàn)長時間相對濕度低于5%，這種情況即使在干旱的西北地區(qū)也是首次出現(xiàn)，從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)連續(xù)觸及閾值，系統(tǒng)認為數(shù)據(jù)無效發(fā)出告警提示，狀態(tài)為紅色提示數(shù)據(jù)超出配置文件閾值定義是無效的。

2.由此次異常情況引發(fā)的思考：

(1）AVIMET配置文件對相對濕度數(shù)據(jù)有閾值規(guī)定，而且配置文件中的規(guī)定與傳感器實測范圍有差距，這在極端天氣條件時會出現(xiàn)傳感器能測量的這些極限數(shù)值被作為無效數(shù)值處理。那么還有哪些傳感器會涉及到相同的問題，這些涉及相同情況的傳感器，我們是否應(yīng)該根據(jù)當?shù)氐臉O端氣候條件對它們的配置文件進行相應(yīng)的優(yōu)化，便于數(shù)據(jù)的正常顯示和記錄保存，根據(jù)思考認真查找每一個傳感器，發(fā)現(xiàn)對于每一個傳感器，在配置文件中均有相應(yīng)的閾值規(guī)定。

(2）此次濕度數(shù)據(jù)狀態(tài)異常情況的出現(xiàn)是由于天氣變化導(dǎo)致極端數(shù)值出現(xiàn)所引起，對于傳感器，除了閾值限定外，AVIMET軟件還有其它根據(jù)天氣情況或傳感器工作環(huán)境的限定嗎，這種限定會不會引起異常情況的出現(xiàn)，這值得每一個自觀機務(wù)人員在遇到異常情況時去思考，特別是對環(huán)境，天氣的思考，而不是一味將注意力集中在傳感器本身上。