Принцип роботи.
Комплекс АМАС Авиа-1 в залежності від комплекта поставки може використовуватися для оснащення аеродромів, які обладнані по I, II, IIIA категоріям. Функції комплексу, що виконуються, розподілені між окремими територіально розосередженими пристріями. Обмін інформацією між функціональними частинами комплексу АРМН, АРМС і ПД організований у вигляді повідомлень по послідовному каналу RS-232. Швидкість обміну інформацією 1200 бит/с. Функціональні частини комплексу взаємодіють в асинхронному режимі обміну даними. Для реалізації обміну між АРМН, АРМС і ПД використовується магістральний канал зв'язку. Зв'язок АРМН з віддаленими на відстань більше 10 м АРМС і ПД забезпечується за допомогою зовнішніх модемів.
Створення автоматичної метеорологічної аеродромної станції (АМАС) на основі комплексу здійснюється шляхом приєднання до входів каналів перетворення комплекса вимірювачів метеовеличин з електричними вихідними сигналами. При цьому комплекс забезпечує перетворення і обробку аналогових і цифрових сигналів, які надходять від первинних вимірювальних перетворювачів, а також керування режимом вимірювання і відображення метеоданих в режимі реального часу. Вимірювання поточного часу робиться комплексом по Грінвичу (МСВ).
Об'єднання комплексу і вимірювачів на аеродромі в автоматизовану метеорологічну станцію здійснюється за допомогою центрального пристрію (ПЕОМ АРМН) і канала зв'язку.
Центральний пристрій (ПЕОМ АРМН) керує процесом вимірювання і приймання вхідних сигналів, які надходять від вимірювачів по каналу зв'язку, виконує обробку метеоінформації, складає повідомлення службам УВС, формує метеозведення і передає метеоінформацію на засоби відображення (відеомонітори), а також забезпечує виведення архівної інформації на пристрій реєстрації (принтер). Центральний пристрій працює в фоновому режимі, тобто використовується багатозадачний режим виконання заданих функцій.
В комлексі передбачено резервування центрального пристрію. Резервна ПЕОМ АРМН забезпечує резервування (дублювання) бази даних, а також швидке відновлення працездатності комплекса у випадку відмови основної ПЕОМ.
Організація каналу зв'язку забезпечується при використанні прокладених на аеродромі кабелів (пара скруток) і реалізується за допомогою розширювача послідовних портів, який складається з 16 (при необхідності від 8 до 24) конфігурованих асинхроних каналів зв'язку (RS-232).
У складі АМАС комплекс функціонує таким чином.
Вимірювачі метеовеличин автоматично роблять вимірювання і перетворення фізичних одиниць, формують електричні вихідні сигнали і по запитанню комплекса передають їх в центральний пристрій (ПЕОМ АРМН). Збирання даних від вимірювачів метеовеличин здійснює основна ПЕОМ АРМН також в автоматичному режимі.
ПЕОМ АРМН збирає вихідну інформацію від вимірювачів, яка доповнюється інформацією, що зібрав спостерігач візуально і введену вручну. Можливість взаємодії оператора (спостерігача) з АРМН забезпечується технічними засобами: відеомонітор і маніпулятор "миша", а порядок взаємодії в діалоговому режимі реалізується за допомогою програмних засобів: спеціалізованного програмного забезпечення АРМН.
В процесі запитання вимірювачів АРМН виконує перевірку:
наявності зв'язку з вимірювачем і при виявленні порушень або відсутності зв'язку формує аварійне повідомлення і виводить на екран відеомонітору АРМН;
інформації про стан вимірювачів (включений або виключений даний вимірювач);
достовірності прийнятих від вимірювачів і введених вручну оператором (спостерігачем) даних.
При цьому здійснюється контроль якості і незаперечливості, виміряних і введених даних, і , якщо величина не попадає в установлені межі (уставки), формується аварійне повідомлення, яке виводиться на екран відеомонітору АРМН.
Крім перевірки вимірювачів АРМН виконує перевірку працездатності пристріїв комплексу і тестування ліній зв'язку з ними (наявність зв'язку). При виявленні порушень або відсутності зв'язку з пристріями комплекса формується аварійне повідомлення, яке виводиться на екрани відеомоніторів АРМН, АРМС і ПД.
Вхідні сигнали, які надходять від первинних вимірювальних перетворювачів в аналоговій або кодованій формі, підлягають перетворенню і обробці. В результаті обробки вхідних сигналів комплекс забезпечує приведення виміряних кодів до фізичних величин, а також відображення вихідної інформації на екранах відеомоніторів (АРМН, АРМС і ПД) в одиницях вимірювання метеовеличин.
Формування кодів при вводі даних візуального спостереження оператором (спостерігачем) в діалоговому режимі здійснюється автоматично. Значення даних візуального спостереження виводяться на екран в коді METAR / SPESI.
Одержані дані підлягають обробці і розрахункам програмними засобами АРМН. Обробка даних і розрахунок метеовеличин, на основі виміряних і введених вручну значень, робиться в АРМН згідно алгоритмам і розрахунковим співвідношенням.
Після обробки даних АРМН автоматично передає поточну метеоінформацію на АРМС і ПД. Час передачі метеоінформації для відображення на екранах відеомоніторів АРМС і ПД, після закінчення обробки вимірювань (спостерігань), складає не більше 12 сек.
Форма представлення метеоінформації на екранах відеомоніторів АРМН, АРМС і ПД реалізується спеціалізованими програмними засобами комплекса.
Оновлення інформації на екрані відеомонітору АРМН здійснюється з періодичністю запитання первинних вимірювальних перетворювачів, яка задається в конфігураційному файлі.
Оновлення інформації на екранах АРМС і ПД здійснюється з періодичністю 12 сек.
Інформація про небезпечні явища на аеродромі, які утруднюють або виключають взліт, захід на посадку або посадку повітряних судів, і сигнал тривоги з'являються на екрані відеомонітору АРМН не пізніше, ніж через 15 сек після їх виникнення.
Всі виведені на екран поточні значення метеовеличин, які одержані від відповідних вимірювачів, осереднюються по миттєвим значенням за інтервал в 1 хвилину. Значення всіх осереднених за одну хвилину метеовеличин записуються в архів хвилинних значень, який використовується для виводу графіка часової залежності.
Осереднення швидкості і напрямку вітра за 2-х хвилинні і 10-ти хвилинні періоди виконуються шляхом змінного векторного осереднення. При цьому 2-х хвилинні середні значення оновлюються на екрані кожні 3 с, а 10-ти хвилинні середні значення оновлюються кожну хвилину.
Інформація про фактичну погоду на аеродромі заноситься в базу даних центрального пристрію (ПЕОМ АРМН). На основі одержаної метеоінформації в АРМН автоматично формуються метеозведення в кодах METAR, SPESI, SYNOP (KH-01). Формування метеозведень забезпечується в наступні строки згідно вимогам ВМО.
Метеозведення в кодах METAR, SPESI, SYNOP (KH-01) відображаються на екрані відеомонітору АРМН.
Метеозведення в кодах METAR, SPESI відображаються на екранах відеомоніторів АРМС і ПД.
Метеозведення в кодах METAR, SPESI, SYNOP (KH-01) передаються по модемній лінії на зв'язкову ПЕОМ вузла зв'язку АМСГ.
Формування метеозведень комплексом автоматизовано і здійснюється у відповідності з діючими вимогами стандартів ВМО/ІКАО.
Комплекс автоматично формує заготовки текстів метеозведень METAR, SPESI, SYNOP і забезпечує можливість їх уточнення і редагування оператором (спостерігачем) в інтерактивному режимі.
При формуванні метеозведень використовуються поточні метеодані, які одержані в результаті автоматичного вимірювання і введені оператором (спостерігачем) вручну, після їх обробки і розрахування.
Формування регулярного метеозведення METAR.
Комплекс формує регулярне метеозведення METAR, яке має короткостроковий прогноз погоди, кожні 30 хвилин згідно діючим правилам. Заготовка тексту поточного METAR формується комплексом автоматично кожні 30 хв за дві хвилини до початку чергового строку. До початку чергового строку протягом двох хвилин комплекс забезпечує можливість оператору (спостерігачу) редагувати текст зведення, що формується.
Рівно в строк (00 хв або 30 хв) комплекс забезпечує можливість по команді оператору (спостерігача) відправити зведення на вузол зв'язку АМСГ і на робочі місця синоптика і диспетчера (АРМС і ПД). Після початку строка протягом 2 хв комплекс забезпечує можливість оператору (спостерігачу) вручну відредагувати текст METAR. При цьому, поточні дані автоматичних вимірювань метеовеличин в телеграму заносяться автоматично точно в строк.
Можливість повторної передачі сформованого в строк метеозведення зберігається до формування телеграми наступного строку.
Метеоспостерігач одержує автоматично прогноз TREND відправлений синоптиком з АРМС. Прогноз TREND передається метеоспостерігачу заздалегідь до початку строка і автоматично вставляється в заготовку текста метеозведення METAR. Дані для складення короткострокового прогнозу вводяться тільки вручну синоптиком з АРМС. Час останнього редагування прогнозу TREND відмічається автоматично. Час розповсюдження поточного метеозведення складає 30 хвилин.
Якщо TREND не надходить від синоптика, наприклад, при непрацездатності АРМС (АРМС виключений) або при порушенні зв'язку, то при формуванні поточного регулярного зведення за 5 хв до початку строка з'являється повідомлення на екрані АРМН, яке супроводжується звуковим сигналом. Це означає, що метеоспостерігачу необхідно самому сформувати TREND вручну.
Формування вибіркового спеціального метеозведення SPESI.
Комплекс формує вибіркове спеціальне метеозведення SPESI згідно діючим правилам. Формування заготовки тексту вибіркового спеціального метеозведення SPESI здійснюється автоматично при досягненні установлених критеріїв для автоматичного формування або в будь-який момент часу по команді оператора (спостерігача). При цьому оператору (спостерігачу) АРМН забезпечується можливість вручного редагування тексту метеозведення до відправлення ттелеграми на вузол зв'язку АМСГ.
Значення установлених критеріїв для метеовеличин, які визначають пороги автоматичного формування спеціального метеозведення, що розповсюджується на аеродромі в форматі SPESI вводяться при конфігурації програмного забезпечення і можуть редагуватися оператором (спостерігачем) при необхідності в процесі роботи.
Пороги автоматичного регулювання SPESI бувають:
поріг на зміну;
поріг на погіршення;
поріг на покращення.
Поріг
на зміну установлює критерії, по яким
повинно відбуватися формування SPESI
при різкій зміні напрямку вітру, тобто
при зміні середнього напрямку вітру,
в порівнянні із значенням, яке вказане
в останньому зведенні METAR/SPESI,
на
при швидкості вітру, що більше 6 м/с.
Поріг на погіршення установлює критерії, по яким повинно відбуватися формування SPESI на погіршення по таким метеовеличинам:
середня або максимальна швидкість вітру досягла або перевищила порогове значення ( V вітру
);метеорологічна дальність видимості стала менше порогового значення (МДВ (м) <);
дальність видимості на ВПП стала менше порогового значення (RVR(м)<);
висота нижньої межі хмар стала менше порогового значення (НМХ<).
Поріг на покращення установлює критерії, по яким повинно відбуватися формування SPESI на покращення по таким метеовеличинам:
- середня або максимальна швидкість вітру стала менше порогового значення ( V вітру < );
метеорологічна дальність видимості досягла або перевищила порогове значення (МДВ (м) );
дальність видимості на ВПП видимості досягла або перевищила порогове значення (RVR (м) );
висота нижньої межі хмар досягла або перевищила порогове значення (НМХ ).
Комплекс відображає причину формування SPESI.
Комплекс автоматично формує текст вибіркового спеціального метеозведення SPESI при досягненні таких критеріїв:
на погіршення, якщо
напрямок вітру змінився на або більше при середній швидкості 6 м/с або більше відносно значень вказаних в попередньому зведенні METAR/SPESI;
максимальна швидкість вітру досягла або перевищила 15 м/с або більше, і при подальшому підсиленні через 5 м/с пороги вибираються із врахуванням значень, які вказані в попередньому зведенні з ряду 20 м/с, 25 м/с ……. 60 м/с;
метеорологічна дальність видимості менше: 3000, 1500, 800 м;
дальність видимості на ВПП менше: 800, 600, 350, 150 м;
висота нижньої межі хмар менше: 300, 150, 60 м.
на покращення (текст SPESI на покращення автоматично формується, якщо покращення по елементу погоди протрималось 10 хв), якщо:
максимальна швидкість вітру менше 15 м/с або менше значень, по яким випускалося зведення на погіршення;
метеорологічна дальність видимості досягла або перевищила: 800, 1500, 3000 м;
дальність видимості на ВПП досягла або перевищила: 150, 350, 600, 800 м;
висота нижньої межі хмар досягла або перевищила: 30, 60, 150, 300 м.
Формування метеозведення SPESI супроводжується звуковим сигналом.
Формування спеціального метеозведення SPECIAL, яке розповсюджується на аеродромі, здійснюється в коді SPESI.
Формування синоптичного зведення SYNOP/
Комплекс формує регулярно метеозведення в коді КН-01 (національний варіант міжнародного коду FM 12-IX SYNOP) згідно діючим правилам.
Формування заготовки тексту регулярного метеозведення SYNOP здійснюється автоматично в синоптичні строки кожні 3 години. При цьому забезпечується можливість ручного редагування оператором (спостерігачем) АРМН тексту метеозведення до відправлення телеграми на вузол зв'язку. Групи коду SYNOP формуються рівно в строк по виміряним поточним значенням метеовеличин.
Комплекс в процесі роботи автоматично проводить щохвилинний і погодинний архіви всіх виміряних і введених вручну метеовеличин і журнал роботи АМАС в цілому, в якому фіксуються всі повідомлення АМАС і всі дії операторів (спостерігача, синоптика і диспетчера керування польотами).
Перегляд архівної інформації здійснюється в діалоговому режимі по запитанню оператора на відеомоніторах АРМН і АРМС. Архів, який формується на жорсткому дискі АРМН на основі виміряних даних і проведених спостережнь, містить таку інформацію:
таблиць годинних значень вимірюваних і введених вручну метеовеличин;
- журнал роботи АМАС;
журнал відправлених повідомлень.
На робочому місці спостерігача, забезпечується перегляд архівних значень будь-якої метеовеличини на всю глибину ведення архіву в графічному або табличному представленні. Оператор (спостерігач) вибирає вид інформації і період, за який він може переглянути архів.
Архів, що формується на жорсткому дискі АРМС на основі даних, які приймаються від АРМН, містить таку інформацію:
- архів виміряних і розрахованих значень метеорологічних величин в графічному вигляді;
журнал прийнятих метеозведень в кодах METAR, SPESI.
Крім автоматичного режиму вимірювань в АМАС комплекс забезпечує можливість роботи в режимі ручного вводу. Якщо в складі АМАС відсутні вимірювачі або при їх відключенні оператор (спостерігач) може вводити значення метеовеличин вручну, які відразу інтерпретуються як середні і їх значення присвоюється кожному відповідному вимірювачу для передачі на всі підключені ПД, АРМС, а також для використання при автоматизованному формуванні заготовок метеозведень.
Оператор (спостерігач) при вводі даних візуального спостереження може заздалегідь підготовити дані по видимості, хмарам, погоді, а також додаткову трендову інформацію, щоб забезпечити в строк передачу регулярних зведень погоди.
Оператор (спостерігач) може редагувати автоматично сформовані SPESI, METAR, SYNOP, повторювати і видавати повідомлення по запитанням, установити час редактування METAR і затримку до його відправлення в лінію зв'язку на зв'язкову ПЕОМ.
При необхідності, оператор (спостерігач) може оперативно керувати режимами роботи з вимірювачами в АМАС, тобто
- оперативно виключати і включати вимірювачі при їх недоцільності використання, наприклад, ВНМХ типу ЛВВХ-1 (джерела випромінювання у вимірювачах);
при появі аварійних повідомлень, які формуються при відмовленні або збою будь-якого вимірювача, виконати підключення резервного вимірювача і відключити непрацездатний на даний момент вимірювач.
Оператор (спостерігач) може також керувати характером відображаємої інформації на екрані відеомонітору АРМН, тобто переглядувати значення вибранної метеовеличини в графічному або табличному вигляді в діалоговому режимі:
трьох годинного графіку з інтервалом вирішення 1 хв;
добового графіку з інтервалом вирішення 1 год;
таблиці метеовеличин, щогодинні значення.
Оператор (спостерігач) може вручну формувати додаткову інформацію. Наприклад, повідомлення про грозонебезпечні осередки, вітер на висотах і т.д., та передавати їх операторам (синоптику і диспетчеру) на АРМС і ПД.
Оператор (спостерігач) по команді одержаній від диспетчера може переключити курс робочого старту. Зміна курсу робочого старту здійснюється вручну в діалоговому режимі. При цьому, оператор (спостерігач) ПД може проконтролювати правильність установки курса, оскільки установлений курс робочого старту відображається на екрані ПД.
Параметри освітленості ВПП, які необхідні для розрахування значень RVR, при відсутності в складі вимірювача яскравості фону, вводяться вручну оператором (спостерігачем) по узгодженню з диспетчером. Час реакції комплекса при зміні курсу або параметрів освітленості із перерахуванням метеовеличин для заново введених значень і передачею їх на всі робочі місця (АРМН, АРМС і ПД) складає не більше 12 сек.
Комплекс при цьому, автоматично веде журнал роботи, в який заносяться всі дії операторів (спостерігача, синоптика, диспетчера) при ручному втручанні в роботу комплеск і АМАС в цілому, з вказанням часу до однієї секунди.
Реєстрація метеорологічної інформації, яка одержана в строки спостереження, як поточної, так і архівної робиться по команді оператора (спостерігача) на принтері.