西南空管局应急移动气象台的设计与建设

1. 西南空管局应急移动气象台的设计与建设 袁野

2. 正 在 载 入 按 任 意 键 继 续

3. 汇报内容 1 2 3 4 项目背景 设备配置和基本功能 运行模式 总结和思考

4. 项目背景 极端自然灾害中断机场常规探测 2008年初贵州地区的冰雪凝冻灾害，机场自动气象观测系统等气象外场探测设备严重凝冻而失去探测功能。 2008年7月昆明巫加坝机场洪水倒灌事件中，气象线路全部被淹导致网络中断，重要设备无法正常工作，最终导致气象服务中断。 2008年汶川8.0大地震，导致西南空管局业务楼不能使用，全体人员搬迁至某餐馆里开展业务。

5. 项目背景 地震后的塔台 临时指挥中心

6. 项目背景 塔台管制人员在停放在跑道边客车上进行作业

7. 项目背景

8. 项目背景

9. 项目背景 利用非常规的探测手段，在特殊时间，特殊地点进行航空气象服务，最大限度地减少天气对航空运行安全与效率造成的危害，是民航气象提高服务能力的一种思路和方法。

10. 项目背景

11. 项目背景 西南空管局移动气象台建设项目是西南空管局防控“自然灾害”，实现平稳过渡 “三年奋斗期”的重要支撑项目。

12. 项目背景 • 它以机动车辆为载体，以可移动天气雷达、车载机动式自动气象站、气象卫星实时接收系统等为探测手段, 可在突发事件现场进行气象观测、探测, 利用有线、无线通信技术,现场为空管气象部门、管制部门提供对事件应急处理有帮助的天气预报及加工分析产品。西南空管局移动气象台所有设备采用车载方式，即使在在长途行驶和颠簸后，其探测精度不会受到任何印象，具备很强的机动性和快速反应能力，能够为抢险救灾及重大飞行保障时间提供及时、全面、准确的现场气象服务的需要。

13. 项目背景 在民航局空管局、西南地区管理局相关部门的支持下，我们根据业务实际情况，自主设计、建设了应急移动气象台，对空管系统其他兄弟单位相关工作的开展有一定的借鉴意义。 笔者从该项目最初的立项（带可行性研究）报告的编制开始到项目竣工验收全程主持了建设工作。

14. 设备配置 西南空管局移动气象台主要设备包括改装工程车、可移动式X波段天气雷达、液压升降式车载自动气象站、车载同步卫星单收站、基于WCDMA的无线通信网络系统等。

15. 外观设计 移动气象台外部字体图案喷绘为笔者设计，其设计思路是充分考虑到应急要求和民航特征。前脸为天蓝色黑体的“气象应急”四个大字，中间插入代表我国空管局的大A型标志，前顶底色为黄色，代表应急抢险，上书有西南空管四字。车辆侧面用较大面积印有蓝底白字的“气象应急指挥”。车辆后部尾门上为黄色底色“航空应急”。两台发电机设计放置在货厢尾部。

16. 设备配置 车辆和外观设计 车辆采用的是加防辐射和绝热处理的南京依维柯轻型客车改装的工程车。该车采用低功率高扭矩的2.8T，125马力，285牛米的柴油发动机，后轮驱动，以满足野外的崎岖路面行驶。车辆底盘在原车基础上进行加固改装，与整车匹配性强，具有良好的稳定性，可靠性。底盘前后均匀非独立钢板弹簧悬挂，后悬挂在7块钢片的情况下增加4块，负重能力提升80%，

17. 设备配置 车辆和外观设计 为了方便人工观测，在车辆的两侧配备有大型可伸缩式遮阳棚。车辆底盘上改装有液压式支撑腿。移动气象台在长期停放的情况下，可用液压式支撑腿进行支撑，避免过重负载对车辆悬挂系统和地盘造成伤害。 长×宽×高 6490*2020*2680 轴 距（mm) 3600 最大载重量 1.8吨

18. 设备配置 车辆和外观设计 考虑到车辆可能会在极端炎热或严寒的情况下工作，车辆本身自带的的空调可能功率不够，我们在车上加装了一台车载空调，该空调制冷功率3800W，制热功率2000W。经试验，在室外空气温度35度，太阳直接照射的夏季，仅在加装空调满负荷运转情况下，车内温度能够稳定维持在25度。该空调放置于前车厢顶棚上。 由于其自身重量达65KG，占了顶棚最大负重的1/3，我们对车辆顶棚进行了改装加固，使其承重能力达到400KG，以确保1-3人人在车顶进行作业时顶棚的安全

19. 设备配置 供电 移动气象台有3种供电方式：220伏市电、车上自备5.6KVA发电机二台（一台供设备、一台供顶置空调和备份）和3KVA的智能UPS,65AH电池组可在停电后保证移动气象台连续工作4小时。

20. 设备配置 探测手段

21. 设备配置 探测手段

22. 设备配置 探测手段 移动天气雷达 移动雷达选用X波段型天气雷达，各种设备通过减震优化，有较强的机动性和较 好的越野性。雷达天线采用镂空处理，防止在野外大风情况下受损雷达发射机 部分采用同轴磁控管结合数字自频调和数字相位校正技术，能够反演矢量风场。 为了方便运输，我们专门设计雷达波导可以全部拆下，雷达铰链双重减震，为在 最恶劣的条件下行驶做好准备。 如果经费充裕，用体积较小的行波管是最好的，但一定要做好防震，因为电子注射式放大设备抗震性能都不是很好。

23. 设备配置 探测手段

24. 设备配置 探测手段 • 移动雷达使用中的注意事项 • 由于雷达整机与车体相连，车辆在野外作业的时候不能保证停放在完全水平的空地上，为了保证雷达回波数据准确，就必须用加装的液压支撑杆调整车辆角度，用水平仪来确认水平情况。 • 移动雷达在车辆就位后，应根据轴线方位角设定雷达方位角初始值，具体方法是：车尾朝正北方位角初始值为零，按顺时针方向，车尾指向偏离正北的角度即是雷达方位角初始值。 • 根据车载GPS 现场测值，正确输入雷达所在位置的经纬度，使电子地图与雷达回波图对位叠加，形成以移动雷达为中心，与地理位置准确对应的雷达回波资料。移动雷达运行要严格执行操作规程。随机资料和备件应妥善保管，便于在设备故障时，准确分析故障原因，及时排除突发故障。按时巡检设备及线路，及时消除安全隐患。

25. 设备配置 探测手段 • 自动气象站 • 西南空管局移动气象台选用的自动气象站可测量光学能见度、大气温度、湿度、气压、风速、风向及雨量。全部传感器装置在车辆后厢的液压伸缩杆上，可通过一键电动方式进行起降。运输时伸缩杆降下，在突发事件地点可在120秒内升到4.5米的高度。熟练操作的情况下，仅需15秒便可以从行驶状态变成工作状态。

26. 设备配置 • 中国气象局的移动气象台的自动气象站大都放在车辆前部，采用放倒式：

27. 设备配置 探测手段 • 机动式自动气象站还具有气象要素历史数据自动归档显示、气象要素采集、数据预处理、数据无线传输、系统初始化设置和现场自检测维护等功能

28. 设备配置 探测手段 • 卫星接收系统 • 移动气象台卫星接收系统能够通过单收天线实时接收FY-2E的卫星数据资料，相当于一部卫星单收站。

29. 设备配置 探测手段

30. 设备配置 探测手段 立体云图

31. 设备配置 探测手段 降雨分布

32. 设备配置 探测手段 云顶温度 雾分布 云顶高

33. 设备配置 探测手段 • 卫星云图的操作使用注意事项 • （1）该单收站直接接收FY-2E的下发信号，在移动气象台每次更换使用位置时需要进行天线对准卫星的工作。由于卫星信号到地面的信号强度已经很微弱，所以对星的准确与否就直接关系到能否正常接收到卫星云图。卫星天线与卫星之间不能有任何遮挡。

34. 设备配置 探测手段 根据西南地区各主要机场的经纬度和FY2E卫星的经度(东经105度/亚洲风云二号)，笔者求得卫星天线对卫星的方位角，仰角和极化角（表5）。按表5用电子罗盘转动卫星天线到指定方位，再转动卫星天线的仰角和极化角：转动馈源来改变极化角以获得最佳信号，调整方法：面对天线看馈源上有标记，向上为0°，顺时针方向为0°--360°，逆时针为负。

35. 设备配置 探测手段 • 室内预报工作平台 • 室内预报工作平台在移动气象台工程车内，主要装备有雷达机柜、UPS电源、大屏幕显示终端等等设备。以4台笔记本电脑为主的天气预报工作站直接支撑主要的业务操作。其中,1台笔记本电脑用于数据通信, 通过与WCDMA路由器的数据连接，实现与西南空管局应急指挥中心、管制中心等部门的远程数据共享；3台笔记本电脑用于显示雷达回波图、自动气象站资料、卫星云图资料和天气图等资料。预报员可在室内预报工作平台内实时制作天气预报及相关气象服务产品

36. 设备配置 探测手段

37. 运行模式 • 1.西南空管局气象部门的应急备份系统，提供全面的气象观测要素。 • 2.整个西南地区的应急机动设备，随时支援因灾或者因设备故障而需要帮助的地区或机场。 • 3.进行气象装备技能培训甚至野外气象探测的教学用具。 • 4.西南地区未来新机场建设前期选址论证的气象装备。

38. 运行模式

39. 运行模式

40. 运行模式

41. 运行模式

42. 运行模式 与便携式自动气象站进行初步的数据对比

43. 问题 • 1.当移动气象台需代替自动观测系统提供如温度、气压、MOR数值的时候，该车应该摆放在什么位置？ • 2.能否在该车与自观的自动气象站相隔5-10米的情况下，用自动气象站数据校准该车传感器数据？ • 3.在机场终端区电磁环境保护日益严苛的今天，天气雷达能否在下滑台位置长时间运行？

44. 谢谢大家！