Аэродромный метеорологический комплекс

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Открытое акционерное общество Пеленг(72) Авторы Стрибук Петр Васильевич Казеев Юрий Иванович Карташов Георгий Владимирович Пузиков Геннадий Егорович(73) Патентообладатель Открытое акционерное общество Пеленг(57) Аэродромный метеорологический комплекс, содержащийметеорологических измерительных приборов, блок приема-передачи, табло, основной и резервный персональные компьютеры, при этом выход каждого метеорологического измерительного прибора электрически соединен с соответствующим входом блока приема-передачи, первый и второй выходы которого электрически соединены соответственно со входами основного и резервного персональных компьютеров, а его третий выход - с входом табло, отличающийся тем, что в него введен резервный блок приема-передачи, при этом выход каждого метеорологического измерительного прибора электрически соединен с соответствующим входом резервного блока приема-передачи, первый и второй выходы которого электрически соединены соответственно с входами основного и резервного персональных компьютеров, а его третий выход - с входом табло.(56) 1. Комплексная радиотехническая аэродромная метеорологическая станция КРАМС-4,Руководство по эксплуатации ИТАВ.416311.005 РЭ, 2002. - С. 1-27 (прототип). 76522011.10.30 Полезная модель относится к измерительной технике в области метеорологии и предназначена для автоматических измерений основных метеорологических параметров атмосферы в районе взлетно-посадочной полосы аэродрома. Известен аэродромный метеорологический комплекс, содержащийметеорологических измерительных приборов, блок приема-передачи, табло, основной и резервный персональные компьютеры. При этом выходы всех метеорологических измерительных приборов электрически соединены с входом блока приема-передачи, выходы которого электрически соединены с входом табло и входами обоих персональных компьютеров 1. С помощью метеорологических измерительных приборов определяют атмосферное давление, температуру и влажность воздуха, направление и скорость ветра, расстояние до нижней границы облаков, а также метеорологическую дальность видимости. Совокупность всей собранной и обработанной метеоинформации об основных параметрах атмосферы вблизи аэродрома служит для обеспечения безопасности взлетов и посадок воздушных средств. Безопасность полетов в районе аэродрома, в свою очередь,зависит от своевременной передачи сообщений об изменении основных параметров атмосферы в районе аэродрома на устройства отображения, регистрации и распространения метеорологической информации и, соответственно, от бесперебойной и надежной работы аэродромного метеорологического комплекса. Согласно требованиям технической документации 1, аэродромный метеорологический комплекс должен обеспечивать автоматическое формирование и передачу без задержки специальных сводок погоды (сообщений) при возникновении опасных для авиации атмосферных явлений и метеорологических условий, а также автоматическое формирование сообщений об окончании этих условий с задержкой на 2 минуты при передаче их на средства отображения информации и с задержкой на 10 минут при передаче их в линии связи. В связи с этим время восстановления работоспособности любой вышедшей из строя системы аэродромного метеорологического комплекса должно быть как можно меньше,причем пути достижения работоспособности могут быть разные, например замена неисправных элементов системы либо замена системы в целом. В известном аэродромном метеорологическом комплексе наименее надежным устройством является блок приема-передачи из-за наличия в его конструкции большого количества разнообразных коммутирующих элементов. Это значительно затрудняет обнаружение и устранение возникших в блоке приема-передачи неисправностей, увеличивает время восстановления его работоспособности и, соответственно, надежность эксплуатации всего комплекса. Задачей полезной модели является повышение надежности эксплуатации аэродромного метеорологического комплекса за счет уменьшения времени восстановления его работоспособности. Поставленная задача решается тем, что в аэродромный метеорологический комплекс,содержащийметеорологических измерительных приборов, блок приема-передачи, табло, основной и резервный персональные компьютеры, при этом выход каждого метеорологического измерительного прибора электрически соединен с соответствующим входом блока приема-передачи, первый и второй выходы которого электрически соединены соответственно со входами основного и резервного персональных компьютеров, а его третий выход - с входом табло, в отличие от прототипа, введен резервный блок приема-передачи,при этом выход каждого метеорологического измерительного прибора электрически соединен с соответствующим входом резервного блока приема-передачи, первый и второй выходы которого электрически соединены соответственно с входами основного и резервного персональных компьютеров, а его третий выход - с входом табло. Введение в состав аэродромного метеорологического комплекса резервного блока приема-передачи, соединенного с выходами всех метеорологических измерительных при 2 76522011.10.30 боров и входами средств отображения метеоинформации, обеспечивает бесперебойную работу всего комплекса в тех случаях, когда основной блок приема-передачи по какимлибо причинам выходит из строя. Отключение основного и переход на резервный блок приема-передачи осуществляется обслуживающим персоналом комплекса за счет коммутирующих устройств - реле, находящихся в блоках приема-передачи. Вследствие этого время восстановления работоспособности аэродромного метеорологического комплекса сокращается до минимума, что повышает надежность его эксплуатации. На фигуре изображена блок-схема предлагаемого аэродромного метеорологического комплекса. В состав предлагаемого метеорологического комплекса входят три измерителя метеорологической дальности видимости 1, 2, 3, два измерителя нижней границы облаков 4, 5,два измерителя параметров ветра 6, 7, измеритель влажности и температуры воздуха 8 и измеритель атмосферного давления 9. Выход каждого метеорологического прибора электрически соединен с отдельными входами двух блоков приема-передачи - основного 10 и резервного 11, а их выходы электрически соединены с входами средств отображения информации - табло 12, а также основным персональным компьютером 13 и резервным 14. Измерители метеорологической дальности видимости предназначены для непрерывного автоматического определения метеорологической оптической дальности в районе взлетно-посадочной полосы. Их устанавливают, как правило, в начале, середине и конце взлетно-посадочной полосы. Принцип действия измерителей метеорологической дальности видимости основан на измерении коэффициента пропускания слоя атмосферы на расстоянии между источником и приемником световых сигналов, при этом световое излучение преобразуется в приемнике в электрический сигнал. Определение метеорологической дальности видимости по измеренному коэффициенту пропускания производится по известной формуле Кошмидера. Измерители нижней границы облаков предназначены для автоматического, с заданной периодичностью определения высоты нижней границы облаков непосредственно над местом его установки. Принцип действия измерителя нижней границы облаков основан на измерении суммарного времени прохождения прямого и отраженного от облака импульсов оптического излучения, при этом приемник измерителя преобразует оптическое излучение в электрический сигнал. Расстояние между измерителем и облаком определяют по измеренному времени прохождения оптического сигнала и известной величине скорости света. Измерители параметров ветра предназначены для непрерывного автоматического определения параметров ветрового потока - мгновенной (осредненной за 3 секунды), максимальной (порыв), средней скоростей и направления ветра за 2 минуты и 10 минут, а также максимальной скорости ветра за определенный период времени. Скорость ветра определяется с помощью анемометра, а направление ветра - с помощью румбометра. Измерители параметров ветра устанавливают у начала взлетно-посадочной полосы на высоте 810 метров от поверхности земли. Принцип действия измерителей параметров ветра состоит в преобразовании механических воздействий ветрового потока в оптические, а затем в электрические сигналы за счет использования зависимости между скоростью ветра и числом оборотов чашечной вертушки анемометра, а также между направлением ветра и положением свободно ориентирующейся флюгарки румбометра. При этом скорость и направление ветра представляются в виде частоты и фазового сдвига последовательностей электрических импульсов, которые генерируются в оптоэлектронных устройствах анемометра и румбометра в результате механического прерывания в них светового потока. Измеритель температуры и влажности воздуха предназначен для автоматических измерений температуры и влажности воздуха в месте установки измерителя. Принцип действия измерителя температуры заключается в преобразовании температуры окружающего 3 76522011.10.30 воздуха в электрический сигнал, в частности в термонапряжение. Принцип действия измерителя влажности основан на изменении частоты генерации электрического сигнала в зависимости от концентрации паров воды в окружающей атмосфере. Измеритель атмосферного давления предназначен для текущего измерения атмосферного давления в месте установления измерителя. Принцип действия измерителя атмосферного давления основан на преобразовании абсолютного атмосферного давления в частоту электрического сигнала. В состав всех метеорологических приборов совместно с измерителями метеовеличин входят электронные устройства, осуществляющие преобразование аналоговых электрических сигналов от измерителей в цифровой код, первичную обработку результатов измерений и передачу обработанных данных на блоки приема-передачи, основной или резервный. Все метеорологические измерительные приборы, кроме измерителя давления,подключаются к блоку приема-передачи по модемным .23 линиям связи. Измеритель атмосферного давления подключается к блоку приема-передачи через интерфейс 232. В состав каждого канала блока приема-передачи входят коммутирующие элементы,трансформатор, усилитель, частотный преобразователь, микроконтроллер и центральный контроллер - центральное процессорное устройство. Выходы блока приема-передачи подключены к персональным компьютерам - основному и резервному (контрольное средство отображения информации) и к табло (выносное средство отображения информации). Измерители метеорологической дальности видимости, измерители нижней границы облаков и измерители параметров ветра устанавливаются около взлетно-посадочной полосы аэродрома. Основной и резервный блоки приема-передачи и оба персональных компьютера устанавливаются в рабочем помещении техников-метеорологов. Выносные средства отображения - табло - устанавливаются в рабочих помещениях персонала управления полетами, взлетом, посадкой и других должностных лиц. В отапливаемом помещении устанавливается также и измеритель атмосферного давления. Измеритель температуры и влажности воздуха устанавливается на метеоплощадке аэродрома. Все метеорологические приборы, устанавливаемые на открытом воздухе, работоспособны при температуре от минус 50 С до плюс 50 С, при воздействии на них ветра со скоростью до 55 м/с, снежных отложений, гололеде, инее и росе, водоустойчивы, имеют соответствующую защиту, в том числе от запотевания оптических элементов. Программное обеспечение компьютеров, используемое для работы с аэродромным метеорологическим комплексом, предназначено для автоматического приема и ручного ввода метеоинформации от метеорологических измерительных приборов об основных параметрах атмосферы в районе аэродрома обработки этой информации формирования метеорологических сообщений и передачи их на средства отображения монитор персонального компьютера и табло, также в линии связи архивирования поступающей, редактируемой и посылаемой информации. Программное обеспечение состоит изфайлов . . .. ., ифайлов . . . . . Программное обеспечение используется для метеорологического обеспечения полетов на одной взлетно-посадочной полосе. Аэродромный метеорологический комплекс работает следующим образом. Аэродромный метеорологический комплекс устанавливается в районе одной взлетнопосадочной полосы аэродрома. Метеорологические измерительные приборы 1-9, входящие в состав комплекса, производят измерения метеопараметров атмосферы и преобразуют аналоговые электрические сигналы от измерителей в цифровую форму. 4 76522011.10.30 Цифровые электрические сигналы от каждого метеорологического измерительного прибора по линиям связи .23 или 232 поступают на соответствующий вход основного блока 10 приема-передачи. Через коммутирующие элементы электрические сигналы поступают на входы принимающих каналов .23 и 232. Входы каналов .23 имеют гальваническую трансформаторную развязку. Для усиления входных сигналов используется операционный усилитель. После усиления частотно-модулированные сигналы протокола.23 поступают на частотные преобразователи, а сигналы 232 поступают на драйвера соответствующих интерфейсов, где каждый из них преобразуется в сигналы ТТЛ уровня. Затем эти сигналы поступают в виде информационных посылок на микроконтроллеры, где обрабатываются и отправляются на центральный контроллер - центральное процессорное устройство. Центральный контроллер опрашивает микроконтроллеры, формирует информационную посылку с поступившими от них данными и отправляет информацию на основной 13 или резервный 14 персональные компьютеры. Центральный контроллер блока приема-передачи через коммутационные элементы связан с обоими персональными компьютерами по 232 интерфейсу. В случае выхода из строя основного блока 10 приема-передачи переключение с основного блока 10 приема-передачи на резервный блок 11 производит техник-метеоролог с помощью взаимосвязанных между собой кнопочного переключателя, расположенного на лицевой панели каждого блока, и коммутирующих элементов - реле, также находящихся в блоках 10, 11 приема-передачи. Оба блока 10, 11 конструктивно совершенно идентичны. Работой аэродромного метеорологического комплекса управляет основной персональный компьютер 13. При этом на резервном персональном компьютере 14 также отображается вся информация. Он вводится в режим работы аэродромного метеорологического комплекса техником-метеорологом только в случае выхода из строя основного персонального компьютера 13. В персональных компьютерах 13 и 14 с помощью специально разработанного программного обеспечения цифровая информация преобразуется в значения метеопараметров, выраженные в единицах физических величин, которые отображаются на мониторах компьютеров. Одновременно информация о значениях метеопараметров в районе аэродрома передается от основного компьютера 13 через коммутирующие элементы на блок приема-передачи 10, а затем через коммутирующие элементы отправляется на выносные средства отображения - табло 12. Входящие в состав аэродромного метеорологического комплекса метеорологические измерительные приборы производят непрерывные круглосуточные измерения в районе взлетно-посадочной полосы аэродрома следующих метеопараметров метеорологическая оптическая дальность видимости высота нижней границы облаков мгновенная скорость ветра направление ветра температура воздуха относительная влажность атмосферное давление. Опрос и обновление результатов измерений производятся непрерывно от измерителей метеорологической дальности видимости, нижней границы облаков и параметров ветра через интервал времени 15 секунд и от измерителей атмосферного давления, температуры и влажности воздуха не реже чем через 30 минут. Информация, передаваемая на средства отображения, подвергается контролю и, при необходимости, коррекции техником-метеорологом. Контроль информации производится на мониторе персонального компьютера, при этом проверяется наличие данных, введенных вручную, и критическая оценка метеовеличин, измеренных автоматически. 76522011.10.30 В аэродромном метеорологическом комплексе предусмотрена автоматическая регистрация (запись в архив с возможностью печати на принтере) всей автоматически измеренной, введенной вручную, вычисленной и выдаваемой информации. Время хранения записанной в архив информации не менее 30 суток. При этом имеется возможность вызова и просмотра информации за истекшее время, благодаря возможности ведения календаря и счета времени, а также корректировки счета времени. Таким образом, предлагаемый аэродромный метеорологический комплекс позволяет повысить надежность его эксплуатации за счет сокращения времени восстановления работоспособности комплекса при быстром включении в работу резервного блока приемапередачи. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 6