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民航气象观测应急处置操作流程标准化研究

冯静伊
  
富网媒体号
2026年57期
中国民用航空飞行学院洛阳分院河南洛阳471000

摘要:航空气象观测数据的连续可靠发布,是保障飞行安全与效率的核心。为系统提升一线气象台站在设备突发故障时的应急响应能力,本文以洛阳北郊机场气象台为具体案例,对其观测设备配置与现有应急措施进行了全面分析。研究聚焦自动观测数据失效与信息编发渠道中断两大核心风险场景,旨在将依赖个人经验的应急处置措施,转化为标准操作程序。首先梳理了洛阳机场“主用-备份-应急”三级保障的硬件配置。继而重点论证并构建了针对性的应急处置标准化流程:其一,在数据采集端,建立了从部分传感器失效到全系统瘫痪的分级数据替代与备份切换方案;其二,在信息发布端,制定了从本地备份设备启用到跨单位协同代发的层级化通信保障预案。流程明确规定了各环节的操作步骤、信息通报责任与完整记录要求。建立一套完整清晰的标准化应急操作流程,能够显著提高应急处置的时效性、准确性与可靠性,是将组织安全管理标准转化为个人可执行措施的关键。该流程对于夯实民航气象业务稳定性、筑牢航空安全运行根基具有直接的实践价值,也为同类气象台站的应急能力建设提供了参考范式。

关键词:航空气象观测;应急处置;标准化操作程序

1 引言

航空气象服务是民用航空安全与高效运行不可或缺的重要支撑。观测员所发布的航空例行天气报告(METAR)及特殊天气报告(SPECI),是空中交通管制部门实施飞行指挥、飞行机组进行起降决断的核心依据。特别是在监视与捕捉雷暴、低空风切变等突发性、灾害性天气的发生、发展与演变过程中,观测数据的时效性、准确性与连续性,直接决定了机场终端区天气预警预报的精准度与航空气象服务产品的有效性。因此,民航气象观测不仅是整个航空气象情报生产链条的起点,更是保障飞行安全、提升运行效率不可替代的前哨与基石。

当前,民航地面气象观测业务主要依赖自动观测系统(AWOS)与人工观测相结合的模式。自动观测数据由布设于机场周边的传感器网络实时采集;人工观测则主要依靠观测员对云、天气现象等要素的目测判断。观测员需综合两类数据,遵循国际民航组织(ICAO)及中国民用航空局的规范编发航空天气报告,并通过专用通信网络将报文发送至民航气象数据库。然而,一旦自动观测系统或关键通信链路发生故障,常态化的数据流与发报流程将中断,可能导致迟报、错报或漏报等严重后果。此时,必须立即启动既定的应急处置程序,确保在规章要求的时间窗口内,继续提供准确、及时的气象情报。

近年来,随着民航业务的持续快速发展与复杂天气事件的频繁发生,民航系统内部开展了深入的应急管理自查与整治工作[1]。这一行业动向深刻表明,在常态化运行中不断优化应急流程、完善应急手段、提升应急响应效率,具有至关重要的意义。着眼于一线观测岗位,系统性地研究并提升观测员在面对各类设备与通信意外时的应急处置能力,不仅是对行业安全要求的直接响应,更是筑牢航空运行安全的重要防线。

2 观测设备现状

洛阳北郊机场为单跑道运行机场,跑道方位为08-26 号。机场的气象观测设备沿跑道部署,其中26 号跑道端被设定为基准观测点[2]。为提升观测能力,机场于 2021 年完成了自动气象观测系统(automated weather observing system, AWOS)的更新改造[3]。目前,主用观测系统为北京迈特力德公司出品的OBMAN AWOS 系统。为贯彻冗余备份原则,保障服务的连续性与可靠性,同时配备了凯迈自动观测系统作为第一备份,并将更新改造前的VAISALA 自动观测系统转为第二备份系统持续运行。此外,在跑道的08 号端配置了自动气象站,用于获取该侧的气象要素数据,以完善机场区域的整体气象监测。

在设备配置上,洛阳北郊机场严格遵循《民用航空机场气象台建设指南》的要求[4]。新建的AWOS系统传感器网络包括:两套气象自动站(测量温、湿、压)、一套降水传感器、三套风向风速仪、两套云高仪、一套天气现象仪以及两套前向散射仪[5]。该系统通过数据采集模块汇聚各类传感器数据,由气象计算模块实时处理,可直接输出地面风、温度、湿度、气压、能见度、跑道视程(RVR)及云高等核心气象要素。观测员通过人工目测,最终判定主导能见度、重要天气现象以及云状、云量。在编发报环节,观测员需在编发报模块中,结合系统采集的器测数据与人工录入的观测结果,生成符合规范的航空天气报告。报文经确认发送后,通过专用线路传输至航空固定电信网(AFTN)转报机,发报软件可实时接收并反馈发送状态,确保观测员能及时掌握报文是否被成功接收。

然而,高度自动化的业务链深度依赖于设备的稳定运行。尽管机场已构建“一主、二备、三应急”的多重保障机制,但主用与备份系统仍存在因共同诱因(如区域供电故障、恶劣天气影响)同时失效的潜在风险。因此,独立于固定系统的应急观测设备与手段至关重要。目前,洛阳北郊机场观测站将长春气象仪器研究所生产的便携式气象仪列为应急设备。当所有固定自动观测设备失效时,观测员需立即在观测平台架设便携式气象仪获取基本气象数据[6],并启用应急发报流程,确保气象报文不中断。

3 自动观测数据失效下的应急处置

我们首先以OBMAN AWOS 系统为例,讨论无法获取自动观测数据时该采取何种应急处理措施。系统获得的器测数据由各类传感器获取并传输到后台,当传感器出现故障失效时,会导致数据丢失。例如风向风速传感器的硬件故障或是通信线路故障时,风数据将会异常或中断,影响METAR/SPECI报文中风要素的准确性和连续性。当只有部分器测数据失灵时,可以启用编辑功能,手动输入08 端读取的数据,继续编报。若是 26 端数据全部中断,在发报前手动将 26 端数据源切换为 08 端,继续编报。当部分数据缺失或是数据源发生变化时,需要向管制部门和机场运控部门等气象用户通报情况,并立即向气象机务通报故障,检修设备排故[7]。当主用的 OBMAN AWOS 系统完全失效时,立即启用第一备份观测数据,第一备份观测数据同样无法使用时,启用第二备份数据。当所有的观测设备均失效,如电路中断或是传输设备故障时,需要观测员在观测平台架设便携式气象仪,读取其所采集的气象要素,通过可以正常使用的编报系统发送报文。由于目前使用的OBMAN AWOS 系统投入使用年限较短,设备稳定性较高。发生短时数据波动时,机务员立即进行了响应维修。此外,气象台配备了UPS 电源,短时断电并不会影响到正常业务运行。截至目前,并未出现过由于观测设备故障引起的迟发报现象。因此,我们重点关注发报线路故障引起的报文无法入库应急状况。

4 信息编发渠道中断下的应急处置

航空气象报文从生成到入库,需经历“观测站编发→本地转报机→区域空管节点→国家级数据库”的多级传输链路。该链路中任一环节中断,都将导致报文无法成功入库。观测员完成主用设备发报后,报文首先通过固定线路传输至AFTN 转报机,随后经中南空管局郑州分局节点,分路汇入北京与广州的国家级气象数据库。为确保发送成功,观测员需在发报后90 秒内通过民航通信网查询报文是否已进入中南地区数据库。若超时未查询到,则立即判定为传输故障,必须启动应急程序。

应急响应的首要原则是逐级启用备份通信路径。当主用发报设备未收到转报机回执时,表明观测站至本地转报机的线路存在故障。此时,应立即启用观测发报第一备份设备再次尝试发送。若仍无法收到回执,则需启用第二备份发报设备。操作时,应在备份设备的编发报界面中,依据主用设备已生成的报文内容,手动修正或确认各项气象数据,确保两份报文完全一致后点击发送。

若所有本地备份发报设备均告失败,则需启动跨单位协同代发机制。第一步,电话联系协作单位(南阳机场),将编辑无误的报文以文字形式传递,请求对方代发。观测员必须仔细核对代发单位反馈的发送结果,确保报文准确无误。若此路径不通,则升级联络至上一级业务主管单位(中南空管局郑州分局观测室),说明情况并填写《中南地区报文应急发布登记表》发送给对方,由值班员代发,并同样执行严格的核对程序。在极端情况下,可进一步联络中南空管局观测室寻求支持。

在整个应急处置过程中,同步通报与完整记录至关重要。一旦通过任何途径确认报文最终成功入库,观测员须立即将应急情况、处置过程及最终结果报告值班领导,并通知气象机务员对故障设备与线路进行检修。只有当故障排除,主用设备恢复并成功发送报文入库后,整个应急流程方可正式结束。这套基于“设备备份-外部协同”的层级化响应方案,旨在构建一道坚固的冗余通信防线,确保在任何单一甚至多个节点失效的情况下,关键气象情报都能被送达。

5 应急流程评价与系统优化建议

规范的应急流程为观测员提供了清晰的响应框架,将原本依赖个人记忆与临场决断的操作,转化为可遵循的步骤序列。该流程有效运行的关键,建立在三个现实基础上:第一,预设的备份与应急设备必须处于可用状态;第二,流程中大量手动操作环节,如切换数据源、电话通报、异地代发,要求观测员在压力下保持准确无误;第三,跨单位电话协同机制要求对方能够即时响应并配合。

然而,当前流程的效能也面临限制。最突出的问题是关键环节对人工操作的高度依赖。此外,信息发布的最终保障完全系于外部电话沟通与AFTN 网络,若本场对外通信全面中断或协同单位线路繁忙,流程将面临阻塞。最后,流程的真正可靠性需要通过贴近实战的反复训练来巩固,若仅停留在理论层面而缺乏模拟真实压力场景的“无脚本”演练,人员操作的熟练度与协同效率将无法保证。

针对上述薄弱环节,优化工作应从具体的技术改进、强化训练和完善管理入手,力求减少不必要环节,固化操作流程,并建立持续改进机制。

在技术层面,最直接有效的改进是推动备份数据的自动接入。应与机务部门协同,对凯迈等备份系统的数据输出进行技术改造,使其核心气象要素能够自动、实时汇入主用编发报系统,在软件界面实现一键切换或并列显示。此举能将数据源切换时间从“分钟级”压缩至“秒级”,并从根本上消除人工转录错误。此外,可探索建立一条独立于传统AFTN 的备用通信链路。在极端情况下,通过加密的互联网通道向指定地址发送标准格式报文,作为电话代发之外的补充路径。

在操作训练层面,必须将理论标准转化为可执行流程并加强实战演练。可以编制简明的纸质或电子应急检查单,明确列出从故障判断到事后通报的每一步操作、每一个通报电话,供观测员逐项勾划确认,以防止在紧张状态下遗漏关键步骤。同时,必须定期组织“无脚本”实战演练,模拟如“主用观测系统与主用发报线路同时中断”的复合故障场景,强制观测员仅依据检查单和预案独立完成全流程处置,并严格记录操作时间与暴露的问题,以此检验流程的可行性与人员的熟练度。

在管理机制层面,需要建立强制性的学习与改进闭环。每次演练或真实应急处置后,应进行简要的结构化复盘,并形成标准化案例记录。记录需包含故障现象、处置时间线、遇到的具体困难及改进建议。这些案例应汇总成库,作为修订应急预案、优化检查单和开展针对性培训的核心依据,从而确保流程能够基于实际经验不断迭代和完善。

6 总结

综上所述,洛阳北郊机场气象台已构建起由“主用-备份-应急”三级设备体系构成的现代化观测基础,并针对数据采集与信息发布链路的中断风险,形成了层次化的应急操作指南。本研究通过系统梳理自动观测数据失效与信息编发渠道中断下的应急处置步骤,将依赖于个人经验与记忆的分散操作,转化为标准化的应急操作程序。一套完整清晰的应急处置流程,确保突发故障时观测员能够迅速反应,最大限度减少人为判断偏差与时间延误,更能将应急处置从个人能力层面提升至组织体系韧性层面。它不仅是落实民航局关于应急管理“预案制度化、演练常态化、操作流程化”要求的具体体现,更是筑牢航空安全气象防线不可或缺的规范化基石。未来可基于此标准化流程,进一步开发配套的应急检查单、开展无脚本实战演练,并利用案例复盘持续优化流程细节,从而将应急处置能力锻造为保障飞行安全与效率的可靠长效力量。

参考文献

[1] 王 照 刚 . 基 于 便 携 式 自 动 气 象 站 的 观 测 应 急 发 报 平 台 [J]. 科 技 与 创 新 ,2023(13):162-164.DOI:10.15913/j.cnki.kjycx.2023.13.049.

[2] 陈 枫 . 气 象 自 动 观 测 系 统 的 安 装 与 调 试 [J]. 辽 宁 气 象 ,2000(4):2.DOI:CNKI:SUN:LNQX.0.2000-04-011.

[3] 袁 广 文 . 自 动 气 象 观 测 系 统 通 信 单 元 改 造 [J]. 中 国 新 通 信 , 2017,19(16):2.DOI:CNKI:SUN:TXWL.0.2017-16-012.

[4] 杨 银 , 刘 李 . 区 域 自 动 气 象 观 测 站 的 安 装 方 法 及 常 见 故 障 排 除 [J]. 城 市 地 理 ,2017(4X):1.DOI:10.3969/j.issn.1674-2508.2017.08.153.

[5] 杨红.自动气象观测系统的更新与改造[J].电子元器件与信息技术, 2023(2):77-80.

[6] 陈娟.乌鲁木齐机场观测室2017年-2019年设备故障不正常情况分析和处置[J].科技创新与应用,2020(13):3.DOI:CNKI:SUN:CXYY.0.2020-13-027.

[7] 周 祖锡. 浅 谈 Vaisala 气 象自 动观 测系 统 的故 障维 修[J]. 气 象水 文海 洋仪 器, 2016,33(2):4.DOI:CNKI:SUN:QXSW.0.2016-02-025.

基金项目:无

作者简介:冯静伊(2000-),女,河南洛阳人,硕士,助理工程师。主要从事天气分析与预报工作。

*通信作者:*冯静伊

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