автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.04, диссертация на тему:Построение специализированных систем повышенной надежности сбора и обработки метеоинформации для аэропортов

На правах рукописи

Евгений Владимирович Лагунов

Построение специализированных систем повышенной надежности сбора и обработки метеоинформации для аэропортов

Специальность 05.12.04 - Радиотехника, в том числе системы и

устройства радионавигации, радиолокации и телевидения

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Екатеринбург 2004

Работа выполнена на кафедре Высокочастотных средств радиосвязи и телевидения ГОУ ВПО Уральского государственного технического университета.

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Панченко Борис Алексеевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Войтович Николай Иванович кандидат технических наук, доцент Шегал Анна Айзиковна

Ведущая организация: Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "ОКБ "Пеленг"

Защита состоится ^декабря 2004 г. в 12 часов на заседании диссертационного совета по защите кандидатских диссертаций Д.212 285.11 Уральского государственного технического университета по адресу: 620002, Екатеринбург, ул. Мира, 32, ауд. Р-237.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уральского юсу-дарственного технического университета.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью, просим направлять по адресу:

620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19, УГТУ, ученому секретарю университета.

Автореферат разослан 12 ноября 2004 года.

Ученый секретарь диссертационного совета^.212.285.11, кандидат технических наук, доцент ( рОкЫ I г Важенин. В.Г.

7/3

Общая характеристика работы

Актуальность работы.

Качество метеорологического обеспечения авиации является одним из основных факторов, определяющих безопасность полетов. Статистические данные показывают, что в 1997, 1998, 1999 и 2000 годах произошло соответственно 76, 34, 37 и 46 авиационных инцидентов, обусловленных недостатками в метеорологическом обеспечении полетов. Поэтому задача повышения качества метеорологического обеспечения является актуальной.

Повышение качества метеоинформации возможно в первую очередь за счет автоматизации сбора и передачи метеорологических данных. Автоматизация в применении к сбору и передаче метеоинформации заключается в создании автоматизированных систем сбора и обработки метеоинформации (автоматизированных метеорологических станций - AMC), имеющих в своем составе цифровое вычислительное устройство. Использование AMC позволяет:

• Повысить точность измерений путем применения различных видов коррекции.

• Обеспечить непрерывность измерения метеорологических параметров, что позволяет эффективно обнаруживать штормовые условия.

• Ввести новые методы обработки, которые практически нереализуемы в системах без вычислительного устройства.

Кроме повышения качества метеоинформации, введение AMC позволяет также улучшить ряд экономических и эксплуатационных показателей, а именно:

• Уменьшить количество обслуживающего персонала, что снизит затраты на заработную плату.

• Значительно облегчить работу наблюдателей и высвободить время для дополнительных измерений.

• Упростить или исключить некоторые датчики, обеспечив получение нужных характеристик путем обработки данных, поступающих от ограниченного набора простых датчиков.

• Сократить количество линий связи.

• Адаптировать программу измерений и обработки данных при смене нормативных требований.

В 60-е годы были решены общие теоретические и практические вопросы построения AMC. В работе С. И. Грушина "Структурные и программные вопросы построения автоматических метеорологических станций с вычислительным устройством" {Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. ГГО im. А. И. Воейкова. -Л.: 1971.) были рассмотрены некоторые в< дики

производства измерений и практического исполнения узлов AMC. AMC того времени строились по принципу централизованной обработки информации с использованием вычислительных устройств, позволяющих производить ограниченное число жестко запрограммированных операций.

С появлением микропроцессорной техники и персональных компьютеров появились новые возможности в обработке и распространении метеорологической информации. Методические вопросы обработки метеоинформации были рассмотрены в работе Н. П. Ковалева "Методические основы создания автоматизированных систем первичной обработки гидрометеорологических данных" (Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. ТТО им. А. И. Воейкова. - Л.: 1988.), однако вопросы построения программного обеспечения, а также вопросы оптимизации структуры AMC для аэропортов в работе не рассмотрены. Кроме того, следует отметить, что ни одна из используемых в сети Росгидромета в настоящее время AMC не отвечает международным требованиям в полном объеме.

Целью диссертационной работы является построение специализированных систем повышенной надежности сбора и обработки метеоинформации для аэропортов. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

• выбор оптимальной структуры станции, обеспечивающей непрерывность приема и обработки информации от метеорологических датчиков,

• уплотнение линий связи с сохранением достоверности информации,

• повышение надежности AMC схемотехническими методами,

• повышение достоверности метеорологической информации программными методами,

• разработка технических средств, необходимых для построения станции,

• адаптация системы к новым типам датчиков.

Основные положения, выносимые на защиту:

1) Структура станции, обеспечивающая:

• повышение достоверности данных за счет непрерывности приема и обработки метеорологической информации,

• уплотнение линий связи с использованием метода интерваль-но-импульсной модуляции,

• повышение надежности.

2) Алгоритмы обработки с защитой от ошибок и аппаратных сбоев.

3) Автоматизированная метеорологическая измерительная система АМИС-1.

Научная новизна работы состоит в следующем:

• предложена структура AMC, обеспечивающая непрерывность приема и обработки метеоинформации,

• разработаны устройства приема сигналов с интервально-импульсной модуляцией, позволяющей уплотнить линии связи с сохранением достоверности информации,

• разработана структура системы, повышающая надежность AMC,

• определена типовая структура программного обеспечения AMC с защитой от ошибок и аппаратных сбоев.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

• разработана структура AMC, обеспечивающая непрерывность приема и обработки метеоинформации и адаптацию к новым типам датчиков,

• сокращено количество линий связи с датчиками,

• надежность AMC повышена более чем в два раза,

• разработано программное обеспечение с защитой от ошибок оператора и аппаратных сбоев,

• решены вопросы документирования и архивирования метеорологической информации и действий оператора, исключающие двоякое толкование при разборах полетов.

Реализация результатов работы.

Основные результаты работы использованы в метеорологической системе АМИС-1, введенной в эксплуатацию в соответствии с Актом о приемке оборудования Уральского УГМС от 20 октября 2000 г. Система сертифицирована МАК и Госстандартом России и в настоящее время запускается в серийное производство.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на конференциях: республиканской научно-технической конференции "Достижения радиоэлектроники и автоматики народному хозяйству" (Свердловск, 1985 г.), областной научно-технической конференции "Радиоэлектроника и автоматика в интенсификации производства и научных исследований" (Свердловск, 1986 г.), международной конференции по проблемам и перспективам развития электросвязи в России и странах СНГ МКПРЭС-1 (Екатеринбург, 1997г.), международной научно-практической конференции "Проблемы методологии, автоматизированного сбора и обработки метеоинформации и новые направления в развитии гидрометеорологического приборостроения" (Ташкент. 1997 г.), второй и третьей всероссийской студенческой научно-технической конференции "Информационные технологии и электроника" (Екатеринбург, 1997, 1998 гг.), международной научно-практической конференции "Связь-пром 2004" (Екатеринбург, 2004 г.).

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 12 работах, получено 6 авторских свидетельств.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, заключения, списка использованной литературы, приложения. Основная часть диссертации содержит 135 с. текста, 34 рисунка, 13 таблиц. Список использованной литературы содержит 54 наименования.

Содержание работы

Во введении определена актуальность рассматриваемой задачи и формулируются цели исследования.

В первой главе диссертационной работы сформулированы требования к AMC для аэропортов и дается обзор отечественных и зарубежных автоматизированных метеорологических станций.

К системам сбора и обработки метеоинформации для аэропортов предъявляется ряд требований по точности и темпу измерения в соответствии со стандартами ИКАО.

Система должна измерять следующие метеорологические параметры:

• температуру и влажность воздуха не реже 30 секунд с погрешностью <0,4°/5... 10%,

• скорость и направление ветра непрерывно с погрешностью < 0,5 м/с / 10°,

• атмосферное давление не реже 30 секунд с погрешностью < 0,5 гПа,

• метеорологическую дальность видимости непрерывно с погрешностью < 7...20%,

• высоту нижней границы облачности не реже 15 секунд с погрешностью й 10%.

Рассмотрены используемые в AMC датчики метеорологических параметров и проведен сравнительный анализ датчиков различных типов. Показано, что наиболее подходящие датчики для измерения:

• температуры - металлический терморезистор,

• влажности - датчики емкостно-сорбционного типа,

• параметров ветра - пропеллерный анемометр с флюгером,

• давления - датчики деформационного типа,

• метеорологической дальности видимости - фотометр,

• высоты нижней границы облачности - датчики светолокационного типа.

В обзоре рассмотрены отечественные аэродромные автоматизированные метеостанции: - ААМС-1, KP AMC и зарубежные: - Milos-500 в аспекте их соответствия предъявляемым требованиям. Показано, что структура AMC KP AMC не обеспечивает непрерывности измерений, в ней отсутствует резервирование и устарела элементная база. В AMC Milos-500 теоретически не обеспечивается непрерывность измерения и отсутствует резервирование. AMC очень дорогая и при установке требует замены всей инфраструктуры сбора метеоинформации аэропорта.

Во второй главе рассмотрена обобщенная структура AMC. Проанализированы сигналы, передаваемые по линиям связи, и возможность их

уплотнения. Предложена структура AMC, обеспечивающая повышение надежности системы. Проанализированы особенности построения различных частей программного обеспечения.

Первичная обработка метеоданных может производиться или непосредственно в компьютере, или в специальных устройствах -контроллерах. Таким образом, по принципу первичной обработки сигналов датчиков возможны два варианта построения AMC:

• последовательная обработка,

• параллельная обработка.

Последовательная обработка применена в большинстве AMC. В системе KP AMC последовательная обработка приводит к потере непрерывности получения метеоинформации до 30 секунд. Даже система Milos-500, имеющая в своем составе мощный компьютер, теоретически не обеспечивает непрерывности измерения метеопараметров. Автор считает, что современным требованиям к авиационной AMC удовлетворяет только параллельная обработка данных датчиков (испопьзование индивидуальных контроллеров для каждого датчика).

Датчики могут располагаться на расстоянии до 8 километров от центра обработки, что требует качественной передачи сигналов по длинным линиям связи. Линии связи могут подключаться в двух местах: между датчиком и контроллером или между контроллером и центром обработки.

Соответственно и контроллеры, выполняющие первичную обработку сигналов, располагаются или вблизи центра обработки, или вблизи датчиков. Таким образом, по месту обработки информации и управления датчиками возможны два варианта построения измерительной системы:

• централизованная обработка и управление,

• распределенная обработка и управление.

Предельно достижимые характеристики измерительной системы для этих вариантов различны. Выходные аналоговые сигналы датчика более подвержены воздействию помех, чем цифровые сигналы на выходе контроллера. Поэтому, с точки зрения повышения помехоустойчивости, вариант подключения длинной линии связи между контроллером и центром обработки более предпочтителен. Однако, если применяется не "интеллектуальный" датчик, его необходимо дополнить контроллером, расположенным рядом с датчиком, что вызывает дополнительные затраты на корпус, энергетические затраты на подогрев.

Учитывая то, что большинство отечественных аэропортов оборудованы не "интеллектуальными" датчиками, стоимость которых составляет значительную часть стоимости метеорологической системы (80...95 %), с экономической точки зрения предпочтительнее использовать централизованную обработку, решив вопросы повышения помехоустойчивости линий

связи. Кроме того, использование централизованной обработки позволяет обеспечить адаптацию системы к новым типам датчиков.

Обмен информацией с датчиками производится по стандартным телефонным линиям связи. Повышение помехозащищенности в линиях связи и их уплотнение может быть достигнуто за счет использования частотного, временного разделения, разделения по форме сигналов и кодового разделения. В работе показано, что временное разделение позволяет уплотнить аналоговые сигналы датчиков с минимальными затратами. Обеспечить автоматическую синхронизацию и уменьшить длительность цикла опроса позволяет перспективный метод уплотнения импульсных сигналов - ин-тервально-импульсная модуляция (НИМ). Сигнал с НИМ (Рис. 1) представляет собой периодическую импульсную последовательность, каждый период повторения которой состоит из N импульсов (где N число каналов в линии). Информация заключена в длительности временных интервалов между передними фронтами импульсов. Каждый из этих интервалов несет информацию определенного канала, т. е. длительность канальных интервалов времени равняется одному периоду информационного колебания.

Тс

Т. Т, т» Т„

и

Рис. 1. Структура сигнала с интервально-импульсной модуляцией

Групповой сигнал кроме п информационных каналов (Т15 Т2, ..., Т„) включает в себя канал синхронизации (Т0), необходимый для разделения каналов на приёмной стороне. Период колебаний в канале синхронизации должен быть меньше минимального периода колебаний в информационных каналах, что позволит выделить канал синхронизации на приёмной стороне. Выделение информационных каналов может быть произведено по известному порядку их следования за каналом синхронизации.

Оценим средний выигрыш в длительности цикла опроса при переходе от классической время-импульсной модуляции (ВИМ) к ИИМ. Этот выигрыш к будет равен отношению длительности цикла опроса в системе с ВИМ Тс вим к длительности цикла опроса в системе с ИИМ Тс иим Обозначив кратность изменения периода через т, получаем следующую формулу:

к_Тсвим _ 2,2*(и + 1)»(1 + /и) Тсюш 2 + 1,1*л*(1+/я)

Выигрыш при переходе от классической ВИМ к ИИМ лежит в пределах от 2 до 3. Значения для реальных сигналов датчиков следующие:

• передача сигналов температуры и влажности (п=5, т=40) к=2,4;

• передача сигналов ветра (п=3, т=130) к-2,7.

При прочих равных условиях применение ИИМ позволяет или увеличить число каналов в системе, или увеличить полосу пропускания каналов, или уменьшить ширину спектра группового сигнала. В применении к авиационным AMC это позволяет или передавать по одной линии сигналы от нескольких датчиков (например, основного и резервного), или повысить помехоустойчивость, уменьшив ширину спектра группового сигнала.

Необходимо отметить, что более высокая эффективность систем с интервально-импульсной модуляцией канальных сигналов достигается упрощением передающего оборудования (Рис. 2). Вместо тактового генератора, в системах с ИИМ введена всего одна связь с выхода модулятора на вход распределителя.

Kay ал О

Карл_1_

Kayал 2

Кадалп

Ключ О

Тактовый генератор

Ключ 1

Ключ 2

Модулятор

Ключ J п

Распределитель импульсов

Рис. 2. Структурная схема передающей части системы передачи информации с интервально-импульсной модуляцией

Наиболее сложной частью системы является устройство приема сигнала с интервально-импульсной модуляцией канальных сигналов. Отсутствие эффективных устройств приема ограничивало использование ИИМ для уплотнения линий связи. Автором был разработан ряд устройств приема сигналов с ИИМ, защищенных авторскими свидетельствами. Вариант, приведенный на Рис. 3., кроме селекции каналов, попутно решает задачу аналого-цифрового преобразования сигналов и может быть использован для уплотнения линий связи датчиков с цифровой AMC.

5 «8 _

II j

6 -J

о

e

т CT

V

R

&

DI

ЛС

RG

DO

Т CT

R

Cr

.1,2.. .M

.DI RG DO -

А = = А

>

В В

.Синхр. .1,2...К

Рис. 3. Устройство приема сигнала с интервально-импульсной модуляцией канальных сигналов

Одним из важнейших показателей качества автоматизированной метеорологической станции является ее надежность. При штормовых метеоусловиях отказ AMC недопустим. Для повышения надежности используется резервирование структуры системы. Во всех существующих системах (KPAMC, Milos-500) применяется способ общего резервирования, заключающийся в том, что устанавливаются две идентичных AMC, каждая со своим комплектом датчиков. При отказе основной AMC производится переключение на вторую AMC. Такой способ повышения надежности (общее резервирование) показан на Рис. 4.

Датчик основной 1

Датчик основной 8

Датчик резервный I

('сновная AMC

Центр обработки 1

Центр обработки 8

Резервная AMC

Центр

обработки 1

Датчик резервный $

Центр обработки 8

Рис. 4. Способ повышения надежности AMC KP AMC (общее резервирование)

Этот вариант не является оптимальным, так как при одновременном отказе двух разных структурных элементов в обеих AMC, система становится неработоспособной, несмотря на наличие в ней исправных элементов, достаточных для полноценной работы.

Для исключения этих недостатков автор предлагает ввести раздельное резервирование на двух уровнях:

1) Резервирование на уровне датчиков - центр обработки дополняется коммутатором датчиков для оперативного переключения на резервный датчик при отказе основного,

2) Резервирование на уровне центров обработки - добавляется коммутатор систем, использующийся для переключения на резервный центр обработки при отказе основного.

Структура AMC, обеспечивающая повышение надежности (раздельное резервирование), показана на Рис. 5. Такое переключение используется в AMC АМИС-1.

Датчик основной 1

Коммутатор систем

Датчик основной 8

Датчик резервный 1

Датчик резервный 8

Основная AMC

Коммутатор датчиков

Центр обработки

Коммутатор датчиков

Центр обработки

Коммутатор *—> Центр

датчиков обработки

Г

Коммутатор датчиков

Центр обработки

Рис. 5. Структура AMC АМИС-1, дежности (раздельное резервирование)

обеспечивающая повышение на-

В работе проведен сравнительный расчет надежности способов, представленных на Рис. 4 и 5. Надежность системы рассчитана для двух режимов работы системы: "шторм" и "метео". Режим "шторм" предполагает непрерывную работу, не допускающую восстановление отказавших элементов системы во время эксплуатации. Для анализа надежности в этом режиме используется модель невосстанавливаемой системы с постоянно включенным резервом. В качестве показателей надежности системы в ре-

жиме "шторм" используются вероятность безотказной работы и средняя наработка на отказ. Режим "метео" предполагает возможность замены отказавших элементов системы и использование ненагруженного резерва с перерывом при переходе на резервную систему до 10 минут. Для анализа надежности в этом режиме используется модель восстанавливаемой системы с ненагруженным резервированием и временем восстановления 1 час, а показателем надежности выбран коэффициент готовности.

Для способа повышения надежности AMC КРАМС в режиме "шторм" рассчитана вероятность безотказной работы системы:

Pc(t) = 2- ехр[- 8-(Ад + Xu)-t\- ехр[-16 • (Лд +ЛН)-/], (2)

где Лд - интенсивность отказов датчика,

Дц - интенсивность отказов центра обработки.

Время наработки на отказ:

00

Тс= ¡Pc(t)dt = 773 ч. (3)

о

Для предлагаемой в работе структуры в режиме "шторм" рассчитана вероятность безотказной работы системы:

Pn(t) = ехр[-8■ (Лд + Лкс + Лкд + Лц)■/]•[-2 + ехр(-Лд • ?)]8 х

х [- 2 + ехр (- (Лет + Яц )• <)]8, (4)

где ЯКс - интенсивность отказов коммутатора систем, Лкд - интенсивность отказов коммутатора датчиков.

Время наработки на отказ:

T„=~jP„(t)dt = 1633ч. (5)

о

Для режима "метео" при анализе надежности восстанавливаемой системы использован метод, основанный на применении модели марковских процессов, дискретных по состоянию и непрерывных по времени. Построены модели изменения надежности (Рис. 6,7).

1 8(Хд+Я.ц) 2 ц, 3 8(^д+^ц) 4

Цо Но

Рис. 6. Модель изменения надежности системы КРАМС (рабочие состояния 1 и 3, состояния отказа - 2 и 4)

Рис. 7. Модель изменения надежности системы АМИС-1 (рабочие состояния 1,2, 5, 7,11, состояния отказа - 3,4,6, 8,9,10,12)

Для расчета коэффициента готовности моделей, представленных на Рис. 6 и 7, получены системы дифференциальных уравнений, которые были решены с использованием пакета символьной математики МАРЬЕ 7. Расчеты показывают, что предложенный автором вариант системы обладает лучшими показателями надежности и в режиме "шторм", и в режиме "метео". Кроме этого, предлагаемая система обладает лучшими эксплуатационными характеристиками. В частности, при отказе датчика (наименее надежного элемента) нет необходимости в переключении на резервную измерительную систему, при этом сохраняется непрерывность усреднения метеорологических параметров.

Проанализированы принципы построения программного обеспечения. Программное обеспечение современной автоматизированной метеорологической станции имеет модульную структуру, для каждого узла системы требуется свое программное обеспечение. По расположению программное обеспечение можно разделить на три основных части: программы контроллеров датчиков, программа центра обработки AMC, программы терминалов потребителей метеоинформации.

Далее в главе рассмотрены принципы построения модулей программного обеспечения (Рис. 8.).

Рис. 8. Структура программного обеспечения AMC

В третьей главе рассмотрена практическая разработка автоматизированной авиационной метеорологической системы АМИС-1.

Выбраны датчики и метод их подключения к AMC. Предусмотрено автоматическое определение расположения датчиков на взлетно-посадочной полосе (ВПП), позволяющее исключить ошибки при подключении датчиков к контроллерам. Автоматическое определение обеспечивается за счет "электронной маркировки" кабелей. В каждый кабель, подключенный к контроллерам, добавлено 8 проводов, распайка которых на контакты питания и земли контроллера определяет тип датчика и его расположение на аэродроме.

Рассмотрено построение центра обработки AMC с объединением контроллеров датчиков (периферийных контроллеров - ПК) в отдельном блоке сбора данных (БСД).

С учетом структуры AMC, обеспечивающей повышение надежности (раздельное резервирование), разработана структурная схема АМИС-1, изображенная на Рис. 9.

Рис. 9. Структурная схема АМС АМИС-1

Обмен с компьютером обеспечивается специальным контроллером (главным контроллером - ГК), позволяющим производить буферизацию данных и проверку работоспособности ПК с их перезапуском при отказах. Для повышения надежности работы ГК в его составе предусмотрена система "автоматического сброса", срабатывающая при ошибках в работе программного обеспечения ГК.

Расположение всех ПК в едином блоке позволяет использовать набор унифицированных БСД на аэродроме с любым количеством В1111. Кроме того, предлагаемый метод построения центра обработки позволяет обеспечить гальваническую развязку линий связи, управление датчиками, подключение неограниченного количества датчиков при ограниченном числе последовательных каналов компьютера центра обработки.

В качестве устройств отображения для потребителей внутри аэропорта могут быть применены терминалы на основе персональных компьютеров. Кроме того, в системе предусмотрено подключение имеющихся в аэропортах индикаторных табло из комплекта KP AMC. Для этого был разработан блок сопряжения, поддерживающий до 8 индикаторных табло.

В четвертой главе рассмотрено построение программного обеспечения АМИС-1.

Использование распределенной обработки позволяет рационально разделить функции между различными частями программного обеспечения. Такое разделение обеспечивает простую модификацию программного обеспечения, необходимость в котором возникает при смене Наставлений по метеорологическому обеспечению, алгоритмов обработки и типов датчиков. Получение метеорологической информации от датчиков возложено на программы контроллеров, анализ метеопараметров - на компьютер центра обработки, а расчет посадочных минимумов и получение метеоинформации от других аэропортов, формирование прогноза - на программы терминалов.

Автором разработан алгоритм обработки метеорологических данных в АМИС-1, который фактически является руководством для разработчика программного обеспечения автоматизированных метеорологических станций. Особое внимание уделено вопросам защиты от ошибок и аппаратных сбоев.

Предусмотрено обнаружение ошибок на всех этапах обработки. Данные датчиков непрерывно измеряются и усредняются на заданном интервале программами контроллеров. Вычисленные параметры отбраковываются при выходе полученных значений за допустимые пределы и при неустановившемся процессе измерения. При передаче данных в центр обработки в конце каждого блока данных посылается контрольная сумма, позволяющая обнаружить ошибки передачи. В центре обработки производится отбраковка данных контроллеров проверкой полученных значений

1 i

на наличие ошибок и выход за допустимые пределы. При обработке медленно изменяющихся данных отбрасываются минимальные - максимальные данные, а остальные данные усредняются, что также уменьшает количество ошибок.

Использование набора стандартных кодовых обозначений при вводе не измеряемых системой данных позволяет исключить ошибки оператора. Все принятые и переданные данные, действия оператора, сообщения программы вместе с текущим временем записываются в архив. Для обеспечения сохранности архивов они каждый час переписываются с жесткого диска компьютера на съемный носитель (ZIP диск). Кроме этого, еженедельно файлы архивов копируются на гибкие диски, которые сохраняются в защищенном месте.

При передаче данных потребителям используются протоколы, позволяющие обнаружить ошибки передачи. С темпом от 5 секунд (терминалы диспетчеров старта) до 20 минут (телеграфный канал) контролируется исправность линий передачи данных потребителям. Для обмена центра обработки с БСД (5 метров) используется протокол, позволяющий обнаруживать редкие ошибки, а для обмена центра обработки с терминалом старта (несколько километров) - протокол, позволяющий не только обнаруживать более частые ошибки, но и запросить повтор поврежденных данных и непрерывно контролировать линию обмена.

Программное обеспечение обнаруживает, предупреждает оператора и обрабатывает следующие аппаратные сбои системы:

• при отказе основного датчика система автоматически переключается на резервный,

• при отказе периферийного контроллера главный контроллер или центр обработки перезапускает его. Причем для контроля используется не только корректность данных, но и их изменение,

• при отказах главного контроллера центр обработки передает команду перезапуска.

В заключении подводятся итоги работы, перечислены основные результаты, приведены сведения об их апробации и внедрении.

Использование положений работы позволило создать систему, соответствующую требованиям ИКАО, обладающую повышенными по сравнению с существующими системами надежностью и эргономичностью.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Автоматизированная метеорологическая измерительная система АМИС-1. Руководство по эксплуатации. ЮКФВ. 416311.001 РЭ. - Екатеринбург, 1999. - 186 с.

2. Автоматизированная метеорологическая измерительная система АМИС-1. Формуляр. ЮКФВ. 416311.001-02 ФО. - Екатеринбург, 2004. - 28 с.

3. Автоматизированная метеорологическая измерительная система АМИС-1. Руководство операторов. ЮКФВ. 21061-81 34 01. - Екатеринбург, 2003. - 88 с.

4. Лагунов Е. В., Матвиенко В. А. Помехоустойчивость систем передачи информации с ИИМ // Областная научно-техническая конференция "Радиоэлектроника и автоматика в интенсификации производства и научных исследований", Свердловск, 15-17 апреля 1986 г. Свердловск: УПИ, 1986. с.12.

5. Лагунов Е. В., Матвиенко В. А. Системы передачи информации с интервально-импульсной модуляцией канальных сигналов. // Международная конференция по проблемам и перспективам развития электросвязи в России и странах СНГ (МКПРЭС-1). Екатеринбург, 11-12 февраля 1997 г. Тез. докл. Екатеринбург: УГТУ, 1997, с. 2-3.

6. Лагунов Е. В., Матвиенко В. А. Системы передачи информации с интервально-импульсной модуляцией канальных сигналов. // Екатеринбург: УГТУ, 1997.

7. Лагунов. Е. В., Осипова С. Г., Панченко Б. А. Некоторые вопросы построения рассредоточенных систем сбора данных. Электронный журнал: Цифровые радиоэлектронные системы, httm/asgard.prima.tu-chel.ac.ru/DRS/ defoult.htm; Вып. 1. с 4.

8. Лагунов Е. В., Осипова С. Г. Панченко Б. А. Обеспечение надежности автоматических метеорологических измерительных станций / Третья Всероссийская студенческая научно-техническая конференция "Информационные технологии и элекгроника". Екатеринбург, декабрь 1998 г. Тез. докл. Екатеринбург. УГТУ, 1998.

9. Лагунов Е.В., Осипова С.Г., Печёрских А.П. Авиационная метеорологическая измерительная система АМИС-1. / Международная научно-практическая конференция "Проблемы методологии, автоматизированного сбора и обработки метеоинформации и новые направления в развитии гидрометеорологического приборостроения". Ташкент. Республика Узбекистан, 13-17 октября 1997 г. Тез. докл.

10. Лагунов Е.В., Осипова С.Г., Печёрских А.П. Принципы построения автоматизированных метеорологических станций повышенной надеж-

ности для аэропортов. / Международная научно-практическая конференция "Связь-пром 2004". Екатеринбург, 5-6 мая 2004 г. Тез. докл.

11. Лагунов Е. В., Панченко Б. А. Авиационная метеорологическая измерительная система АМИС-1. / Вторая Всероссийская студенческая научно-техническая конференция "Информационные технологии и электроника". Екатеринбург, 15-16 декабря 1997 г. Тез. докл. Екатеринбург: УГТУ, 1997.

12. Матвиенко В. А., Лагунов Е. В. Селектор каналов системы передачи информации с периодо-импульсной модуляцией // Достижения радиоэлектроники и автоматики - народному хозяйству: Тез. докл. республ. научно-техн. конф., Свердловск, 16-18 апреля 1985г. - Свердловск, 1985,-С.13.

13. Устройство приёма информации с временным разделением каналов / Матвиенко В. А., Лагунов Е. В. A.c. 1305747 СССР, МКИ G08C 15/06.

- опубл. 23.04.87, Бюл.№15.

14. Устройство приёма информации с временным разделением каналов / Матвиенко В. А., Лагунов Е. В. A.c. 1424042 СССР, МКИ G08C 15/06.

- опубл. 15.09.88, Бюл.№34.

15. Устройство приёма информации с временным разделением каналов / Матвиенко В. А., Лагунов Е. В. A.c. 1425750 СССР, МКИ G08C 15/06.

- опубл. 23.09.88, Бюл.№35.

16. Устройство приёма информации с временным разделением каналов / Матвиенко В. А., Лагунов Е. В. A.c. 1575217 СССР, МКИ G08C 15/06.

- опубл. 30.06.90, Бюл.№24.

17. Устройство приёма информации с временным разделением каналов / Матвиенко В. А., Лагунов Е. В., Щипачёв А. Г. A.c. 1777162 СССР, MKHG08C 15/06. - опубл. 23.11.92, Бюл.№43.

18. Устройство приёма информации с интервально-импульсной модуляцией канальных сигналов / Матвиенко В. А., Лагунов Е. В. A.c. 1832324 СССР, МКИ G08C15/06. - опубл. 07.08.93, Бюл.№29.

»2 675 3

РНБ Русский фонд

2006-4 713

Подписано в печать 05.11.2004 Тираж 100 экз. Заказ 183

Ризография НИЧ УГТУ УПИ 620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19

Введение.

Глава I. Обзорный анализ характеристик автоматизированных метеорологических станций.

§1. Требования к автоматизированным метеорологическим станциям для аэропортов.1 О

§2. Отечественные аэродромные автоматизированные метеорологические станции.

§3. Зарубежные автоматизированные метеорологические станции.

§4. Выводы.

Глава II. Организация процесса измерения и обработки данных в автоматизированных станциях.

§1. Обобщенная структура автоматизированной системы сбора и обработки метеоинформации.

§2. Анализ сигналов, передаваемых по линиям связи метеорологической системы.

§3. Обеспечение надежности автоматизированной метеорологической станции.

§4. Принципы построения программного обеспечения автоматизированной метеорологической станции.

§5. Выводы.

Глава III. Практическая реализация автоматизированной метеорологической станции.

§]. Подключение метеорологических датчиков к АМС.

§2. Построение центра обработки автоматизированной метеорологической измерительной системы АМИС

§3. Выводы.

Глава IV. Построение программного обеспечения автоматизированной метеорологической измерительной системы АМИС-1.

§1. Программы контроллеров АМИС

§2. Программа центра обработки АМИС-1.

§3. Программы терминалов потребителей метеоинформации АМИС-1.

§4. Обработка метеорологических данных в АМИС-1.

§5. Выводы.

Качество метеорологического обеспечения авиации является одним из основных факторов, определяющих безопасность полетов. Статистические данные [7] показывают, что в 1997, 1998, 1999 и 2000 годах произошло соответственно 76, 34, 37 и 46 авиационных инцидентов, обусловленных недостатками в метеорологическом обеспечении полетов. Поэтому задача повышения качества метеорологического обеспечения является актуальной.

Современными экономическими условиями диктуется основное ограничение: повышение качества метеоинформации не должно приводить к значительному увеличению ее стоимости. Рассмотрим возможные пути повышения качества метеоинформации.

• Первым возможным решением является улучшение обработки метеоинформации. Действительно, с помощью новых методов обработки удается повысить качество (прежде всего достоверность) метеоинформации. Но на этом пути имеются принципиальные ограничения. При неполной, а зачастую и ошибочной, исходной информации самые лучшие методы не могут дать высокое качество прогноза. И все увеличивающиеся материальные затраты на обработку не приводят к пропорциональному возрастанию качества метеоинформации.

• Вторым возможным решением является увеличение количества и повышение качества метеоинформации за счет автоматизации сбора и передачи метеоданных. Автоматизация сбора и передачи метеоданных требует больших материальных затрат, чем на совершенствование методов обработки. Но результаты вложений практически не имеют принципиальных ограничений и напрямую соотносятся с затратами.

Автоматизация в применении к сбору и передаче метеоинформации заключается в создании автоматизированных систем сбора и обработки метеоинформации (автоматизированных метеорологических станций -АМС), имеющих в своем составе цифровое вычислительное устройство. Основным достоинством АМС является возможность выполнения предварительной обработки параллельно производству измерений [13]. Использование АМС позволяет:

• Повысить точность измерений путем применения различных видов коррекции. Например, нелинейность градуировочной характеристики датчика можно скомпенсировать программой обработки.

• Обеспечить непрерывность измерения метеорологических параметров, что позволяет эффективно обнаруживать штормовые условия.

• Ввести новые методы обработки, которые практически нереализуемы в системах без вычислительного устройства. Сложный анализ данных по параметрам ветра и видимости в интервале 10 минут для получения значений кода METAR [38] возможен только с использованием цифровой обработки.

Кроме повышения качества метеоинформации, введение АМС позволяет также улучшить ряд экономических и эксплуатационных показателей, а именно:

• Уменьшить количество обслуживающего персонала, что снизит затраты на заработную плату.

• Значительно облегчить работу наблюдателей и высвободить время для дополнительных измерений.

• Упростить или исключить некоторые датчики, обеспечив получение нужных характеристик путем обработки данных, поступающих от ограниченного набора простых датчиков. Например, для АМС не нужен дополнительный усредняющий за 12 часов термометр. Анализируя массив данных стандартного термометра, программа АМС может определить среднюю температуру.

• Сократить количество линий связи.

• Адаптировать программу измерений и обработки данных при смене нормативных требований.

Автоматизацией метеорологической сети занимаются авторитетные международные организации. По инициативе ВМО в 1966 году в г. Женеве была созвана Международная конференция по автоматическим станциям, где было принято решение о создании в международном масштабе сети автоматических метеорологических станций [8]. Это дало толчок развитию и широкому использованию АМС во всем мире, в том числе и в нашей стране. Именно в эти годы были решены общие теоретические и практические вопросы построения АМС, например, в работе [13] были рассмотрены некоторые вопросы структуры, методики производства измерений и практического исполнения узлов АМС. В то время были разработаны метеостанции для различных вариантов применения: обслуживаемые и необслуживаемые, гидрометеорологические, авиационные и судовые [4, 5, 6, 9, 20, 35, 36, 41, 52]. Теоретические разработки были практически проверены реальной эксплуатацией АМС [9, 20, 36, 41, 52].

В соответствии с имеющейся в тот период технической базой, АМС строились по принципу централизованной обработки информации с использованием вычислительных устройств, позволяющих производить ограниченное число жестко запрограммированных операций.

С появлением микропроцессорной техники и персональных компьютеров появились новые возможности в обработке и распространении метеорологической информации. Методические вопросы обработки метеоинформации были рассмотрены в работе [21], однако вопросы построения программного обеспечения, а также вопросы оптимизации структуры АМС для аэропортов в работе не рассмотрены.

Кроме того, следует отметить, что ни одна из используемых в сети Росгидромета в настоящее время АМС не отвечает международным требованиям в полном объеме.

Целью работы является построение специализированных систем повышенной надежности сбора и обработки метеоинформации для аэропортов. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

• выбор оптимальной структуры станции, обеспечивающей непрерывность приема и обработки информации от метеорологических датчиков,

• уплотнение линий связи с сохранением достоверности информации,

• повышение надежности АМС схемотехническими методами,

• повышение достоверности метеорологической информации программными методами,

• разработка технических средств, необходимых для построения станции,

• адаптация системы к новым типам датчиков.

Основные положения, выносимые на защиту:

1) Структура станции, обеспечивающая:

• повышение достоверности данных за счет непрерывности приема и обработки метеорологической информации,

• уплотнение линии связи с использованием метода интерваль-но-импульсной модуляции,

• повышение надежности.

2) Алгоритмы обработки с защитой от ошибок и аппаратных сбоев.

3) Автоматизированная метеорологическая измерительная система АМИС-1.

Научная новизна работы состоит в следующем:

• предложена структура АМС, обеспечивающая непрерывность приема и обработки метеоинформации,

• разработаны устройства приема сигналов с интервально-импульсной модуляцией, позволяющей уплотнить линии связи с сохранением достоверности информации,

• разработана структура резервирования, повышающая надежность АМС,

• определена типовая структура программного обеспечения АМС с защитой от ошибок и аппаратных сбоев.

Практическая значимость работы заключается в следующем:

• разработана структура АМС, обеспечивающая непрерывность приема и обработки метеоинформации,

• сокращено количество линий связи с датчиками,

• надежность АМС повышена более чем в два раза,

• разработано программное обеспечение с защитой от ошибок оператора и аппаратных сбоев,

• решены вопросы документирования и архивирования метеорологической информации и действий оператора, исключающие двоякое толкование при разборах полетов.

В первой главе диссертационной работы сформулированы требования к автоматизированным метеорологическим системам для аэропортов, дается обзор отечественных и зарубежных автоматизированных метеорологических станций. Анализируются датчики и технические характеристики АМС в аспекте их соответствия предъявляемым требованиям.

Во второй главе рассмотрена обобщенная структура автоматизированной метеорологической станции. Проанализированы сигналы, передаваемые по линиям связи, и возможность их уплотнения. Предложена структура АМС, обеспечивающая повышение надежности системы. Проанализированы особенности построения различных частей программного обеспечения.

В третьей главе рассмотрена практическая разработка автоматизированной авиационной метеорологической системы АМИС-1. Проанализированы варианты подключения датчиков метеоинформации к метеорологической системе. Рассмотрено разбиение автоматизированной мстеорологической системы на узлы в аспекте обеспечения непрерывности измерений и защиты от аппаратных сбоев.

В четвертой главе рассмотрено построение программного обеспечения и алгоритмов обработки автоматизированной метеорологической системы АМИС-1.

В заключении подводятся итоги работы, перечислены основные результаты, приведены сведения об их апробации и внедрении.

§5. Выводы

Использование распределенной обработки позволяет рационально разделить функции между различными частями программного обеспечения. Получение метеорологической информации от датчиков возложено на программы контроллеров, анализ метеопараметров на компьютер центра обработки, а расчет посадочных минимумов, получение метеоинформации от других аэропортов и формирование прогноза на программы терминалов. Такое разделение позволяет просто модифицировать отдельные части программного обеспечения без изменения остальных.

В программном обеспечении предусмотрено обнаружение ошибок на всех этапах обработки данных. Данные датчиков отбраковываются программами контроллеров датчиков при выходе полученных значений за допустимые пределы и при неустановившемся процессе измерения (например, отбраковка первых полученных данных после включения или переключения датчика). При передаче данных в центр обработки в конце каждого блока данных посылается контрольная сумма, позволяющая обнаружить ошибки передачи. В центре обработки также производится отбраковка данных контроллеров проверкой полученных значений на наличие ошибок и выход за допустимые пределы. При обработке медленно изменяющихся данных отбраковываются минимальные - максимальные данные и данные усредняются, что также уменьшает количество ошибок.

Использование стандартных меню при вводе не измеряемых системой данных позволяет исключить ошибки оператора при наборе стандартных кодовых обозначений.

При передаче данных потребителям используются протоколы, позволяющие обнаружить ошибки передачи. С темпом от 5 секунд (терминалы диспетчеров старта) до 20 минут (телеграфный канал) контролируется исправность линий передачи данных потребителям.

Программное обеспечение обрабатывает аппаратные сбои системы:

• при отказе основного датчика система автоматически переключается на резервный,

• при отказе периферийного контроллера главный контроллер или центр обработки перезапускает его. Причем для контроля используется не только корректность данных, но и наличие их изменения (метеорологические параметры хоть незначительно, но изменяются),

• при отказах главного контроллера центр обработки передает команду перезапуска.

Использование различных протоколов для обмена позволяет оптимально использовать линии передачи. Так для обмена центра обработки с БСД (5 метров) используется протокол XMODEM, позволяющий обнаруживать редкие ошибки и упростить программу обмена. Для обмена центра обработки с терминалом старта (несколько километров) используется протокол ZMODEM, позволяющий не только обнаруживать более частые ошибки, но и запросить повтор поврежденных данных и непрерывно контролировать линию обмена.

Приведенные алгоритмы программного обеспечения разработаны на основе действующих в настоящее время Наставлений и Руководств но метеорологическому обеспечению.

Заключение

В работе проанализированы существующие отечественные и зарубежные авиационные АМС. Определено, что современные АМС строятся по модульному принципу, основную обработку выполняет цифровая ЭВМ. что позволяет упростить модернизацию и адаптацию станции.

Рассмотрены существующие типы датчиков метеорологических величин, используемые в АМС и возможность автоматизации получения метеорологических параметров.

Показано, что распределенная обработка с применением индивидуальных контроллеров для каждого датчика обеспечивает непрерывность измерений, обязательную для авиационных АМС.

Рассмотрены виды передаваемых по линиям связи сигналов. Для уплотнения линий связи датчиков с аналоговым выходом наиболее подходит временное разделение. К перспективным методам уплотнения импульсных сигналов относится интервально-импульсная модуляция. Интервально-импульсная модуляция дает выигрыш от 2 до 3 раз, что позволяет или передавать по одной линии сигналы от нескольких датчиков (например, основного и резервного), или повысить помехоустойчивость, уменьшив ширину спектра группового сигнала. Разработанные устройства приема сигнала с интервально-импульсной модуляцией позволяют использовать уплотнение с использованием НИМ в АМС.

Разработан метод резервирования, позволяющий повысить надежность АМС. В режиме шторма, когда недопустимы перерывы в работе системы, время наработки на отказ увеличивается более чем в два раза. При отказе датчика (наименее надежного элемента) нет необходимости в переключении на резервную измерительную систему, которое может привести к потере непрерывности усреднения метеорологических параметров.

Разработана структура программного обеспечения, позволяющая обнаруживать ошибки на всех этапах обработки данных. Данные датчиков отбраковываются программами контроллеров датчиков при выходе полученных значений за допустимые пределы и при неустановившемся процессе измерения. При передаче данных в центр обработки в конце каждого блока данных посылается контрольная сумма, позволяющая обнаружить ошибки передачи. В центре обработки также производится отбраковка данных контроллеров проверкой полученных значений на наличие ошибок и выход за допустимые пределы. При обработке медленно изменяющихся данных отбраковываются минимальные - максимальные данные и данные усредняются, что также уменьшает количество ошибок. При передаче данных потребителям используются протоколы, позволяющие обнаружить ошибки передачи.

Программное обеспечение обнаруживает и обрабатывает аппаратные сбои системы:

• при отказе основного датчика система автоматически переключается на резервный,

• при отказе периферийного контроллера главный контроллер или центр обработки перезапускает его. Причем для контроля используется не только корректность данных, но и наличие их изменения,

• при отказах главного контроллера центр обработки передает команду перезапуска.

Программа обеспечивает документирование метеорологической информации и действий оператора, исключающие двоякое толкование при разборах полетов.

В качестве практического подтверждения положений работы приведен пример разработки Автоматизированной метеорологической автоматизированной системы АМИС-1. Приводится полный цикл разработки этой АМС от выбора датчиков до построения программного обеспечения. Система АМИС-1 проходила опытную эксплуатацию с 1996 года в аэропорту Кольцово и была введена в эксплуатацию в соответствии с Актом о приемке оборудования Уральского УГМС от 20 октября 2000 г. Система сертифицирована МАК и Госстандартом России и в настоящее время запускается в серийное производство.

Принцип совмещения централизованной и распределенной обработки оказался весьма удачным в применении к АМИС-1. За время испытаний на аэродроме постепенно заменялись датчики: видимости ФИ-1/ФИ-1М на ФИ-2, высоты нижней границы облаков ИВО-2 на ДВО-2, параметров ветра М63-МР на WAA151 и WAV151 фирмы Vaisala Оу, модернизировались датчики температуры и влажности. Смена датчиков производилась без перерывов в работе системы и приводила только к смене периферийных контроллеров, что показало преимущества использованного принципа построения системы. Было произведено более ста модификаций программного обеспечения для соответствия требованиям Наставлений и Руководств по метеорологическому обеспечению и облегчения работы наблюдателей.

Таким образом, использование положений работы позволило создать систему, соответствующую требованиям ИКАО, обладающую повышенной по сравнению с существующими системами надежностью и эргономичную.

1. Автоматизированная метеорологическая измерительная система АМИС-1. Руководство по эксплуатации. ЮКФВ. 416311.001 РЭ. Екатеринбург, 2004. - 202 с.

2. Автоматизированная метеорологическая измерительная система АМИС-1. Формуляр. ЮКФВ. 416311.001-02 ФО. Екатеринбург, 2004. - 28 с.

3. Автоматизированная метеорологическая измерительная система АМИС-1. Руководство операторов. ЮКФВ. 21061-81 34 01. Екатеринбург, 2003.- 88 с.

4. Автоматическая радиометеорологическая станция (АРМС-Н) М-36. /Отв. ред. Ефремычев В. И. Л.: Гидрометеоиздат, 1965. - 136 с.

5. Автоматическая радиометеорологическая станция М-107: Методы и средства поверки: Метод, указания. / Исполн. Рогалев Ю. В.: Главная геофизическая обсерватория им. А. И. Воейкова. J1.: Гидрометеоиздат, 1975.-43 с.

6. Автоматические метеорологические станции и устройства. Сборник статей. (Главная геофизическая обсерватория им. А. И. Воейкова. Труды. Вып. 216) / Под. ред. Афиногенова JI. П. и Стеризата М.С. Л.: Гидрометеоиздат, 1967. - 148 с.

7. Анализ метеорологического обеспечения полетов за 1999 год. (Управление государственного надзора за безопасностью полетов ФСВТ РФ). М., 2000. - 12 е.: прил.

8. Аппаратура для метеорологических измерений. (Главная геофизическая обсерватория им. А. И. Воейкова. Труды. Вып. 313) / Под ред. Афиногенова Л. П., Л.: Гидрометеоиздат, 1973. - 159 с.

9. Барометр рабочий сетевой БРС-1. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. 6Г2.832.033 ТО. 1990. - 32с.

10. Бронштейн Д. J1., Быстрамович А. Н., Макаренко А. А. Дистанционные метеорологические устройства, их монтаж и эксплуатация. JL: Гидрометеоиздат, 1979. - 391 с.

11. Датчик высоты нижней границы облаков ДВО-2. Паспорт. 1997.-32с.

12. Игнатов В.А. Теория информации и передачи сигналов. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1991. - 280 с.

13. Информационный листок АО " ПРАКТИК-HI Г М.: НИИ "Научный центр", 1997.

14. Исмаилов Т.К., Измайлов A.M. и др. Современные акустические и тахометрические средства измерения скорости воздушных потоков и океанических течений, (обзорная информация, ТС-5. вып. 7) М., 1987. -40 с.

15. Каталог Solutions to Surface Weather Observations фирмы Vaisala: Ref. A575en, 1994-12.

16. Козлов Б. А., Ушаков И. А. Справочник по расчету надежности аппаратуры радиоэлектроники и автоматики. М.: Советское радио, 1975, -472 с.

17. Лагунов Е. В., Матвиенко В. А. Системы передачи информации с интервально-импульсной модуляцией канальных сигналов. // Деп. статья. Екатеринбург: УГТУ, 1997.

18. Лагунов. Е. В., Осипова С. Г., Панченко Б. А. Некоторые вопросы построения рассредоточенных систем сбора данных. Электронный журнал: Цифровые радиоэлектронные системы, httm/asgard.prima.tu-chel.ac.ru/DRS/ defoult.htm; Вып. 1. с 4.

19. Левин Б. Р., Розанов В. С. Расчет числа каналов многоканальных систем с ИВИМ./Электросвязь. 1961. - №6.

20. Левин Г. А., Левин Б. Р., Айзенберг В. И., Розанов В. С. Повышение эффективности многоканальных систем с временным разделением ка-налов./Электросвязь. 1960. - №5.

21. Марков А. В. Малоканальные радиорелейные линии связи. М.: Советское радио, 1963. - 704 с.

22. Мехович А. И., Афиногенов Л. П., Персии С. М. Новая автоматизированная станция для гидрометеорологических измерений. В кн.: Вопросы создания и внедрения перспективных технических средств и систем: Сборник, ЦКБ ГМП, 1987.

23. Мухитдинов М., Мусаев Э. С. Оптические методы и устройства контроля влажности М.: Энергоатомиздат, 1986. - 96 с.

24. Наставление по формированию международных метеорологических авиационных кодов (МЕТАР, СПЕСИ, ТАФ) М.: Росгидромет. 1995. -38 с.

25. Парфенов Е. М. и др. Проектирование конструкций радиоэлектронной аппаратуры. М.: Радио и связь, 1989. - 272 с.

26. Приборы метеорологические, аэрологические и гидрологические: Номенклатурный каталог. ЦНИИ информации и технико-экономическихисследований приборостроения, средств автоматизации и систем управления. 1985.

27. Свенсон А. Н. Время импульсная модуляция с переменным тактом и кодовым признаком./Электросвязь. - 1958. - №6.

28. Сигорский В.П. Математический аппарат инженера. К.: Техника, 1975.- 768 с.

29. Технические условия на сенсор относительной влажности HS03 М.

30. Устройство приёма информации с временным разделением каналов / Матвиенко В. А., Лагунов Е. В. А.с. 1305747 СССР, МКИ G08C 15/06.- опубл. 23.04.87, Бюл.№ 15.

31. Устройство приёма информации с временным разделением каналов / Матвиенко В. А., Лагунов Е. В. А.с. 1424042 СССР, МКИ G08C 15/06. -опубл. 15.09.88, Бюл.№34.

32. Устройство приёма информации с временным разделением каналов / Матвиенко В. А., Лагунов Е. В. А.с. 1425750 СССР, МКИ G08C 15/06.- опубл. 23.09.88, Бюл.№35.

33. Устройство приёма информации с временным разделением каналов / Матвиенко В. А., Лагунов Е. В. А.с. 1575217 СССР, МКИ G08C 15/06.- опубл. 30.06.90, Бюл.№24.

34. Устройство приёма информации с временным разделением каналов / Матвиенко В. А., Лагунов Е. В., Щипачёв А. Г. А.с. 1777162 СССР, МКИ G08С 15/06. опубл. 23.1 1.92, Бюл.№43.

35. Устройство приёма информации с интервально-импульсной модуляцией канальных сигналов / Матвиенко В. А., Лагунов F. В. А.с. 1832324 СССР, МКИ G08C15/06. опубл. 07.08.93, Бюл.№29.

36. Фотометр импульсный ФИ-2. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Ю-34.12.207 ТО-ЛУ. 1996. - 101с.

37. Guyot G. Methodes et techniques d'etudes du vent. (Гийо Ж. Методы и средства изучения ветра.), "Techniques d'etude des facteurs physiques de la biosphere", Paris, 1970, p. 373-396.

38. Thaller M. Development of simple low cost weather instruments. (Таллер M. Разработка простых дешевых метеорологических приборов), Israel Meteorological Service, Bet Dagan, 1966, p. 1-30.

39. Данные для расчета надежности системы АМИС-1.

40. Центр обработки (контроллер датчика ФИ-1)

41. Элемент Aft*io"6 к» а, Л,*10"6 N

42. Конденсаторы К10-17 0,1 0,2 0,04 0,009 16 0,144

43. Конденсаторы К53-4А 0,4 0,3 0,11 0,097 9 0,873

44. Микросхемы средней степени интеграции 0,013 0,029 18 0,522

45. Микросхемы БИС 0,01 0,022 3 0,066

46. Резисторы С2-33 0,043 0,5 0,65 0,061 33 2,013

47. Соединители 0,8 0,03 0,03 0,053 3 0,159

48. Трансформатор 0,045 0,7 0,91 0,09 1 0,09

49. Транзисторы 0,5 0,7 0,61 0,671 5 3,355

50. Реле РЭС47 1,6 0,1 0,85 2,992 3 8,976

51. Диоды 0,2 0,7 0,61 0,268 10 2,68

52. Печатная плата 0,7 1,54 1 1,541. Итого А: 20,418

53. Наработка на отказ Г: 48 976 ч.

54. Коммутатор датчиков (часть контроллера датчика ФИ-1)

55. Элемент >10* 10"6 К а, VI О"6 N N*>4*10"6

56. Реле РЭС-47 1,6 0,1 0,85 2,992 1 2,992

57. Транзисторы 0,5 0,7 0,61 0,671 1 0,671

58. Диоды 0,2 0,7 0,61 0,268 1 0,268

59. Резисторы С2-33 0,043 0,5 0,65 0,061 3 0,183

60. Конденсаторы К53-4А 0,4 0,3 0,11 0,097 1 0,0971. Итого Л: 4,211

61. Наработка на отказ Т: 237473 ч.1. Коммутатор систем

62. Элемент Хо* 10"6 кн >ч*10"6 N N*Xj* 10"6

63. Реле РЭС-32 1 0,1 0,85 1,87 2 3,74

64. Транзисторы 0,5 0,7 0,61 0,671 0,25 0,168

65. Диоды 0,2 0,7 0,61 0,268 0,75 0,201

66. Резисторы С2-33 0,043 0,5 0,65 0,061 0,625 0,038

67. Конденсаторы К53-4А 0,4 0,31 0,11 0,097 0,25 0,0241. Итого А: 4,171

68. Наработка на отказ Т\ 239751 ч.

69. Пример экрана основной программы системы АМИС-1курсаоков1000штш «.о1. ЯжШШШ.