提升新一代天气雷达运行质量的措施——以辽宁省4部新一代天气雷达为例

沈秋宇，关惠戈

（辽宁省气象局，辽宁沈阳110000）

提升新一代天气雷达运行质量的措施
——以辽宁省4部新一代天气雷达为例

沈秋宇，关惠戈

（辽宁省气象局，辽宁沈阳110000）

新一代天气雷达对中小尺度风暴、冰雹、暴雨、强对流天气等灾害性天气具有实时监测能力，随着对新一代天气雷达资料业务应用需求的日益增长及产品的日趋完善，对新一代天气雷达业务运行质量的要求越来越高。本文通过分析新一代天气雷达业务运行质量的几项评价指标，通过加强日常维护与保养，提高数据传输时效和质量，及时修复减少故障持续时间等方式，切实有效提高新一代天气雷达业务的可用性。

雷达；业务可用性；平均故障持续时间

新一代天气雷达对中小尺度风暴、冰雹、暴雨、强对流天气等灾害性天气具有实时监测能力，生成的各种气象产品数据可通过网络实现数据传输，雷达系统具有高性能的探测、信号处理、图像显示及传输能力。随着对新一代天气雷达资料业务应用需求的日益增长及新一代天气雷达所提供产品的日趋完善，对新一代天气雷达业务运行质量的要求越来越高。为此，本文以辽宁省的4部新一代天气雷达为例，分析了评价新一代天气雷达业务运行质量的几项指标，并提出有效提高新一代天气雷达业务运行质量的对策。

1 评价指标分析

1.1 业务可用性（A0）

业务可用性（A0）是衡量新一代天气雷达整体运行状况的综合指标。A0指在选取的评估时段内，新一代天气雷达无故障工作时间与规定应工作时间的百分比。

其中：总时间（Tt）：《新一代天气雷达观测规定》规定的观测时间（6月1日～8月31日：观测时间为全天24小时连续观测；其他观测时段：观测时间为每天10～15时连续观测）；雷达运行时间（T on）：雷达系统正常、系统报警两种状态时间的代数和；雷达维护时间（Tp m）：雷达维护性停机、维修性停机、专项活动停机维护等非故障性停机的总时间；雷达特殊情况停机时间（T s）：系统正常，观测时段内的特殊情况停机时间。

1.2 平均无故障时间（MTBF）

平均无故障时间（MT BF）是衡量新一代天气雷达无故障运行状况的指标。

MT BF是指在选取的评估时段内，相邻两次故障之间雷达设备平均正常工作的时间，单位为小时。

其中：Ton(n)：第n次故障和第n+1次故障之间的雷达运行时间，不包括雷达故障持续时段内的雷达测试和拷机时间；Nf：故障次数。

1.3 平均故障持续时间（Tfd）

平均故障持续时间（Tfd）是衡量天气雷达维修能力的综合指标。

Tfd指在选取的评估时段内，从故障发生到故障修复所用的平均时间，单位为小时。

其中：Tcm(n)：第n次故障的故障维修时间。

Tl d(n)：第n次故障台站维修缺乏备件，等备件时间。

Tad(n)：第n次故障由于管理原因延误的时间。

2 主要问题及对策分析

2.1 加强日常维护及保养

影响新一代天气雷达业务可用性的主要因子是雷达运行时间（Ton）、雷达维护时间（Tpm）及雷达特殊情况停机时间（Ts），由于在日常业务应用中很少出现雷达特殊情况停机，所以影响雷达业务可用性的最主要因子是雷达运行时间（Ton）和雷达维护时间（Tpm）。除了雷达故障时间和雷达传输异常时间外的时间越接近雷达运行总时间（Ton），雷达业务可用性越高。

如表1所示，2016年8月～2017年7月，雷达业务可用性从高到低排序依次为朝阳>沈阳>大连>营口，雷达故障次数从低到高排序依次为朝阳>沈阳=大连>营口，可见雷达业务可用性与雷达故障次数负相关性密切。

表1 2016年1～12月雷达业务质量统计表

如图1所示，2016年8月～2017年7月期间，雷达故障次数越多，则雷达业务可用性越低，反之亦然。因此，加强雷达的日常维护和保养能够有效减少雷达故障次数，甚至达到零故障，能够有效提高雷达业务可用性。

2.2 提高数据传输时效及质量

图1 2016年8月～2017年7月雷达业务可用性

在实际业务中，尽管有时候未发生任何故障，但新一代天气雷达的业务可用性仍然达不到100%。如图1中，2016年9月、10月、11月及2017年1月、2月、3月、6月、7月新一代天气雷达的运行状况，雷达的故障次数为零，但雷达业务可用性达不到100%，由此可见，雷达传输异常时间影响了雷达业务的可用性，要确保雷达业务可用性必须要提高雷达数据传输的时效及传输质量。

图2 2014年1月～2017年7月雷达故障比率

图3 2016年8月～2017年7月雷达运行能力指标

2.3 重点保障故障率高雷达分系统

如图2所示，综合分析2014年1月～2017年7月雷达出现故障的系统，发射系统故障率最高，伺服系统次之，天线馈线系统和通讯系统最低。雷达业务保障人员应该重点关注故障率最高的雷达分系统，做好维护保养工作，减少故障发生的次数。

2.4 及时修复减少故障持续时间

在雷达故障不可避免出现的情况下，采取有效措施，及时排除故障，解决问题能够有效提高雷达业务可用性。如图3所示，2016年8月～2017年7月雷达平均无故障时间（MT BF）从高到低排序依次为朝阳>大连>沈阳>营口，其中大连和沈阳基本相当；平均故障持续时间（Tfd）从低到高排序依次为朝阳>沈阳>大连>营口，其中沈阳和大连基本相当。可见，雷达平均无故障时间（MT BF）越长，平均故障持续时间（Tfd）越短，则雷达的运行状况越好，雷达的业务可用性越高。

3 结语

为切实有效提高新一代天气雷达业务可用性，提高平均无故障时间，降低平均故障持续时间，要求新一代天气雷达业务保障人员加强日常维护及保养，提高数据传输时效及质量，及时修复减少故障持续时间，以保障新一代天气雷达为气象预报预测等提供高质量的基础观测数据。

P412.25

A

10.14025/j.cnki.jlny.2017.19.047

沈秋宇，硕士，工程师，研究方向：综合气象观测。