提高(CINRAD/CD)天气雷达业务质量经验浅谈

雷登林,钟 健,田 程，彭 茜

(贵州省贵阳市气象局，贵州 贵阳 550001)

0 引言

新一代天气雷达是探测短时强降水、暴雨、台风、冰雹、飑线、龙卷等灾害性天气系统一种重要手段，对警戒强对流危险天气、制作短时和临近天气预报具有显著作用。天气雷达数据的准确、及时、可靠对天气预报的准确性提供了一个有力的、目前不可缺少的实况数据支持，所以我们应系统的、科学的维护天气雷达，确保天气雷达能正常运行且生成高质量数据并及时传输，使天气雷达在气象为人民生活质量提高的服务过程中发挥更大的作用。

1 天气雷达业务质量的实现过程

天气雷达元数据质量的优良，主要体现在观测到数据真实、可靠，能真实的反映观测时的天气状况，能为气象预报和决策服务提供准确的基础数据支撑。天气雷达观测业务质量的提高，则需日常观测、维护、维修及标定等环节来支撑。

1.1 天气雷达的观测

按照贵州省气象观测质量体系的“观测科学 数据精准 服务高效 科技引领”的质量方针，达到“观测科学、服务高效”的前提，就是建立科学技术保障架构，明确职责与分工，确保在规定观测时段内资料的可靠性、完整性、及时性及真实性。为实现以上目标，结合多年天气雷达观测与技术保障的经验，可从以下几个方面入手：

①执行雷达运行、监控和维护等天气雷达的有关规章制度，采取定期与不定期相结合的方式巡查天气雷达，确保雷达在正常状态下运行。

②定期检查雷达站站址的经纬度、天线馈源口海拔高度、波束宽度等雷达系统适配参数和源数据参数，确保参数正确；检查体扫工作模式；检查雷达数据采集机、实时处理软件终端机及敏视达软件(RPG 与PUP)处理机时间同步、并能联网校时。

③可通过在0.5°低仰角下，与雷达状态正常时保存的数据进行同方位、等距离条件下的地物回波强度对比，能快速直观地分析、判断当前雷达的工作状态：天线定北与水平、雷达回波强度的正常与否。

④分析雷达回波可很容易识别出电磁干扰产生的放射状回波。一旦发现电磁干扰，应及时向当地无线电管理委员会提出申请，并协调解决电磁干扰。

⑤在雷达系统正常生成*.05V基数据时，有时PUP生成的产品数据缺失，则需重启RPG 与PUP软件。

⑥雷达附属设备发电机与UPS的定期维护、保养与检修，是雷达系统在停市电时能正常运行的保障。

⑦涉及雷达主系统外的传输网络发生故障时，需及时报专业网络管理人员进行维修恢复。

天气雷达的观测过程，涉及了系统时间一致性、天气雷达系统参数的配置、雷达基数据与产品、网络传输及系统附属供电设备的检查与确认，必须所有环节都正常，天气雷达的元数据质量正确率、观测数据可用率、数据传输及时率等才能得到保障，提高雷达的业务可用性。

1.2 天气雷达的维护

天气雷达在长时间无间断的运行中，雷达系统中的一些器件因使用寿命的到期、性能指标的下降或不稳定会导致天气雷达数据质量下降，严重时甚至会出现故障停机，天气雷达无数据生成。因此天气雷达的定期维护就显得尤为重要。开展雷达日、周、月、年维护工作，维护应细致周到并有所侧重。导致天气雷达长时间停机的故障，大部分都是因重要器件性能下降或烧坏导致，故障停机的时间，又较多地被等待备件、等待厂家专业技术人员到站维修所占据。认真细致的日常维护可减少故障发生的几率，联系贵阳天气雷达自身的特性，为提高雷达的业务可用性，针对性的采取了如下措施:

①按规定对雷达清洁维护，清除机柜内的粉尘，保持干净的机房环境。

②查看雷达机柜内的冷却风机运行状况，估算冷却风机的工作运行时间，对运行有异常的、工作运行时间长的冷却风机进行更换，保证雷达机柜内的环境温度在要求范围内。

③定期与不定期查看部分有使用寿命限制、需更换的重要器件(如放电管)的运行状态；定期(如年维护或年巡检)对部分工作在大电流环境下器件进行检测，如：IGBT、可控硅等。尽可能减少因器件使用寿命超期、性能下降导致的故障。

④定期检测雷达发射系统的发射机峰值功率及发射机脉冲包络，掌握速调管的工作状态，在速调管性能下降时及时申请备件更换。

⑤对雷达系统内存在潜在风险的一些器件，如雷达发射系统调制机柜监控分机的PLC101((可编程控制器FX2N-80MR)，因PLC内支持RAM存储器的锂电池(F2-40BL)电量耗尽，当雷达整机断电做维护时，会导致RAM存储器内的控制程序丢失，使雷达发射系统不能上电工作。而雷达站没有配备写入控制程序的设备及软件，需携带PLC到厂家写入程序，这样比较耗时，影响雷达系统及时恢复正常工作。所以对PLC101的锂电池也要定期更换(锂电池的寿命标准为5 a，为避免出现关机时PLC掉电的现象，可设定更换电池年限小于电池的标准寿命，缩短为3～4 a)。

⑥雷达系统的备件需按三级备件清单采购，保证雷达更换备件时库存充足，在雷达出现故障时也能及时的更换，缩短雷达故障时间。

⑦对重要器件的检测方法、测试步骤、参考的指标数据、更换过程认真记录，整理归档维护个例库，为以后出现类似事件提供参考，节约处理的时间，提高雷达业务的可用性。

细致全面的雷达维护，能有效的把部分异常消除于萌芽状态，减少雷达故障出现的次数，使天气雷达能正常稳定的运行。

1.3 天气雷达维修

为了确保新一代天气雷达现场维修的及时性、规范性，提高新一代天气雷达稳定运行，当新一代天气雷达发生故障时，雷达站首先要分析判断雷达故障的原因，并尽可能的排除；若雷达故障超出雷达站维护人员的技术能力范围，则由雷达站联系省局大探中心及厂家，组织进行现场维修活动，并确定故障原因、维修方法、所需备件等。具体处理步骤为：

①故障发生后，立即对故障进行诊断及维修。

②故障停机必须在2 h内在 ASOM 系统上发布停机通知，故障修复2 h内必须关闭故障停机通知。

③在2 h内不能排除故障，上报省级保障部门及市局业务处(如涉及外网、市电、附属设施设备等同时报相应的部门)，并申请大探中心及厂家远程技术指导故障维修。

④故障停机超过24 h仍未修复时，要在ASOM上每24 h详细填写维修活动，将故障维修过程中诊断时间、等待维修人员、等待备件、更换备件以及维修时间节点详细记录。每天至少一次向省级部门及市局业务处报告维修情况说明。没有维修新进展时也要及时更新。

⑤故障排除后，故障维修报告的填写必须有故障现象、故障部位、原因分析、处理过程等内容。

⑥雷达故障维修报告放入雷达故障维修档案库，以便以后查阅与参考。

故障后的技术分析与总结，是提升台站技术人员维修保障能力一个重要方法，也是提高故障修复及时性的有效手段。

1.4 天气雷达的标定

为规范雷达站对新一代天气雷达的定标，确保天气雷达探测数据的准确性和可靠性，使用机内和机外仪表，采用统一的方法和流程，对天气雷达进行检测和标校，使之达到技术指标要求。天气雷达定标工作以定期和不定期的方式开展，应选择在本站监测范围内无重要天气过程时段内停机进行。

根据天气雷达运行保障的特点，天气雷达定标分为维护定标、维修定标、调整定标和专项定标4类。

其中常执行的是维护定标，维护定标项目包含在天气雷达的周、月、年维护和巡检工作内容中，定标随各类维护工作开展。维修定标是对影响天气雷达技术性能的组(部)件进行更换、维修、调试后，根据组(部)件对应的雷达分系统，开展相关定标项目的定标。影响观测精度的故障排除后，应对雷达相关参数进行机外仪表定标；定标完成后应对定标数据进行技术审查，若发现雷达异常，应按照相关规定的要求执行。雷达恢复正常后，重新定标。

机外测试仪表应在检定有效期内使用，检定有效期到期后，机外测试仪表应按计量检验规定，及时送测试仪表到相关计量检定机构校准。

2 小结

天气雷达数据质量及业务可用性的提高，落实到具体的工作中，就是要观测认真、细致，值班人员具有较强的责任心；维护精细并且有针对性与前瞻性，更换备件以预防为主，有提前量；维修按流程、须总结，缩减故障时间；标定按规定，严控指标要求，使雷达工作在最佳状态。环环相扣，一步不漏，才能保证雷达数据有较高的质量及雷达业务可用性保持较高的指标。