提升新一代天氣雷達運行質量的措施
——以遼寧省4部新一代天氣雷達為例

沈秋宇，關惠戈

（遼寧省氣象局，遼寧沈陽110000）

提升新一代天氣雷達運行質量的措施
——以遼寧省4部新一代天氣雷達為例

沈秋宇，關惠戈

（遼寧省氣象局，遼寧沈陽110000）

新一代天氣雷達對中小尺度風暴、冰雹、暴雨、強對流天氣等災害性天氣具有實時監測能力，隨著對新一代天氣雷達資料業務應用需求的日益增長及產品的日趨完善，對新一代天氣雷達業務運行質量的要求越來越高。本文通過分析新一代天氣雷達業務運行質量的幾項評價指標，通過加強日常維護與保養，提高數據傳輸時效和質量，及時修復減少故障持續時間等方式，切實有效提高新一代天氣雷達業務的可用性。

雷達；業務可用性；平均故障持續時間

新一代天氣雷達對中小尺度風暴、冰雹、暴雨、強對流天氣等災害性天氣具有實時監測能力，生成的各種氣象產品數據可通過網絡實現數據傳輸，雷達系統具有高性能的探測、信號處理、圖像顯示及傳輸能力。隨著對新一代天氣雷達資料業務應用需求的日益增長及新一代天氣雷達所提供產品的日趨完善，對新一代天氣雷達業務運行質量的要求越來越高。為此，本文以遼寧省的4部新一代天氣雷達為例，分析了評價新一代天氣雷達業務運行質量的幾項指標，并提出有效提高新一代天氣雷達業務運行質量的對策。

1 評價指標分析

1.1 業務可用性（A0）

業務可用性（A0）是衡量新一代天氣雷達整體運行狀況的綜合指標。A0指在選取的評估時段內，新一代天氣雷達無故障工作時間與規定應工作時間的百分比。

其中：總時間（Tt）：《新一代天氣雷達觀測規定》規定的觀測時間（6月1日～8月31日：觀測時間為全天24小時連續觀測；其他觀測時段：觀測時間為每天10～15時連續觀測）；雷達運行時間（T on）：雷達系統正常、系統報警兩種狀態時間的代數和；雷達維護時間（Tp m）：雷達維護性停機、維修性停機、專項活動停機維護等非故障性停機的總時間；雷達特殊情況停機時間（T s）：系統正常，觀測時段內的特殊情況停機時間。

1.2 平均無故障時間（MTBF）

平均無故障時間（MT BF）是衡量新一代天氣雷達無故障運行狀況的指標。

MT BF是指在選取的評估時段內，相鄰兩次故障之間雷達設備平均正常工作的時間，單位為小時。

其中：Ton(n)：第n次故障和第n+1次故障之間的雷達運行時間，不包括雷達故障持續時段內的雷達測試和拷機時間；Nf：故障次數。

1.3 平均故障持續時間（Tfd）

平均故障持續時間（Tfd）是衡量天氣雷達維修能力的綜合指標。

Tfd指在選取的評估時段內，從故障發生到故障修復所用的平均時間，單位為小時。

其中：Tcm(n)：第n次故障的故障維修時間。

Tl d(n)：第n次故障臺站維修缺乏備件，等備件時間。

Tad(n)：第n次故障由于管理原因延誤的時間。

2 主要問題及對策分析

2.1 加強日常維護及保養

影響新一代天氣雷達業務可用性的主要因子是雷達運行時間（Ton）、雷達維護時間（Tpm）及雷達特殊情況停機時間（Ts），由于在日常業務應用中很少出現雷達特殊情況停機，所以影響雷達業務可用性的最主要因子是雷達運行時間（Ton）和雷達維護時間（Tpm）。除了雷達故障時間和雷達傳輸異常時間外的時間越接近雷達運行總時間（Ton），雷達業務可用性越高。

如表1所示，2016年8月～2017年7月，雷達業務可用性從高到低排序依次為朝陽>沈陽>大連>營口，雷達故障次數從低到高排序依次為朝陽>沈陽=大連>營口，可見雷達業務可用性與雷達故障次數負相關性密切。

表1 2016年1～12月雷達業務質量統計表

如圖1所示，2016年8月～2017年7月期間，雷達故障次數越多，則雷達業務可用性越低，反之亦然。因此，加強雷達的日常維護和保養能夠有效減少雷達故障次數，甚至達到零故障，能夠有效提高雷達業務可用性。

2.2 提高數據傳輸時效及質量

圖1 2016年8月～2017年7月雷達業務可用性

在實際業務中，盡管有時候未發生任何故障，但新一代天氣雷達的業務可用性仍然達不到100%。如圖1中，2016年9月、10月、11月及2017年1月、2月、3月、6月、7月新一代天氣雷達的運行狀況，雷達的故障次數為零，但雷達業務可用性達不到100%，由此可見，雷達傳輸異常時間影響了雷達業務的可用性，要確保雷達業務可用性必須要提高雷達數據傳輸的時效及傳輸質量。

圖2 2014年1月～2017年7月雷達故障比率

圖3 2016年8月～2017年7月雷達運行能力指標

2.3 重點保障故障率高雷達分系統

如圖2所示，綜合分析2014年1月～2017年7月雷達出現故障的系統，發射系統故障率最高，伺服系統次之，天線饋線系統和通訊系統最低。雷達業務保障人員應該重點關注故障率最高的雷達分系統，做好維護保養工作，減少故障發生的次數。

2.4 及時修復減少故障持續時間

在雷達故障不可避免出現的情況下，采取有效措施，及時排除故障，解決問題能夠有效提高雷達業務可用性。如圖3所示，2016年8月～2017年7月雷達平均無故障時間（MT BF）從高到低排序依次為朝陽>大連>沈陽>營口，其中大連和沈陽基本相當；平均故障持續時間（Tfd）從低到高排序依次為朝陽>沈陽>大連>營口，其中沈陽和大連基本相當。可見，雷達平均無故障時間（MT BF）越長，平均故障持續時間（Tfd）越短，則雷達的運行狀況越好，雷達的業務可用性越高。

3 結語

為切實有效提高新一代天氣雷達業務可用性，提高平均無故障時間，降低平均故障持續時間，要求新一代天氣雷達業務保障人員加強日常維護及保養，提高數據傳輸時效及質量，及時修復減少故障持續時間，以保障新一代天氣雷達為氣象預報預測等提供高質量的基礎觀測數據。

P412.25

A

10.14025/j.cnki.jlny.2017.19.047

沈秋宇，碩士，工程師，研究方向：綜合氣象觀測。