CINRAD/SC新一代天氣雷達基數據質量控制

王麗平，胡細根

（1.贛州市氣象局，江西 贛州 341000；2.吉安市氣象局，江西 吉安 343000）

根據中國氣象局業務管理要求，新一代天氣雷達每6 min生成1個基數據。雷達基數據傳輸率是中國氣象局和江西省氣象局對新一代天氣雷達業務質量的一項主要考核指標，雷達基數據傳輸質量的好壞直接影響上級對贛州新一代天氣雷達的業務考核。贛州CINRAD/SC新一代天氣雷達自2002年投入業務運行以來，雷達設備運行穩定，雷達業務可用性能滿足上級業務管理部門的考核要求，但近幾年，雷達基數據傳輸率一直較低，未能達標，給贛州雷達業務管理帶來較多困擾。筆者分析雷達基數據傳輸率低的時段，通過查找該時段每個基數據體掃時間，基數據傳輸軟件log文件及電腦時鐘等方式，徹查了在雷達運行正常的情況下，雷達基數據傳輸率低的原因，給出了解決CINRAD/SC新一代天氣雷達基數據傳輸及時率低的解決辦法，為雷達業務人員提供參考。

1 資料與方法

1.1 江西省氣象部門新一代天氣雷達基數據傳輸質量考核標準

（1）傳輸時效：雷達基數據傳輸及時率達98%（及時率=及時報個數/應到報個數×100%）。

（2）傳輸時限規定：及時報HH+（330″-480″）；提前報HH+（＜330″）；逾限報HH+（481″-540″）；超時報HH+（＞540″）；未到報為缺報。其中，HH表示每次體掃開始時間。提前報、逾限報、超時報、未到報均屬不達標報。

（3）傳輸及時率要達到98%，基數據必須剛好每6 min 1個，每天非及時報超過4個不達標。

（4）每個基數據從體掃開始到完成上傳的時間（傳輸時效）必須為330"-480"，否則該基數據不達標。

（5）每小時分成以下10個時間段，每個時間段6 min 00′00″-05′59″、06′00″-11′59″……依此類推。每個時間段中必須剛好有1個基數據上傳成功，超過1個基數據則自動取第一個，其他作廢；沒有基數據則該時段算缺報1個。

1.2 雷達基數據傳輸質量

2017年12月和2018年1、2、3月贛州雷達基數據傳輸率分別是86.34%和93.87%，91.29%，94.29（備注：數據來源于“江西省氣象數據業務監視”）[1]。

2 結果與分析

2.1 雷達基數據傳輸質量不達標存在的幾種現象

贛州新一代天氣雷達每6 min完成1個體掃，生成9個仰角（層）的基數據，1 h完成10個體掃，循環不斷。但在雷達實際運行過程中，基數據生成時間時常出現不穩定現象。

現象一：雷達在正常運行過程中，出現轉速越來越快或越來越慢現象，導致雷達基數據生成時間不對，不能正常生成10個基數據。影響傳輸及時率。

（1）北京時間2018年2月6日3～8時雷達體掃時間較長（見表1），生成的基數據超過了6 min，每小時生成基數據＜10個，導致6個小時產生逾限報、未到報10個，嚴重影響傳輸及時率。

表1 雷達基數據體掃時長

（2）北京時間2018年1月1日8時到次日8時，雷達轉速不穩，先由慢到快，再由快到慢，每小時生成基數據10～12個不等，導致一天產生21個提前報，影響傳輸及時率（見表2）。

現象二：雷達運行比較穩定，每小時剛好10個基數據，但傳輸時效小于330"，造成提前報，或傳輸時效大于480"，導致逾限報、超時報，影響基數據傳輸率。

（1）2018年3月13日7時，1 h生成10個基數據，且均在相應時間段，但由于2個為提前報，導致傳輸及時率只有80%。

表2 雷達基數據體掃時長

（2）2018年2月4日4時，1小時生成10個基數據，并全部卡在相應時間段，但由于有1個逾限報，導致傳輸及時率只有90%。

（3）2018年1月24日4時生成11個基數據，2018年4月15日5時9個基數據導致提前報或未到報。

2.2 雷達基數據傳輸質量不達標原因初析及解決辦法

（1）雷達基數據生成。

原因分析：雖然要求CINRAD/SC雷達每6 min完成1個體掃，但由于雷達天線轉速、軟件不能自動固定在6 min內完成1個體掃，因而每個小時不能均勻地生成10個基數據，存在每個小時生成的基數據少于或多于10個的情況，影響雷達基數據的傳輸時效。

解決辦法：加強監控，及時了解基數據生成的時間，發現時間不對，及時通知業務人員到雷達站調整雷達轉速，確保雷達體掃時長維持在5′30"-5′59"。

（2）雷達基數據傳輸。

原因分析：目前，贛州雷達基數據是由敏視達公司生產的多普勒天氣雷達通用氣象軟件RPG生成的。程序處理PUP產品的時間大約在1′30"-2′，待其處理完成后，由PUP處理程序將基數據文件剪切到RPGCD傳輸軟件的監測目錄，RPGCD傳輸軟件設置了60 s循環監測該目錄，在正常情況下，RPGCD.exe傳輸軟件從壓縮傳輸完成約需40"時間。

解決辦法：有效解決雷達基數據傳輸時效提前或逾限、超時的辦法是通過人工干預，根據實況，調整雷達實時監控系統計算機的時間，贛州雷達基數據傳輸用的計算機一般設置成比標準時間（北京時）快1′50"-2′20"。

（3）新一代CINRAD/SC多普勒天氣雷達每個體掃觀測時長不可能絕對穩定控制在6 min，雷達運行的累積誤差導致每小時大于10個（偏快時）或小于10個（偏慢時）基數據，造成提前報或逾限、超時、未到報等問題，目前無法解決。

（4）雷達基數據傳輸時效與雷達基數據的體掃時長、PUP產品處理時長和傳輸軟件、網絡狀況、省局FTP服務器、供電穩定等因素密切相關[2]。建立報警提示程序可以及時發現并減少缺報問題。但是，在雷達的體掃時長保持在6 min，并且傳輸軟件運行正常、通信網絡通暢、FTP服務器接收通暢的情況下，還是會出現不明原因的掉包，產生提前報、逾限報、超時報、未到報，目前亦無有效解決辦法。

3 結語

近年贛州雷達基數據傳輸率不達標，綜合分析主要是由兩個原因引起。（1）當前氣象部門用的CINRAD/SC新一代天氣雷達每個體掃時間不能穩定在每6 min內生成一個基數據，生成的基數據時快時慢，易造成提前報或逾限、超時、未到報等問題。（2）江西省氣象局要求雷達基數據要在8 min內傳到CIMISS系統，超過時限按逾限報/缺報處理，傳輸時效同時與傳輸軟件、網絡狀況、省局FTP服務器、供電穩定等因素密切相關[3]。

為徹底解決以上現象，建議以下兩方面改進：（1）在雷達硬件方面，控制雷達天線轉速，并在RDA軟件中將每個雷達基數據生成的時間固定在6 min，排除雷達前端的影響。（2）改進雷達基數據傳輸軟件[4]，2017年，中國氣象局下發了新版的傳輸軟件，但該軟件CINRAD/SC雷達基數據格式，未能解決老版傳輸軟件穩定性不高等問題。