舟山新一代天氣雷達技術升級改造過程中的幾點思考

林 偉

(舟山市氣象局,浙江 舟山 316000)

0 引 言

舟山新一代天氣雷達自2004年始,運行已超過了15 a。由于地處海島高山、鹽霧腐蝕，故障頻發，設備各部件已達使用壽命年限，且與當前高探測精度的雙偏振雷達相比，技術已經明顯落后[1]，亟待技術升級改造。在上級氣象部門和舟山市人民政府的關心支持下，2019年舟山市氣象局實施了舟山新一代天氣雷達技術升級改造工作，在原址完成了舊雷達的拆除、新雷達的吊裝，并在“利奇馬”臺風影響前完成了新雷達設備的安裝調試，投入了業務試運行，為定位跟蹤“利奇馬”臺風以及后續影響臺風、預測強降水提供了重要的技術支撐，為氣象部門開展準確的臺風預報服務、為舟山市委市政府合理組織防災減災工作提供了參考，發揮了關鍵作用。

作為浙江省首個在原站址成功實施將CINRAD/SB雷達升級改造為CINRAD/SAD雷達的項目，舟山新一代天氣雷達技術升級改造項目的實施經驗,被浙江省氣象局作為樣板推廣到全省，為后續衢州、金華雷達的技術升級改造和嵊泗雷達的建設提供參考。

1 舟山新一代天氣雷達技術升級改造

舟山新一代天氣雷達技術升級改造項目建設，主要包括項目前期準備工作和項目實施工作兩部分。

1.1 項目前期準備工作

舟山市氣象局成立了項目建設領導小組和實施小組，分別負責舟山新一代天氣雷達技術升級改造項目的領導工作和技術實施工作，明確責任和分工。

項目組開展了舟山新一代天氣雷達技術升級改造項目可行性研究報告的編寫，組織進行了專家論證，將報告上報至浙江省氣象局并獲得了批復。舟山新一代天氣雷達技術升級改造項目總投資為1440萬元，其中，中國氣象局投資975萬元，舟山市人民政府投資465萬元。

為推進項目的順利實施，項目組聯系了北京敏視達雷達有限公司，該公司派遣技術人員到舟山氣象雷達站進行實地勘察，技術人員提出在原址將舟山CINRAD/SB雷達更換為CINRAD/SAD雷達的實施方案，并排出了升級改造時間節點。此外，項目組聯系了當地吊裝公司，技術人員對上山道路、雷達設備等進行現場勘察，提出了雷達設備拆、吊裝具體實施方案。

1.2 項目實施工作

根據項目建設內容，我們進行了梳理和安排。實施內容主要含4部分。

1.2.1 雷達機房改造工程項目

雷達機房改造工程項目包括雷達機房內部改造(地板、吊頂、承重、波導開孔、垂直橋架制作)、強弱電改造、氣體滅火系統的更換和視頻監控系統的改造等。

1.2.2 雷達設備拆、吊裝及搬運工程項目

雷達設備拆、吊裝及搬運工程項目包括雷達站場地平整以及上山道路的清理、老雷達及相關設備的拆除、吊裝和搬運及在原址完成新雷達設備的吊裝、搬運工作。

1.2.3 雷達設備安裝調試項目

雷達設備安裝調試項目包括天線座安裝、天線罩安裝、天線安裝、機房設備安裝、發射機設備安裝及上電調試和試運行工作。

1.2.4 配套設備項目

配套設備項目包括配套設備的更新和配套設施的修復。其中，配套設備的更新包括避雷針、柴油發電機和網絡通信設備的更新。配套設施的修復包括雷達塔樓及附屬用房的修復、吊裝場地平整和場地綠化修復等內容。

2 舟山雷達改造過程中的經驗和思考

舟山雷達升級改造工作主體工程于2019年8月順利完成，舟山雷達于8月8日投入業務試運行。回溯舟山雷達改造全過程，在機房改造、雷達設備拆、吊裝、安裝調試以及項目采購等方面積累了一些經驗，為后續衢州和金華雷達的改造提供參考。

2.1 機房改造工程

為滿足新雷達升級改造需要，我們對原機房進行了改造[2-4]。對地面進行了防塵、防潮處理，建設了工字型承重橋架以滿足發射機柜、控制機柜、綜合機柜、配電柜以及精密空調的承重要求。更換了機房消防氣體滅火系統。在機房、天線罩、柴油機房、配電房等關鍵區域重新布設了高清攝像頭，滿足了遠程維護和安全監控的需要[5]。

單偏振雷達升級為雙偏振雷達，波導數量增加了一倍，需要波導開孔尺寸為80cm×40cm(圖1)。原波導開孔尺寸為33cm×84cm，需要將之加寬47cm，以滿足雙偏振雷達改造的需要。而原天線座基座具有承重要求，為了避免破壞結構，影響承重，經過敏視達雷達結構工程師的精確分析，根據雙偏振雷達設計圖紙，確定了波導開孔最低要求為43cm×21cm，僅需加寬10cm(圖2)，這既滿足了建設需要，又不影響原來的承重要求。

圖1 雙偏振雷達波導開孔示意圖

圖2 雙偏振雷達波導開孔尺寸要求(單位:0.1cm)

2.2 雷達拆、吊裝及搬運工程

與北京敏視達公司及拆、吊裝公司共同制定了詳細的實施方案，確定老設備拆除流程為：機房設備、雷達天線、天線罩、天線座(含基環)、避雷針；新設備吊裝流程為：機房設備、天線座(含基環)、避雷針、天線罩、天線。

鑒于雷達站場地小，需要事先與北京敏視達公司及拆、吊裝公司確定吊機、起吊設備、吊下設備的場地位置，根據計劃和進度，提前協調，做好上山道路的管理，妥善安排好機房設備、雷達天線、天線罩、天線座等設備的到站時間，配合吊裝公司實施吊裝工作。

2019年舟山梅汛期降水偏多，雨日偏多，給雷達升級改造工作帶來了不便。為節省時間，經過與拆、吊裝公司、北京敏視達公司共同研究，確定了將天線和天線罩(圖3)一起吊下的吊裝方案，在全國首次成功將天線和天線罩同步吊下(圖4)。同時做好了天線座拆除后屋頂平臺的滲漏水防護工作，并經受住了梅汛期暴雨的考驗。

圖3 CINRAD/SB雷達天線和天線罩示意圖

圖4 CINRAD/SB雷達天線和天線罩同步吊下示意圖

2.3 雷達設備安裝調試

在雷達屋頂設備的安裝過程中，我們使用原有天線座的基礎結構，通過更換天線座基環，妥善解決了天線座的安裝問題。另外，通過對天線罩基環重新打孔，妥善解決了新雷達天線罩與舊雷達天線罩基環孔徑不匹配的問題。

舟山雷達塔樓機房外面是全封閉的觀光圍廊，給發射機柜的更換帶來難度。為節約成本，降低安全風險，考慮到老發射機柜堅固，我們在拆除里面的舊設備、對柜子進行清洗、除銹和噴漆處理后沿用老發射機柜。將新發射機設備運到現場進行安裝調試。

2.4 采購方式

為確保項目建設合理規范，采購符合流程，也為項目竣工后的審計做好準備，我們對項目采購內容進行了仔細梳理。其中，雷達改造項目中雷達設備采購，主要由中國氣象局氣象探測中心委托資產管理事務中心完成；由舟山市人民政府投資的部分雷達設備采購，采取公開招投標方式進行。雷達改造項目工程采購,主要包括機房改造工程、雷達拆、吊裝與搬運工程、雷達站配套設施修復改造工程采購，根據采購金額等情況，分別采用邀請招標、競爭性談判和公開招投標方式進行。雷達改造項目配套設備采購，主要包括柴油發電機、UPS、精密空調、網絡通信設備采購等，分別采用邀請招標、中央政府協議采購方式進行。

3 結 語

舟山新一代天氣雷達技術升級改造工作，總體工程項目進展順利，各項工作均按計劃完成實施。總結該項目實施過程，需要注意以下幾點。

(1)對波導進行開孔，需要事先征求原雷達塔樓建筑設計部門的意見，以不影響原有的承重要求為原則。

(2)雷達站往往場地比較小，預先規劃好拆除下來的舊雷達設備的儲存地非常重要。

(3)妥善協調好雷達設備的到站時間，確保設備吊裝、安裝按計劃進行。

(4)為保障雷達拆、吊裝工作的順利進行，需要預先制定詳細的拆、吊裝方案，明確拆除和吊裝流程，加強安全管理，避免安全事故的發生。

(5)根據天氣情況，合理安排時間,做好室外吊裝和安裝工作。

(6)項目采購必須符合流程，確保在后期項目的驗收和審計中沒有后顧之憂。