新一代天氣雷達備件消耗情況評估研究

郭澤勇，周 薇，李 欣，劉永亮

(1.廣東省陽江市氣象局，陽江 529500；2.中國氣象局氣象探測中心，北京 100081；3.廣西區氣象技術裝備中心，南寧 530022)

0 引言

天氣雷達廣泛應用于國家氣象防災減災服務中[1-3]，中國天氣雷達網由7種型號雷達(CINRAD/SA、CINRAD/SB、CINRAD/SC、CINRAD/CA、CINRAD/CB、CINRAD/CC和CINRAD/CD)組成，各型號雷達均可搭載天伺、發射、接收、信號處理、通訊、應用終端及附屬設備等分系統[4]。為了解國家天氣雷達投入使用后的備件消耗情況，中國氣象局氣象探測中心于2010年首次對全國范圍內的多廠家、多型號和不同技術特點的天氣雷達備件消耗情況開展分析、評估和研究工作。通過分析、評估和研究工作，可以掌握天氣雷達整體備件消耗情況，及時發現備件消耗中出現的共性問題，為制定科學合理、切實可行的宏觀管理政策提供科學依據[5]。

隨著各型號雷達入網數量和使用年限的增加，需要維護的雷達數量呈整體上升趨勢[6，7]。2006年至今，全國天氣雷達一直采用分級(國家級、省級、臺站級)采購模式管理雷達備件。文章對全國天氣雷達備件消耗情況按年度對各型號雷達分臺站、分系統、分級別進行系統性地評估和研究，同時比對不同型號雷達主要分系統消耗情況，為制定雷達備件需求計劃、備件分級原則、消耗性與可維修備件劃分標準、備件經費需求與分配比例、應急調度等供應保障及業務管理提供依據。評估時間范圍為2009—2017年，數據來源于中國氣象局氣象探測中心備件管理系統、各省級保障部門及雷達站和各雷達生產廠家。因此，文章的評估數據能夠較為客觀準確地定量評估全國新一代天氣雷達備件消耗情況。

1 天氣雷達備件消耗評估指標體系

1.1 分臺站

統計2009—2017年不同型號雷達單部備件消耗率。備件消耗率[8]為雷達年平均備件消耗經費與整機單價的比值，用于分析雷達備件年需求經費。

(1)

(2)

(3)

1.2 分系統

2009—2017年不同型號雷達單部各系統消耗經費比例：

(4)

2009—2017年不同型號雷達單部各系統年均消耗經費比例：

(5)

(6)

1.3 分級別

統計2009-2017年不同型號雷達備件各級別年均消耗比例：

(7)

(8)

(9)

2 全國天氣雷達備件消耗情況評估結果及分析

2.1 國家級備件情況分析

以國家級備件為主線，按不同型號雷達統計數據分別對其消耗國家級備件的情況進行分析評估。

經統計2009—2017年各型號單部雷達各系統國家級雷達備件年均消耗經費比例可以得出，發射、天伺、接收3個主要系統消耗經費最多。其中，SB雷達的天線伺服系統備件消耗經費最多；SA、SC、CB、CC和CD 5種型號雷達均是發射系統備件消耗經費最多，CC雷達發射系統備件消耗經費占比高達75.21%。從各型號雷達國家級備件消耗情況可知，SA雷達消耗量最大的國家級備件是頻率源；SB雷達消耗量最大的國家級備件是HSP硬件信號處理器；其余的SC、CB、CC和CD 4種型號雷達消耗量最大的國家級備件都是速調管。從國家級雷達備件消耗率可知，6種型號雷達國家級備件消耗率變化并沒有明顯規律，其中CB雷達國家級備件消耗率較高且浮動最大，消耗率最高為6.15%，最低為0.20%；SB和SC兩種型號雷達國家級備件消耗率較低且比較穩定。因此在進行雷達備件儲備時，應根據國家級雷達備件的分系統消耗比例、具體備件消耗量及備件消耗率隨時間變化等規律，調整各分系統及具體國家級雷達備件的儲備比例，根據消耗情況考慮加大各型號雷達國家級備件中易損組件的儲備力度。

2.2 省級與臺站級備件情況分析

以省級和臺站級雷達備件為主線，按不同型號雷達統計數據分別對其消耗備件情況進行分析評估，然后進行不同型號雷達間的比較評估。

經分析2009—2015年各型號單部雷達各系統省級(含臺站級)備件年均消耗經費比例可以得出，發射、天伺、接收3個主要系統消耗經費較高，該情況與國家級備件一致。其中SA、SC、CD 3種型號雷達消耗經費最多的是天線伺服系統備件；SB、CB、CC雷達消耗最多的則是發射系統備件。從各型號雷達省級(含臺站級)備件消耗可知，SA、SC、CD 3種型號雷達消耗量最大的備件都是碳刷；SB、CB、CC 3種型號雷達消耗量最大的備件則是軸流風機。從省級(含臺站級)備件消耗率可知，SB雷達備件消耗率最高且浮動大；CB雷達整體呈上升趨勢；CC雷達和CD雷達則比較穩定，但CC雷達備件消耗率明顯低于CD雷達。因此各省氣象裝備保障部門在進行雷達備件儲備時，應根據雷達備件的分系統消耗比例、具體備件消耗量及備件消耗率隨時間變化等規律，調整各分系統及具體備件的儲備比例，根據消耗情況考慮加大各型號雷達省級(含臺站級)備件中易損組件的儲備力度。

3 結束語

天氣雷達備件保障是雷達保障至關重要的一部分，雷達備件的及時供應可有效縮短雷達維修時間，提高雷達可用性。文章對全國范圍內天氣雷達備件消耗情況進行了系統性地分析、評估和研究，分析結果可為雷達備件采購計劃及備件分級標準提供依據；各型號雷達備件消耗情況可為應急儲備調度及業務管理提供依據，為建立備件評估模型及科學統計分析方法奠定基礎。評估結果表明：

1)高頻故障器件主要集中在發射系統、天伺系統和接收系統，應當對這3個分系統予以重視；

2)針對不同型號雷達，依據雷達國家級備件和省級(含臺站級)備件消耗情況，做出了與雷達型號對應的分級備件儲備建議。