丹東新一代天氣雷達(dá)安全運(yùn)行保障分析

程雷 朱憲龍 盧秉紅 樊希彬 張浩楠

摘 要：新一代天氣雷達(dá)素有超級(jí)千里眼之稱，為暴雨、臺(tái)風(fēng)、冰雹等對(duì)工農(nóng)業(yè)和社會(huì)影響較大的災(zāi)害性天氣預(yù)警防范提供強(qiáng)大支撐，為更好的服務(wù)工農(nóng)業(yè)和社會(huì)發(fā)展，本文以丹東新一代天氣雷達(dá)為切入點(diǎn)，通過對(duì)遼寧周邊省市2010～2020年間新一代天氣雷典型達(dá)故障情況以及維修保障現(xiàn)狀進(jìn)行分析，對(duì)雷達(dá)發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、天線系統(tǒng)等100多個(gè)典型故障中出現(xiàn)的概率及持續(xù)時(shí)間進(jìn)行定性和定量分析，旨在縮短故障維修時(shí)間、規(guī)范維修方法，進(jìn)一步提高雷達(dá)在線率。

關(guān)鍵詞：新一代天氣雷達(dá)；工農(nóng)業(yè)發(fā)展；統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)；保障分析

遼寧省丹東市年降水量相較周邊省市率居榜首，多普勒天氣雷達(dá)自運(yùn)行以來，在暴雨、臺(tái)風(fēng)、冰雹等對(duì)工農(nóng)業(yè)影響較大的強(qiáng)對(duì)流天氣預(yù)報(bào)、預(yù)警發(fā)揮了重要的作用。尤其在艷紅桃盛花期坐果期、藍(lán)莓、軟棗、煙葉及大田玉米生長(zhǎng)期的冰雹強(qiáng)對(duì)流防范發(fā)揮了重要的作用。

長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，使較多部件易出現(xiàn)故障，在其維修時(shí)因不能及時(shí)排除故障，影響了雷達(dá)產(chǎn)品在線率。為能及時(shí)排除雷達(dá)故障，本文對(duì)新一代天氣雷達(dá)進(jìn)行系統(tǒng)性分析，了解各種故障出現(xiàn)的原因，統(tǒng)計(jì)其概率，從而制定針對(duì)性的解決和預(yù)防措施。因此，文章在概述統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來源的基礎(chǔ)上，對(duì)故障的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面分析。

1 周邊新一代天氣雷達(dá)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)

文中的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)主要是通過“省級(jí)運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)”獲取，選取2010～2020年間新一代天氣雷達(dá)出現(xiàn)的100多個(gè)故障案例，對(duì)故障單進(jìn)行了詳細(xì)的修正，將其中維護(hù)時(shí)填寫的報(bào)障單以及重復(fù)保障的報(bào)障單排除，并對(duì)故障所歸屬的具體分系統(tǒng)進(jìn)行歸類。通過對(duì)故障的排除以及保障等資料進(jìn)行分析后，能夠更好地了解新一代天氣雷達(dá)出現(xiàn)故障的原因和特點(diǎn)，并掌握容易出現(xiàn)故障部位，提高工作人員的排障能力，使新一代天氣雷達(dá)更加安全、可靠的運(yùn)行。

2 周邊新一代天氣雷達(dá)的主要故障統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)

選取新一代天氣雷達(dá)類型為S波段和C波段，每個(gè)型號(hào)的雷達(dá)分別有4個(gè)。2010年到2020年間新一代天氣雷達(dá)共出現(xiàn)各類故障124次，其中最多的故障為終端系統(tǒng)故障（32次），對(duì)該故障解決比較簡(jiǎn)單，排障時(shí)間最短；伺服系統(tǒng)故障（26次）僅次于終端系統(tǒng)故障，且排障時(shí)間也是最長(zhǎng)的；通信系統(tǒng)故障的發(fā)生次數(shù)（24次）則居于第3位，排障時(shí)間也較長(zhǎng)；信號(hào)處理系統(tǒng)故障（22次）和發(fā)射系統(tǒng)故障（20次）的發(fā)生次數(shù)也比較高，排障時(shí)間則相對(duì)較快。CINRAD/SA型雷達(dá)數(shù)據(jù)流程圖見圖1。

2.1 終端系統(tǒng)故障

在全部的分系統(tǒng)故障中，故障次數(shù)最多的是終端系統(tǒng)故障，達(dá)82次。故障主要包括：第一，RDA軟件崩潰，造成產(chǎn)品文件出現(xiàn)異常，排障措施為重啟對(duì)計(jì)算機(jī)軟件，為30次；第二，RPG/PUP軟件出現(xiàn)系統(tǒng)崩潰或自動(dòng)退出，產(chǎn)品文件無法自動(dòng)生成，為43次；第三，計(jì)算機(jī)病毒感染或是硬件故障，造成傳輸軟件以及數(shù)據(jù)處理軟件無法正常工作，為9次。以上故障中，除硬件故障較耗時(shí)，其余大部分故障只需重啟就能夠解決。

2.2 通訊系統(tǒng)故障

通訊系統(tǒng)故障共34次，排障比較耗時(shí)。該故障與外界關(guān)系十分密切，通常由終端機(jī)故障、病毒攻擊、交換機(jī)故障及光纖損壞等引發(fā)。最常見的故障是光纖故障，交換機(jī)故障次之。為保障新一代雷達(dá)的安全運(yùn)行，需加強(qiáng)保護(hù)光纖傳輸。同時(shí)，加強(qiáng)交換機(jī)等設(shè)備維護(hù)，及時(shí)查殺病毒，確保通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2.3 伺服系統(tǒng)故障

伺服系統(tǒng)故障為56次，僅次于終端系統(tǒng)故障，且其排障也最耗時(shí)。主要集中在：強(qiáng)方位/仰角電機(jī)、匯流環(huán)碳刷損壞或者是過度磨損、伺服以及方位齒輪箱損壞或漏油等。因長(zhǎng)時(shí)間不間斷運(yùn)行，造成這些部件受損，伺服及仰角電機(jī)為故障“重災(zāi)區(qū)”，要工作人員對(duì)其加強(qiáng)巡查和維護(hù)。及時(shí)做好電機(jī)碳刷和匯流環(huán)的清理維護(hù)。伺服系統(tǒng)息傳輸通道圖見圖2。

2.4 接收機(jī)系統(tǒng)故障

接收系統(tǒng)故障26次，其中22次是SA型號(hào)雷達(dá)發(fā)出。故障主要為接收機(jī)系統(tǒng)控制板損壞，12次，造成其不能夠順利的完成數(shù)據(jù)接收。該故障處理措施為重啟或更換控制板，可有效排除故障。圖像同頻干擾問題，出現(xiàn)8次。調(diào)整頻率源，從新進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)定，重啟可恢復(fù)正常。

2.5 發(fā)射系統(tǒng)故障

該故障25次，S型和C型雷達(dá)是該故障“高發(fā)區(qū)”。該故障主要部件為風(fēng)機(jī)、調(diào)制器、速調(diào)關(guān)以及開關(guān)組件等，這些部件有些屬國家級(jí)備件，有些屬省級(jí)備件，因此導(dǎo)致在故障發(fā)生后，需耗費(fèi)一定的時(shí)間調(diào)配備件，導(dǎo)致雖該故障次數(shù)并不很多，但排故障時(shí)間卻較長(zhǎng)。

3 結(jié)論

通過對(duì)周邊省市新一代天氣雷達(dá)近10年運(yùn)行過程中出現(xiàn)的故障開展分類統(tǒng)計(jì)，基于統(tǒng)計(jì)開展的新一代天氣雷達(dá)運(yùn)行和維護(hù)保障能力評(píng)估分析顯示如圖3。

通過分析評(píng)估總結(jié)得出了以下四點(diǎn)結(jié)果：一是定期對(duì)軟件進(jìn)行檢查維護(hù)，及時(shí)處理軟件死機(jī)、藍(lán)屏等，以避免雷達(dá)產(chǎn)品文件出現(xiàn)異常；二是對(duì)方位/仰角電機(jī)要加強(qiáng)重視，定期進(jìn)行系統(tǒng)檢查和維護(hù)，以有效消除故障隱患，提高使用率；同時(shí)對(duì)匯流環(huán)、電機(jī)碳刷定期開展維護(hù)和清潔，避免因過度磨損而導(dǎo)致天線故障；三是針對(duì)一些長(zhǎng)期在高壓狀態(tài)下工作或是長(zhǎng)期處于持續(xù)工作狀態(tài)的易損元器件，要做好備份工作，一旦出現(xiàn)可第一時(shí)間進(jìn)行更換處理，從而降低故障的維修時(shí)間；四是及時(shí)檢查光纖、交換機(jī)等保障數(shù)據(jù)傳輸線路設(shè)備的暢通，對(duì)基數(shù)據(jù)及重大天氣過程產(chǎn)品定期進(jìn)行備份。同時(shí)，做好UPS和備用發(fā)電機(jī)的定期維護(hù)保養(yǎng)。綜合做好各項(xiàng)繁雜而細(xì)致的雷達(dá)值機(jī)工作，保障雷達(dá)的安全運(yùn)行，提升產(chǎn)品在線率和可用性。進(jìn)而為丹東艷紅桃、軟棗、煙葉等農(nóng)業(yè)及工業(yè)生產(chǎn)和社會(huì)化生產(chǎn)提供更加精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)產(chǎn)品，提供更加及時(shí)科學(xué)的服務(wù)。

■作者簡(jiǎn)介：程雷（1981-），男，漢族，遼寧丹東人，學(xué)士學(xué)歷，工程師，從事雷達(dá)運(yùn)行和氣象信息技術(shù)研究工作。