淺談新一代天氣雷達的日常維護與故障分析及排除

吳宏偉

【摘? 要】要想充分發(fā)揮新一代天氣雷達在氣象決策與服務(wù)、天氣預(yù)報、人工影響天氣等業(yè)務(wù)中的優(yōu)勢和作用，就要重視新一代天氣雷達的日常維護以及故障排除的研究分析，并借助繼電器開關(guān)來對伺服控制單元、發(fā)射機主控板以及數(shù)據(jù)采集控制單元等設(shè)備設(shè)施電源進行有效控制，還要重視以信號波形實施監(jiān)控，以便實施快速在線診斷。論文根據(jù)相關(guān)從業(yè)經(jīng)驗并結(jié)合廣泛的社會實踐調(diào)查研究，就新一代天氣雷達的日常維護與故障分析及排除展開了相關(guān)的探討，望能提供借鑒。

【Abstract】If we want to give full play to the advantages and roles of the new generation weather radar in meteorological decision-making and services， weather forecasting， weather modification and other operations， we must pay attention to the research and analysis of daily maintenance and fault elimination of the new generation weather radar. With the help of relay switch， the power supply of servo control unit， transmitter main control board， data acquisition control unit and other equipment and facilities can be effectively controlled. Moreover， attention should be paid to monitoring with signal waveform to implement rapid online diagnosis. Based on relevant working experience and extensive social practice investigation and research， this paper discusses the daily maintenance and fault analysis and elimination of the new generation weather radar， hoping to provide reference.

【關(guān)鍵詞】新一代天氣雷達;日常維護;故障;排除

【Keywords】new generation weather radar; daily maintenance; fault; elimination

【中圖分類號】TN959.4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2020）06-0088-02

1 引言

隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，我國新一代天氣雷達網(wǎng)建成，而新一代天氣雷達網(wǎng)探測資料的開發(fā)及廣泛應(yīng)用，給我國國內(nèi)氣象管理、天氣預(yù)報業(yè)務(wù)開展以及氣象建設(shè)等帶來了新的機遇及挑戰(zhàn)，要準(zhǔn)確監(jiān)測、預(yù)報氣象，充分發(fā)揮新一代天氣雷達的作用，但由于新一代天氣雷達起步比較晚，且發(fā)展十分迅速，缺乏一定的技術(shù)支持及經(jīng)驗，而且新一代天氣雷達絕大多數(shù)都布置在偏遠地區(qū)或環(huán)境比較惡劣的高山上，所以在新一代天氣雷達出現(xiàn)故障時，不能及時、準(zhǔn)確地找到雷達故障點，導(dǎo)致天氣雷達維修及故障分析存在問題，所以要重視新一代雷達的日常維護與故障分析及排除，提高新一代雷達的日常維護及故障排除效益，進而有效保障新一代天氣雷達業(yè)務(wù)的可用性。

2 新一代天氣雷達的相關(guān)概述

CD型天氣雷達借鑒了美國CINRAD/CD型號雷達的設(shè)計理念及技術(shù)，利用現(xiàn)代雷達、微電子及計算機技術(shù)研究出來的低價位S波段全相參多普勒天氣雷達，現(xiàn)階段為我國氣象局提供了16部，占全部雷達總數(shù)的14.5%。目前應(yīng)用的新一代天氣雷達全部都是業(yè)務(wù)運行，其是我國新一代天氣雷達網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)非常重要的組成部分。新一代天氣雷達可以提供較為基礎(chǔ)的發(fā)射率因子與徑向速度、譜寬等一些數(shù)據(jù)信息，還有利于導(dǎo)出圖像產(chǎn)品，并配置分辨率比較高的地理信息，能夠提供鐵路、公路、河流等信息，為我國天氣預(yù)報業(yè)務(wù)提供了海量數(shù)據(jù)資料支持，也提升了我國對流天氣的監(jiān)測能力水平。隨著新一代天氣雷達的構(gòu)建，新一代天氣雷達的日常維護及故障分析及排除成為人們熱切關(guān)注的重點難點，所以要重視新一代天氣雷達的日常維護及故障分析及排除的研究分析，對新一代天氣雷達的運行狀況進行研究分析，提高新一代天氣雷達故障分析及排除效益，保障天氣雷達安全、穩(wěn)定地運行。

3 新一代天氣雷達的業(yè)務(wù)應(yīng)用現(xiàn)狀分析

新一代天氣雷達布網(wǎng)設(shè)施設(shè)備建設(shè)不斷完善，提高新一代天氣雷達技術(shù)保障的重要性不言而喻。由于之前已經(jīng)累積一定的經(jīng)驗，這為新一代天氣雷達技術(shù)保障提供了經(jīng)驗，有利于充分發(fā)揮新一代天氣雷達在氣象決策與服務(wù)、人工影響天氣業(yè)務(wù)以及天氣預(yù)報中的作用。新一代天氣雷達的遠程控制器的開發(fā)及應(yīng)用，可以遠程啟動和控制新一代天氣雷達的部分設(shè)備電源，極大地提高了新一代天氣雷達的故障分析及排除效益。因為新一代天氣雷達絕大多數(shù)布置在高山或比較偏遠的地區(qū)，在汛期需要24小時不間斷地運行，一定程度上會增加新一代天氣雷達的故障分析及排除難度。而且由于新一代天氣雷達是自動化的天氣觀測設(shè)施，所以其一般都沒有專人進行值守，而環(huán)境及各種干擾因素的影響，又會讓新一代天氣雷達運行的安全性、穩(wěn)定性有一定影響，又不能完全達到?jīng)]有人值守的狀態(tài)和標(biāo)準(zhǔn)。研究分析發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段新一代天氣雷達的故障類型是由很小的故障引起的，如一些小故障引起新一代天氣雷達停機等，主要體現(xiàn)在雷達數(shù)據(jù)采集計算機與伺服系統(tǒng)數(shù)控單元通信連接失敗。雷達數(shù)據(jù)采集計算器和數(shù)控采集單元系統(tǒng)通信口連接失效，另外還有天線座報動態(tài)錯誤故障等。以上所說的故障巨大一部分都只需要重新啟動雷達數(shù)據(jù)采集計算機或重新啟動新一代天氣雷達運行控制工作軟件，并重新復(fù)位數(shù)控單元、數(shù)據(jù)采集單元等分機系統(tǒng)，重新復(fù)位發(fā)射機主控板等，有利于有效解決故障問題。要實現(xiàn)無人值守的運行狀態(tài)，充分發(fā)揮新一代天氣雷達在天氣監(jiān)測中的優(yōu)勢，要重視新一代天氣雷達的日常維護與故障分析及排除工作。

4 故障分析及排除研究

4.1 新一代天氣雷達軟件系統(tǒng)的故障分析及排除

新型天氣雷達出現(xiàn)的軟件系統(tǒng)主要故障如下所述：首先，RPG與PUP中比較常見的問題。RPG與PUP是較為常見的軟件包，其出現(xiàn)的問題絕大多數(shù)都和病毒、網(wǎng)絡(luò)以及計算機等環(huán)境因素或操作不恰當(dāng)有關(guān)。RPG、PUP計算機出現(xiàn)死機或重新啟動出現(xiàn)問題，一般是計算機病毒引發(fā)的。而RPG、PUP的操作系統(tǒng)要使用WindowsNT，利用其他系統(tǒng)可能引發(fā)死機或運行不穩(wěn)定的問題。其次，出現(xiàn)RNG退出。ARCHIVE數(shù)據(jù)沒有存儲的問題。這類故障的排除是把文件中的文件存檔之后，清空已經(jīng)存檔的文件夾，重新進入RPG程序后，系統(tǒng)會恢復(fù)正常;存儲的數(shù)據(jù)信息丟失。操作人員在運行過程中操作不當(dāng)，會導(dǎo)致存儲資料丟失，操作人員在操作過程中修改了資料存儲的目錄或其他參數(shù)，一定程度上會導(dǎo)致RPG或PUP出現(xiàn)故障。除此之外，在RPG與PUP計算機為新一代天氣雷達服務(wù)時，不要安裝其他的程序，也不要安裝防火墻等防護軟件，以免引發(fā)其他故障。最后，出現(xiàn)RDASC不能通訊的問題。RADSC的故障問題，主要是新一代天氣雷達長期運行，由于其每隔6min就需要從伺服控制系統(tǒng)讀取一次位置數(shù)據(jù)，進而導(dǎo)致RADSC存儲了大量的數(shù)據(jù)，造成軟件非常卡。這類故障排除需要全面斷電，重新啟動新一代天氣雷達系統(tǒng)以及RADSS軟件。

4.2 雷達數(shù)據(jù)采集的主要故障分析及排除

新一代天氣雷達的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要由發(fā)射機、天線控制以及接收機等構(gòu)成。新一代天氣雷達安裝運行的第一年，故障出現(xiàn)非常多，雷達數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障，立刻就有警告信息出現(xiàn)，而且面板上的告警燈也會亮起，這類警報信息會對已確定的部位有提示作用，研究分析一年以來出現(xiàn)的雷達數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)出現(xiàn)的警告信息及故障，總結(jié)出的雷達數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)出現(xiàn)故障的處理方法如下：雷達數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中出現(xiàn)最多的故障類型是PEDESTAL DYNAMFAM FAULT，一年內(nèi)出現(xiàn)這類故障有54次，最高1天內(nèi)出現(xiàn)了5次，這類故障報警出現(xiàn)之后，新一代天氣雷達的天線會停止轉(zhuǎn)動，絕大多數(shù)情況下，重新運行RADSC程序就可以解決該故障，若沒有解決還可以通過重新啟動計算機來解決。這類故障一般和天線運行的穩(wěn)定性有直接關(guān)系，日常維護過程中要經(jīng)常性地檢查天線運行情況，查看天線固定螺絲是否存在松動、是否存在灰塵積累問題等，盡可能地減少或避免故障出現(xiàn)。另外，一般出現(xiàn)ELEVATION ENCODER LIGHT FAILURE等其他類型的故障警報，讓新一代天氣雷達的天線不能停止在正確的位置，影響天氣雷達的穩(wěn)定運行。針對這類故障問題，要著重檢查數(shù)字板、光纖、模擬板、旋轉(zhuǎn)變壓器以及軸角盒、雷達天線鎖定開關(guān)等是否正常，以排除故障。

5 結(jié)語

總之，隨著新一代天氣雷達在我國氣象監(jiān)測中應(yīng)用越來越廣泛，其日常維護及故障分析與排除關(guān)系到運行的穩(wěn)定性及安全可靠性，新一代天氣雷達故障分析及排除研究至關(guān)重要，所以要重視新一代天氣雷達的日常維護及故障分析及排除研究，提高其應(yīng)用水平。

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