提升新一代天氣雷達(dá)運(yùn)行質(zhì)量的措施
——以遼寧省4部新一代天氣雷達(dá)為例

沈秋宇，關(guān)惠戈

（遼寧省氣象局，遼寧沈陽110000）

提升新一代天氣雷達(dá)運(yùn)行質(zhì)量的措施
——以遼寧省4部新一代天氣雷達(dá)為例

沈秋宇，關(guān)惠戈

（遼寧省氣象局，遼寧沈陽110000）

新一代天氣雷達(dá)對(duì)中小尺度風(fēng)暴、冰雹、暴雨、強(qiáng)對(duì)流天氣等災(zāi)害性天氣具有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)能力，隨著對(duì)新一代天氣雷達(dá)資料業(yè)務(wù)應(yīng)用需求的日益增長(zhǎng)及產(chǎn)品的日趨完善，對(duì)新一代天氣雷達(dá)業(yè)務(wù)運(yùn)行質(zhì)量的要求越來越高。本文通過分析新一代天氣雷達(dá)業(yè)務(wù)運(yùn)行質(zhì)量的幾項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)，通過加強(qiáng)日常維護(hù)與保養(yǎng)，提高數(shù)據(jù)傳輸時(shí)效和質(zhì)量，及時(shí)修復(fù)減少故障持續(xù)時(shí)間等方式，切實(shí)有效提高新一代天氣雷達(dá)業(yè)務(wù)的可用性。

雷達(dá)；業(yè)務(wù)可用性；平均故障持續(xù)時(shí)間

新一代天氣雷達(dá)對(duì)中小尺度風(fēng)暴、冰雹、暴雨、強(qiáng)對(duì)流天氣等災(zāi)害性天氣具有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)能力，生成的各種氣象產(chǎn)品數(shù)據(jù)可通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，雷達(dá)系統(tǒng)具有高性能的探測(cè)、信號(hào)處理、圖像顯示及傳輸能力。隨著對(duì)新一代天氣雷達(dá)資料業(yè)務(wù)應(yīng)用需求的日益增長(zhǎng)及新一代天氣雷達(dá)所提供產(chǎn)品的日趨完善，對(duì)新一代天氣雷達(dá)業(yè)務(wù)運(yùn)行質(zhì)量的要求越來越高。為此，本文以遼寧省的4部新一代天氣雷達(dá)為例，分析了評(píng)價(jià)新一代天氣雷達(dá)業(yè)務(wù)運(yùn)行質(zhì)量的幾項(xiàng)指標(biāo)，并提出有效提高新一代天氣雷達(dá)業(yè)務(wù)運(yùn)行質(zhì)量的對(duì)策。

1 評(píng)價(jià)指標(biāo)分析

1.1 業(yè)務(wù)可用性（A0）

業(yè)務(wù)可用性（A0）是衡量新一代天氣雷達(dá)整體運(yùn)行狀況的綜合指標(biāo)。A0指在選取的評(píng)估時(shí)段內(nèi)，新一代天氣雷達(dá)無故障工作時(shí)間與規(guī)定應(yīng)工作時(shí)間的百分比。

其中：總時(shí)間（Tt）：《新一代天氣雷達(dá)觀測(cè)規(guī)定》規(guī)定的觀測(cè)時(shí)間（6月1日～8月31日：觀測(cè)時(shí)間為全天24小時(shí)連續(xù)觀測(cè)；其他觀測(cè)時(shí)段：觀測(cè)時(shí)間為每天10～15時(shí)連續(xù)觀測(cè)）；雷達(dá)運(yùn)行時(shí)間（T on）：雷達(dá)系統(tǒng)正常、系統(tǒng)報(bào)警兩種狀態(tài)時(shí)間的代數(shù)和；雷達(dá)維護(hù)時(shí)間（Tp m）：雷達(dá)維護(hù)性停機(jī)、維修性停機(jī)、專項(xiàng)活動(dòng)停機(jī)維護(hù)等非故障性停機(jī)的總時(shí)間；雷達(dá)特殊情況停機(jī)時(shí)間（T s）：系統(tǒng)正常，觀測(cè)時(shí)段內(nèi)的特殊情況停機(jī)時(shí)間。

1.2 平均無故障時(shí)間（MTBF）

平均無故障時(shí)間（MT BF）是衡量新一代天氣雷達(dá)無故障運(yùn)行狀況的指標(biāo)。

MT BF是指在選取的評(píng)估時(shí)段內(nèi)，相鄰兩次故障之間雷達(dá)設(shè)備平均正常工作的時(shí)間，單位為小時(shí)。

其中：Ton(n)：第n次故障和第n+1次故障之間的雷達(dá)運(yùn)行時(shí)間，不包括雷達(dá)故障持續(xù)時(shí)段內(nèi)的雷達(dá)測(cè)試和拷機(jī)時(shí)間；Nf：故障次數(shù)。

1.3 平均故障持續(xù)時(shí)間（Tfd）

平均故障持續(xù)時(shí)間（Tfd）是衡量天氣雷達(dá)維修能力的綜合指標(biāo)。

Tfd指在選取的評(píng)估時(shí)段內(nèi)，從故障發(fā)生到故障修復(fù)所用的平均時(shí)間，單位為小時(shí)。

其中：Tcm(n)：第n次故障的故障維修時(shí)間。

Tl d(n)：第n次故障臺(tái)站維修缺乏備件，等備件時(shí)間。

Tad(n)：第n次故障由于管理原因延誤的時(shí)間。

2 主要問題及對(duì)策分析

2.1 加強(qiáng)日常維護(hù)及保養(yǎng)

影響新一代天氣雷達(dá)業(yè)務(wù)可用性的主要因子是雷達(dá)運(yùn)行時(shí)間（Ton）、雷達(dá)維護(hù)時(shí)間（Tpm）及雷達(dá)特殊情況停機(jī)時(shí)間（Ts），由于在日常業(yè)務(wù)應(yīng)用中很少出現(xiàn)雷達(dá)特殊情況停機(jī)，所以影響雷達(dá)業(yè)務(wù)可用性的最主要因子是雷達(dá)運(yùn)行時(shí)間（Ton）和雷達(dá)維護(hù)時(shí)間（Tpm）。除了雷達(dá)故障時(shí)間和雷達(dá)傳輸異常時(shí)間外的時(shí)間越接近雷達(dá)運(yùn)行總時(shí)間（Ton），雷達(dá)業(yè)務(wù)可用性越高。

如表1所示，2016年8月～2017年7月，雷達(dá)業(yè)務(wù)可用性從高到低排序依次為朝陽>沈陽>大連>營(yíng)口，雷達(dá)故障次數(shù)從低到高排序依次為朝陽>沈陽=大連>營(yíng)口，可見雷達(dá)業(yè)務(wù)可用性與雷達(dá)故障次數(shù)負(fù)相關(guān)性密切。

表1 2016年1～12月雷達(dá)業(yè)務(wù)質(zhì)量統(tǒng)計(jì)表

如圖1所示，2016年8月～2017年7月期間，雷達(dá)故障次數(shù)越多，則雷達(dá)業(yè)務(wù)可用性越低，反之亦然。因此，加強(qiáng)雷達(dá)的日常維護(hù)和保養(yǎng)能夠有效減少雷達(dá)故障次數(shù)，甚至達(dá)到零故障，能夠有效提高雷達(dá)業(yè)務(wù)可用性。

2.2 提高數(shù)據(jù)傳輸時(shí)效及質(zhì)量

圖1 2016年8月～2017年7月雷達(dá)業(yè)務(wù)可用性

在實(shí)際業(yè)務(wù)中，盡管有時(shí)候未發(fā)生任何故障，但新一代天氣雷達(dá)的業(yè)務(wù)可用性仍然達(dá)不到100%。如圖1中，2016年9月、10月、11月及2017年1月、2月、3月、6月、7月新一代天氣雷達(dá)的運(yùn)行狀況，雷達(dá)的故障次數(shù)為零，但雷達(dá)業(yè)務(wù)可用性達(dá)不到100%，由此可見，雷達(dá)傳輸異常時(shí)間影響了雷達(dá)業(yè)務(wù)的可用性，要確保雷達(dá)業(yè)務(wù)可用性必須要提高雷達(dá)數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)效及傳輸質(zhì)量。

圖2 2014年1月～2017年7月雷達(dá)故障比率

圖3 2016年8月～2017年7月雷達(dá)運(yùn)行能力指標(biāo)

2.3 重點(diǎn)保障故障率高雷達(dá)分系統(tǒng)

如圖2所示，綜合分析2014年1月～2017年7月雷達(dá)出現(xiàn)故障的系統(tǒng)，發(fā)射系統(tǒng)故障率最高，伺服系統(tǒng)次之，天線饋線系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)最低。雷達(dá)業(yè)務(wù)保障人員應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注故障率最高的雷達(dá)分系統(tǒng)，做好維護(hù)保養(yǎng)工作，減少故障發(fā)生的次數(shù)。

2.4 及時(shí)修復(fù)減少故障持續(xù)時(shí)間

在雷達(dá)故障不可避免出現(xiàn)的情況下，采取有效措施，及時(shí)排除故障，解決問題能夠有效提高雷達(dá)業(yè)務(wù)可用性。如圖3所示，2016年8月～2017年7月雷達(dá)平均無故障時(shí)間（MT BF）從高到低排序依次為朝陽>大連>沈陽>營(yíng)口，其中大連和沈陽基本相當(dāng)；平均故障持續(xù)時(shí)間（Tfd）從低到高排序依次為朝陽>沈陽>大連>營(yíng)口，其中沈陽和大連基本相當(dāng)。可見，雷達(dá)平均無故障時(shí)間（MT BF）越長(zhǎng)，平均故障持續(xù)時(shí)間（Tfd）越短，則雷達(dá)的運(yùn)行狀況越好，雷達(dá)的業(yè)務(wù)可用性越高。

3 結(jié)語

為切實(shí)有效提高新一代天氣雷達(dá)業(yè)務(wù)可用性，提高平均無故障時(shí)間，降低平均故障持續(xù)時(shí)間，要求新一代天氣雷達(dá)業(yè)務(wù)保障人員加強(qiáng)日常維護(hù)及保養(yǎng)，提高數(shù)據(jù)傳輸時(shí)效及質(zhì)量，及時(shí)修復(fù)減少故障持續(xù)時(shí)間，以保障新一代天氣雷達(dá)為氣象預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)等提供高質(zhì)量的基礎(chǔ)觀測(cè)數(shù)據(jù)。

P412.25

A

10.14025/j.cnki.jlny.2017.19.047

沈秋宇，碩士，工程師，研究方向：綜合氣象觀測(cè)。