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提升新一代天气雷达运行质量的措施以辽宁省4部新一代天气雷达为例
摘 要：新一代天气雷达对中小尺度风暴、冰雹、暴雨、强对流天气等灾害性天气具有实时监测能力,随着对新一代天气雷达资料业
务应用需求的日益增长及产品的日趋完善,对新一代天气雷达业务运行质量的要求越来越高.本文通过分析新一代天气雷达业务运
行质量的几项评价指标,通过加强日常维护与保养,提高数据传输时效和质量,及时修复减少故障持续时间等方式,切实有效提高新
一代天气雷达业务的可用性.
关键词：雷达；业务可用性；平均故障持续时间
中图分类号：P412.25 文献标识码：A DOI编号： 10.14025/j.cnki.jlny.2017.19.047
沈秋宇,关惠戈
（辽宁省气象局,辽宁沈阳110000）
新一代天气雷达对中小尺度风暴、冰雹、暴雨、强对流天气
等灾害性天气具有实时监测能力,生成的各种气象产品数据可
通过网络实现数据传输,雷达系统具有高性能的探测、信号处
理、图像显示及传输能力.随着对新一代天气雷达资料业务应用
需求的日益增长及新一代天气雷达所提供产品的日趋完善,对
新一代天气雷达业务运行质量的要求越来越高.为此,本文以辽
宁省的4 部新一代天气雷达为例,分析了评价新一代天气雷达
业务运行质量的几项指标,并提出有效提高新一代天气雷达业
务运行质量的对策.
1 评价指标分析
1.1 业务可用性（A0）
业务可用性（A0）是衡量新一代天气雷达整体运行状况的综
合指标.A0指在选取的评估时段内,新一代天气雷达无故障工作
时间与规定应工作时间的百分比.
其中：总时间（Tt）：《新一代天气雷达观测规定》规定的观测
时间（6月1日~8月31 日：观测时间为全天24 小时连续观测；其
他观测时段：观测时间为每天10~15 时连续观测）；雷达运行时
间（Ton）：雷达系统正常、系统报警两种状态时间的代数和；雷达
维护时间（Tpm）：雷达维护性停机、维修性停机、专项活动停机
维护等非故障性停机的总时间；雷达特殊情况停机时间（Ts）：系
统正常,观测时段内的特殊情况停机时间.
1.2 平均无故障时间（MTBF）
平均无故障时间（MTBF）是衡量新一代天气雷达无故障运
行状况的指标.
MTBF 是指在选取的评估时段内,相邻两次故障之间雷达
设备平均正常工作的时间,单位为小时.
其中：Ton(n)：第n 次故障和第n+1 次故障之间的雷达运行
时间,不包括雷达故障持续时段内的雷达测试和拷机时间；Nf：
故障次数.
1.3 平均故障持续时间（Tfd）
平均故障持续时间（Tfd）是衡量天气雷达维修能力的综合指
标.
Tfd指在选取的评估时段内,从故障发生到故障修复所用的
平均时间,单位为小时.
其中：Tcm(n)：第n次故障的故障维修时间.
Tld(n)：第n次故障台站维修缺乏备件,等备件时间.
Tad(n)：第n次故障由于管理原因延误的时间.
2 主要问题及对策分析
2.1 加强日常维护及保养
影响新一代天气雷达业务可用性的主要因子是雷达运行时
间（Ton）、雷达维护时间（Tpm）及雷达特殊情况停机时间（Ts）,由
于在日常业务应用中很少出现雷达特殊情况停机,所以影响雷
达业务可用性的最主要因子是雷达运行时间（Ton）和雷达维护时
间（Tpm）.除了雷达故障时间和雷达传输异常时间外的时间越
接近雷达运行总时间（Ton）,雷达业务可用性越高.
如表1所示,2016年8 月~2017年7月,雷达业务可用性从
高到低排序依次为朝阳> 沈阳> 大连> 营口,雷达故障次数从
低到高排序依次为朝阳> 沈阳等于 大连> 营口,可见雷达业务可
用性与雷达故障次数负相关性密切.
表1 2016 年1~12 月雷达业务质量统计表
如图1 所示,2016年8 月~2017年7月期间,雷达故障次数
越多,则雷达业务可用性越低,反之亦然.因此,加强雷达的日常
维护和保养能够有效减少雷达故障次数,甚至达到零故障,能够
有效提高雷达业务可用性.
2.2 提高数据传输时效及质量
在实际业务中,尽管有时候未发生任何故障,但新一代天气
雷达的业务可用性仍然达不到100%.如图1 中,2016 年9 月、10
月、11 月及2017年1 月、2 月、3 月、6 月、7 月新一代天气雷达的
运行状况,雷达的故障次数为零,但雷达业务可用性达不到
100%,由此可见,雷达传输异常时间影响了雷达业务的可用性,要确保雷达业务可用性必须要提高雷达数据传输的时效及传输
质量.
2.3 重点保障故障率高雷达分系统
如图2所示,综合分析2014年1 月~2017年7 月雷达出现故
障的系统,发射系统故障率最高,伺服系统次之,天线馈线系统和
通讯系统最低.雷达业务保障人员应该重点关注故障率最高的雷
达分系统,做好维护保养工作,减少故障发生的次数.
2.4 及时修复减少故障持续时间
在雷达故障不可避免出现的情况下,采取有效措施,及时排
除故障,解决问题能够有效提高雷达业务可用性.如图3 所示,
2016 年8 月~2017 年7 月雷达平均无故障时间（MTBF）从高到
低排序依次为朝阳> 大连> 沈阳> 营口,其中大连和沈阳基本
相当；平均故障持续时间（Tfd）从低到高排序依次为朝阳> 沈阳>
大连> 营口,其中沈阳和大连基本相当.可见,雷达平均无故障
时间（MTBF）越长,平均故障持续时间（Tfd）越短,则雷达的运行
状况越好,雷达的业务可用性越高.
3 结语
为切实有效提高新一代天气雷达业务可用性,提高平均无故
障时间,降低平均故障持续时间,要求新一代天气雷达业务保障
人员加强日常维护及保养,提高数据传输时效及质量,及时修复
减少故障持续时间,以保障新一代天气雷达为气象预报预测等提
供高质量的基础观测数据.
作者简介：沈秋宇,硕士,工程师,研究方向：综合气象观测.
预计作业时间：05 月22 日13:30.
（a、冷云方案）
作业高度：4000~6000 米（云内-4℃层以上）.
催化剂类型和剂量：AgI 烟条,40 根.
2.2.3 飞行航线设计（如图2 所示）
3 组织实施及方案调整
5 月22 日12 时,增雨飞机机组及作业人员进入机场.经
与机场调度申请后,航管部门批准飞机作业区域在25 区,即
朝阳市所辖区域,飞行高度6000 米以下.
下午13 时,增雨飞机起飞,根据空管部门要求实时调整
飞行航线,首先在北票区域进行折现飞行,而后经过朝阳
县———喀左县———羊山后返回朝阳,15 时30 分降落.增雨作
业航迹,如图3.
飞机进入-1℃层以上开始播撒碘化银催化剂,具体增雨
作业高度及播撒碘化银催化剂时间,如图4.
4 效果检验
飞机增雨作业前11:44 云雷达回波,如图5.
飞机作业后14:04 雷达回波（图6）,作业影响区降水回波
明显增强.
作业影响区内自动雨量站降水记录,如图7,降水量较非
作业区明显增大,绝大部分自动站降水量超过5 毫米以上.
经辽宁省人工影响天气办公室科学评估,此次降水过程,
人工增雨作业增加降水0.8 亿立方米以上.
5 结语
在5 月22 日的稳定性降水天气过程中,依据辽宁省人工
影响天气办公室增雨作业条件汇报,制定了严密的飞机增雨
作业计划,根据朝阳实时雷达回波资料,对增雨方案进行调
整,选择了-4℃至-7℃冷云层播撒碘化银催化剂,取得了明
显的增雨效果.
飞机增雨作为抗旱减灾的一种有效手段,作业需要大面
积播撒,但由于受空域限制,导致作业面积减小,需要进一步
与空管部门沟通,以期达到最佳增雨作业效果.
参考文献
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作者简介：李普庆,本科学历,副高级工程师,研究方向：
人工影响天气.
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1、新课程编辑部
2、新课程刊物
3、新经济杂志
4、新课程导学期刊
5、新制度经济学论文
6、农村新技术杂志