朝阳新一代天气雷达

朝阳新一代天气雷达（精选6篇）

朝阳新一代天气雷达 第1篇

关键词：天气雷达,Z-I关系,本地化,辽宁朝阳

2010年朝阳新一代天气雷达 (CINRAD/CD) 通过验收投入业务应用以来, RPG处理系统的定量降水估测产品算法中沿用了WSR-88D中设定的由美国夏季深对流云降水统计得到的Z=AIb[1]关系式, 即Z=300I1.4。A与指数b除了跟雷达本身有关, 还与地形、气候、降水成因等有很大关系, 由于该参数没有针对朝阳新一代天气雷达进行“系统误差”消除[2], 也没有结合影响朝阳地区的不同天气系统、回波属性与降水强度之间进行试验分析, 所以由此产生的雷达降水估测产品与实际降水相差甚远, 因此, 进一步结合自动站雨量计校准, 研究适用朝阳地区的Z-I关系, 建立朝阳新一代天气雷达本地Z-I关系模型势在必行, 可以利用新一代天气雷达准确估测定量降水, 为预报、预警服务提供及时、准确数据, 同时对提高雷达数据观测质量[3]也具有重大意义。

1资料来源及处理方法

1.1雨量资料来源及处理

选取朝阳市2014年4—10月139个区域自动观测站的24 h累计雨量和小时雨量资料。定义24 h累积雨量至少有1个站大于20 mm的降水日为强降水日, 去掉小时雨强小于1 mm的不明显降水个例, 筛选出33 d, 合计5 640 h的可用资料。

1.2雷达资料来源及处理

采用雷达组合反射率产品, 它的好处就在于在一个平面上就能综合显示所有最高反射率因子。以站点周围4个格点的反射率平均值作为该站点的反射率, 根据反射率与雷达回波强度的关系式:

得到雷达回波强度, 再根据Z-I关系得到雨强I, 对每6min的降水强度估算值进行累加, 每10组1个, 计算出小时降水强度与同时间段的自动站实际小时雨强进行配对, 得到雷达-雨量对。

1.3本地降水分型方法

结合雷达回波图和降水实况 (雨量和雨强) 资料将本地降雨类型分为4类, 分别为间歇性弱降水、层云混合性降水、积云混合性降水、强对流型降水。四者的特点见表1。

2技术方法

2.1最优化方法

在一定假定条件下, 雷达反射率因子Z和雨强I之间有简单的幂指数关系:Z=AIb (1)

其中A和b是和雨滴谱有关的系数, 这是雷达估测降水的理论基础。根据这一关系, 由雷达反射率因子可直接估测降水。系数A和指数b随地区、季节、降水类型、降水性质等变化。Z-I关系的不稳定性, 给雷达定量测量降水带来了难度, 雷达定量测量降水的关键就是找出适合当地的Z-I关系。在最优化方法中, 采用最佳判别函数:

式中Ii为雷达估计各个样本的雨强值, Ri为自动站测量的雨强值, 原理就是不断调整Z-I关系中的参数A和b值, 直到判别函数CTF达到最小值为止, CTF为最小的A和b, 就是这个统计样本总体的最优参数, 也就是说CTF值为最小的参数A和b, 使得雷达估计值最逼近实测值。本文将a从16开始到1 200之间以20为间隔 (120个a值) 、b从1.0开始到2.87之间以0.05为间隔 (38个b值) 计算120×38组Z=am Ibn (m=1, 2, ……, 120;n=1, 2, ……, 38) , 同时计算120×38个判别函数CTF, 当CTF最小时的Z=a Ib作为最优Z-I关系。

2.2分型Z-I关系建立

按照本项目中的本地降水分型方法, 得出如下结论:朝阳本地降水偏少, 属于较为干旱地区, 其中间歇性的弱降水占4—9月样本的52.9%, 层云混合降水占33.8%, 强对流降水只占了2.6%, 可见对于朝阳本地来说以间歇性弱降水和强度较小的大范围稳定性降水为主, 对于默认Z-I关系不区分降水类型对于降水估测的效果影响极大。各类型降水样本分布数见表2、3。

2.3分型Z-I关系检验

由于雷达估测降水的误差有正有负, 平均后会正负抵消不能客观反映雷达估测降水的能力, 为此引进区域降水平均绝对误差J。

绝对误差:a=Rr, i-Rg, I, 表示估测降水与实际降水的差值

由于降水量级的不同, 降水越大允许的平均绝对误差越大, 降水越小, 允许的平均绝对误差就越小, 所以要引进区域降水平均相对误差 (X) 才能比较客观反映各级雨量误差的大小。

平均相对误差率:

分型检验误差见表4。

3结论

从各类型的降水量估测值来看, 经最优化后的估测结果准确率较本地默认的Z-I关系估测值大大提高。其中, 对于间歇性弱降水和层云混合型的降水估测结果较好, 而随着降水量级的增大, 估测误差也随之增大, 对于弱降水往往估测值偏大, 而对于强对流型降水存在估测值较实况偏小的问题[4]。本地最优化后的估算率基本保持在65%~70%以上, 说明分型算法更加适用于本地降水的实际情况, 可在今后实际工作中采用

参考文献

[1]张培昌, 戴铁丕, 王登炎, 等.最优化法求Z-I关系及其在测定降水量中的精度[J].气象科学, 1992, 12 (3) :333-338.

[2]张培昌, 杜秉玉, 戴铁丕.雷达气象学[M].北京:气象出版社, 2008:176-178.

[3]戴铁丕, 张培昌, 詹煜.雷达气候学[M].北京:气象出版社, 1995:187-188.

新一代天气雷达故障分析与日常维护 第2篇

随着越来越多的新一代天气雷达布网投入使用,雷达机务保障工作就显得尤为重要.对兰州CINRAD/CC雷达经常出现的故障作了归纳,并以常见的`故障为例,分析雷达出现故障时应采取的措施及处理方法,并通过近几年的维护经验,对雷达系统及附属设备的日常维护提出了建议.对于雷达技术保障人员以及台站工作人员具有借鉴作用.

作 者：刘维成 张宇飞 杨晓军 史志娟 Liu Weicheng Zhang Yufei Yang Xiaojun Shi Zhijuan 作者单位：刘维成,张宇飞,杨晓军,Liu Weicheng,Zhang Yufei,Yang Xiaojun(兰州中心气象台,甘肃,兰州,730020)

史志娟,Shi Zhijuan(甘肃省气象局,甘肃,兰州,730020)

新一代天气雷达故障分析与日常维护 第3篇

维护保养和排除故障是雷达系统技术保障的重要环节。我国新一代天气雷达自运行使用以来, 在故障分析和日常维护方面, 已积累了一定的实践经验[1,2,3]。周红根等[4]提出通过对CINRAD/SA雷达各分机的详细检查和维护, 完成整个雷达系统的日常维护;梁金元等[5]通过实践经验, 总结出CINRAD/CC雷达维护保养行之有效的技术方法和步骤;周红根等[6]针对CINRAD/SA雷达在运行中出现的回波异常情况, 从外界电磁波干扰、计算机系统、接收机系统、伺服系统等方面, 来分析造成回波异常的原因, 并归纳出相应的故障排除方法和技巧;徐八林等[7]针对雷达重要部件速调管的维护, 以德宏雷达速调管为例, 分析归纳出一些速调管使用维护方法。

通过兰州新一代天气雷达自建成以来近4年多时间的维护经验, 以硬件和软件两个方面的几个典型故障个例, 分析造成雷达故障的原因, 并提出雷达机务及保障人员日常维护的技巧方法以及一些注意事项, 以保证雷达系统运行的稳定性。

2 雷达典型故障个例分析及处理

新一代天气雷达故障主要包括硬件故障和软件故障两个方面。硬件故障即由雷达系统中各个部件引起的故障, 软件故障是由雷达终端系统监控软件、雷达产品生成软件 (RPG) 、雷达产品显示软件 (PUP) 以及计算机系统引起的故障。

2.1 硬件故障

2.1.1 磁场电源故障

故障现象:雷达终端软件无回波, 报“磁场电源故障”。

分析处理:通过对磁场电源控保电路进行检查测试, 发现磁场电源的供电空气开关跳闸, 其主开关管IGBT被击穿, 控保电路的电阻R62、R65被烧坏, 同时EXB840驱动电路被烧坏, 更换以上器件后, 系统恢复正常。

2.1.2 复分接故障

故障现象:雷达远程终端软件显示出现大量噪声点, 天线扫描线出现跳帧现象严重, 且呈辐射状。

分析处理:通过对远程终端检查测试, 发现光端机复分接电路板上一个接口控制芯片 (7HC244) 烧坏, 更换后恢复正常。

2.1.3 VCO故障

故障现象:雷达终端软件强度回波显示正常, 速度、谱宽回波形状正确, 显示色标花屏 (图1) , 做速度测试误差大。

分析处理:由于强度计算是在终端完成, 而速度计算是在信号处理分机完成, 根据故障现象初步判断为速度没有计算出来, 问题应该出在MDSP板上, 经检测发现VCO变频综合电路故障, 更换后故障解除。

2.1.4 R/D板故障

故障现象:雷达私服系统天线控制精度不符合要求 (标准控制精度0.1°) , 定位误差较大。

分析处理:对雷达伺服系统、R/D板测试, 判断为因精度下降造成定位控制误差加大, 更换备件后, 故障解除。

2.1.5 风机故障

故障现象:雷达终端软件无回波显示, 故障提示“冷却开关脱扣”, 冷却系统不能工作, 无法加低压、高压。

分析处理:通过对雷达机房冷却各部件的检查, 发现因高空风大, 造成高悬室外的冷却分机电缆外皮层磨损严重, 内皮层严重老化, 使得电缆内芯与支架形成短路状态, 无法向冷却供电。将外层老化部分截去, 重新接线, 恢复正常。

2.1.6 微波信道机故障

故障现象:雷达终端软件无回波显示, 并报“串口故障”, 远端光端机复分接板故障灯长亮, 微波通信信道机DEM、RX红灯长亮。

分析处理:对微波远端信道机与微波天线间的两条信号电缆进行更换测试, 故障仍然存在, 由此排除线缆原因, 判定微波系统故障。将微波系统全部 (包含信号机与天线部分) 寄回厂家维修后, 故障解除。

2.2 软件故障

2.2.1 计算机系统故障

故障现象:雷达监控微机操作系统出现蓝屏死机现象, 重启计算机故障仍无法排除。

分析处理:计算机在通电开启后主板不自检, 疑似主板芯片损坏, 在专业电脑维修人员的检测下, 发现主板BIOS芯片损坏。由于第一批次生产的CINRAD/CC雷达使用的数据采集卡兼容性差, 必须安装在Windows NT4.0操作系统, 该操作系统只能在使用32位CPU的计算机上安装, 况且计算机型号太老 (2001年的电脑) , 已无法维修。最终台站对雷达系统中使用的数据采集卡的光端机系统进行升级改造, 改成新批次雷达系统中使用的网卡传输控制系统, 故障没有再发生。

2.2.2 接收机误码故障

故障现象:雷达终端软件强度回波显示正常, 速度、谱宽回波满屏花屏, 但可以看见回波 (图2) 。

分析处理:在体扫结束后, 系统要做一次标定, 做完标定终端向信号处理分机发送体扫信号设置的指令, 其中包括速度门限设置, 由于速度滤波是由信号处理分机完成, 而信号处理分机在接收时未收到或收到错误的速度门限值, 将速度门限当作0来处理, 即将噪声和回波一起送到终端, 使噪声也显示出来。停止扫描, 重新设置速度门限值, 故障解除。经改进后的新版本速度滤波和强度滤波均由终端来处理, 这种故障不会再出现。

2.2.3 计算机软件冲突故障

故障现象:RPG、PUP软件都能正常运行, 但运行时间不长。如RPG软件设置应当生成24个产品, 但其仅生成很少的几个, 且运行极慢。

分析处理:仔细检查RPG软件运行情况发现, 在杀毒软件启动时, 二者会争夺内存, 由于RPG获得的内存空间比较小, 因而生成很少的产品, 这种情况下可以将杀毒软件卸载解除故障。

2.2.4 光端机误码故障

故障现象:雷达终端软件回波显示出现从中心指向边缘的一条射线, 且颜色鲜艳 (图3) 。

分析处理:从方位和颜色来看, 这条射线并非一般情况下看见的太阳回波, 判断为光端机传输误码, 重启光端机后, 射线消失, 故障解除。

3 雷达系统的维护

3.1 发射、天伺系统的维护

雷达系统各分机的维护包括定时监视终端系统软件显示的各项参数、发射监控分机面板上的各组参数、定期测试系统各项参数、定期检查设备固定是否牢固、元件是否完好无损、电缆插头以及连接部分有否松动等。

3.1.1 发射系统的维护

重点检查各风机、空气开关、调制器的器件, 测试发射平均功率、脉宽、射频包络等参数, 定期观察充气机的压力指示, 检查其工作状态, 检查冷却系统风道的畅通情况, 检查油箱中变压器油油面高度、液体色质等。

3.1.2 天伺系统的维护

定期检查天线转台内各电缆插头以及所有连接部分有否松动, 检查天线座的水平度并进行调整, 定期测试天线的空间位置精度与控制精度, 定期清洗汇流环, 定期更换方位及俯仰减速箱中添加的润滑油, 定期检查齿轮间隙是否变大。

3.2 速调管的维护

速调管是雷达速调管功率放大器的核心部件, 它的性能直接影响到雷达探测的回波质量及操作成本, 因此速调管的使用维护就非常重要。目前, CINRAD/CC雷达采用的速调管是由中国科学院生产的KC4085型直射式六腔速调管, 设计寿命为5000h, 价格20余万元。兰州雷达速调管在机务人员的正确保养维护下, 使用时间达到了超记录的13000多h, 充分发挥了效益, 不但为国家节省了大笔资金, 同时在实践中也积累了一些宝贵的维护经验, 供大家参考。

3.2.1 速调管的“老炼”

使用和维护好速调管, 延长速调管的寿命, 从开始安装就应该注意。速调管是一种大功率真空器件, 如果长时间处于停机状态, 可能会使管子的真空度下降, 造成阴极材料表面的氧化, 最终导致阴极发射能力下降, 管子输出功率降低。因此长时间停机时, 应每隔三个月按照速调管技术说明, 对管子进行一次“老炼”, 保证速调管的正常使用。

3.2.2 速调管的参数调整及性能判断

速调管参数的调整主要是射频包络的调整、调节高压电源回扫充电的闭环峰值电流以完成对输出功率的调整、调节灯丝电流大小增强速调管阴极发射能力、调节磁场电源使管体电流不得大于速调管总流的10%调整激励功率使速调管输出功率达到最大并保持不变等。

性能判断主要包括经常性检查发射机柜面板电压、电流表指示值是否符合技术指标要求、定期查看输出波形质量、检测发射功率变化情况、判断低仰角扫描回波面积变化并与天气实况对比、判断地物回波强度变化情况等。

3.2.3 其他注意事项

灯丝长期加电会增加灯丝的损耗, 降低电子枪的电子发射能力。在实际工作中, 应尽量减少低压开启工作时间。速调管应保持它的高度真空度, 发射机工作时, 必须加置钦泵电源。经常检查风机的工作状态和进行表面清洁处理, 防止风机内进人异物。

3.3 UPS电源、配电箱及柴油发电机的维护

重点检查UPS电源输入输出电压电流等参数是否在正常范围内, 定期测量UPS电池端电压, 长期不停电时必须定期人为中断供电, 使UPS带负载放电, 同时注意UPS不宜满载或过度轻载。定期配电机柜中各电源接线柱、各空气开关接线柱是否拧紧, 各电源滤波器接线是否可靠, 电源输入与输出电压是否正常。

定期检查柴油发电机水位、柴油机油液位是否正常, 检查马达电瓶的电压, 定期更换机油、空气滤芯、机油滤芯, 定期做空载试验, 冬天注意加防冻液。

4 结语

1) 新一代天气雷达是高科技合成产品, 结构复杂, 这就要求机务保障人员要经常性的对其检查维护, 提早发现问题, 才能有效减少故障发生。

2) 机务保障人员应加强雷达系统业务及先进经验的学习, 多动手多实践, 对于发生的故障要勤思考, 提出解决办法, 并对故障处理过程作详细记录, 总结维护经验。

3) 由于雷达主要监测短时天气过程, 特别是强对流天气过程, 其时效性强, 因此必须加强网络安全管理, 采用高性能计算机, 同时做好计算机及易损件的备份, 以保证雷达系统在汛期的正常运行。

参考文献

[1]胡东明, 伍志方.CINRAD/SA雷达日常维护及故障诊断方法[J].气象, 2003, 29 (10) :26-2.

[2]雷登林.多普勒天气雷达常见故障维修技巧[J].贵州气象, 2002, 26 (5) :35-37.

[3]符长静, 孙殿光, 苏添记, 等.新一代天气雷达故障分析与日常维护[J].山东气象, 2004, 24 (3) :37-38.

[4]周红根, 王凌震, 范丛勇, 等.CINRAD/SA雷达的日常维护方法[J].气象科学, 2006, 26 (2) :223-226.

[5]梁金元, 刘武斌, 曹巧莲.CINRAD/CC雷达维护保养技术[J].山西气象, 2007, 79 (2) :26-28.

[6]周红根, 柴秀梅, 胡帆, 等.新一代天气雷达回波异常情况分析[J].气象, 2008, 34 (6) :112-115.

朝阳新一代天气雷达 第4篇

故障一:2007年3月29日, 雷达停机, 出现“方位电机过温”报警。

故障处理:

1) 关闭雷达电源。用手触摸方位电机, 温度过高。

2) 检查方位碳刷, 不能正常弹出。取出碳刷发现有2个碳刷弹簧被烧断。

3) 和敏视达公司联系, 等待厂家更换新电机。

4) 更换新电机, 开机运行检查, 正常。

故障二:营口雷达出现“俯仰跳变”现象已经有一段时间, 考虑到汛期的观测任务紧张, 为确保雷达能够正常运行, 于6月初对雷达进行彻底的汛期维护, 重点对俯仰测速机处理, 解决了雷达在体扫角度的俯仰跳变、在关机时不能正常PARK, 并伴有巨大声响的问题。

根据营口雷达电机出现的故障, 其现象归纳起来, 主要表现在以下三个方面:

一、电机碳刷有打火现象;

二、电机弹簧有烧断现象;

三、电机长期运行后, 测速机电阻值变大。

1 故障原因分析

1) 电机碳刷打火的主要原因有: (1) 接触不好, 弹簧压力减小; (2) 刷腔内有积碳, 导致弹刷在刷腔内不能正常运动。

2) 电机弹簧烧断的主要原因有: (1) 导电头接触不良; (2) 导线截面小。

3) 测速机电阻值变大的主要原因有: (1) 电刷导电性能差; (2) 换向器表面氧化; (3) 测速机刷腔内积碳, 影响了测速机碳刷在刷腔内运动的灵活性。

2 故障处理部分

分析营口雷达出现的上述故障及故障原因, 保障人员深知电机维护的重要性和必要性。要定期对电机进行检查维护:对电机四个碳刷和测速机碳刷内腔部分及电机表面作清洁, 清洁时应注意碳刷内腔的整流子上不允许沾有油、水、金属等。当电机连续工作2个月时, 应对电机碳刷和测速机碳刷进行一次清洁检查。

以下是维修人员维护电机部分内容。电机实物如图1、图2

3 维护及处理

3.1 电机碳刷部分

(1) 取出电机碳刷

先找到电机下方4个碳刷的紧固压帽, 旋下紧固压帽时, 注意不要让弹出的碳刷掉下, 要用手接住弹出的碳刷。在正常情况下碳刷支架的弹簧导电压片自身有能力会自动弹出电机刷腔一部份, 并且有少量的碳末弹出。这说明碳刷支架弹簧弹力正常, 碳刷能正常前进给电机转子供电。旋下紧固压帽后, 如果碳刷支架的弹簧没有自动弹出电机刷腔, 说明碳刷支架弹簧可能因刷腔内湿度大、有油污, 工作时可能有打火等现象, 导致碳刷支架的弹簧烧断。此时取碳刷时, 要用手轻轻把烧断的碳刷支架弹簧抽出, 在仔细检查刷腔和取出的碳刷是否有渗油和烧伤现象, 如有渗油和烧伤现象, 并用精密电子清洁剂或酒精清洗和维修, 严重时应更换新的碳刷。

(2) 碳刷清洁

天线罩内环境好的情况下, 运行的积碳成干燥粉末, 一般都积存在刷腔内, 所以刷腔内碳末比较好清洁。用吹吸风机就可以吸出刷腔内碳末, 不需要用电子清洁剂进行清洗。在日常维护时, 把吹吸风机软管口对准电机碳刷的一个内腔, 进行清洁, 并同时另一人用手摇动电机手轮或推动天线慢慢转动, 第一次天线按顺时针方向移动, 依次清洁四个碳刷腔内。第二次让天线按逆时针方向转动, 再次清洁四个碳刷腔内, 可以多次重复, 直到换向器表面露出干净紫红色为止。

(3) 碳刷更换

新碳刷近似22mm长, 当碳刷出现以下现象时, 这个碳刷应及时更换:碳刷磨损到6mm长;刷线损坏或碳刷有裂纹;碳刷不能有效供电;碳刷弹簧或铜线烧坏;其它严重损坏现象。

(4) 正确放置碳刷

把碳刷小心地放入电机刷腔时, 看电机碳刷是否能自由进入电机刷腔内, 把碳刷导电铜片的导向固定角, 正确地插入电机刷腔, 用手压住碳刷的导电铜片, 不让弹簧弹出刷腔, 再把碳刷帽安装好 (如卸下碳刷没有对号安装, 装好碳刷后可推动天线正反项转动几圈, 让碳刷和电机换向器表面更好接触) 。通电检查电机是否正常运转。刷腔如图3、图4。

3.2 测速机碳刷部分

营口雷达使用的是国产电机, 测速机端盖是密封的 (出于防尘的考虑) , 因此在清洁俯仰测速机解决“俯仰跳变”告警时很麻烦。

(1) 进入到俯仰检修门, 可见电机是横着安装在俯仰减速机后面。拧开电机供电的航空接头, 用万用表测量电机上的插头, 正常电机各个输出端的电阻值是:2个粗针是电机供电输入端对应字母为I、H电阻值一般在5Ω左右;2个细针对应字母为A、B是电机测速机输入端, 天线在禁止状态下电阻值一般在24Ω至35Ω左右 (当时测值已达到上千欧) ;2个细针对应字母为E、F是电机温度传感器输入端, 电阻值一般1Ω左右。如电阻值超出正常范围比较大, 说明电机碳刷和转子接触端面有积碳和氧化物, 应及时进行清洁维修, 必要时需要更换碳刷及电机。

(2) 因端盖密封, 首先分别用扳手和螺丝刀拆下手轮和与测速机相连接的手轮支架 (见图5) 。

(3) 将固定电机组插座中的4个螺钉卸下, 将与插座相连的导线焊开, 并标记清楚每根导线的焊接位置。H, I接线很粗, 不容易焊, 很费劲。卸下测速机后端的联轴节, 用内六角扳手卸下固定测速机端盖的6个螺钉, 然后卸下端盖, 注意在卸下端盖的过程中, 不要将导线拽断。端盖拆卸很麻烦, 因缺少2脚拆卸器, 维修人员用了半个小时才将其取下。后将其密封盖车床掉, 这样以后不用卸下就可以直接清洗测速机的换向器。电机电缆如图6。

电机测速机的碳刷和换向器外观如图7。

(4) 测速机转子端面换向器表面上有黑色氧化物, 用镊子夹住一小片细砂纸, 贴在测速机换向器表面进行清洁, 推动天线慢慢上下转动, 使砂纸能够均匀打磨掉换向器表面的氧化层, 直到换向器表面露出光滑干净紫红色为止。用砂纸磨掉换向器表面氧化层后, 再用药棉沾上无水乙醇或用电子清洁剂对准测速机碳刷和测速机转子端面换向器进行清洁, 清洁时一人需要在下面把天线同时拉动, 把维修后的污染物清洁干净。清洗完成后, 要特别注意测速机内的绝缘纸要保持原来的位置, 绝对不允许碳刷上的导线与外壳短路。清洗过程如图8、图9。

(5) 再次用万用表测量A、B两脚间的电阻值, 应在24Ω至35Ω左右。超过40Ω应继续清洁。测量值为27Ω。

(6) 将测速机端盖重新固定好。将导线焊到电机组插座的相应位置上, 然后将电机组插座固定好。

(7) 分别用螺丝刀和扳手安装上手轮支架和手轮, 测速机维护完成。

以上是营口雷达保障人员在解决故障后总结的引发此类故障的一些原因及处理办法, 并根据处理总结出日常电机维护的一些步骤和方法。保障人员根据电机的故障现象分析, 认为如果天线出现不规则运转和震动, 天伺噪音大或天线推着很沉等不正常现象时, 需要停机对天伺设备的方位/俯仰减速机及方位/俯仰电机进行检查。在日常电机使用过程中, 一定要定期对电机进行保养和维护。根据营口雷达站的工作环境, 在雷达运行2个月后, 应对电机碳刷和电机测速机碳刷进行检查和维护, 使电机具有优良的运行稳定性能和技术状态, 保持运转精度, 延长电机使用寿命, 减少故障的发生。

由于水平有限, 不足或不恰当之处敬请批评指正。

参考文献

朝阳新一代天气雷达 第5篇

1 传输资料种类

1.1 雷达产品资料传输

传输软件为PUPC程序, 安装在PUP计算机上。PUPC程序负责将本站雷达PUP终端生成的雷达产品实时上传至省气象局服务器。把雷达数据产品通过FTP方式传输到省气象局, 其接受目标服务器是宽带网雷达传输服务器, IP地址为“172.18.200.173”, 端口号为“2001”, 帐户为“radftp”, 口令为“radftp”, 上传路径为“/upload”, 然后再传输到国家气象信息中心。全省各雷达站实时雷达产品上传情况可以通过“http://172.18.200.174/index.php”进行查看。为保证本站雷达产品按要求100%传输, 将日常产品在本地PUP终端集中, 添加25种雷达产品, 删除其他产品, 即可按照上述地址查看。目前, 临沂市SC雷达传输共有25种产品资料, 包括:组合反射率37号、38号, 基本速度26号3个, 基本反射率27号3个, 20号3个, 19号3个;其他传输产品有110号、80号、79号、78号、60号、58号、57号、56号、53号、48号、41号等。国家局考核21种产品, 1 h需要传输7个时次的产品, 总共147份资料。即1 h达到147个以上产品便达到考核要求。

1.2 雷达状态监测资料传输

安装在实时数据计算机上, 传输软件为FILEMON程序。雷达状态监测资料上传到省气象局服务器, IP地址172.18.200.3, 上传路径为“/bejn/local/rad”, 帐户“scb”, 口令“scb123”。雷达状态信息文件名和雷达报警文件名分别为“:Z_R_DWRN_SRSI_C5_IIiii_yyyyMMddhhmmss.bin”和“:Z_A_DWRN_ALM_C5_IIiii_yyyyMMddhhmmss.bin”。

1.3 雷达基数据产品传输

雷达基数据产品上传至省气象局的服务器, 传输软件为RPGCA程序, 安装在RPG上计算机上。地址为“172.18.200173”, 端口号为“2001”, 上传路径为“/upload”, 用户名和密码均为“radftp”。先确定本地备份目录和源目录以及服务器目录, 确定传输计算机, 再使用RPGCA软件进行传输, 同样地, 要查看全省各雷达站实时雷达基数据产品上传情况, 可以通过“http://172.18.200.174/index.php”查看。

1.4 雷达拼图资料传输

传输软件为TRAD2005程序, 安装在PUP计算机上, 上传至省气象局服务器的雷达拼图资料包括5种数据:径向多普勒速度V:CCYYGGgg.WP4;基本反射率R:CCYYGGgg ZP4;垂直累积液态水含量VIL:CCYYGGgg.VP4;组合反射率CR:CCYYGGgg.XP4;1 h降水OHP:CCYYGGgg.OP4。目标服务器IP地址为“172.18.200.251”, 上传目录为“/wxzll/radar”, 用户名为“x25bejn”, 密码为“bejn90“。程序出现问题主要为传输资料不全和不能定时上传资料 (整点过4 min传输资料) 。

由于RPG、PUP、PUPC、RPGCA、TRAD2005程序装在同一台计算机上, 要求计算机配置要高, 安装WindowsXP操作系统, 数据量非常庞大, 需要定期对计算机数据备份清理, 减轻计算机负担。

2 监控系统功能设计

监控系统主要具有监控雷达资料传输软件PUPC、RPGCA、TRAD2005等是否正常运行的功能, 如果任何一个软件出现问题, 都会给出故障信息, 同时发出不同的声音进行报警。主要监控各个软件是否及时地生成了最新资料, 如果资料的生成时间和系统时间之差超过了一定时间系统就启动报警程序。为了实时了解雷达运行状态, 软件同时具有短信报警的功能[4], 这是监控系统的辅助功能之一。各个软件输出的报警信息通过短信报警子模块接收, 即使值班人员不在雷达设备旁边, 也可以向技术或管理人员发送实时短信, 该功能通过系统设定后可以自动实现, 从而大大减少了雷达值班人员的工作量。

3 监控系统实现技术

由于系统的实时运行业务化性质, 为保证系统的稳定性和可维护性, 其整体实现主要采用了主流成熟技术。根据不同系统功能开发了2种程序, 即客户端 (图1) 和WEB (图2) [5], 系统开发主要采用多种语言, 包括PHP、Microsoft Visua C#、Java Script等。JavaScript和PHP主要以B/S方式为用户提供各类信息的查询、显示, 用于实时监控和短信报警等WEB服务程序的开发。Microsoft Visual C#这部分程序定时启动、自动运行, 主要用于实现传输资料汇集和短信报警功能模块程序开发。采用Windows 2003作为系统处理、WEB发布和短信报警等服务的操作系统, WEB服务器配置为IIS6+PHP5。

4 结语

自2007年初雷达资料传输监控系统投入业务运行以来, 雷达资料收集上传质量有了明显提高。从20052006年平均上传及时率统计结果来看, 2005年平均上传及时率仅为96.3%, 2007年则达到了98.5%, 数据资料上传及时率保持基本稳定。该系统的应用使传输质量仍然保持在高水图2资料传输监控web版界面平, 同时降低了人工劳动强度, 客观上提升了探测数据的准确性和完整性。

摘要：阐述了新一代天气雷达资料监控系统传输资料种类, 包括雷达产品资料、雷达状态监测资料、雷达基数据产品、雷达拼图资料等, 并介绍了监控系统功能设计和监控系统实现技术, 以期促进该系统的推广应用, 保证数据资料传输的及时与准确。

关键词：新一代天气雷达,资料传输,监控系统,设计,实现

参考文献

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[2]兰方信, 易丁.贵州省气象通信业务监控及自动转报系统[J].贵州气象, 2006 (5) :31-34.

[3]王海军, 杨志彪, 杨代才, 等.自动气象站实时资料自动质量控制方法及其应用[J].气象, 2007, 33 (10) :102-109.

[4]李源鸿, 敖振浪.广东省地面气象综合探测全网实时监控系统[J].广东气象, 2007 (4) :5-7.

朝阳新一代天气雷达 第6篇

1 目前运行情况

1.1 新一代天气雷达组成结构

海北新一代天气雷达由三部分组成,分别是负责数据采集、数据处理和数据传输三部分,数据采集终端与雷达主体相接,可以监测雷达观测区域内实时的回波和雷达的运行状态,采集到的一个体扫数据通常包括了从底层到一定高度仰角的逐层扫描数据,称为一个基数据,经RPG处理软件运算后导出相关的雷达产品,并经传输软件上传至国家局信息中心。

1.2 新一代雷达资料传输内容

海北新一代天气雷达目前传输的资料主要有产品资料、基数据、状态文件及报警文件共4类数据,其中产品文件每6 min生成25种产品,通过国家局大探中心下发的PUBC软件实现改名压缩后上传,基数据也是每6 min生成1个,通过RPGCA实现压缩改名上传;状态文件及报警文件每1 min生成1个,通过upfilemon(状态及报警文件传输软件)改名压缩后上传,以上上传文件均压缩成二进制形式,通过省气象局信息中心FTP服务器上传到国家气象局信息中心。

1.3 新一代雷达资料传输时次

海北新一代天气雷达传输资料时次分汛期和非汛期2种不同的传输时段,在汛期(每年6月1日至9月30日)每天24 h不间断实现数据的采集和传输,非汛期(每年10月1日至次年5月31日)每天10:00—15:00,实现不间断的数据采集和传输。

2 存在的问题及监控报警系统建设的必要性

海北新一代天气雷达自2008年9月投入运行以来,截至目前共运行了8年时间,随着部件的老化,尤其是机械及高频部分电路问题逐年增多,从国家局的考核情况来看,雷达业务可用性受到一定程度的影响。由于新一代天气雷达观测时间密度大,实时数据具有不可再生性,在汛期需要24 h不间断的运行,加之雷达结构复杂,依赖网络及各个环节的可靠衔接,难免出现问题,而故障的出现具有随机性,雷达业务值班人员很难及时发现。目前各个环节的监控工作均以人工为主,工作量很大,业务人员如果不能及时发现故障并处理,势必影响到探测资料采集及上传的连续性。为了有效保障海北新一代天气雷达的可靠运行,充分发挥其在中小尺度天气监测方面的技术优势,进一步提高业务可用性,亟需建立海北新一代天气雷达运行状态监控及报警系统,实现对雷达的运行状态、产品生成、故障监控等各个环节的实时监视,为雷达业务值班人员提供便捷而有效的技术保障支持。目前雷达业务的考核中,GIF传输率为96%,17种PUB产品和雷达基数据传输率为98%[1,2]。

3 雷达运行监控系统的设计思路

理顺目前制约海北州新一代天气雷达运行方面存在的问题,找出影响业务质量的主要原因,并对目前的资料上传业务软件的上传方式加以改进。实现对雷达网络状态的实时监控和故障的sms短信报警;实现对雷达基数据的生成、雷达状态的实时监控、产品及拼图文件的监控及故障的sms短信报警及电话拨打;实现对上传文件的实时监控和故障的sms短信报警及电话拨打。

4 技术路线

基于windows系统,利用visual basic编程技术,完成系统的开发。开发完成后,用户可以通过自定义形式,以配置文件方式,实现自动化的运行监控。实现基于工程级别的sms硬件方式的短信故障报警及电话拨打,第一时间将故障部位通知业务值班人员,缩短目前靠人工监控的发现、处理时间,最大限度地减轻业务人员的工作量,有效提高海北州多普勒雷达的业务可用性。通过编程,以AT指令集的方式向sms控制模块发动控制指令,从而实现发送短信或拨打电话的功能[3,4]。

4.1 对网络的实时通断监测

雷达资料的采集和上传离不开网络的支持,网络异常后会直接导致从数据的采集,到产品的生成和传输异常、资料堆积、软件假死等很多问题,为此,系统中加入了对网络通断的智能判断,当连续5 s无法接通时,则启动报警机制,自动拨打值班员电话。

4.2 对RDA数据采集部分的监控

在正常情况下,RDA数据采集终端每1 min生成雷达状态及报警文件,每隔6 min左右会生成一个体扫基数据,当超过6 min时,产品生成等后端将受到很大的影响,为此,系统中加入了对状态及报警文件、体扫文件的生成监控,当分别超过2 min及8 min时,自动启动报警[5,6]。

4.3 对RPG及PUP软件产品处理的实时监控

RPG会实时处理由RDA传输过来的基数据,经过相关算法,实现对产品的输出,系统通过对RPG安装目录下的File Size.log日志文件的实时扫描,可以判断该软件的运行情况,PUP软件运行时在状态文件夹中自动生成当天的日志文件,通常这2个文件每隔6 min重写1次,系统设定当超过8 min时,自动启动报警。

4.4 对状态文件及报警文件和基数据上传的实时报警

对这部分的内容也是通过监控对应安装目录下的相关日志,实现实时的监控。

4.5 程序核心部分代码

程序核心部分代码如下:

4.6 系统界面

系统界面如图1所示。

5 主要研究结论

实现了对雷达网络状态的实时监控和故障的sms短信报警及电话拨打;实现了对雷达基数据的生成、雷达状态的实时监控、产品及拼图文件的监控及故障的sms短信报警及电话拨打;实现了对上传文件的实时监控和故障的sms短信报警及电话拨打[7]。

参考文献

[1]Visual Basic从入门到精通[M].北京:清华大学出版社,2010.

[2]李柏,古庆同,李瑞义,等.新一代天气雷达灾害性天气监测能力分析及未来发展[J].气象,2013(3):265-280.

[3]许致火,何建新,史朝,等.我国地基天气雷达技术系统发展介绍[J].气象科技,2012(3):321-331.

[4]沈瑾,甘泉,邓小丽,等.天气雷达的现状及发展趋势[J].电子设计工程,2011(16):82-85.

[5]曹威伍.天气雷达及探空雷达工作状态监控系统设计与开发[D].西安:电子科技大学,2014.

[6]刘维成,杨菊梅.基于SMS的新一代天气雷达运行状态监控系统设计[J].气象水文海洋仪器,2011(1):71-75.