浅谈新一代天气雷达系统计算机故障及处理

浅谈新一代天气雷达系统计算机故障及处理

高翔宇游文华刘海山

（福建省气象台福建福州350001）

摘要：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。本文以常见的故障为例，分析雷达出现故障时应采取的措施及处理办法，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。可供雷达技术保障人员以及台站工作人员做一定的借鉴。

关键词：新一代天气雷达；故障；维护

引言

新一代天气雷达可以有效地监测暴雨、冰雹、龙卷风等灾害性天气的发生、发展；同时还具有良好的定量测量大范围降水；新一代天气雷达除实时提供各种图像信息外，还可提供对多种灾害性天气的自动识别、追踪产品。它在灾害性天气预测、预警方面发挥着不可替代的作用。目前我国已经建成的新一代多普勒天气雷达主要分S、C两种波段，S波段主要分布在沿海地区及主要降雨流域，C波段雷达主要分布在内陆地区。全国已经建成并投入使用200部多普勒天气雷达构成的天气雷达网。

1、新一代天气雷达出现的典型故障及分析处理

新一代天气雷达故障主要包括两个方面：硬件故障和软件故障。硬件故障即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中监控软件、生成雷达产品软件（RPG）、显示雷达产品软件（PUP）以及计算机系统引发的故障。

1.1硬件故障

（1）天线故障。由于天线转动比较频繁，故障发生率高，天线正常转动发现异响，将天线罩打开，推动雷达运转，发现汇流环的紧固件松动，将紧固件重新加固后，开机观察天线转动异响消失，故障排除。分析紧固件因天线转动导致松动，天线转动后振动产生异响。由于雷达天线长期运转，是维护雷达的重点部位，日常维护中要保持天线罩内的空气畅通、干燥，避免机械部件锈蚀。

（2）磁场电源故障。雷达中间软件无回波，报“磁场电源故障”。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。

（3）冷却开关脱扣故障。冷却开关脱扣，其中的一种故障现象是雷达终端控制软件指示按键全部关闭，停止工作，显示冷却开关脱扣。处理：反复加电开关机，冷却开关一直脱扣状态，更换损坏风机后，故障消失，雷达主机正常运行。

（4）VCO故障。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，做速度测试误差大。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。

（5）微波信道机故障。此故障现象发生表现为雷达的终端软件无回波显示，在屏幕右侧中间位置提示“串口故障”，远端的光端机复分接板故障灯也长亮。分析：将微波远端信道机与微波天线间两条信号电缆更换后测试，表现故障仍在，这样排除线缆的原因，判断为微波系统故障。

（6）信号处理系统异常。雷达无法通过自检，不能开机。检查发现雷达可以正常扫描，排除伺服系统。但是使用天线模拟转动时，不能转到正确位置，判断PSP板损坏，更换PSP板，雷达开机正常，故障排除。处理：日常维护中，需佩戴防静电手套，对数控单元和计算机内部板子进行维护清理，可以减少电路板元件和接线口异常概率。

1.2软件故障

（1）计算机系统故障。雷达监控微机操作系统出现蓝屏死机现象，重启计算机故障仍然无法排除。分析：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/SA雷达使用的数据采集卡兼容性差，必须安装dowsNT4.0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，以无法维修。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）计算机软件冲突故障号处理分机完成，而信号处理分机在接收时未出现故障现象：RPG、PUP软件都能正常运行，但运或收到错误的速度门限值，将速度门限当作0来处行时间不长。如RPG软件设置应当生成36个产品，即将噪声和回波一起送到终端，使噪声也显示出品，但其仅生成很少的几个，且运行极慢。分析：仔细检查RPG软件运行情况，发现杀毒软件启动时，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。

（3）光端机误码故障。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。分析：从方位和颜色看，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。

2、天气雷达的养护及日常维护

电子电器元件在设备中工作一段时间后，都会不同程度的发生老化、变质，使电路参数发生改变；机械零件在设备中工作一段时间后会发生锈蚀、磨损、变形，这些变化都将影响雷达的正常工作。为了保持雷达设备原有的技术性能，延长设备的使用寿命，必须经常对雷达设备进行检查、维护和保养工作。雷达的维护保养工作一般分为日常维护保养和定期维护保养。

2.1日常维护保养。日常维护保养一般是每天查看雷达监控状况的参数和简单的维护。例如：值班人员每天对机房进行清扫，确保机房和值班室的清洁度；将温湿度控制在一定范围内，为雷达运行提供最佳工作环境。开机过程中对开关、指示灯、仪表等设备是否处于正常状态，天线俯仰的灵活性，旋转时有无异常声音进行观察。

2.2定期维护保养。定期维护保养分为周维护、月维护、季维护和年维护。定期维护保养各时间段所做的工作内容各不相同，应按规定内容去完成。年维护的内容包括月维护和季维护的内容。年维护要对整机进行全面细致的检查，对各项参数重新测试，对不符合规定要求的参数进行调整，反复标校。对整机各机械转动装置的齿轮和轴承进行清洁，更换新的润滑油。在维护保养中发现的隐患应及时排除。因此，年维护是意见工作量大、花费时间较长的细致工作，一般安排在非汛期进行。

结语：由于新一代天气雷达系统运行环境复杂，数据流程中的故障节点多，且故障具有突发性、排查困难的特点，因此台站要加强实时监控技术的应用与研发，可大大减少人为的疏忽，增强实时监测效率。随着现代气象事业的发展，雷达观测岗位职能已从单纯的观测转变为兼具维护和计算机应用等相关技能的综合职能岗位，雷达操作、维护人员正在雷达实时监测中的业务是保障雷达正常运行的关键因素，工作人员熟练掌握各项技术的应用可有效监控、排除配搭运行中的故障，提高雷达综合运行质量。

参考文献：

[1]郑舒，胡少宗，张琳.浅谈新一代天气雷达的维护保养[J].天文与地理，2016（4）：259-260

[2]钱继成，王钰阳.新一代天气雷达故障分析与日常维护[J].农业气象，2014（2）：210

[3]梁慧，黎直，贤云等.梧州新一代天气雷达软件异常引起资料传输故障原因分析浅谈[J].气象研究与应用，2013（12）：177-178

[4]杨金红，高玉春，柴秀梅.新一代天气雷达运行保障能力分析[J].气象科技，2014（2）：31-37

作者简介：高翔宇（1981-），男，汉族，福建福州人，本科学历，助理工程师，从事工作：雷达机务保障。