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        三門峽新一代天氣雷達(dá)大修及技術(shù)升級淺談

        2020-09-02 07:12:44郭躍輝
        中國科技縱橫 2020年7期
        關(guān)鍵詞:大修

        郭躍輝

        摘 要:三門峽新一代天氣雷達(dá)經(jīng)過多年連續(xù)運(yùn)行,其可靠性、可維修性和使用性逐漸下降,特別是天線機(jī)械結(jié)構(gòu)部分和匯流環(huán)磨損嚴(yán)重,故障維修難度大、成本高,維修周期長,進(jìn)而影響了雷達(dá)的整體運(yùn)行效能。為了更好地滿足氣象業(yè)務(wù)應(yīng)用和發(fā)展需求,亟需按照相關(guān)技術(shù)規(guī)范和要求進(jìn)行大修及技術(shù)升級。

        關(guān)鍵詞:新一代天氣雷達(dá);大修;升級改造

        中圖分類號:TN959.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1671-2064(2020)07-0056-02

        0 引言

        三門峽CINRAD/SB新一代天氣雷達(dá)(以下簡稱三門峽雷達(dá))于2005年7月完成了現(xiàn)場安裝調(diào)試。2005年11月20日,通過了中國氣象局氣象探測中心組織的現(xiàn)場測試。到目前為止,三門峽新一代天氣雷達(dá)已運(yùn)行12年多。自投入業(yè)務(wù)應(yīng)用以來,三門峽雷達(dá)極大的提升了三門峽及周邊地區(qū)的災(zāi)害性天氣預(yù)警預(yù)報(bào)能力,在地方社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、重點(diǎn)工程建設(shè)、公眾服務(wù)、防災(zāi)減災(zāi)中發(fā)揮了重要作用,在保障社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民生命財(cái)產(chǎn)中取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。三門峽雷達(dá)已成為監(jiān)測災(zāi)害性天氣、提高預(yù)警預(yù)報(bào)能力,防災(zāi)減災(zāi),服務(wù)社會(huì)和重點(diǎn)工程建設(shè)的重要支撐。經(jīng)過多年連續(xù)運(yùn)行,三門峽雷達(dá)的可靠性、可維修性和使用性逐漸下降,特別是天線機(jī)械結(jié)構(gòu)部分和匯流環(huán)磨損嚴(yán)重,故障維修難度大、成本高,維修周期長,進(jìn)而影響了雷達(dá)的整體運(yùn)行效能。同時(shí),三門峽雷達(dá)伺服系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定,故障率高,近幾年頻繁更換匯流環(huán),方位電機(jī)及伺服控制器。為延長三門峽雷達(dá)使用壽命,全面恢復(fù)并提高雷達(dá)系統(tǒng)整體技術(shù)性能,使其達(dá)到中國氣象局2010年修訂印發(fā)的《新一代天氣雷達(dá)系統(tǒng)功能規(guī)格需求書》(氣辦發(fā)〔2010〕43號)技術(shù)狀態(tài)和指標(biāo)要求,更好地滿足氣象業(yè)務(wù)應(yīng)用和發(fā)展需求,亟需按照相關(guān)技術(shù)規(guī)范和要求進(jìn)行大修及技術(shù)升級。

        1 前期工作情況

        河南省氣象局觀測與網(wǎng)絡(luò)處組織,依據(jù)《綜合觀測司計(jì)劃財(cái)務(wù)司關(guān)于印發(fā)遼寧沈陽等44部新一代天氣雷達(dá)大修及技術(shù)升級實(shí)施方案的通知》(氣測函〔2016〕12號),對三門峽新一代天氣雷達(dá)進(jìn)行了大修及技術(shù)升級檢測評估。意見如下:

        (1)雷達(dá)系統(tǒng)部分器件和線纜老化,部分組件性能變差,需更換相關(guān)器件和電纜。

        (2)發(fā)射機(jī)輸出極限改善因子雜散干擾嚴(yán)重,發(fā)射機(jī)饋線部分高功率負(fù)載打火,需更換相關(guān)器件。

        (3)接收機(jī)噪聲系數(shù)超出技術(shù)要求,系統(tǒng)相位噪聲和地雜物抑制超限,系統(tǒng)增益和噪聲電平變化較大等,需大修時(shí)更換接收系統(tǒng)相關(guān)器件。

        (4)伺服系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定,故障率高。方位和俯仰減速箱、匯流環(huán)及方位大軸承等磨損嚴(yán)重,急需更換相關(guān)器件及技術(shù)升級。

        (5)系統(tǒng)相位噪聲、地雜物抑制參數(shù)超標(biāo),需大修更換相關(guān)器件。

        (6)終端系統(tǒng)無法滿足系統(tǒng)運(yùn)行要求,急需更換計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

        建議三門峽市氣象局盡快按照檢測評估意見,根據(jù)《CINRAD/SB新一代天氣雷達(dá)大修及技術(shù)升級投資標(biāo)準(zhǔn)》,擬定三門峽雷達(dá)大修及技術(shù)升級需維護(hù)、更換的組(部)件明細(xì)表,并編制上報(bào)三門峽CINRAD/SB新一代天氣雷達(dá)大修及技術(shù)升級實(shí)施方案,啟動(dòng)雷達(dá)系統(tǒng)大修及技術(shù)升級工程。

        2 大修實(shí)施階段

        依據(jù)《新一代天氣雷達(dá)大修及技術(shù)升級規(guī)范》、《新一代天氣雷達(dá)系統(tǒng)功能規(guī)格需求書》(氣辦發(fā)〔2010〕43號)、《綜合觀測司計(jì)劃財(cái)務(wù)司關(guān)于印發(fā)遼寧沈陽等44部新一代天氣雷達(dá)大修及技術(shù)升級實(shí)施方案的通知》等文件,對三門峽雷達(dá)配電系統(tǒng)采取整體更換,信號處理和監(jiān)控系統(tǒng)、接收系統(tǒng)采取部分組件更換,發(fā)射系統(tǒng)在原基礎(chǔ)上大修,伺服控制、天線/天線座在原基礎(chǔ)上技術(shù)升級,饋線系統(tǒng)予以升級改造,天線罩予以維修維護(hù),通信系統(tǒng)增加徑向數(shù)據(jù)流傳輸功能。同時(shí),對雷達(dá)運(yùn)行所必要的配套設(shè)施進(jìn)行維護(hù)維修。本項(xiàng)目實(shí)施將嚴(yán)格遵照國家有關(guān)業(yè)務(wù)規(guī)范和要求進(jìn)行項(xiàng)目建設(shè),雷達(dá)性能將達(dá)到同型最新批次雷達(dá)出廠時(shí)的技術(shù)性能和技術(shù)指標(biāo)要求,以更好地發(fā)揮雷達(dá)監(jiān)測、預(yù)警功能。

        2.1 雷達(dá)主機(jī)部分

        鑒于三門峽雷達(dá)部分分機(jī)、模塊已停產(chǎn)且無庫存,實(shí)施大修及技術(shù)升級時(shí),配電系統(tǒng)及監(jiān)控系統(tǒng)采取整體更換,發(fā)射系統(tǒng)在原基礎(chǔ)上大修,伺服控制、天線/天線座在原基礎(chǔ)上技術(shù)升級,饋線系統(tǒng)予以升級改造,天線罩予以維修維護(hù),通信系統(tǒng)增加徑向數(shù)據(jù)流傳輸功能。2013年10月,三門峽雷達(dá)已實(shí)施接收系統(tǒng)數(shù)字中頻升級,根據(jù)中國氣象局意見,此次不再進(jìn)行接收系統(tǒng)數(shù)字中頻技術(shù)升級,但接收系統(tǒng)測試通道和主通道模擬部分模塊、以及電纜要隨機(jī)柜更換。大修及技術(shù)升級后的雷達(dá)性能達(dá)到同型號最新批次雷達(dá)出廠時(shí)的技術(shù)性能和技術(shù)指標(biāo)要求,具備徑向數(shù)據(jù)流傳輸功能,并為后續(xù)雙線偏振升級預(yù)留接口,如表1、表2所示。

        2.2 配套設(shè)施維護(hù)維修

        UPS和蓄電池:更換新的北京頂尖公司UPS和蓄電池。

        發(fā)電機(jī):更換新的熊貓100kV的發(fā)電機(jī)。

        3 考機(jī)及現(xiàn)場驗(yàn)收測試

        雷達(dá)大修及技術(shù)升級完成后,進(jìn)行為期3個(gè)月的考機(jī)運(yùn)行。在考機(jī)期滿且其間雷達(dá)未出現(xiàn)重大故障的情況下,由承修方向中國氣象局氣象探測中心提出驗(yàn)收測試申請。雷達(dá)大修及技術(shù)升級完成后及時(shí)向中國氣象局氣象探測中心申請驗(yàn)收測試。由中國氣象局氣象探測中心按照《新一代天氣雷達(dá)系統(tǒng)現(xiàn)場驗(yàn)收測試大綱》(氣測函〔2011〕160號)和雷達(dá)大修及技術(shù)升級合同約定內(nèi)容,組織現(xiàn)場驗(yàn)收測試并向中國氣象局職能管理部門提交驗(yàn)收測試報(bào)告。驗(yàn)收測試通過后,雷達(dá)恢復(fù)業(yè)務(wù)運(yùn)行。如驗(yàn)收測試未獲得通過,應(yīng)責(zé)令承修方限期整改,視整改情況重新進(jìn)行驗(yàn)收測試。

        4 項(xiàng)目組織管理和技術(shù)培訓(xùn)

        三門峽市氣象局作為本項(xiàng)目的承擔(dān)單位,負(fù)責(zé)項(xiàng)目組織實(shí)施,經(jīng)過多年運(yùn)行,已經(jīng)形成了較為成熟的業(yè)務(wù)流程,為該項(xiàng)目的順利實(shí)施奠定了基礎(chǔ)。河南省氣象信息網(wǎng)絡(luò)與技術(shù)保障中心負(fù)責(zé)技術(shù)支持,并全程參與項(xiàng)目建設(shè)。該中心維修保障技術(shù)力量雄厚,技術(shù)骨干具有多年主持業(yè)務(wù)項(xiàng)目開發(fā)并參與全國多部新一代天氣雷達(dá)現(xiàn)場測試、維修等工作。河南省氣象局觀測與網(wǎng)絡(luò)處負(fù)責(zé)項(xiàng)目的具體管理工作。全程參與項(xiàng)目建設(shè)工作,嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)定,組織進(jìn)行設(shè)備招標(biāo)等工作。并對項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量進(jìn)行全程監(jiān)督和管理。中國氣象局氣象探測中心負(fù)責(zé)技術(shù)指導(dǎo)和驗(yàn)收測試。

        雷達(dá)大修及技術(shù)升級現(xiàn)場安裝完成后,承修方在現(xiàn)場對雷達(dá)站業(yè)務(wù)人員進(jìn)行為期兩周的技術(shù)培訓(xùn),主要完成以下培訓(xùn)內(nèi)容:

        (1)熟悉雷達(dá)系統(tǒng)工作原理;(2)識別雷達(dá)總體和各系統(tǒng)、插件和配套設(shè)備的安裝布局位置;(3)掌握雷達(dá)總體和分系統(tǒng)基本工作原理;(4)掌握雷達(dá)的結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)[1];(5)在業(yè)務(wù)使用中,能熟練掌握雷達(dá)的操作技能;(6)能完成雷達(dá)的常見故障的判斷與維修;(7)掌握雷達(dá)的日常維護(hù)知識[2]。5 結(jié)語

        通過實(shí)施大修及技術(shù)升級,統(tǒng)一雷達(dá)技術(shù)狀態(tài),提高雷達(dá)系統(tǒng)易維護(hù)性和觀測資料一致性,增強(qiáng)雷達(dá)穩(wěn)定可靠的運(yùn)行能力,進(jìn)一步滿足雷達(dá)資料組網(wǎng)拼圖和預(yù)報(bào)應(yīng)用需求。能夠提高三門峽及周邊地區(qū)的災(zāi)害性天氣監(jiān)測預(yù)警能力,提升氣象防災(zāi)減災(zāi)水平,進(jìn)而為區(qū)域內(nèi)糧食增產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、人民福祉安康奠定技術(shù)基礎(chǔ),實(shí)現(xiàn)良好的社會(huì)效益。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 潘新民,柴秀梅,申安喜,等.新一代天氣雷達(dá)(CINRAD/SB)技術(shù)特點(diǎn)和維護(hù)、維修方法[M].北京:氣象出版社,2009.

        [2] 本書編寫組.CINRAD/SA雷達(dá)實(shí)用維修手冊[M].北京:中國計(jì)量出版社,2008.

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