CINRAD/SC新一代天氣雷達(dá)基數(shù)據(jù)質(zhì)量控制

王麗平，胡細(xì)根

（1.贛州市氣象局，江西 贛州 341000；2.吉安市氣象局，江西 吉安 343000）

根據(jù)中國(guó)氣象局業(yè)務(wù)管理要求，新一代天氣雷達(dá)每6 min生成1個(gè)基數(shù)據(jù)。雷達(dá)基數(shù)據(jù)傳輸率是中國(guó)氣象局和江西省氣象局對(duì)新一代天氣雷達(dá)業(yè)務(wù)質(zhì)量的一項(xiàng)主要考核指標(biāo)，雷達(dá)基數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量的好壞直接影響上級(jí)對(duì)贛州新一代天氣雷達(dá)的業(yè)務(wù)考核。贛州CINRAD/SC新一代天氣雷達(dá)自2002年投入業(yè)務(wù)運(yùn)行以來(lái)，雷達(dá)設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，雷達(dá)業(yè)務(wù)可用性能滿足上級(jí)業(yè)務(wù)管理部門的考核要求，但近幾年，雷達(dá)基數(shù)據(jù)傳輸率一直較低，未能達(dá)標(biāo)，給贛州雷達(dá)業(yè)務(wù)管理帶來(lái)較多困擾。筆者分析雷達(dá)基數(shù)據(jù)傳輸率低的時(shí)段，通過(guò)查找該時(shí)段每個(gè)基數(shù)據(jù)體掃時(shí)間，基數(shù)據(jù)傳輸軟件log文件及電腦時(shí)鐘等方式，徹查了在雷達(dá)運(yùn)行正常的情況下，雷達(dá)基數(shù)據(jù)傳輸率低的原因，給出了解決CINRAD/SC新一代天氣雷達(dá)基數(shù)據(jù)傳輸及時(shí)率低的解決辦法，為雷達(dá)業(yè)務(wù)人員提供參考。

1 資料與方法

1.1 江西省氣象部門新一代天氣雷達(dá)基數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量考核標(biāo)準(zhǔn)

（1）傳輸時(shí)效：雷達(dá)基數(shù)據(jù)傳輸及時(shí)率達(dá)98%（及時(shí)率=及時(shí)報(bào)個(gè)數(shù)/應(yīng)到報(bào)個(gè)數(shù)×100%）。

（2）傳輸時(shí)限規(guī)定：及時(shí)報(bào)HH+（330″-480″）；提前報(bào)HH+（＜330″）；逾限報(bào)HH+（481″-540″）；超時(shí)報(bào)HH+（＞540″）；未到報(bào)為缺報(bào)。其中，HH表示每次體掃開始時(shí)間。提前報(bào)、逾限報(bào)、超時(shí)報(bào)、未到報(bào)均屬不達(dá)標(biāo)報(bào)。

（3）傳輸及時(shí)率要達(dá)到98%，基數(shù)據(jù)必須剛好每6 min 1個(gè)，每天非及時(shí)報(bào)超過(guò)4個(gè)不達(dá)標(biāo)。

（4）每個(gè)基數(shù)據(jù)從體掃開始到完成上傳的時(shí)間（傳輸時(shí)效）必須為330"-480"，否則該基數(shù)據(jù)不達(dá)標(biāo)。

（5）每小時(shí)分成以下10個(gè)時(shí)間段，每個(gè)時(shí)間段6 min 00′00″-05′59″、06′00″-11′59″……依此類推。每個(gè)時(shí)間段中必須剛好有1個(gè)基數(shù)據(jù)上傳成功，超過(guò)1個(gè)基數(shù)據(jù)則自動(dòng)取第一個(gè)，其他作廢；沒(méi)有基數(shù)據(jù)則該時(shí)段算缺報(bào)1個(gè)。

1.2 雷達(dá)基數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量

2017年12月和2018年1、2、3月贛州雷達(dá)基數(shù)據(jù)傳輸率分別是86.34%和93.87%，91.29%，94.29（備注：數(shù)據(jù)來(lái)源于“江西省氣象數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)監(jiān)視”）[1]。

2 結(jié)果與分析

2.1 雷達(dá)基數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量不達(dá)標(biāo)存在的幾種現(xiàn)象

贛州新一代天氣雷達(dá)每6 min完成1個(gè)體掃，生成9個(gè)仰角（層）的基數(shù)據(jù)，1 h完成10個(gè)體掃，循環(huán)不斷。但在雷達(dá)實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，基數(shù)據(jù)生成時(shí)間時(shí)常出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象。

現(xiàn)象一：雷達(dá)在正常運(yùn)行過(guò)程中，出現(xiàn)轉(zhuǎn)速越來(lái)越快或越來(lái)越慢現(xiàn)象，導(dǎo)致雷達(dá)基數(shù)據(jù)生成時(shí)間不對(duì)，不能正常生成10個(gè)基數(shù)據(jù)。影響傳輸及時(shí)率。

（1）北京時(shí)間2018年2月6日3～8時(shí)雷達(dá)體掃時(shí)間較長(zhǎng)（見表1），生成的基數(shù)據(jù)超過(guò)了6 min，每小時(shí)生成基數(shù)據(jù)＜10個(gè)，導(dǎo)致6個(gè)小時(shí)產(chǎn)生逾限報(bào)、未到報(bào)10個(gè)，嚴(yán)重影響傳輸及時(shí)率。

表1 雷達(dá)基數(shù)據(jù)體掃時(shí)長(zhǎng)

（2）北京時(shí)間2018年1月1日8時(shí)到次日8時(shí)，雷達(dá)轉(zhuǎn)速不穩(wěn)，先由慢到快，再由快到慢，每小時(shí)生成基數(shù)據(jù)10～12個(gè)不等，導(dǎo)致一天產(chǎn)生21個(gè)提前報(bào)，影響傳輸及時(shí)率（見表2）。

現(xiàn)象二：雷達(dá)運(yùn)行比較穩(wěn)定，每小時(shí)剛好10個(gè)基數(shù)據(jù)，但傳輸時(shí)效小于330"，造成提前報(bào)，或傳輸時(shí)效大于480"，導(dǎo)致逾限報(bào)、超時(shí)報(bào)，影響基數(shù)據(jù)傳輸率。

（1）2018年3月13日7時(shí)，1 h生成10個(gè)基數(shù)據(jù)，且均在相應(yīng)時(shí)間段，但由于2個(gè)為提前報(bào)，導(dǎo)致傳輸及時(shí)率只有80%。

表2 雷達(dá)基數(shù)據(jù)體掃時(shí)長(zhǎng)

（2）2018年2月4日4時(shí)，1小時(shí)生成10個(gè)基數(shù)據(jù)，并全部卡在相應(yīng)時(shí)間段，但由于有1個(gè)逾限報(bào)，導(dǎo)致傳輸及時(shí)率只有90%。

（3）2018年1月24日4時(shí)生成11個(gè)基數(shù)據(jù)，2018年4月15日5時(shí)9個(gè)基數(shù)據(jù)導(dǎo)致提前報(bào)或未到報(bào)。

2.2 雷達(dá)基數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量不達(dá)標(biāo)原因初析及解決辦法

（1）雷達(dá)基數(shù)據(jù)生成。

原因分析：雖然要求CINRAD/SC雷達(dá)每6 min完成1個(gè)體掃，但由于雷達(dá)天線轉(zhuǎn)速、軟件不能自動(dòng)固定在6 min內(nèi)完成1個(gè)體掃，因而每個(gè)小時(shí)不能均勻地生成10個(gè)基數(shù)據(jù)，存在每個(gè)小時(shí)生成的基數(shù)據(jù)少于或多于10個(gè)的情況，影響雷達(dá)基數(shù)據(jù)的傳輸時(shí)效。

解決辦法：加強(qiáng)監(jiān)控，及時(shí)了解基數(shù)據(jù)生成的時(shí)間，發(fā)現(xiàn)時(shí)間不對(duì)，及時(shí)通知業(yè)務(wù)人員到雷達(dá)站調(diào)整雷達(dá)轉(zhuǎn)速，確保雷達(dá)體掃時(shí)長(zhǎng)維持在5′30"-5′59"。

（2）雷達(dá)基數(shù)據(jù)傳輸。

原因分析：目前，贛州雷達(dá)基數(shù)據(jù)是由敏視達(dá)公司生產(chǎn)的多普勒天氣雷達(dá)通用氣象軟件RPG生成的。程序處理PUP產(chǎn)品的時(shí)間大約在1′30"-2′，待其處理完成后，由PUP處理程序?qū)⒒鶖?shù)據(jù)文件剪切到RPGCD傳輸軟件的監(jiān)測(cè)目錄，RPGCD傳輸軟件設(shè)置了60 s循環(huán)監(jiān)測(cè)該目錄，在正常情況下，RPGCD.exe傳輸軟件從壓縮傳輸完成約需40"時(shí)間。

解決辦法：有效解決雷達(dá)基數(shù)據(jù)傳輸時(shí)效提前或逾限、超時(shí)的辦法是通過(guò)人工干預(yù)，根據(jù)實(shí)況，調(diào)整雷達(dá)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)計(jì)算機(jī)的時(shí)間，贛州雷達(dá)基數(shù)據(jù)傳輸用的計(jì)算機(jī)一般設(shè)置成比標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間（北京時(shí)）快1′50"-2′20"。

（3）新一代CINRAD/SC多普勒天氣雷達(dá)每個(gè)體掃觀測(cè)時(shí)長(zhǎng)不可能絕對(duì)穩(wěn)定控制在6 min，雷達(dá)運(yùn)行的累積誤差導(dǎo)致每小時(shí)大于10個(gè)（偏快時(shí)）或小于10個(gè)（偏慢時(shí)）基數(shù)據(jù)，造成提前報(bào)或逾限、超時(shí)、未到報(bào)等問(wèn)題，目前無(wú)法解決。

（4）雷達(dá)基數(shù)據(jù)傳輸時(shí)效與雷達(dá)基數(shù)據(jù)的體掃時(shí)長(zhǎng)、PUP產(chǎn)品處理時(shí)長(zhǎng)和傳輸軟件、網(wǎng)絡(luò)狀況、省局FTP服務(wù)器、供電穩(wěn)定等因素密切相關(guān)[2]。建立報(bào)警提示程序可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并減少缺報(bào)問(wèn)題。但是，在雷達(dá)的體掃時(shí)長(zhǎng)保持在6 min，并且傳輸軟件運(yùn)行正常、通信網(wǎng)絡(luò)通暢、FTP服務(wù)器接收通暢的情況下，還是會(huì)出現(xiàn)不明原因的掉包，產(chǎn)生提前報(bào)、逾限報(bào)、超時(shí)報(bào)、未到報(bào)，目前亦無(wú)有效解決辦法。

3 結(jié)語(yǔ)

近年贛州雷達(dá)基數(shù)據(jù)傳輸率不達(dá)標(biāo)，綜合分析主要是由兩個(gè)原因引起。（1）當(dāng)前氣象部門用的CINRAD/SC新一代天氣雷達(dá)每個(gè)體掃時(shí)間不能穩(wěn)定在每6 min內(nèi)生成一個(gè)基數(shù)據(jù)，生成的基數(shù)據(jù)時(shí)快時(shí)慢，易造成提前報(bào)或逾限、超時(shí)、未到報(bào)等問(wèn)題。（2）江西省氣象局要求雷達(dá)基數(shù)據(jù)要在8 min內(nèi)傳到CIMISS系統(tǒng)，超過(guò)時(shí)限按逾限報(bào)/缺報(bào)處理，傳輸時(shí)效同時(shí)與傳輸軟件、網(wǎng)絡(luò)狀況、省局FTP服務(wù)器、供電穩(wěn)定等因素密切相關(guān)[3]。

為徹底解決以上現(xiàn)象，建議以下兩方面改進(jìn)：（1）在雷達(dá)硬件方面，控制雷達(dá)天線轉(zhuǎn)速，并在RDA軟件中將每個(gè)雷達(dá)基數(shù)據(jù)生成的時(shí)間固定在6 min，排除雷達(dá)前端的影響。（2）改進(jìn)雷達(dá)基數(shù)據(jù)傳輸軟件[4]，2017年，中國(guó)氣象局下發(fā)了新版的傳輸軟件，但該軟件CINRAD/SC雷達(dá)基數(shù)據(jù)格式，未能解決老版?zhèn)鬏斳浖€(wěn)定性不高等問(wèn)題。