舟山新一代天氣雷達(dá)技術(shù)升級改造過程中的幾點(diǎn)思考

林 偉

(舟山市氣象局,浙江 舟山 316000)

0 引 言

舟山新一代天氣雷達(dá)自2004年始,運(yùn)行已超過了15 a。由于地處海島高山、鹽霧腐蝕，故障頻發(fā)，設(shè)備各部件已達(dá)使用壽命年限，且與當(dāng)前高探測精度的雙偏振雷達(dá)相比，技術(shù)已經(jīng)明顯落后[1]，亟待技術(shù)升級改造。在上級氣象部門和舟山市人民政府的關(guān)心支持下，2019年舟山市氣象局實(shí)施了舟山新一代天氣雷達(dá)技術(shù)升級改造工作，在原址完成了舊雷達(dá)的拆除、新雷達(dá)的吊裝，并在“利奇馬”臺風(fēng)影響前完成了新雷達(dá)設(shè)備的安裝調(diào)試，投入了業(yè)務(wù)試運(yùn)行，為定位跟蹤“利奇馬”臺風(fēng)以及后續(xù)影響臺風(fēng)、預(yù)測強(qiáng)降水提供了重要的技術(shù)支撐，為氣象部門開展準(zhǔn)確的臺風(fēng)預(yù)報(bào)服務(wù)、為舟山市委市政府合理組織防災(zāi)減災(zāi)工作提供了參考，發(fā)揮了關(guān)鍵作用。

作為浙江省首個(gè)在原站址成功實(shí)施將CINRAD/SB雷達(dá)升級改造為CINRAD/SAD雷達(dá)的項(xiàng)目，舟山新一代天氣雷達(dá)技術(shù)升級改造項(xiàng)目的實(shí)施經(jīng)驗(yàn),被浙江省氣象局作為樣板推廣到全省，為后續(xù)衢州、金華雷達(dá)的技術(shù)升級改造和嵊泗雷達(dá)的建設(shè)提供參考。

1 舟山新一代天氣雷達(dá)技術(shù)升級改造

舟山新一代天氣雷達(dá)技術(shù)升級改造項(xiàng)目建設(shè)，主要包括項(xiàng)目前期準(zhǔn)備工作和項(xiàng)目實(shí)施工作兩部分。

1.1 項(xiàng)目前期準(zhǔn)備工作

舟山市氣象局成立了項(xiàng)目建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)小組和實(shí)施小組，分別負(fù)責(zé)舟山新一代天氣雷達(dá)技術(shù)升級改造項(xiàng)目的領(lǐng)導(dǎo)工作和技術(shù)實(shí)施工作，明確責(zé)任和分工。

項(xiàng)目組開展了舟山新一代天氣雷達(dá)技術(shù)升級改造項(xiàng)目可行性研究報(bào)告的編寫，組織進(jìn)行了專家論證，將報(bào)告上報(bào)至浙江省氣象局并獲得了批復(fù)。舟山新一代天氣雷達(dá)技術(shù)升級改造項(xiàng)目總投資為1440萬元，其中，中國氣象局投資975萬元，舟山市人民政府投資465萬元。

為推進(jìn)項(xiàng)目的順利實(shí)施，項(xiàng)目組聯(lián)系了北京敏視達(dá)雷達(dá)有限公司，該公司派遣技術(shù)人員到舟山氣象雷達(dá)站進(jìn)行實(shí)地勘察，技術(shù)人員提出在原址將舟山CINRAD/SB雷達(dá)更換為CINRAD/SAD雷達(dá)的實(shí)施方案，并排出了升級改造時(shí)間節(jié)點(diǎn)。此外，項(xiàng)目組聯(lián)系了當(dāng)?shù)氐跹b公司，技術(shù)人員對上山道路、雷達(dá)設(shè)備等進(jìn)行現(xiàn)場勘察，提出了雷達(dá)設(shè)備拆、吊裝具體實(shí)施方案。

1.2 項(xiàng)目實(shí)施工作

根據(jù)項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容，我們進(jìn)行了梳理和安排。實(shí)施內(nèi)容主要含4部分。

1.2.1 雷達(dá)機(jī)房改造工程項(xiàng)目

雷達(dá)機(jī)房改造工程項(xiàng)目包括雷達(dá)機(jī)房內(nèi)部改造(地板、吊頂、承重、波導(dǎo)開孔、垂直橋架制作)、強(qiáng)弱電改造、氣體滅火系統(tǒng)的更換和視頻監(jiān)控系統(tǒng)的改造等。

1.2.2 雷達(dá)設(shè)備拆、吊裝及搬運(yùn)工程項(xiàng)目

雷達(dá)設(shè)備拆、吊裝及搬運(yùn)工程項(xiàng)目包括雷達(dá)站場地平整以及上山道路的清理、老雷達(dá)及相關(guān)設(shè)備的拆除、吊裝和搬運(yùn)及在原址完成新雷達(dá)設(shè)備的吊裝、搬運(yùn)工作。

1.2.3 雷達(dá)設(shè)備安裝調(diào)試項(xiàng)目

雷達(dá)設(shè)備安裝調(diào)試項(xiàng)目包括天線座安裝、天線罩安裝、天線安裝、機(jī)房設(shè)備安裝、發(fā)射機(jī)設(shè)備安裝及上電調(diào)試和試運(yùn)行工作。

1.2.4 配套設(shè)備項(xiàng)目

配套設(shè)備項(xiàng)目包括配套設(shè)備的更新和配套設(shè)施的修復(fù)。其中，配套設(shè)備的更新包括避雷針、柴油發(fā)電機(jī)和網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備的更新。配套設(shè)施的修復(fù)包括雷達(dá)塔樓及附屬用房的修復(fù)、吊裝場地平整和場地綠化修復(fù)等內(nèi)容。

2 舟山雷達(dá)改造過程中的經(jīng)驗(yàn)和思考

舟山雷達(dá)升級改造工作主體工程于2019年8月順利完成，舟山雷達(dá)于8月8日投入業(yè)務(wù)試運(yùn)行?；厮葜凵嚼走_(dá)改造全過程，在機(jī)房改造、雷達(dá)設(shè)備拆、吊裝、安裝調(diào)試以及項(xiàng)目采購等方面積累了一些經(jīng)驗(yàn)，為后續(xù)衢州和金華雷達(dá)的改造提供參考。

2.1 機(jī)房改造工程

為滿足新雷達(dá)升級改造需要，我們對原機(jī)房進(jìn)行了改造[2-4]。對地面進(jìn)行了防塵、防潮處理，建設(shè)了工字型承重橋架以滿足發(fā)射機(jī)柜、控制機(jī)柜、綜合機(jī)柜、配電柜以及精密空調(diào)的承重要求。更換了機(jī)房消防氣體滅火系統(tǒng)。在機(jī)房、天線罩、柴油機(jī)房、配電房等關(guān)鍵區(qū)域重新布設(shè)了高清攝像頭，滿足了遠(yuǎn)程維護(hù)和安全監(jiān)控的需要[5]。

單偏振雷達(dá)升級為雙偏振雷達(dá)，波導(dǎo)數(shù)量增加了一倍，需要波導(dǎo)開孔尺寸為80cm×40cm(圖1)。原波導(dǎo)開孔尺寸為33cm×84cm，需要將之加寬47cm，以滿足雙偏振雷達(dá)改造的需要。而原天線座基座具有承重要求，為了避免破壞結(jié)構(gòu)，影響承重，經(jīng)過敏視達(dá)雷達(dá)結(jié)構(gòu)工程師的精確分析，根據(jù)雙偏振雷達(dá)設(shè)計(jì)圖紙，確定了波導(dǎo)開孔最低要求為43cm×21cm，僅需加寬10cm(圖2)，這既滿足了建設(shè)需要，又不影響原來的承重要求。

圖1 雙偏振雷達(dá)波導(dǎo)開孔示意圖

圖2 雙偏振雷達(dá)波導(dǎo)開孔尺寸要求(單位:0.1cm)

2.2 雷達(dá)拆、吊裝及搬運(yùn)工程

與北京敏視達(dá)公司及拆、吊裝公司共同制定了詳細(xì)的實(shí)施方案，確定老設(shè)備拆除流程為：機(jī)房設(shè)備、雷達(dá)天線、天線罩、天線座(含基環(huán))、避雷針；新設(shè)備吊裝流程為：機(jī)房設(shè)備、天線座(含基環(huán))、避雷針、天線罩、天線。

鑒于雷達(dá)站場地小，需要事先與北京敏視達(dá)公司及拆、吊裝公司確定吊機(jī)、起吊設(shè)備、吊下設(shè)備的場地位置，根據(jù)計(jì)劃和進(jìn)度，提前協(xié)調(diào)，做好上山道路的管理，妥善安排好機(jī)房設(shè)備、雷達(dá)天線、天線罩、天線座等設(shè)備的到站時(shí)間，配合吊裝公司實(shí)施吊裝工作。

2019年舟山梅汛期降水偏多，雨日偏多，給雷達(dá)升級改造工作帶來了不便。為節(jié)省時(shí)間，經(jīng)過與拆、吊裝公司、北京敏視達(dá)公司共同研究，確定了將天線和天線罩(圖3)一起吊下的吊裝方案，在全國首次成功將天線和天線罩同步吊下(圖4)。同時(shí)做好了天線座拆除后屋頂平臺的滲漏水防護(hù)工作，并經(jīng)受住了梅汛期暴雨的考驗(yàn)。

圖3 CINRAD/SB雷達(dá)天線和天線罩示意圖

圖4 CINRAD/SB雷達(dá)天線和天線罩同步吊下示意圖

2.3 雷達(dá)設(shè)備安裝調(diào)試

在雷達(dá)屋頂設(shè)備的安裝過程中，我們使用原有天線座的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，通過更換天線座基環(huán)，妥善解決了天線座的安裝問題。另外，通過對天線罩基環(huán)重新打孔，妥善解決了新雷達(dá)天線罩與舊雷達(dá)天線罩基環(huán)孔徑不匹配的問題。

舟山雷達(dá)塔樓機(jī)房外面是全封閉的觀光圍廊，給發(fā)射機(jī)柜的更換帶來難度。為節(jié)約成本，降低安全風(fēng)險(xiǎn)，考慮到老發(fā)射機(jī)柜堅(jiān)固，我們在拆除里面的舊設(shè)備、對柜子進(jìn)行清洗、除銹和噴漆處理后沿用老發(fā)射機(jī)柜。將新發(fā)射機(jī)設(shè)備運(yùn)到現(xiàn)場進(jìn)行安裝調(diào)試。

2.4 采購方式

為確保項(xiàng)目建設(shè)合理規(guī)范，采購符合流程，也為項(xiàng)目竣工后的審計(jì)做好準(zhǔn)備，我們對項(xiàng)目采購內(nèi)容進(jìn)行了仔細(xì)梳理。其中，雷達(dá)改造項(xiàng)目中雷達(dá)設(shè)備采購，主要由中國氣象局氣象探測中心委托資產(chǎn)管理事務(wù)中心完成；由舟山市人民政府投資的部分雷達(dá)設(shè)備采購，采取公開招投標(biāo)方式進(jìn)行。雷達(dá)改造項(xiàng)目工程采購,主要包括機(jī)房改造工程、雷達(dá)拆、吊裝與搬運(yùn)工程、雷達(dá)站配套設(shè)施修復(fù)改造工程采購，根據(jù)采購金額等情況，分別采用邀請招標(biāo)、競爭性談判和公開招投標(biāo)方式進(jìn)行。雷達(dá)改造項(xiàng)目配套設(shè)備采購，主要包括柴油發(fā)電機(jī)、UPS、精密空調(diào)、網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備采購等，分別采用邀請招標(biāo)、中央政府協(xié)議采購方式進(jìn)行。

3 結(jié) 語

舟山新一代天氣雷達(dá)技術(shù)升級改造工作，總體工程項(xiàng)目進(jìn)展順利，各項(xiàng)工作均按計(jì)劃完成實(shí)施?？偨Y(jié)該項(xiàng)目實(shí)施過程，需要注意以下幾點(diǎn)。

(1)對波導(dǎo)進(jìn)行開孔，需要事先征求原雷達(dá)塔樓建筑設(shè)計(jì)部門的意見，以不影響原有的承重要求為原則。

(2)雷達(dá)站往往場地比較小，預(yù)先規(guī)劃好拆除下來的舊雷達(dá)設(shè)備的儲存地非常重要。

(3)妥善協(xié)調(diào)好雷達(dá)設(shè)備的到站時(shí)間，確保設(shè)備吊裝、安裝按計(jì)劃進(jìn)行。

(4)為保障雷達(dá)拆、吊裝工作的順利進(jìn)行，需要預(yù)先制定詳細(xì)的拆、吊裝方案，明確拆除和吊裝流程，加強(qiáng)安全管理，避免安全事故的發(fā)生。

(5)根據(jù)天氣情況，合理安排時(shí)間,做好室外吊裝和安裝工作。

(6)項(xiàng)目采購必須符合流程，確保在后期項(xiàng)目的驗(yàn)收和審計(jì)中沒有后顧之憂。