摘 要 我国新一代天气雷达对气象目标的探测主要采用体扫模式。当天气雷达在体扫过程中，无法完成或间断性完成数据采集时，将严重影响雷达系统的可用性和业务运行质量。造成体扫故障的原因是多种多样的，本文结合实际工作，重点对网络原因导致的体扫故障进行分析，总结相应的故障排除方法和维护要点，以供大家参考。
关键词 CINRAD/CD雷达；体扫故障；网络原因
中图分类号：TN959 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）17-0093-02
新一代天气雷达，与常规天气雷达相比，不仅对降水粒子的强度具有更优良的探测能力，而且利用多普勒效应来测定其径向速度，从而反演出实际风场结构，因此大大提高了对冰雹、雷暴、暴雨等强对流天气的探测和预报能力。在实际工作中，我国新一代天气雷达探测、数据采集都采用适合本地特殊天气的体扫模式。
CINRAD/CD天气雷达体扫模式分为晴空模式和降水模式，降水模式包括VCP11和VCP21。结合本地天气特点和实际工作需要，我市CD型雷达主要采用VCP21体扫模式，即雷达在6分钟内完成9个不同仰角的扫描，组成一个完整的体扫数据。
本文将结合实际工作，针对因为网络原因导致体扫模式基数据无法完成采集的代表性个例，对故障现象和原因进行分析、总结，希望对其他CINRAD/CD雷达台站有一定的借鉴，以提高新一代天气雷达业务运行质量。
1 我市雷达台站网络情况简介
我市CINRAD/CD天气雷达站属于台站分离型，雷达远程业务工作平台与数据采集分机之间通过6M的专用数字光纤连接，其工作流程可以简单描述为：实时处理程序终端计算机接入市局100M内部局域网，然后通过业务网交换机，经市局光纤转换器，转换光纤信号传输，到达雷达站塔楼光纤转换器，最后接入塔楼交换机，以实现业务平台实时处理程序对数据采集分机的实时控制和操作。因为光纤具有频带宽、损耗低、抗电磁干扰强、性能可靠等诸多优点，所以我市雷达业务运行对其依赖性非常大。
备用网络为室外点对点（PTP）无线网桥，用于连接市局信息楼与雷达塔楼两个独立的网络段，一端在雷达站塔楼顶层，一端在市局信息楼业务平台上，两点之间为简单视通状态。不过在实际使用中，无线网络性能和环境有很大的关系。因为数据的传输是通过信号进行，而实际的使用环境或多或少都会对传输信号造成一定的干扰。
2 网络数据丢包导致的故障
故障现象：2013年6月10日，我市雷达站专用光纤因建筑施工被挖断，为应对短时对流天气过程，紧急启用无线网桥。此后，天气雷达在进行体扫（CAPPI）时候，天线会停留某一层做PPI，无法抬升，持续数十秒之后，仰角回到0.5°，重新开始体扫。此现象反反复复，无固定规律。雷达无报警信息提示。
故障分析：此次故障出现之前，雷达系统运行正常，并无任何先兆。此间唯一改变，即市局远程实时控制工作平台（大工作平台）与数据采集分机之间，由光纤连接改为无线网桥连接。通过大工作平台与采集机之间使用ping命令，发现远程通信之间经常出现超过200 ms以上的延时，更甚时网络连接超时。初步分析，无线网络稳定性严重依赖于信号强弱，需严格规避电磁干扰等影响。当初网络人员在安装、调试备用的无线网络时，都处于晴好天气状况下，对其在恶劣天气下传输质量及安全性、可靠性的考虑有所欠缺，所以在此时雷暴天气来临时，出现网络资源不足现象，导致连通延时较长或连接超时，雷达系统远程控制命令、数据传输出现阻塞、丢包现象。
故障处理：网络技术人员及时调整网络节点，尝试改变无线网络设备摆放位置，无线信号的强度有所加强，基本满足业务运行需求。雷达系统恢复运行。
根据CINRAD/CD天气雷达体扫原理，体扫时数据量少于扫描方位360°的80%或者相邻的两度无数据时，工作台主计算机将不会发送下一层仰角指令，雷达天线就无法抬升。可见，不论何种原因引起带宽资源不足、数据丢包现象，都会直接导致一层PPI的数据量无法达到要求的规定值，从而引起体扫故障。日常维护中，如果台站有无线网络，针对其存在信号强弱的问题，为了提升传输速率，以下的措施不妨一试：调整天线位置提升网络性能，根据网络环境放置无线设备，避开外界干扰源、阻挡物等提高网络性能。
3 交换机软性故障引起的体扫故障
故障现象：雷达体扫完成时间过长，或不能完成，且无任何故障报警信息。经仔细观察，采集分机监控界面的右下角任务栏的网络连接无规律出现时断时续或“查找网络”的情况，随即短时内恢复，判断为网络故障。
故障分析：工作平台计算机和采集计算机之间网路不稳，导致实时控制程序发出的命令仰角无法传送。无论是在雷达站塔楼，还是市局的远程业务平台，对网络交换机的使用都是无法避免的。对于在主汛期需要24小时连续运行，且数据传输量极大的天气雷达系统来说，交换机出现软性故障是比较常见的问题，此故障现象表现为：查看网络是连通的，但是在长时间连续大数据量传输时候，往往出现较长延时。
故障处理：对网络进行逐级排查，首先在光纤两端使用ping命令，若畅通则首先排除专线光纤的问题。然后用同样方法分别排查局域网内各级交换机，更换可疑交换机，若延迟时间降低，则故障解除；若延迟时间没有改善，则还要考虑计算机网卡、网线水晶头等。
网络各级之间软性故障、接触不良等现象，看似简单，但也是实际工作中遇到最多的问题。在日常维护中，应定期对各级交换机之间进行ping命令测试，根据实际工作状态和外部环境等因素，判断局域网内小型交换机等网络设备的使用寿命，及时更换老旧设备终端、网线等，以避免类似不必要的故障发生。
4 网络病毒引起的故障
按照雷达业务运行规定，工作平台主计算机、数据采集分机都是不能连接外网的，我市雷达台站也是严格执行此规定，但是计算机中毒现象还是偶有发生。因为现在网络病毒的隐蔽性，很多时候并不能第一时间发现，导致体扫故障，影响运行质量。
故障现象：数据采集分机实时采集程序出现无规律“死机”现象，终端程序做体扫时送出了俯仰误差，但数据采集机程序无法识别仰角的到位情况，俯仰误差一直存在，导致天线冲顶或者沉底。
故障分析：2013年进入主汛期后，我市雷达在4、5月份反复出现此故障现象。经过观察，每次故障出现之前数分钟、或数十分钟，雷达大工作平台主计算机屏幕都会出现一次IP冲突的提示，但随即恢复正常。起初，经现有杀毒软件全盘扫描，并未发现病毒、木马等，故机务人员误断可能是局域网内确有网络地址冲突。经网络技术人员排查全局域网计算机系统，并无与其IP冲突的计算机。由此断定，确为工作平台主计算机感染网络病毒。
故障处理：针对病毒现象，下载专用杀毒软件，更新、开启网络防火墙实时保护。首先断开与实时控制平台（大工作平台）的局域网连接，对雷达塔楼上备用工作平台（小工作平台）和数据采集机分别进行了杀毒，经测试后，雷达系统运行恢复正常。然后再分级对大工作平台、数据处理计算机、数据传输计算机等进行杀毒。最终排除故障，雷达系统恢复正常。
对于雷达实时控制工作平台、RVP8、数据采集分机不能接入外网的规定，必须严格执行，这是毋庸置疑的。但是实际工作中，多数台站的大工作平台都采用双网卡模式，需要部分承担基数据分发、状态文件上传等任务，往往又处于内部局域网之中，这就让病毒有机可乘。病毒造成的故障现象是多样的，文件丢失、数据阻塞、系统损坏等，这就要求我们，不仅仅是按照雷达常规维护要求，定期对台站的内部计算机和网络进行杀毒，还需要随时关注所接入的整个部门局域网络的情况。
5 结束语
新一代天气雷达是一个集通信、电子、计算机网络于一体的现代气象观测设备，在实际工作中，可导致CINRAD/CD雷达体扫故障的原因有很多，但基于网络问题导致的数据量不够，实时控制终端仰角命令无法发送等因素，最终引起体扫故障，也是我们作为机务人员必须了解的一种情况。日常维护经验的累积，对我们来说非常重要，只有如此，才能在往后的工作中排除类似故障的时候更加应对自如。
参考文献
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作者简介
龚雪鹏（1984-），男，汉族，四川大邑人，大学本科，助理工程师，主要从事天气雷达机务保障工作。