孫開榮，李 屾

ADWR 雷達是用于對臺風、暴雨、冰雹和龍卷等災害性天氣實施有效的監(jiān)測和預警的新一代天氣雷達。本文依據(jù)ADWR 雷達數(shù)據(jù)存儲工作原理及關(guān)鍵點參數(shù)測量方法，提出了數(shù)據(jù)存儲不連續(xù)問題的診斷與分析流程及排除方法，并通過一次合肥新橋機場ADWR 雷達數(shù)據(jù)存儲不連續(xù)問題的診斷與分析的案例分析，對該方法進行了驗證，可以為其他類似天氣雷達數(shù)據(jù)存儲問題提供借鑒。

1 ADWR 雷達數(shù)據(jù)采集存儲工作原理

ADWR 雷達由天線饋線分系統(tǒng)、發(fā)射分系統(tǒng)、接收分系統(tǒng)、信號處理/監(jiān)控分系統(tǒng)、伺服分系統(tǒng)、終端分系統(tǒng)以及電源分系統(tǒng)7 個部分組成。發(fā)射機為輻射源的饋線提供射頻脈沖功率，發(fā)射分系統(tǒng)采用全相參放大鏈式，用直射式多腔高功率速調(diào)管進行充分放大，充分利用速調(diào)管大功率、高增益性能。在工作過程中同時可以監(jiān)測有關(guān)重要參數(shù)、高壓工作的累計時間以及工作狀態(tài)指示和故障狀態(tài)指示。接收分系統(tǒng)主要對射頻回波信號進行放大、下變頻處理，得到60MHz 中頻回波信號送至數(shù)字中頻接收機；同時接收機還產(chǎn)生雷達系統(tǒng)所需的各種頻率本振信號、時鐘信號等、發(fā)射激勵信號、標定信號等。ADWR 雷達伺服分系統(tǒng)能夠接收伺服分機本地控制鍵盤發(fā)出的操作指令或雷達控制維護終端經(jīng)信號處理/監(jiān)控分系統(tǒng)送來的控制指令，經(jīng)過相應軟件的運算和處理，產(chǎn)生驅(qū)動信號去控制天線作多種方式的掃描運動，以滿足氣象探測的需要，同時接收天線位置(方位角和仰角)信息，并經(jīng)過量化后送往信號處理/監(jiān)控分系統(tǒng)。

信號處理/監(jiān)控分系統(tǒng)對接收機輸出的兩路中頻信號進行采樣、抽取，然后通過光纖將兩路16位正交的I、Q 信號輸出至信號處理器中，信號處理對兩路I、Q 信號作DVIP 處理，得到反射率的估值，即雷達回波強度Z；對I、Q 信號進行脈沖對處理或快速傅里葉變換處理方法計算平均多普勒速度V 和速度譜寬W；對I、Q 信號進行地雜波等處理，得到濾波后的Z、V、W 三要素并通過網(wǎng)絡輸出至終端分系統(tǒng)。主監(jiān)控主要負責與其它各分系統(tǒng)進行通訊以實現(xiàn)對雷達整機的實時監(jiān)視與同步控制。信號處理自檢數(shù)據(jù)庫主要用于檢測系統(tǒng)內(nèi)部的信號是否正確。當雷達出現(xiàn)故障時，如果檢測到的自檢數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)與寫入的數(shù)據(jù)相同，則認為本板或是本系統(tǒng)的工作是正常的，故障不在該分系統(tǒng)。如果檢測到的數(shù)據(jù)與自檢數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)不同，說明該分系統(tǒng)出現(xiàn)故障，應該更換數(shù)字信號處理板。

信號處理系統(tǒng)是否進入自檢狀態(tài)，由控制維護軟件控制，控制維護軟件發(fā)出自檢指令即進入自檢狀態(tài)，通過控制維護軟件對信號處理器工作方式進行設置。當雷達進行VOL 掃描時，控制維護軟件在VOL 掃描結(jié)束后自動進行數(shù)據(jù)存儲，VOL 掃描時間大約為6 分鐘，即進行VOL 掃描時，每6 分鐘存儲一份原始數(shù)據(jù)，每份原始數(shù)據(jù)壓縮前約為30MB。終端分系統(tǒng)對ADWR 雷達探測到的原始數(shù)據(jù)進行采集，形成原始數(shù)據(jù)文件，同時實時顯示回波圖像，提供給各終端用戶分析使用和對系統(tǒng)的工作狀態(tài)進行監(jiān)測。數(shù)據(jù)采集能實時地從雷達信號處理/監(jiān)控系統(tǒng)采集三要素（Z、V、W）、相應的仰角、方位以及其它相關(guān)參數(shù)。

2 故障現(xiàn)象及消除方法

2.1 故障表現(xiàn)形式

1）服務器數(shù)據(jù)存儲不連續(xù)問題，表現(xiàn)形式為數(shù)據(jù)處理服務器在長時間運行后，會出現(xiàn)數(shù)據(jù)不存儲現(xiàn)象，檢查發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理軟件（ADWRPG）與數(shù)據(jù)服務軟件（ADWRDS）自動退出。

2）存儲數(shù)據(jù)在某一個方位上有數(shù)據(jù)缺失現(xiàn)象，無法形成完整的氣象回波數(shù)據(jù)，對用戶對產(chǎn)品的使用產(chǎn)生影響。

2.2 故障原因概述

1）服務器數(shù)據(jù)存儲不連續(xù)問題：ADWRPG 和ADWRDS 軟件的主要功能是保存原始數(shù)據(jù)、制作氣象產(chǎn)品和圖片同時對這些數(shù)據(jù)進行分類存儲、入庫，軟件不存儲數(shù)據(jù)或自動退出可能由以下原因引起：

（1）服務器感染病毒，病毒軟件導致終端軟件程序被損壞并異常退出；

（2）雷達頭數(shù)據(jù)異常，造成軟件參數(shù)錯誤退出；

（3）氣象產(chǎn)品制作過程中出現(xiàn)問題造成軟件錯誤退出；

（4）遠程桌面連接引起一些不可預見的問題，造成軟件退出。

2）存儲數(shù)據(jù)在某一個方位上有數(shù)據(jù)缺失現(xiàn)象：終端軟件在存儲數(shù)據(jù)過程中出現(xiàn)漏數(shù)據(jù)的現(xiàn)象，可能原因如下：

（1）轉(zhuǎn)臺內(nèi)旋轉(zhuǎn)變壓器故障，引起的伺服角碼錯誤；

（2）信號處理送至終端的方位角度數(shù)據(jù)有時出現(xiàn)錯誤；

（3）終端軟件在數(shù)據(jù)存儲時出錯造成數(shù)據(jù)缺失。

2.3 處理過程及措施

對于服務器數(shù)據(jù)存儲不連續(xù)問題采取如下處理過程及措施：

1）重新安裝服務器、工作站和用戶終端的操作系統(tǒng)，對硬盤進行格式化并重新安裝終端軟件，考機運行后軟件問題依然存在。

2）禁止使用遠程桌面連接，考機運行后軟件問題依然無法排除。

3）現(xiàn)場監(jiān)視ADWRDS 軟件，發(fā)現(xiàn)VAD 產(chǎn)品有時會造成軟件進程中斷，從而引起軟件退出，數(shù)據(jù)存儲中斷。將引起VAD 產(chǎn)品出錯的原始數(shù)據(jù)進行分析后發(fā)現(xiàn)，是由于VAD 產(chǎn)品動態(tài)庫中某一參數(shù)錯誤引起進程中斷。對VAD 產(chǎn)品動態(tài)庫進行修正后，采用兩臺服務器同時考機進行驗證，其中一臺制作VAD產(chǎn)品，另外一臺不制作VAD 產(chǎn)品。然后進行連續(xù)運行考機驗證。

4）在連續(xù)運行約1 周之后，兩臺服務器再次出現(xiàn)ADWRPG 軟件退出的現(xiàn)象，ADWRCM 運行正常。經(jīng)過分析認為是ADWRPG 軟件在與ADWRCM 軟件通訊時出現(xiàn)異常，造成ADWRPG 軟件非正常退出，經(jīng)過故障排除攻堅小組進行詳細討論之后，建議對當前軟件工作模式進行改進。在數(shù)據(jù)處理服務器中安裝數(shù)據(jù)存儲軟件（ADWRSE）、ADWRPG 軟件和ADWRDS 軟件，采用多進程工作方式，能夠提高應用軟件運行效率和運行穩(wěn)定性。具體軟件分項功能如下：

（1）ADWRSE 軟件功能是進行原始數(shù)據(jù)存儲；（2）ADWRPG 軟件功能是根據(jù)ADWRSE 軟件存儲的原始數(shù)據(jù)制作氣象數(shù)據(jù)產(chǎn)品；

（3）ADWRDS 軟件功能是將原始數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù)產(chǎn)品制作成圖片數(shù)據(jù)并將所有數(shù)據(jù)分類、壓縮入庫。

5）將改進后的服務器軟件安裝在其中一臺工作站中進行考機驗證，持續(xù)運行未重復出現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲中斷現(xiàn)象。

6）將兩臺數(shù)據(jù)處理服務器更新為新的軟件工作模式，通過實際運行觀察，數(shù)據(jù)存儲中斷問題得到根本解決。

針對存儲數(shù)據(jù)在某一個方位上有數(shù)據(jù)缺失現(xiàn)象采取如下處理過程及措施：

1）主動更換方位旋轉(zhuǎn)變壓器，經(jīng)過長時間考機，故障現(xiàn)象仍然偶爾出現(xiàn)。

2）通過終端軟件在線獲取信號處理輸出角度數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)存在角度輸出不連續(xù)現(xiàn)象，有角度跳變，從而影響數(shù)據(jù)質(zhì)量，在數(shù)據(jù)中出現(xiàn)“缺口”。

3）通過信號處理器在線獲取伺服輸出角度數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)存在干擾現(xiàn)象，引起信號處理輸出角度出現(xiàn)錯誤值。發(fā)現(xiàn)這個現(xiàn)象之后及時將當前角度數(shù)據(jù)傳輸方式由TTL 電平改為RS232 串口，提高抗干擾能力，并進行了現(xiàn)場改進。改進后，通過信號處理器在線獲取伺服輸出角度數(shù)據(jù)，無干擾現(xiàn)象，再次考機驗證，故障現(xiàn)象出現(xiàn)概率明顯降低，但是偶爾仍然存在。

4）對伺服控制程序進行改進，優(yōu)化角度取數(shù)時鐘，增加角度數(shù)據(jù)輸出判斷算法；在終端軟件中增加角度判斷算法，去除由干擾引起的錯誤角度數(shù)據(jù)。通過以上處理方法，數(shù)據(jù)有“缺口”問題得到解決。

3 小結(jié)及經(jīng)驗

我們可以得到服務器數(shù)據(jù)存儲不連續(xù)問題是由多種綜合原因造成的，VAD 產(chǎn)品動態(tài)庫存在不完善的地方，軟件工作模式不合理，操作系統(tǒng)遠程桌面連接存在自身的漏洞。通過修正動態(tài)庫，采用新的軟件工作模式運行同時關(guān)閉遠程桌面連接，通過長時間的拷機未再次發(fā)生問題。存儲數(shù)據(jù)在某一個固定的方位上有數(shù)據(jù)缺失的現(xiàn)象，是由于伺服控制程序和傳輸方式存在不完善的地方，改進后問題得到解決。由于上述問題定位故障點困難，所以本例的雷達數(shù)據(jù)存儲不連續(xù)問題故障對于其他的雷達數(shù)據(jù)存儲故障有很大參考價值。