海洋观测系统(共9篇)
海洋观测系统 篇1
我国是世界上遭受海洋灾害最严重的国家之一。由于海岸线漫长, 跨越几个不同的气候带, 承受的海洋灾害种类也较多, 其中渤海和黄海区域海洋灾害种类最多。我国还是世界上海洋灾害最频发的国家之一。登陆台风引起的海洋风暴潮灾害和巨浪灾害每年约有7个, 约为美国的4倍, 日本的2倍。根据1966—1990年资料统计, 我国海区和临近海区每年大约有150 d处于狂涛巨浪之中。根据统计结果, 我国海洋灾害造成的经济损失不断增大, 20世纪50年代平均每年损失约1亿元;80年代前期达5亿~10亿元, 后期达40亿~50亿元;90年代高达140 多亿元。而2001—2005年的5年中, 海洋灾害造成的直接经济损失超过630亿元。尤其是2005年, 一年的海洋经济损失就有近330亿元, 占同期海洋经济总产值近2%, 占全国各类自然灾害总损失的16%。
日照海域也是发生海洋灾害比较频繁的海域, 影响日照的海洋自然灾害主要有:风暴潮、海浪和绿潮等灾害。影响日照的风暴潮几乎每年都有, 严重及以上程度的风暴潮灾害约5年出现1次, 致灾频率亦呈逐渐上升趋势。除风暴潮外, 影响日照海区最频繁致灾次数最多的就是由热带气旋、强冷空气和强温带气旋引起的灾害性海浪造成的灾害, 灾害性海浪对岸边建筑、堤坝、滩涂养殖场、盐场、浅海或近海养殖、港口或泊岸船只等往往会造成很大的经济损失, 也最易受到人们的忽视, 平均每年影响日照海区的2.0 m以上海浪天数达30 d以上, 3.0 m以上海浪天数达10 d以上。因港而立、依海而兴的日照, 海洋经济的规模越来越大, 一旦发生海洋灾害将对日照造成严重损失。建立符合日照市经济建设需要的海洋观测预警报服务系统显得越来越迫切。
1 国内外海洋观测预报服务系统发展现状及发展趋势
1.1 发达国家发展情况
20世纪80年代, 美国建立了全国永久性的海洋立体观测系统, 其中有175个海洋监测站, 80个大型资料浮标等;日本、韩国及我国台湾地区以岸基监测站和锚系浮标为主, 组成了水上、水下立体海洋监测系统 (日本有120个监测站, 16个大型资料浮标我国台湾省有26个监测站, 8个大型资料浮标) 。监测手段先进, 监测系统朝着高效率、全覆盖、数字化、全球化和网络化的方向发展。
在预报与信息服务方面, 欧、美、日等发达国家应用巨型计算机, 利用数据同化技术和数值预报技术, 建立了现代化的海洋环境预警报业务系统。同时, 开发了基于地理信息系统 (GIS) 的综合评价分析系统, 通过对自然环境、社会经济活动的综合分析, 定量评估海洋灾害对社会、经济和环境的影响, 制定防御对策, 并提供相关动态可视化分析产品。
1.2 我国海洋观测预报防减灾系统发展现状
我国的海洋环境观测预报工作始于20世纪60年代初。在党中央和国务院的正确领导下, 经过几代海洋人的不懈奋斗, 我国的海洋环境观测预报事业取得了长足的发展, 初步建立了由岸站、浮标、船舶、卫星、飞机和雷达等平台组成的立体化观测网;由卫星、专线和移动通信等通信手段组成的海洋观测数据传输网;统计和数值预报相结合的海洋环境预报业务化系统;初具规模的海洋信息服务系统。海洋环境观测预报事业在社会生活的各方面发挥着重要作用。初步建立了由国家海洋预报中心 (北京) 、3个海区预报中心 (青岛、上海、广州) 、11个省级海洋预报台 (中心站) 和部分地市海洋预报台 (海洋站) 组成的4级海洋预报警报体系。基本形成了一个从观测、数据传输、分析到预报产品制作与分发等环节组成的业务化系统。预报技术逐步由经验统计向数值预报方向发展。
我国海洋环境观测系统薄弱环节:由于海洋观测环境恶劣、观测技术复杂、难度大、风险高和运行成本高, 我国的海洋环境立体观测系统目前尚处于发展阶段, 还难以实现全海域、全方位、全天候、全自动和多要素的立体监测。其主要问题如下:岸基观测站数量不足, 分布不尽合理。平均近300 km一个, 覆盖面不充分;监测功能比较单一, 主要偏重于近岸海洋水文气象要素等。海洋环境预报能力不足:海洋环境预报技术涉及的学科广、技术复杂和难度大, 所依托的基础支撑能力不足。主要表现在:实时观测资料收集、计算、传输能力和多源数据综合处理能力不足, 无法提供海洋环境预报和灾害预警所必需的大范围海洋环境背景场。预报技术科技创新和预报服务工作的创新能力不足, 海洋灾害预报预警领域需要不断拓展。海洋灾害评估和灾害区划是沿海地区海洋防灾减灾、灾害应急管理和制定区域发展规划的重要依据, 但我国系统性海洋灾害风险评估和区划研究尚属空白, 缺乏海洋灾害和海上突发事故辅助决策平台等。
1.3 日照市海洋观测预报系统现状
日照市海洋观测预报系统经过30多年的建设发展, 有了很大的进展, 海洋站点也从最初的单一站点发展成为具有岚山和石臼两个站点, 海洋观测自动化系统得到及时更新升级, 海洋预报增加了VISAT 卫星小站和视频会商系统等先进的预报设施, 预报人员积累了30多年的海洋预报经验, 预报成功率逐年提高。每天为日照报社、日照电视台和日照海水浴场 (6—10月) 发布次日的海洋水文预报;为驻日照海训部队提供潮汐及预报服务;为日照市海洋与渔业局、日照港集团和岚桥集团等多家涉海部门、企业提供24 h、48 h和72 h的海洋预报、逐日潮汐报和海洋水文中长期预报等;圆满完成了2005年国际欧洲级帆船世界锦标赛、2007年中国水上运动会等多项重要国际、国内赛事的海洋预报保障任务;负责日照市沿海大浪、风暴潮的预警报服务工作。日照市政府依托国家海洋局日照海洋站共建成立了日照市海洋环境监测预报中心, 近几年来, 为日照市海洋防灾减灾、海洋公益服务、日照市重大专项和涉海企业专项服务提供支持等方面做了大量工作, 多次受到日照市政府及有关部门的表彰和奖励。
但随着日照市滨海旅游、海洋工程、临海工程、海洋运输、港口生产调度、海洋水产养殖、海洋捕捞和海洋体育经济的快速发展, 现有的海洋观测预报体系已不能满足日照市日益发展的需要。主要体现在观测方面, 现有站点设置偏少, 开展的观测项目偏少, 缺乏日照外海的海洋实况信息资料, 在水运会赛场海域缺乏浪、潮、流等实况信息资料, 不能够满足比赛对高密度海洋实况、预报信息的需求, 海水浴场和滨海旅游度假区等滨海旅游热点区域缺乏现场的海洋水文气象、海洋生态的连续不间断实况资料。海洋预报手段单一, 缺乏精细化数值预报模式。涉海专项服务通信方式单一, 通信稳定可靠程度差, 不能满足港口企业对海洋实况资料高密度的需求。
2 建立日照市海洋观测预报服务系统的重要性和必要性
2.1 建立日照市海洋观测预报服务系统是港口建设、生产及海上安全生产的需要
日照市位于山东省东南部, 是新亚欧大陆桥东方桥头堡, 处在“一桥 (新亚欧大陆桥) 、一环 (环黄海经济圈) 、一极 (鲁南经济带的重要一极) 和一线 (从天津到上海这一沿海港口岸线) ”的节点上, 是中西部沿桥地区的主要出海口之一。多处优良港湾, 可供建港的海域超过20 n mile, 湾阔水深, 不冻不淤, 地质条件良好, 特别适宜开发建设深水泊位, 是国内外专家公认的深水大港良址, 可建设泊位166个, 吞吐能力可达到5.8亿t。近几年, 日照先后建成矿石、集装箱等万吨级以上泊位20个, 2009年港口吞吐量达1.8亿t, 2010年突破2.0亿t, 稳居全国港口第九位。港口的迅猛发展对海洋实况预报信息的依赖越来越强, 天气、海况是影响码头施工、建设的重要因素, 船只的进出、安全靠泊和货物的装卸等港口的安全生产、调度更离不开海洋实况预报信息。
2.2 日照市海洋防灾减灾、海洋灾害应急管理的需要
有些海洋灾害, 如风暴潮、巨浪和海啸等是自然现象, 人类没有能力阻挡其发生, 但可以通过预知其发生时间、范围、强度, 采取相应措施。如, 堤防加固、船舶停航和设施设备人员物资转移等来减轻灾害的损失。有些海洋灾害, 如赤潮等是人类活动加剧了灾害的发生, 对这种灾害, 要弄清其发生机理, 从源头加以控制和预防。以上灾害都需知道其形成机理、灾害来源、移动和强度的变化, 要获得这些知识, 要靠对海洋环境要素的长期观测, 对各种要素的相互关系的模式化分析和预报。 随着各级政府部门对海洋灾害应急管理工作的重视, 和日照市海洋经济的蓬勃发展, 一旦出现灾害性的天气海况, 迫切需要准确的海洋实况信息和海洋预报信息为政府决策提供支持。
2.3 日照市体育经济发展的需要
近年来, 日照市委、市政府大力发展体育经济, 提出了“打造水上运动之都”的战略构想。依托得天独厚的自然环境和水上运动条件, 日照市规划建设了“亚洲第一、世界领先”的国际水上运动训练基地, 具备全部水上运动项目的竞赛设施条件, 可以满足国际、国内重大水上运动赛事的需要, 已被批准为“国家水上运动训练基地”和2008年奥运会帆船帆板指定训练场地。先后成功举办了2005年国际欧洲级帆船世界锦标赛、2006年国际470级帆船世界锦标赛、2007年首届中国水上运动会、2008年奥运会帆船帆板热身赛、2009年11届全运会水上比赛和2010年第二届中国水上运动会。赛事的成功举办和运动员良好成绩的取得, 离不开准确的海洋实况和预报信息的保障。
2.4 “生态建市”, 保护日照市海洋环境和海洋生态的需要
日照市把“生态建市”作为城市的四大发展战略之一, 纳入到经济社会发展总体规划, 积极运用生态的理念规划建设并管理城市。在经济快速增长、城市迅速扩大的同时, 日照市始终保持 “ 蓝天、绿树、碧海、金沙滩 ” 的环境优势, 环境质量得到持续改善, 生态城市特色日渐突出。海洋生态资源、旅游资源丰富——64 km的金沙滩, 奥林匹克水上公园, 碧海蓝天, 造就了真正的阳光度假海岸。夏季到日照海滨旅游的人数迅速增长, 已成“井喷”之势。2008年旅游人数突破1 200万人次, 旅游收入突破65亿元。发展滨海旅游、海洋渔业、海洋水产养殖和海洋新兴产业, 同样离不开海洋水文、海洋生态和海洋环境监测预报信息的支撑。
3 日照市海洋观测预报服务系统设计
3.1 目标
按照“一流装备、一流技术、一流人才、一流台站、一流服务”的建设原则, 在充分利用现有海洋观测、预报和信息系统资源的基础上, 建立和完善海洋环境立体观测网络、加强海洋环境数值预报能力建设, 应急决策支持平台建设和声像制作平台建设、建设完善海洋预报预警信息发布系统, 形成国家和地方相结合的海洋环境观测预报业务体系。应急管理综合能力显著提高, 有效减少重大、特别重大海洋灾害及其造成的生命财产损失。
3.2 完善日照市各类海洋观监测系统
进一步加强日照市海洋监测站点建设, 建设由国家、企业、当地政府投资的布局合理的日照市海洋实时监测系统。
3.2.1 建设日照北近岸海域海洋自动化观测站 (东港区海洋自动化观测站)
在桃花岛-张家台近岸海域建设日照北近岸海域海洋自动化观测站, 开展风、浪、潮自动化观测。将来可与东港区政府共建日照市东港区海洋环境监测站。
3.2.2 在万平口日照海水浴场和水运会比赛海域抛放海洋生态浮标1套
该生态浮标可监测水温、盐度、海流、波浪、溶解氧、化学需氧量、pH值、风向和风速等水文气象化学要素, 既为日照海水浴场提供监测信息, 又可为在水运会基地开展的国际、国内帆船、帆板等水上运动项目提供海洋实况监测信息。
3.2.3 在石臼近海约12~15 n mile海域处抛设多功能中大型浮标
在石臼近海约12~15 n mile海域处 (平岛附近海域) 抛设多功能中大型浮标, 开展风、气温、气压、风向风速、水温、盐度、海流和海浪的观测, 拟补日照近海水文气象资料的不足, 提高日照近海预报精度, 为海洋捕捞, 近海渔场制作专项预报。
3.2.4 将岚山站建成多参数的水文气象观测站
在现开展的风浪潮观测的基础上, 将岚山站建成能开展气温、湿度、能见度、降水、气压、风、水温、盐度、海发光、潮位和波浪观测的多功能自动化观测站。同时利用代表性好的优势建设地波雷达站。将来可考虑与岚山区共建岚山区海洋环境监测站。
3.2.5 建设董家口海洋站, 并纳入日照站管理
基于青岛市在胶南董家口海域建设40万吨超大型矿石码头及大型港口作业区的规划, 该地区已迅速成为山东省重要的海洋经济热点区域, 考虑到该地区涉海港口企业发展的需要以及胶南海区缺乏海洋实时观测资料, 应考虑设立董家口海洋观测站。除开展常规海洋水文气象观测外, 还可开展海洋生态实时监测和海洋水动力参数的实时监测, 满足日照和胶南海域海洋调查评价、海洋工程建设、海洋防灾减灾等需要。同时考虑距离日照近, 管理方便, 可考虑将董家口海洋观测站纳入日照站管理。
3.2.6 建设日照站海洋信息中心, 实现日照海区实时资料的接收及上传
建设日照站海洋实况资料的集成、接收和上传中心, 满足日照市、海区预报中心和国家预报中心海洋预警报、防灾减灾的需要。
3.3 日照市海洋预报服务系统建设
3.3.1 海洋环境数值预报系统能力建设
在日照站 (日照市海洋环境监测预报中心) 配置高端计算机服务器, 充分利用国家、海区预报台的预报产品, 发展海洋环境数值预报释用技术, 制作海洋环境要素诊断分析和海洋预报产品。
3.3.2 应急决策支持平台建设
利用3S (GIS、GPS、RS) 技术、数据库技术、综合分析技术、人工智能技术、现代通信和多媒体等技术, 结合海洋观测预报预警技术, 建设日照市海洋灾害应急决策支持平台、海洋环境多源信息综合分析处理平台, 网络传输平台, 实现与国家、海区海洋预报机构之间的预警报远程会商, 具备为日照市政府应急保障提供决策信息的能力, 实现各类数据的快速收集、分析、处理、发布和查询服务。为防灾减灾、应急管理提供基础决策信息。
3.3.3 声像制作平台
在日照站 (日照市海洋环境监测预报中心) 建设声像制作室, 配置广播级数字编辑录像系统、数字图文创作系统, 建设配套的电视节目制作室, 进行海洋预报电视预报节目的制作。
3.4 建立有效的海洋预报信息发布系统
建设日照市海洋环境观测预报信息发布系统和海洋预报专业网站, 通过DDN专线、GPRS、电话、传真、互联网、电视、广播和手机短信等多种方式实时向社会公众发布海洋环境预报预警信息。实现公共海洋预报服务的连续滚动、灵活迅速、个性化、数字化、多媒体化及动态跟踪全程服务, 提高海洋预报服务效果。
(1) 申请独立的海洋预报电视版面。申请独立的海洋预报、预警报和海水浴场预报 (东港、岚山、日照港区、岚山港区和日照渔区等海洋预报) 电视版面。
(2) 与移动、联通公司建立短信海洋预报、预警报发布系统。通过短信向政府领导、涉海部门、水产养殖捕捞、滨海旅游提供海洋预警报信息、海水浴场和滨海旅游度假区专项预报信息。
(3) 建立与相关政府部门 (防汛指挥部、市应急办、海洋管理部门和海事) 、涉海企业 (日照港、岚山港、岚桥和引航) 建立专项海洋预报发布、显示系统。与航道疏浚部门、海洋工程施工部门建立预报发布显示系统、海洋实况资料显示系统。
(4) 建立修订日照市北岸段、中岸段和南岸段的防海潮警戒水位。
(5) 在水运基地、海水浴场等热点区域建立海洋实况信息及海洋预报显示系统。
(6) 在海洋站建立大型服务器, 制作海洋预报专用网页、建立专门的海洋实况资料查询系统。
(7) 引进能胜任新形势下海洋观测预报工作需要的复合型人才。
4 结束语
日照市海洋观测预报服务系统的建设, 需要充分发挥国家、地方政府和涉海港口企业的作用, 可以申请由国家投资 (或大部分投资) 建设海洋观测预警报设备, 由地方政府、涉海企业配套一定比例的经费, 并且将海洋观测预报业务运行经费纳入日照市政府财政预算和涉海港口企业年度经费预算。海洋观测预报工作使命光荣、责任重大任务艰巨, 我们要通过不断努力推动日照市海洋观测预报工作发展, 满足新形势下地方经济建设对海洋观测预报工作的需要。
摘要:文章展望了国内外海洋观测预报服务系统的发展趋势, 根据日照市港口经济、海洋防灾减灾、体育经济和海洋生态旅游等发展需要, 对日照市建立海洋观测预报服务系统的重要性和必要性进行了论述, 提出了日照市海洋观测预报服务系统的组成:日照市海洋观测系统布局、海洋预报系统建立完善、建立有效的通信和海洋预报信息发布系统等几方面, 为政府部门领导决策提供建议。
关键词:海洋观测,预报,系统,设计
海洋观测系统 篇2
海洋观测数据通信与管理系统在技术层面上属于技术复杂系统,并且其所涉及的领域很广泛,该系统在设计、集成时需要解决各设备之间、网络系统之间、异构数据库之间、应用系统之间、人机界面之间等的接口问题,对于系统接口的处理、设计等直接影响到系统性能的满足和功能的实现。而解决接口问题的途径就是将其作为产品,对其规划、设计、研发及集成、检验、维护等方面制定相应的标准,实现系统的通用化、系列化和模块化[2]。从产业化的角度考虑该系统实质上应该依据标准化的原理,设计并研发出若干通用性强的组件,经过设计、配置和实施,集成为满足海洋观测数据用户需求的有机整体。目前我国已经建设了多个区域性的海洋环境观测集成示范系统,并在海洋观测数据通信与管理系统的`规划、建设等方面具有一定的经验和能力,但在系统实现的过程中现阶段可以依据的标准仅有《海洋信息元数据》。然而就该系统的组成结构、主要功能、主要特性及实现流程考虑,海洋观测数据通信与管理系统实现的每个步骤都应有可遵循的行业标准或规范作为依据,以满足系统的专业化、标准化、模块化等目标。
海洋观测系统 篇3
目前在国家 “863”计划和专项的支持下,我国已经建立了多个区域性的海洋环境观测集成示范系统,并初步形成了国家海洋环境观测集成系统格局。在海洋环境观测集成技术标准制定工作方面,据不完全统计,共制定各类海洋观测仪器设备标准42项,涵盖从岸基、船基到海基的海洋观测仪器设备;其中基础通用标准14项(国家标准3项、行业标准11项)、岸基观测仪器设备标准9 项(国家标准1项、行业标准8项)、船基观测仪器设备标准10项(国家标准3项、行业标准7项)、海基观测仪器设备标准9项(国家标准1项、行业标准8项),但尚未制定出针对海洋观测数据通信与管理系统设计、建设、运行管理等相关标准和规范。从系统的业务化运行考虑,该系统的设计、构建等需要相应的标准,以统一规范系统的性能、接口、通信、开发工具、运行环境、评估检验、应用及管理等。因此,在现有标准的基础上,通过建立海洋观测数据通信与管理系统的标准体系,不断完善各类标准,统一规范海洋观测数据通信与管理系统设计、建设、运行、检验、评估及管理,对国家海洋观测集成系统建设具有重大意义。
2 海洋观测数据通信与管理系统标准化需求分析
2.1 海洋观测数据通信与管理系统组成结构
海洋观测数据集成系统是将遥感卫星、巡航飞机、监测船、各类浮标、潜标、海床基、水下观测站、岸/平台基海洋观测站、雷达站及其他可利用的观测系统所获得的实时及延时观测数据、实验室对海水样品检测所获得的分析数据及通过互联网或资料交换得到的数据,通过多种通信方式集成到观测数据处理中心,并对其进行质控、处理、分析和加工后,建立基础数据库、实时数据库和信息产品库等,并通过互联网、专线等方式,为有关部门及用户提供多种形式的信息服务[1]。
海洋观测数据通信与管理系统是海洋环境观测集成系统的重要组成部分和核心研究内容,是集成系统的中枢神经,主要由数据接收与收集、数据处理与管理和数据分发3个子系统共10个模块组成(图1)。其中数据接收与收集子系统是利用各类有线、无线通信技术,构建数据传输网络,依据后端数据分析、应用系统对数据传输等的要求,实现对海洋环境观测平台及其传感器等实时/准实时数据、观测设备存储数据、指导性数据及其他可利用数据的获取、集成;数据处理与管理子系统是对集成数据进行规范化存储管理,采用成熟的海洋观测数据处理方法及模式,完成对观测数据的处理、分析、质量控制等,并依托元数据管理建立实时数据库、延时数据库;数据分发子系统是针对后端的信息产品制作、海洋预报、防灾减灾等对数据的需求,提供数据传输及共享服务等。
2.2 海洋观测数据通信与管理系统实现流程
海洋观测数据通信与管理系统的规划、设计及建设,首先要以海洋科学研究、防灾减灾、预警预报等对海洋观测数据传输能力的总体需求为依托,以国内外相关技术研究的发展状况为参照,开展系统建立的可行性分析,明确系统建设投资及效益分析后,确立系统建设的总体目标、研究内容等,并在此基础上开展系统的总体设计,明确系统的整体框架、业务流程、运行管理方式、功能及性能指标等,用于指导、规范集成系统的建设;其次要基于系统的总体设计开展该系统的详细设计与研发,这也是系统建设的关键部分,主要包括接口设计(基于系统设计与实现的模块化思想,明确主要功能模块间的接口,如数据通信方式、数据接口、系统接口、人机接口等)、数据管理规划(规划设计元数据、数据库,确定数据质量控制方法及标准化格式等)、应用软件研发(依据功能需求、运行条件等选择开发工具及开发环境,实现应用软件的研发、测试等);最后依据系统的总体设计方案搭建数据传输网络及运行平台、开展系统集成及试运行,根据系统的试运行情况对其进行评价与检验,以实现系统的业务化稳定运行。
2.3 海洋观测数据通信与管理系统标准化需求
海洋观测数据通信与管理系统在技术层面上属于技术复杂系统,并且其所涉及的领域很广泛,该系统在设计、集成时需要解决各设备之间、网络系统之间、异构数据库之间、应用系统之间、人机界面之间等的接口问题,对于系统接口的处理、设计等直接影响到系统性能的满足和功能的实现。而解决接口问题的途径就是将其作为产品,对其规划、设计、研发及集成、检验、维护等方面制定相应的标准,实现系统的通用化、系列化和模块化[2]。从产业化的角度考虑该系统实质上应该依据标准化的原理,设计并研发出若干通用性强的组件,经过设计、配置和实施,集成为满足海洋观测数据用户需求的有机整体。
目前我国已经建设了多个区域性的海洋环境观测集成示范系统,并在海洋观测数据通信与管理系统的规划、建设等方面具有一定的经验和能力,但在系统实现的过程中现阶段可以依据的标准仅有《海洋信息元数据》。然而就该系统的组成结构、主要功能、主要特性及实现流程考虑,海洋观测数据通信与管理系统实现的每个步骤都应有可遵循的行业标准或规范作为依据,以满足系统的专业化、标准化、模块化等目标。
3 海洋观测数据通信与管理系统标准体系的初步构想
依据对海洋观测数据通信与管理系统的组成结构分析,基于系统建设通用化、模块化的思想,应该建立观测数据标准、观测数据传输规程、观测数据存储标准、观测数据质量控制方法标准等以明确各模块之间的接口。基于对系统专业化、业务化的考虑,依托该系统实现流程的分析,需要建立应用软件检验评估及业务化运行保障等相关标准,以此作为系统检验和运行维护的依据。
针对海洋观测数据通信与管理系统规划、设计、研发及实施中需要解决的相关问题,本文提出海洋观测数据通信与管理系统标准体系的初步构想,此标准体系共包括以下标准和规程。
(1)观测数据标准。规定天基、空基、岸基、海基、海面及水下等各类海洋观测数据及其生成各类文件的类型、名称、结构、内容、单位、表达方式等。
(2)观测数据传输规程。 规定天基、空基、岸基、海基、海面及水下等各类海洋观测数据及其生成各类文件的传输内容、方式、媒介、路径、目的地、数据传输时效、误码率等。
(3)观测数据存储标准。 规定天基、空基、岸基、海基、海面及水下等各类海洋观测数据及其生成各类文件的存储内容、类型、方式等。
(4)数据质量控制标准。 规定天基、空基、岸基、海基、海面及水下等各类海洋观测数据质量控制的内容、方式、方法、时机等。
(5)数据处理方法基础标准。规定天基、空基、岸基、海基、海面及水下等各类海洋观测数据处理的方法、方式、效果和时机等。
(6)应用软件检验评估标准。 规定数据的传输、处理、质量控制、存储、分发、共享等应用软件检验与评估内容、方式、方法和合格判定条件等相关要求。
(7)业务化运行保障标准。规定数据的传输、处理、质量控制、存储、分发、共享等应用软件业务化运行的可靠性、可维护性、可追溯性、易用性、安全性和可移植性指标及相关要求。
4 结束语
针对海洋资源开发、防灾减灾、环境保护、科学研究、海洋管理、海上国防建设等对海洋观测数据的需求,结合海洋观测数据通信与管理系统标准化实际情况,提出海洋观测数据通信与管理系统标准体系的初步构想,为该系统的标准化提供参考。海洋观测数据通信与管理系统的规划、研发与建立涉及数据通信、计算机应用、科学计算等多领域的技术和研究,其标准体系的建立需要多方面工作的支持,需要系统地开展相关工作,不断制定、完善各类标准及规程,以统一规范该系统的设计、建设、运行、检验、评估及监督管理等,最终实现该系统立体、实时、全覆盖业务化运行的终极目标,以提升我国各项海洋工作能力。
参考文献
[1]周智海.海洋环境监测和信息服务集成系统规范化设计考虑[J].气象水文海洋仪器,2004(3):1-8.
海洋观测预报管理条例全文 篇4
第一章 总 则
第一条 为了加强海洋观测预报管理,规范海洋观测预报活动,防御和减轻海洋灾害,为经济建设、国防建设和社会发展服务,制定本条例。
第二条 在中华人民共和国领域和中华人民共和国管辖的其他海域从事海洋观测预报活动,应当遵守本条例。
第三条 海洋观测预报事业是基础性公益事业。国务院和沿海县级以上地方人民政府应当将海洋观测预报事业纳入本级国民经济和社会发展规划,所需经费纳入本级财政预算。
第四条 国务院海洋主管部门主管全国海洋观测预报工作。
国务院海洋主管部门的海区派出机构依照本条例和国务院海洋主管部门规定的权限,负责所管辖海域的海洋观测预报监督管理。
沿海县级以上地方人民政府海洋主管部门主管本行政区毗邻海域的海洋观测预报工作。
第五条 国家鼓励、支持海洋观测预报科学技术的研究,推广先进的技术和设备,培养海洋观测预报人才,促进海洋观测预报业务水平的提高。
对在海洋观测预报工作中作出突出贡献的单位和个人,给予表彰和奖励。
第二章 海洋观测网的规划、建设与保护
第六条 国务院海洋主管部门负责编制全国海洋观测网规划。编制全国海洋观测网规划应当征求国务院有关部门和有关军事机关的意见,报国务院或者国务院授权的部门批准后实施。
沿海省、自治区、直辖市人民政府海洋主管部门应当根据全国海洋观测网规划和本行政区毗邻海域的实际情况,编制本省、自治区、直辖市的海洋观测网规划,在征求本级人民政府有关部门的意见后,报本级人民政府批准实施,并报国务院海洋主管部门备案。
修改海洋观测网规划,应当按照规划编制程序报原批准机关批准。
第七条 编制海洋观测网规划,应当坚持统筹兼顾、突出重点、合理布局的原则,避免重复建设,保障国防安全。
编制海洋观测网规划,应当将沿海城市和人口密集区、产业园区、滨海重大工程所在区、海洋灾害易发区和海上其他重要区域作为规划的重点。
第八条 海洋观测网规划主要包括规划目标、海洋观测网体系构成、海洋观测站(点)总体布局及设施建设、保障措施等内容。
第九条 海洋观测网的建设应当符合海洋观测网规划,并按照国家固定资产投资项目建设程序组织实施。
海洋观测站(点)的建设应当符合国家有关标准和技术要求,保证建设质量。
第十条 国务院海洋主管部门和沿海县级以上地方人民政府海洋主管部门负责基本海洋观测站(点)的设立和调整。
有关主管部门因水利、气象、航运等管理需要设立、调整有关观测站(点)开展海洋观测的,应当事先征求有关海洋主管部门的意见。
其他单位或者个人因生产、科研等活动需要设立、调整海洋观测站(点)的,应当按照国务院海洋主管部门的规定,报有关海洋主管部门批准。
第十一条 海洋观测站(点)及其设施受法律保护,任何单位和个人不得侵占、毁损或者擅自移动。
第十二条 国务院海洋主管部门、沿海县级以上地方人民政府海洋主管部门,应当商本级人民政府有关部门按照管理权限和国家有关标准划定基本海洋观测站(点)的海洋观测环境保护范围,予以公告,并根据需要在保护范围边界设立标志。
禁止在海洋观测环境保护范围内进行下列活动:
(一)设置障碍物、围填海;
(二)设置影响海洋观测的高频电磁辐射装置;
(三)影响海洋观测的矿产资源勘探开发、捕捞作业、水产养殖、倾倒废弃物、爆破等活动;
(四)可能对海洋观测产生危害的其他活动。
第十三条 新建、改建、扩建建设工程,应当避免对海洋观测站(点)及其设施、观测环境造成危害;确实无法避免的,建设单位应当按照原负责或者批准设立、调整该海洋观测站(点)的主管部门的要求,在开工建设前采取增建抗干扰设施或者新建海洋观测站(点)等措施,所需费用由建设单位承担。
第三章 海洋观测与资料的汇交使用
第十四条 从事海洋观测活动应当遵守国家海洋观测技术标准、规范和规程。
从事海洋观测活动的单位应当建立质量保证体系和计量管理体系,加强对海洋观测资料获取和传输的质量控制,保证海洋观测资料的真实性、准确性和完整性。
第十五条 海洋观测使用的仪器设备应当符合国家有关产品标准、规范和海洋观测技术要求。
海洋观测计量器具应当依法经计量检定合格。未经检定、检定不合格或者超过检定周期的计量器具,不得用于海洋观测。对不具备检定条件的海洋观测计量器具,应当通过校准保证量值溯源。
第十六条 国家建立海上船舶、平台志愿观测制度。
承担志愿观测的船舶、平台所需要的海洋观测仪器设备由海洋主管部门负责购置、安装和维修;船舶、平台的所有权人或者使用权人应当予以配合,并承担日常管护责任。
第十七条 从事海洋观测活动的单位应当按照国务院海洋主管部门的`规定,将获取的海洋观测资料向有关海洋主管部门统一汇交。
国务院海洋主管部门和沿海县级以上地方人民政府海洋主管部门应当妥善存储、保管海洋观测资料,并根据经济建设和社会发展需要对海洋观测资料进行加工整理,建立海洋观测资料数据库,实行资料共享。
海洋观测资料的汇交、存储、保管、共享和使用应当遵守保守国家秘密法律、法规的规定。
第十八条 国家机关决策和防灾减灾、国防建设、公共安全等公益事业需要使用海洋观测资料的,国务院海洋主管部门和沿海县级以上地方人民政府海洋主管部门应当无偿提供。
第十九条 国际组织、外国的组织或者个人在中华人民共和国领域和中华人民共和国管辖的其他海域从事海洋观测活动,依照《中华人民共和国涉外海洋科学研究管理规定》的规定执行。
国际组织、外国的组织或者个人在中华人民共和国领域和中华人民共和国管辖的其他海域从事海洋观测活动,应当遵守中华人民共和国的法律、法规,不得危害中华人民共和国的国家安全。
第二十条 任何单位和个人不得擅自向国际组织、外国的组织或者个人提供属于国家秘密的海洋观测资料和成果;确需提供的,应当报国务院海洋主管部门或者沿海省、自治区、直辖市人民政府海洋主管部门批准;有关海洋主管部门在批准前,应当征求本级人民政府有关部门的意见,其中涉及军事秘密的,还应当征得有关军事机关的同意。
第四章 海洋预报
第二十一条 国务院海洋主管部门和沿海县级以上地方人民政府海洋主管部门所属的海洋预报机构应当根据海洋观测资料,分析、预测海洋状况变化趋势及其影响,及时制作海洋预报和海洋灾害警报,做好海洋预报工作。
国务院海洋主管部门和沿海县级以上地方人民政府海洋主管部门所属的海洋预报机构应当适时进行海洋预报和海洋灾害警报会商,提高海洋预报和海洋灾害警报的准确性、及时性。
第二十二条 海洋预报和海洋灾害警报由国务院海洋主管部门和沿海县级以上地方人民政府海洋主管部门所属的海洋预报机构按照职责向公众统一发布。其他任何单位和个人不得向公众发布海洋预报和海洋灾害警报。
第二十三条 国务院有关部门、沿海地方各级人民政府和沿海县级以上地方人民政府有关部门应当根据海洋预报机构提供的海洋灾害警报信息采取必要措施,并根据防御海洋灾害的需要,启动相应的海洋灾害应急预案,避免或者减轻海洋灾害。
第二十四条 沿海县级以上地方人民政府指定的当地广播、电视和报纸等媒体应当安排固定的时段或者版面,及时刊播海洋预报和海洋灾害警报。
广播、电视等媒体改变海洋预报播发时段的,应当事先与有关海洋主管部门协商一致,但是因特殊需要,广播电视行政部门要求改变播发时段的除外。对国计民生可能产生重大影响的海洋灾害警报,应当及时增播或者插播。
第二十五条 广播、电视和报纸等媒体刊播海洋预报和海洋灾害警报,应当使用国务院海洋主管部门和沿海县级以上地方人民政府海洋主管部门所属的海洋预报机构提供的信息,并明示海洋预报机构的名称。
第二十六条 沿海县级以上地方人民政府应当建立和完善海洋灾害信息发布平台,根据海洋灾害防御需要,在沿海交通枢纽、公共活动场所等人口密集区和海洋灾害易发区建立海洋灾害警报信息接收和播发设施。
第二十七条 国务院海洋主管部门和沿海省、自治区、直辖市人民政府海洋主管部门应当根据海洋灾害分析统计结果,商本级人民政府有关部门提出确定海洋灾害重点防御区的意见,报本级人民政府批准后公布。
在海洋灾害重点防御区内设立产业园区、进行重大项目建设的,应当在项目可行性论证阶段,进行海洋灾害风险评估,预测和评估海啸、风暴潮等海洋灾害的影响。
第二十八条 国务院海洋主管部门负责组织海平面变化和影响气候变化的重大海洋现象的预测和评估,并及时公布预测意见和评估结果。
沿海省、自治区、直辖市人民政府海洋主管部门应当根据海洋灾害防御需要,对沿海警戒潮位进行核定,报本级人民政府批准后公布。
第五章 法律责任
第二十九条 国务院海洋主管部门及其海区派出机构、沿海县级以上地方人民政府海洋主管部门,不依法作出行政许可或者办理批准文件,发现违法行为或者接到对违法行为的举报不予查处,或者有其他未依照本条例规定履行职责的行为的,对直接负责的主管人员和其他直接责任人员依法给予处分;直接负责的主管人员和其他直接责任人员构成犯罪的,依法追究刑事责任。
第三十条 国务院海洋主管部门及其海区派出机构、沿海县级以上地方人民政府海洋主管部门所属的海洋预报机构瞒报、谎报或者由于玩忽职守导致重大漏报、错报、迟报海洋灾害警报的,由其上级机关或者监察机关责令改正;情节严重的,对直接负责的主管人员和其他直接责任人员依法给予处分;直接负责的主管人员和其他直接责任人员构成犯罪的,依法追究刑事责任。
第三十一条 未经批准设立或者调整海洋观测站(点)的,由有关海洋主管部门责令停止违法行为,没收违法活动使用的仪器设备和违法获得的海洋观测资料,并处2万元以上10万元以下的罚款;符合海洋观测网规划的,限期补办有关手续;不符合海洋观测网规划的,责令限期拆除;逾期不拆除的,依法实施强制拆除,所需费用由违法者承担。
第三十二条 违反本条例规定,有下列行为之一的,由有关海洋主管部门责令停止违法行为,限期恢复原状或者采取其他补救措施,处2万元以上20万元以下的罚款;逾期不恢复原状或者不采取其他补救措施的,依法强制执行;造成损失的,依法承担赔偿责任;构成犯罪的,依法追究刑事责任:
(一)侵占、毁损或者擅自移动海洋观测站(点)及其设施的;
(二)在海洋观测环境保护范围内进行危害海洋观测活动的。
第三十三条 违反本条例规定,有下列行为之一的,由有关主管部门责令限期改正,给予警告;逾期不改正的,处1万元以上5万元以下的罚款:
(一)不遵守国家海洋观测技术标准、规范或者规程的;
(二)使用不符合国家有关产品标准、规范或者海洋观测技术要求的海洋观测仪器设备的;
(三)使用未经检定、检定不合格或者超过检定周期的海洋观测计量器具的。
违反本条第一款第二项、第三项规定的,责令限期更换有关海洋观测仪器设备、海洋观测计量器具。
第三十四条 从事海洋观测活动的单位未按照规定汇交海洋观测资料的,由负责接收海洋观测资料的海洋主管部门责令限期汇交;逾期不汇交的,责令停止海洋观测活动,处2万元以上10万元以下的罚款。
第三十五条 单位或者个人未经批准,向国际组织、外国的组织或者个人提供属于国家秘密的海洋观测资料或者成果的,由有关海洋主管部门责令停止违法行为;有违法所得的,没收违法所得;构成犯罪的,依法追究刑事责任。
第三十六条 违反本条例规定发布海洋预报或者海洋灾害警报的,由有关海洋主管部门责令停止违法行为,给予警告,并处2万元以上10万元以下的罚款;构成违反治安管理行为的,依法给予治安管理处罚;构成犯罪的,依法追究刑事责任。
第三十七条 广播、电视、报纸等媒体有下列行为之一的,由有关主管部门责令限期改正,给予警告;情节严重的,对直接负责的主管人员和其他直接责任人员依法给予处分:
(一)未依照本条例规定刊播海洋预报、海洋灾害警报的;
(二)未及时增播或者插播对国计民生可能产生重大影响的海洋灾害警报的;
(三)刊播海洋预报、海洋灾害警报,未使用海洋主管部门所属的海洋预报机构提供的信息的。
第六章 附则
第三十八条 本条例下列用语的含义是:
(一)海洋观测,是指以掌握、描述海洋状况为目的,对潮汐、盐度、海温、海浪、海流、海冰、海啸波等进行的观察测量活动,以及对相关数据采集、传输、分析和评价的活动。
(二)海洋预报,是指对潮汐、盐度、海温、海浪、海流、海冰、海啸、风暴潮、海平面变化、海岸侵蚀、咸潮入侵等海洋状况和海洋现象开展的预测和信息发布的活动。
(三)海洋观测站(点),是指为获取海洋观测资料,在海洋、海岛和海岸设立的海洋观测场所。
(四)海洋观测设施,是指海洋观测站(点)所使用的观测站房、雷达站房、观测平台、观测井、观测船、浮标、潜标、海床基、观测标志、仪器设备、通信线路等及附属设施。
(五)海洋观测环境,是指为保证海洋观测活动正常进行,以海洋观测站(点)为中心,以获取连续、准确和具有代表性的海洋观测数据为目标所必需的最小立体空间。
第三十九条 中国人民解放军的海洋观测预报工作,按照中央军事委员会的有关规定执行。
海洋环境监测及监测信息的发布,依照有关法律、法规和国家规定执行。
海洋观测系统 篇5
现场实际比对校准工作与实验室检测工作不同,在符合规程对实验环境的要求同时,所采取的实验方法应依据检定规程结合实际现场环境进行。本文基于海洋环境监测站和海洋资料浮标的海洋环境自动观测系统设备现场校准工作,依据JJG(海洋)01-1994《海洋资料浮标传感器检定规 程》[1]、JJG860-1994《压力传感 器 (静态)检定规程》[2]以及2013年8月13日最新实施的JJG1084-2013《数字式气 压计检定 规程》[3],把气压传感器实验室检定方法与现场校准工作进行比较,从而研究讨论适用于现场校准气压传感器的方法和不确定度评定。
1气压传感器的现场校准方法
在实验室中检定气压传感器依据JJG(海洋) 01-1994《海洋资料浮标传感器检定规程》[1]和JJG860-1994《压力传感器(静态)检定规程》[2]。 规程要求使用双管水银气压表或数字式气压计作为标准器,要求单独取气压传感器对其进行输出电压测量。而现场实际情况是适宜要求便携和精确的气压标准器,且自动观测系统为各种气象数据传感器的集成设备,单独的传感器不宜拆卸。所以在实际现 场校准自 动观测系 统的0.1级气压传感器时,我们采用0.02级数字气压计作为标准器,利用自动观测系统设备为实时数字显示的特性,结合JJG1084-2013《数字式气压计检定规程》[3],总结了现场校准方法。
1.1范围
本校准方 法适用于 测量范围 在800~ 1 100hPa内海洋环境自动观测系统气压传感器的使用中校准。
1.2引用文件
JJG1084-2013数字式气压计[3];JJG(海洋) 01-1994海洋资料浮标传感器[1];JJG860-1994压力传感器(静态)[2]。
1.3技术要求
(1)传感器结构应完整,接口明显,内部结构密闭,接(插)件应牢固,不应有松动现象。
(2)传感器应标明型号、编号、测量范围、制造单位或商标等信息。
(3)采集数据应在自动观测系统显示界面实时显示,要求更新时间不大于2s。
1.4标准器及辅助设备
标准器为数字气压计,测量范围应覆盖被测设备的测量范围,最大允许误差的绝对值应不大于被测设备最大允许误差绝对值的1/3。辅助设备为压力控制装置。
1.5环境条件
环境温度:(20±2)℃;环境湿度:不大于80%RH。
1.6校准方法
校准方法包括:1外观及功能检测;2校准时传压介质选用洁净干燥的空气;3传感器示值误差的校准按图1所示的方式连接;4校准时应尽量使气压传感器压力参考位置与标准器压力参考位置在同一水平面上;5校准前应对校准系统进行密封性检测;6在传感器测量范围内均匀选取不少于6个整10hPa检定点,逐点对传感器进行升压(降压)试验,压力控制装置在校准点稳压波动在±1hPa内,待被测系统显示数字不变时记录数据。此工作重复不少于3次循环。
1.7计算被测传感器各校准点的示值误差
按式(1)和式(2)分别计算气压传感器各校准点正行程、反行程示值误差,即
式中:Δp′Iij为传感器正行程第i个校准点第j次校准示值误差,hPa;ci为标准器第i各校准点示值修正值,hPa;δpHi为传感器第i个校准点由高度差引起的示值误差修正值,hPa;Δp′Dij为传感器反行程 第i个校准点 第j次校准示 值误差,hPa。
按式(3)和式(4)分别计算气压传感器各校准点正行程、反行程示值误差的平均值,即
式中:为传感器正行程第i个校准点示值误差平均值,hPa;为传感器反行程第i个校准点示值误差平均值,hPa。
按式(5)分别计算气压传感器各校准点示值误差的平均值,即
式中:为传感器第i个校准点示值误差平均值,hPa。
2不确定度评定
2.1测量依据
依据JJG1084-3013《数字式气压计检定规程》[2]和JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》[4]进行测量。
2.2测量标准
0.02级数字气 压计,测量范围 为600~ 1 100hPa,最大允许误差为0.02%FS。
2.3测量方法
选定一台0.1级气压传感器,其测量范围为800~1 100hPa,最大允许误差为0.1%FS。用标准器在要求环境下对其进行升降压比对。逐点读取被测传感器响应示值,被测传感器响应示值与标准器产生的压力值之差为该传感器的示 值误差。
2.4评定结果的使用
符合上述条件的测量结果,一般可参照使用本不确定度的评定方法。
2.5数学模型
建立不确定度计算的数学模型,即
式中:Δp为传感器各校准点的示值误差;pR为传感器各校准点正反行程示值;pS为标准器修正后各校准点正反行程示值;δpH为传感器各校准点由高度差引起的示值误差修正值。
2.6不确定度分量的来源及其评定
2.6.1示值重复性引起的不确定度分量u1(pR)
在被测气压传感器量程范围内均匀选取7个校准点,每个校准点正反行程循环比对5次。此项不确定度类型为A类,概率分布为正态分布, 由示值重复性引起的不确定度分量
式中:pi为压力校准点上被测传感器的第i个示值;p珚为压力校 准点上被 测传感器 的示值平 均值。
不确定度分量见表1所示。
2.6.2被测数字气压计分辨力引起不确定度分量u2(pR)
被测数字气压计的分辨力为0.1hPa,此项不确定度类型为B类,概率分布为均匀分布。由此引起的不确定度分量为
2.6.3标准器最大允许误差所产生的不确定度分量u3(pS)
选用的标准器最大允许误差为0.2hPa,此项不确定度类型为B类,概率分布为均匀分布。 由此引起的不确定度分量为
2.6.4工作介质高度差误差修正值引起的不确定度分量u4(pH)
依据JJG1084-2013《数字式气压计检定规程》[3],由参考位置高度差引起的示值误差应不 超过被测气压计 最大允许 误差的1/10,在此为0.1hPa。此项不确定度类型为B类,概率分布为均匀分布,由此引起的不确定度分量为
2.7合成测量不确定度
不确定度分量汇总见表2所示。
以上各量互不相关,故合成标准不确定度为
2.8扩展不确定度
被测气压传感器示值误差的测量结果符合正态分布,置信概率为95%,此时扩展因子k=2, 扩展不确定度为
示值误差测量结果不确定度报告见表3。
2.9不确定度验证
采用传递比较法[5],用该标准器对经上级标准器校准符合要求的气压传感器进行校准(表4)。
如表4所示,对比结果最大差值为0.04hPa, 满足∣y-y0∣≤U的条件,所以该测量不确定度得到验证。
3结论
海洋观测系统 篇6
在新时期, 在国家海洋局的正确领导和“三个六”工作部署、“五个用海”科学管理理念的指导下, 加快发展海洋观测技术, 提升海洋观测业务水平, 强化海洋观测业务保障体系建设, 有效地满足沿海地区经济社会持续发展和海洋事业快速进步的需求, 是我们肩负的重要而艰巨的职责。
我国海洋观测业务体系建设成效显著
经过多年的建设, 我国海洋观测工作发展迅速, 海洋观测的综合实力和服务保障水平不断提升, 现已初步形成了由岸基 (岛屿) 观测站点、雷达、浮标、潜标、船舶、飞机和卫星构成的海洋观测网。观测范围不断扩大, 观测要素不断增加, 实时性不断增强。
一是加快推进了海洋观测先进技术和设备的开发应用, 观测技术水平不断提升。通过加强技术自主创新和集成开发, 在岸基观测、船基观测、海床基观测、浮标潜标、水下滑翔器、海洋遥感等技术领域, 突破了一系列的重要技术, 开发了多种类的关键技术装备, 并有效应用于海洋观测业务体系建设中。
二是加大了海洋观测基础能力建设力度, 提高岸基和离岸海洋观测能力, 推进海洋台站升级改造。截至2011年底, 已经完成了40多个老旧海洋站的升级改造, 海洋台站的面貌得到了较大改观。业务化海洋观测领域逐步由近海向深海大洋延伸, 在西北太平洋海域布放了44套Argo浮标和21套表面漂流浮标, 将布放在东印度洋的浮标和潜标纳入业务化运行。
三是进一步强化了海洋观测业务管理, 海洋观测网业务化运行更加规范。严格实行了观测数据周报、月报制度和仪器设备故障报告制度。着重加强了海洋站仪器设备日常校准比测、定期巡检等维护和保障工作。经共同努力, 海洋观测工作有了明显改观, 观测质量和数据传输率得到了进一步提升。
四是进一步完善了海洋观测技术支撑体系, 积极推动海洋观测仪器设备标准化工作。制定了《海洋观测仪器设备应用标准化方案》, 编制了《海洋观测仪器设备入网管理规定》以及14类20多项配套应用技术要求。
我国海洋观测事业进入重要发展机遇期
“十二五”时期是我国海洋事业实现新跨越的关键时期, 也是深入推进海洋观测预报事业改革发展的重要机遇期。《国家中长期科学和技术发展规划纲要》把海洋环境立体监测 (观测) 技术等海洋技术列入重点发展计划, 为我国海洋观测高技术的快速发展提供了重要的平台。《国家“十二五”海洋科学和技术发展规划纲要》明确提出, 我国要围绕海洋公益服务事业需求, 形成近海现场实时、快速观测技术体系, 拓展深远海的调查、观测能力, 突破近海环境观测关键技术, 重点发展海洋立体观测关键技术, 促进海洋观测高技术仪器设备的产业发展。
近年来, 国家加强了海洋观测预报的法制化和规划体系建设, 编写了《中国海洋观测网总体规划 (2011-2020) 》, 沿海各级海洋部门先后出台了本省区的海洋观测预报和防灾减灾规划。继续全面实施《中国应对气候变化国家方案》, 不断加强我国海洋气候变化观测和评估能力。《海洋观测预报管理条例》的颁布, 填补了我国海洋观测预报领域的法律空白, 对于进一步加强海洋观测预报监督管理, 规范海洋观测预报活动, 具有十分重要的意义。
海洋观测预报法规和规划体系的不断完善, 为我国海洋观测事业奠定了坚实的法制保障和制度基础。我国海洋观测将充分把握当前海洋事业发展的重要机遇期, 加快推进海洋观测技术保障体系与仪器设备标准化建设工作, 继续加强海洋观测基础能力, 提升我国海洋观测总体实力。
加快推进海洋观测技术保障体系与仪器设备标准化建设
海洋观测技术保障体系与仪器设备标准化建设, 是随着海洋观测业务能力的提升和各种类型海洋观测仪器设备的广泛应用而提出的。其根本目标是有效解决海洋观测仪器设备应用技术标准不统一、可靠性低、管理维护难以及仪器设备通信系统和供电系统故障多发等问题, 提高海洋观测仪器设备的应用水平和数据获取能力, 确保海洋观测数据的质量。健全海洋观测技术保障体系, 开展海洋观测仪器设备应用标准化工作, 建立备品备件库, 创新管理与运行机制, 是当前非常必要而紧迫的任务, 也是落实全国海洋工作会议部署和“十二五”相关规划要求的重要举措。
海洋观测技术保障体系, 是以海洋观测预报和防灾减灾工作为保障对象的。其主要任务是针对海洋站、志愿船、浮标、雷达等基础观测能力, 通过国家防灾减灾专项建立的两网三系统等业务化系统、仪器设备及基础设施, 进行运行、维护、监控等技术保障。主要工作是开展观测系统建设和发展的规划, 新技术的预研和应用验证, 仪器设备和系统的技术状态要求、控制、验证、管理以及适用性测试评估, 以达到科学管理海洋观测系统, 并使其有效业务化运行的目的。
海洋观测仪器设备标准化和备品备件库建设, 是海洋观测系统技术保障体系建设的基础工作, 通过该项工作, 要建立起一套比较完整的海洋观测系统及其仪器设备, 有关技术体制、运行保障、维护更新的技术状态控制和管理的体制和机制, 以建立健全海洋观测系统技术保障体系。
开展海洋观测技术保障体系与标准化建设工作, 从国家海洋事业发展和海洋观测保障需求出发, 结合业务工作的实际情况, 以海洋观测仪器设备标准化和备品备件库建设工作为先导和基础, 建立海洋观测仪器设备入网许可、退出和评价制度, 在技术上整体提高海洋观测仪器设备的适用性、测试性、维修性、保障性和可靠性要求, 逐步建立健全海洋观测系统技术保障体系, 并保障其有效的业务化运行。
海洋观测系统 篇7
按观测手段的不同,海洋观测可分为天基、 岸基和海基观测。 天基观测主要指基于卫星、 飞机、无人机、飞艇等空间载体进行海洋环境监测,如海洋水色卫星、机载激光探测等;岸基观测主要指基于岸站、岛屿等进行海洋环境监测,如雷达监测系统、台站水文气象观测等; 海基观测根据水体整个立体空间又分为海表面、 水下和海底三个部分,海表面观测主要指基于海表面平台载体进行海洋环境及大气环境监测, 如船载测量系统、锚系浮标测量系统、表面漂流浮标测量系统等,水下观测主要指基于水下载体进行海洋环境监测,如水下滑翔机测量系统、自治水下机器人等,海底观测主要指布放在海底的各式测量系统,如海床基、潜标测量系统、海底爬行器等。
1海洋观测技术装备是海洋经济发展的基础支撑
海洋资源蕴藏丰富,要提高海洋开发能力、让海洋经济成为新的增长点,离不开海洋技术的发展。无论是海底的油气、 天然气水合物、 固体矿产资源,还是海洋渔业、药物资源、水资源(海水淡化,潮汐、潮流、波浪等可再生能源)的开发利用,均需要各种相关海洋新技术的支撑。而在众多海洋工程技术装备中,如油气开发装备、海水淡化装备、海洋可再生能源利用装备等,海洋观测/监测技术装备是其他海洋工程技术装备实施的环境保障前提,只有通过观测/监测手段更好地认知海洋环境,才可能使先进的海洋工程技术装备有的放矢,不断扩大海洋资源开发利用的规模,提高海洋科技对经济增长的贡献率,促进海洋经济的可持续发展。
2海洋观测技术装备是海洋环境保护的手段支撑
“保护海洋生态环境,坚持开发和保护并重、污染防治和生态修复并举,科学合理开发利用海洋资源,维护海洋自然再生产能力”[2]的实现,离不开海洋技术的支撑。近些年随着我国沿海工业的迅速发展,海洋排放物对生态系统的污染情况仍呈上升趋势,海上石油作业平台溢油事故和船油污染事件的发生对邻近海域的生态影响是长期的。面对海洋生态环境不断恶化的趋势,基于生态系统的海洋综合管理对海洋环境监测与保护工作提出了更高的要求,加强对海洋污染物、海上溢油的监测和对海洋环境的维护,是保护洁净的海洋环境、保证安全的海洋食品、促进可持续的海洋资源开发和利用的有效途径,而海洋观测/监测技术装备则是实现这一有效途径的关键技术手段。
3海洋观测技术装备是海洋权益维护的信息支撑
维护国家海洋权益, 提升海洋维权能力, 离不开海洋观测技术装备的信息支撑。我国海洋维权依然面临严峻形势,全海域维权巡航制度的有力执行离不开海洋维权装备的技术支撑。 海洋环境是海洋维权平台和装备使用的特定环境,对其效能的发挥具有重要影响,无论是空中直升机、无人机、飞艇,还是海面舰船、雷达、导弹,还是水下潜艇、鱼雷、水雷,都面临着海洋的风场、浪场、流场、磁场、压力场、 温度、盐度、深度、密度、腐蚀度和海面大气水气等环境参数的影响[3]。因此,大力发展海洋观测技术装备、及时准确获取海洋环境信息是海洋维权能力提升的必要支撑手段。
4海洋观测技术装备是海洋灾害预警的重要支撑
海洋防灾减灾的前提是海洋预报,海洋预报的基础是海洋观测,海洋观测技术装备是海洋灾害预报警报的重要技术手段。我国三大海区包括风暴潮、赤潮、海浪、海啸、海冰等在内的海洋灾害发生频率高、破坏性大。据国家海洋局发布的中国海洋灾害公报(2005—2012年)统计,自2005—2012年,海洋灾害造成的直接经济损失达1 295.58亿元人民币, 死亡(含失踪)人数达1 551人;特别是2005年一年的海洋经济损失就达332.4亿元,占同期海洋经济总产值的2%,占全国各类自然灾害总损失的16%。因此,为减少海洋灾害所造成的经济损失,保护人民群众的生命财产安全,提高海洋灾害预报预警能力必须加强海洋环境监测/观测能力建设,大力发展海洋环境监测/观测技术装备。
5海洋观测技术装备是海洋科技创新的关键支撑
“建设海洋强国必须大力发展海洋高新技术”[2]是对海洋科技创新在海洋强国战略实施中地位与作用的有力诠释, “着力推动海洋科技向创新引领型转变”[2]是对海洋科技发展之路的明确要求。海洋资源开发利用、 海洋环境保护、 海洋权益维护均须相关海洋技术的支撑,但目前我国海洋科技自主创新引领力度仍不强,特别是深海技术装备仍远落后于美国、英国、法国、德国、加拿大、日本等国,要改变这种局面必须夯实科技创新根基。事实告诉我们,无论是资源勘探技术、海洋工程技术还是维权装备技术均离不开海洋环境观测/监测这一关键性和基础性技术,因此要走海洋科技创新之路必须夯实海洋观测技术基础科学、发展海洋观测技术装备产业。
6结论
万丈高楼平地起,一力全承靠地基。海洋观测技术科学是我国海洋经济发展、海洋环境保护、海洋权益维护、海洋灾害预警和海洋科技创新的基础支撑学科,为保证海洋强国战略的实施,应以国家战略规划为指导、以国家总体需求为目标、 以国家重大专项工程为带动、 以市场活动为导向,加强海洋观测技术装备产业发展战略与规划研究。
摘要:海洋观测技术科学是海洋科学的一门基础交叉学科。海洋观测技术装备包括海洋观测平台装备及传感器设备,是我国海洋经济发展、海洋环境保护、海洋权益维护、海洋灾害预警、海洋科技创新等各项工作的必要支撑手段,在海洋强国建设进程中具有重要的战略地位。
海洋观测系统 篇8
海洋观测是人类认知海洋,进而经略海洋,最终合理可持续地开发利用海洋的基本手段[1]。随着海洋观测技术的创新发展,我国海洋观测的综合实力和服务保障水平不断提升,已初步形成了由浮标、潜标、岸基观测站(点)、岛屿观测站(点)、船基观测站(点)、雷达、飞机和卫星构成的海洋观测网。海洋观测网的建设运行在完善预报预警体系、提升环境保障能力、开展灾害风险评估以及推动功能区划和区域经济建设等诸多方面发挥着巨大作用。然而,作为一个互相连通的综合性整体,海洋观测网的强度决定于其中最薄弱节点的强度。这就意味着,作为节点的海洋观测仪器的高质量成为了观测网可靠运行的决定性保障。
与此同时,伴随着我国近岸和离岸海洋观测能力的不断提升,海底观测网[2]的建设也已进入战略研究阶段,并且海洋观测网具有向着多平台集成、实时观测、立体化观测、长期连续观测和高分辨率观测等方向发展的趋势[3]。如此的趋势必将从技术、可靠性和稳定性等层面对入网海洋观测仪器提出更高的要求。
2 国内现状分析
由于我国的海洋观测网是逐步发展建设的,各海区海洋观测网的技术体系存在较大差异,不同厂家仪器的功能、性能和观测方法不同,接口标准、数据格式和数据传输方式也不同。海洋观测仪器缺乏统一的标准体系,仪器自身的可靠性和适用性也缺乏测试、考核和验证[4]。这些都不同程度地影响了海洋观测网的业务化运行。
虽然近年来也陆续采取了“加强海洋站仪器日常校准比测、定期巡检”等维护和保障措施,进一步规范了海洋观测网的业务化运行,但对于海洋观测仪器的业务化应用管理仍处于空白,并没有成体系的管理制度,导致在网运行仪器的业务化水平高低不均。
随着对入网海洋观测仪器质量重视程度的提高,目前国家海洋局将海洋观测仪器标准化作为重点工作全力推进[5],制订了《海洋观测仪器设备应用标准化方案》,并正在编制《海洋观测仪器设备通用技术要求》(以下简称《通用技术要求》)。但为了保障海洋观测网的长期可靠运行,进一步完善海洋观测业务支撑体系,系统地开展海洋观测仪器测试、验证和评估工作,并建立完善的海洋观测仪器业务化应用管理制度是非常必要的。
3 国内其他部委和美国的管理机制研究
3.1 国内其他部委对行业内仪器的入网管理办法
3.1.1 气象专用技术装备使用许可管理办法
依据《中华人民共和国气象法》第十三条关于“气象专用技术装备应当符合国务院气象主管机构规定的技术要求,并经国务院气象主管机构审查合格;未经审查或者审查不合格的,不得在气象业务中使用”的规定,国家气象局于2007年2月1日颁布实施了《气象专用技术装备使用许可管理办法》。
该办法中明确了气象专用技术装备的定义,规定了“对气象专用技术装备实施使用许可,国务院气象主管机构负责使用许可的实施和业务使用的管理,对受理的申请,委托检测机构对样机进行检定、检测、测试,对于符合本办法规定条件的,国务院气象主管机构颁发统一样式的《气象专用技术装备使用许可证》,并公告气象专用技术装备目录和取得或者注销使用许可证的名录”。该办法中还明确指出“气象业务中不得使用未经许可或者被注销使用许可后生产的气象专用技术装备”。
3.1.2 电信设备进网管理办法
根据《中华人民共和国电信条例》,中华人民共和国信息产业部于2001年5月10日发布施行了《电信设备进网管理办法》。办法中给出了电信设备的明确定义,并规定实行进网许可制度的电信设备必须获得信息产业部颁发的进网许可证。信息产业部电信管理局具体负责全国电信设备的进网管理和监督检查工作。
该办法包括“进网许可程序”、“进网许可证和进网许可标志”以及“监督管理”三部分内容,分别规定了生产企业从申请电信设备进网许可到获得进网资格的操作程序、对于进网许可证和许可标志的管理办法以及对整个进网过程和进网电信设备的监督管理机制。
3.2 美国对海洋观测仪器的测试评估机制
海洋观测网可划分为若干海洋观测系统,美国国家海洋与大气管理局(National Oceanic and Atmospheric Administration,NOAA)评判一个系统可靠运行的标准如下:①能够按设计工作,即满足用户需求;②能够在高性能水平上运行;③运行时非计划内维修或改动最小;④及时给用户传递连续准确的数据;⑤符合成本效益。这些符合上述要求的海洋观测系统构成了业务化运行的海洋观测网。
NOAA为确保海洋观测系统可靠运行,采取了许多行之有效的措施,特别是测试和评估仪器设备的机制[6],值得我国借鉴。下面以海洋传感器为例[7],介绍其测试和评估机制。
3.2.1 专门机构和专项管理
NOAA设有专门负责海洋仪器测试与评估的机构,即国家海洋服务局(National Ocean Service,NOS)。针对含有新技术的海洋观测仪器,国家海洋服务局会成立一个专门的项目,目的在于对仪器进行性能测试与改进、质量确认与论证,并转化到业务化阶段。对于海洋传感器,该部门专门成立了海洋传感器测试和评估项目(Ocean Sensor Testing&Evaluation Program,OSTEP)。项目成立后,从仪器性能、测量准确性、可靠性、稳定性、可操作性和可维修性等方面制订测试和评估计划。
3.2.2 质量确认/质量控制(QA/QC)
质量确认/质量控制的主要依据如下:①依据美国国家标准与技术研究院的相关可溯源标准进行校准;②符合行业标准或比较测试(例如用户依据行业内声誉好的传感器制造商协商和综合后的意见而建立起来的参考标准);③该领域专家认可的标准。
3.2.3 实验室测试和现场测试
海洋观测仪器需要依据相关标准和用户需求进行实验室测试。例如海洋传感器,需要送到位于NOAA下属的业务化产品和服务中心附近的专业实验室进行测试,应用实验室的配套设备进行数据采集等方面的专业测试。
由于海洋环境的复杂性,实验室测试不能完全反映仪器设备在实际应用中的适用性,因此,相关业务机构还会开展现场测试。例如,海洋传感器被送到位于切萨皮克湾隧道桥码头附近的NWLON专业基地进行测试。国家海洋服务局还拥有其他测试与评估基地和现场研究设施,如位于马里兰州的海洋气象仪器测试与评估基地和位于北卡罗来纳州的杜克现场研究设施等。
3.2.4 业务化验收测试报告的复审
在取得测试报告后,管理层和用户都要对测试报告进行复审:管理层针对报告中描述的问题开展更深层面的业务化测试;用户则对测试数据的质量进行确认检查。复审者须参考文件(如用户手册、操作和维修手册、仪器说明书和项目设计报告等)中的精确度、实用性、可靠性和质量要求等,完成测试结果评分一览表和文件调查评分登记表。
3.2.5 跟踪管理
除了采取以上4项机制对进入海洋观测网中的仪器进行业务化测试和评估外,国家海洋服务局还对仪器的在网运行情况进行跟踪管理。国家海洋服务局建立入网仪器应用档案,随时记录海洋观测仪器的在网运行状态,定期统计在网运行仪器的故障率等信息并在网上发布,实现了对在网运行海洋观测仪器的跟踪管理与质量控制。
4 思考与建议
通过深入研究分析我国海洋观测业务管理现状以及与国内外的对比,深刻认识到我国在海洋观测仪器业务化应用管理方面的不足,建议下一步应适时开展海洋观测仪器业务化应用测评程序的研究以及业务化应用后监督管理办法的制定。也就是说,努力形成一套完整有效的海洋观测仪器业务化应用管理办法(以下简称:业务化应用管理办法)。
业务化应用管理办法的编制依据应采用《海洋观测预报管理条例》(国务院第615号令)第十五条中“海洋观测使用的仪器设备应当符合国家有关产品标准、规范和海洋观测技术要求”的规定[8]。其中,海洋观测技术要求建议主要采用针对性较强的《通用技术要求》(以上标准或技术要求在下文中统称为标准要求)。
业务化应用管理办法将标准要求作为海洋观测仪器测试、验证和评估的标准,对申请入网业务化应用的海洋观测仪器进行技术成熟度评价并分为两类:①针对技术成熟度较低的仪器或科研成果,要求其按照标准要求进行实验室测试、海上试验验证和业务化试运行,考核其技术指标、性能和实际应用效果进而做出评估;②针对技术较为成熟的仪器,组织专家审阅仪器的申请材料,对标准符合性进行综合评估,若存在不满足标准要求的部分,需要补充实验、补完相应材料,若全部符合入网业务化运行的要求,则被纳入《海洋观测业务应用仪器合格名录》(以下简称:《合格名录》),供各业务部门选购使用。
依据以上思路,对业务化应用管理办法形成以下建议。
4.1 研究确定涉及部门、明确各部门权利与义务
4.1.1 实施主体的研究确定
业务化应用管理办法的实施主体和仪器申请业务化应用的受理单位可以是一个部门,即日常管理机构。该日常管理机构可以单独设立或挂靠在某单位进行管理。若挂靠管理,则挂靠单位应具有长期从事海洋观测的工作经历,长于海洋观测仪器技术支持和业务管理并在管理方面具备丰富的经验。
4.1.2 实施对象的研究确定
业务化应用管理办法实施对象(即适用范围)的研究包括海洋观测仪器的严格定义和准确分类。明确定义,不符合定义要求的仪器不适用该管理办法;分类建议参照《通用技术要求》,将海洋观测仪器分为3类,具体分类及名称如表1所示。
表1 海洋观测仪器分类及名称
虽然实施对象为海洋观测仪器,但真正参与到业务化应用管理办法中的是仪器的研制生产厂家,即申请仪器入网业务化应用的单位(以下简称:申请单位)。
4.1.3 研究确定其他涉及部门
除日常管理部门和申请单位外,业务化应用管理办法还涉及两个部门,分别为检测机构和采购部门。
检测机构是指为申请仪器进行各项测试的机构。由于目前国内尚无通过认证的专门针对海洋观测仪器的测试实验基地,因此需要不断完善海洋观测仪器的特殊检测手段和方法并大力推进海洋观测仪器测试实验基地的建设。而现阶段只能将符合下列基本条件的实验室作为测试海洋观测仪器的检测机构:①具有国家认证认可监督管理部门颁发的资质;②具备技术标准要求的检测手段和基本环境条件;③用于检测的标准、设备和仪器经过计量主管部门检定和校准;④具有相应资格的测试人员;⑤具有完善的运行和维护制度。
采购部门指采购和应用海洋观测仪器的国家海洋观测业务部门,包括隶属于国家海洋局各分局、各沿海省市等的国家海洋观测业务部门。
4.1.4 明确各部门权利与义务
研究并规定日常管理机构的职责:主要负责协助管理部门策划《通用技术要求》的编制;制定海洋观测仪器业务化应用测评程序;组织专家审阅申请材料、进行技术成熟度评价以及标准要求符合性的评价;及时发布各海洋观测仪器业务化应用测评的进度信息;将符合要求的仪器纳入《合格名录》;入网业务化运行后仪器的长期有效监督管理。
协调并明确其余3个部门在不同阶段的权利与义务:申请单位应配合提供全部业务化应用测评程序中所需的材料并保证其真实性;检测机构负责依照标准要求或用户需求对仪器进行测试并出具报告;采购部门应配合日常管理机构进行仪器的业务化试运行并配合进行入网业务化运行仪器的日常管理和实际效果反馈,同时具有在《合格名录》中自主选择仪器的权利。
4.2 研究制定业务化应用测评程序
参考借鉴我国其他部委的入网管理规定和美国的仪器测试与评估机制,充分结合我国海洋观测网自身特点,研究制定海洋观测仪器业务化应用测评程序,基本流程(图1):①申请海洋观测仪器入网业务化应用的单位向日常管理机构提交申请材料;②日常管理机构对申请入网业务化应用的海洋观测仪器进行技术成熟度评价;③日常管理机构审查申请单位提供材料的标准要求符合性。
图1 海洋观测仪器业务化应用测评程序框图
4.2.1 测评依据的规定
业务化应用测评程序首先需要具备测评依据,日常管理机构依据标准要求的相关规定,制定考核每一类海洋观测仪器的具体项目,包括对技术指标的测试以及对环境适应性、可靠性、安全性、电磁兼容性、维修性和保障性等的考核。依次为依据测评海洋观测仪器是否符合入网业务化应用的标准。
4.2.2 对申请单位的考核
业务化应用测评程序需规定对海洋观测仪器研制单位或生产厂家(即申请单位)的审查,包括对其生产能力、质量体系运行情况和纳税情况等的审查。例如:从事国家强制认证产品、销售、服务的企业应提供相应产品的生产许可证、军工产品资质证明、质量体系认证证书或审核报告、环境管理体系证书、企业资信等级证书和仪器基本情况登记表(包括设备功能、性能指标、原理框图、内外观照片和使用说明等内容)等。
4.2.3 对仪器的审查(技术成熟度评价及测试、验证和评估)
对申请单位能力的审查通过后,进入对仪器的审查阶段。
海洋观测网情况复杂,如存在部分观测仪器只是针对观测网的某些特殊需求设计制造的情况,也存在部分观测仪器需求量较小的情况,还存在某些仪器刚刚研制出来、作为技术成果(样机)需要被应用的情况等。因此,建议对申请仪器进行技术成熟度评价,针对不同情况分别采取不同的测评程序。
技术成熟度评价是一种提高科研管理尤其是技术风险管理和决策科学性的有力工具,它是指依据技术成熟度等级(Technical Readiness Level,TRL)理论,为确定技术的成熟程度,对与技术有关的概念、技术状态、经演示验证的技术能力等进行的检查活动[9]。开展适合我国海洋观测仪器管理机制的技术成熟度评价的意义在于:一是促进海洋观测设备研发流程的标准化,有利于管理者防范新技术“不可靠”的风险;二是采用技术成熟度等级等工具对技术成熟情况进行科学的评判,可以保证技术管理的科学性,促进海洋观测仪器研制目标的实现,保证仪器尽快应用于业务化工作[10]。
在这一阶段中,由日常管理机构组织专家根据申请仪器的技术状态(配置)、集成度和验证环境对其关键技术的成熟度进行评价,评价出仪器或科研成果所处的阶段或技术成熟度等级。由于每个等级都对应着特定的考察对象和进行演示或验证的环境,日常管理机构以“系统级工程样机是否通过典型使用环境验证”为分界,将申请业务化应用的仪器或科研成果划分为“系统级工程样机未通过典型使用环境验证”或“系统级工程样机通过典型使用环境验证”。针对这两种情况分别制定测评程序,具体内容如下:
(1)针对“系统级工程样机未通过典型使用环境验证”的仪器。①实验室测试。申请单位将仪器送到检测机构依照标准要求进行实验室测试。测试后,将检测机构出具的检测报告或者产品认证证书提交给日常管理机构。日常管理机构组织专家对材料进行审阅和检查。审查通过后,才能进入海上试验验证阶段。②海上试验验证。申请单位将仪器送到检测机构进行海上试验验证,之后将检测机构出具的检测报告或者产品认证证书提交给日常管理机构。日常管理机构组织专家对材料进行审查。审查通过后,才能进入业务化试运行阶段。③业务化试运行。仪器通过上述审查后,由日常管理机构负责联系合适的海洋观测仪器业务应用部门并协调、指导并监督该仪器设备的业务化试运行。④通过申请。若申请仪器通过了以上各阶段的审查,则取得业务化应用资格,并被纳入《合格名录》。只有进入该名录的仪器才能够被采购部门选购并最终入网业务化应用。
(2)针对“系统级工程样机通过典型使用环境验证”的仪器。
通常来讲,“系统级工程样机通过典型使用环境验证”的仪器已经通过了设计定型,即具备了第三方检测机构对其技术指标和可靠性、维修性、保障性、测试性、安全性和环境适应性等性能的检测报告或者产品认证证书,并且具备了该仪器在典型环境中的性能验证材料及试用报告。但是,这些材料中的测试条件不一定完全符合标准要求中对海洋观测条件的规定,仪器外场验证和试用的典型环境也不一定符合海洋观测仪器业务化运行的环境要求。
因此,针对这类仪器,日常管理机构组织专家对申请单位所提供的实验室测试、外场试验验证和试用报告等材料进行审阅,依据标准要求对该仪器做出评价:若均符合标准要求的规定,则将其纳入《合格名录》;若存在不符合项,则针对不符合的项目,按照标准要求的规定补充进行实验室测试、海上试验验证或业务化试运行,这些测试验证过程均参照“系统级工程样机未通过典型使用环境验证”的仪器的测评程序进行,补完所需材料后,才能被纳入《合格名录》备选。
4.3 研究制定入网业务化应用仪器监督管理制度
4.3.1 入网业务化应用仪器档案的管理
为入网的海洋观测仪器建立应用档案,定期或不定期地记录仪器的运行状态,定期统计并记录故障率、维修次数等信息。应用档案不但能够作为其他采购部门选择海洋观测仪器的参考,而且有助于及时发现在网运行仪器的故障,保障海洋观测网业务化运行。
4.3.2 在网业务化运行仪器质量的监督管理
为形成长期有效的监督管理机制,日常管理机构需要定期公布和及时更新《合格名录》,并且应对业务化应用的仪器进行不定期的抽样检查以及涵盖全部范围的年度检查并出具报告。与此同时,日常管理机构还应定期听取使用部门对该仪器运行情况的反馈意见,以便更有针对性地实施监督管理。
5 展望
在形成业务化应用管理办法的过程中:所研究的技术成熟度评价机制,能够有效加强海洋环境观测网的技术支撑与管理,进一步提升海洋环境公益服务水平;入网业务化应用测评程序和在网运行仪器质量监督管理制度的制定也能够在很大程度上推进海洋环境观测工作业务化水平的提高。
按照业务化应用管理办法,对入网业务化运行的海洋观测仪器开展有效的测试、验证和评估工作,有利于确保海洋观测数据的真实性、可靠性、时效性、连续性和可溯源性,为依靠海洋观测数据的产业提供强有力的支撑,同时更好地服务海洋经济,促进相关产业的持续稳定发展。
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海洋观测系统 篇9
近年来,世界经济的快速发展使能源、资源和安全问题日益突出,海岛保卫战和海洋资源争夺战也有愈演愈烈之势,例如:钓鱼岛、南海海域争端。海洋观测装备可以全方位、立体化地获取海洋环境要素信息,海洋观测工作对海洋安全、经济发展、灾害预警、权益维护、环境保护、资源可持续利用等方面都具有重要作用[1]。并且,海洋观测装备是海洋工程装备的基础性、关键性装备,当前海洋工程装备产业已成为当前国家重点培育和发展的战略性新兴产业,《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》(国发[2012]28号)明确将海洋工程装备产业纳入重点培育和发展的战略性新兴产业,以推动海洋工程产业的快速发展。
我国海洋事业正处于重要的历史时期,在国家安全、经济发展、资源开发等大形势下,标准化工作的重要性也日益凸显。国家海洋局2010年根据 《中华人民共和国海洋观测预报条例》,组织建立了 “海洋观测预报与防灾减灾标准体系”,对海洋观测装备的标准制定工作做出了长远规划。完善海洋观测标准体系,对提高海洋观测作业能力具有非常重要的作用。
我国的海洋观测系统要达到发达国家的水平, 单靠立体化观测网络硬件建设,是远远不够的。除了完备的硬件设施,还需要一套科学的管理体系, 海洋观测标准化工作可以统一海洋观测工作的管理方式、工作细节和程序,从而达到安全、准确、高效、规范的海洋观测作业效果。海洋观测标准是规范海洋观测装备的生产、检验质量以及海洋观测结果正确性的关键标准,所以推动海洋观测装备标准
化,对技术和产业发展具有重要的意义。
2海洋观测装备标准化现状
海洋观测技术经过多年的发展,很多技术已经固化,国际标准化机构已经发布了多项海洋观测装备相关标准,国内也发布了几十项国家标准和行业标准。这些标准的发布,目的是统一海洋观测装备的技术指标,规范试验方法和检验规则,以保证仪器的生产和检验质量,以及海洋观测结果的正确性。
2.1国际标准化现状
在国际上 ,在国际标 准化机构I S O (International Standardization Organization,国际标准化组织)下的海洋技术分技术委员会(ISO/TC8/ SC 13)成立以前,没有明确的海洋观测标准化技术委员会和标准类别的划分。因为ISO/TC8/SC13在2014年成立,所以暂且没有发布相关国际标准。在此之前的海洋观测领域相关标准分别由ISO的不同的技术委员会/分技术委员会来进行标准化的管理工作,包括船舶和海洋技术(ISO/TC8 Ships and marine technology)、水文技术委员会(ISO/TC113 Hydrometry)、气象分技术委员会(ISO/TC146/SC 5 Meteorology)等,这些技术委员会/分技术委员会是各类标准制修订过程中的技术归口单位,其负责的部分标准与海洋观测领域相关(见表1)。经不完全统计,ISO共发布了与海洋观测相关的国际标准10余项[2]。
2.2国外标准化现状
在国外,ASTM国际标准组织、德国标准化学会DIN和韩国技术标准局KATS也发布了海洋观测相关标准(见表2),规定了本土的海洋观测仪器的性能、测试及试验要求。
2.3国内标准化现状
“十一五”期间,全国海洋标准化工作发展迅速,海洋标准化规章制度不断完善,海洋观测及海洋能源开发利用标准化分技术委员会SAC/TC283/ SC2的建立,促进了海洋观测装备标准制修订工作开展,推动了海洋观测工作向程序化、制度化、规范化和标准化方向发展。现如今《全国海洋标准化 “十二五”发展规划》明确指出开展海洋观测方面标准的制修订工作,由此可见海洋观测装备标准化工作在国家海洋标准化体系的重要性。从上世纪80年代至今,我国已制定60余项海洋观测技术标准与规范,海洋观测装备标准按照标准化对象的基本属性,可分为基础通用标准、产品与检测标准、环境试验标准三大类(见表3)。
3存在问题分析
在海洋观测领域,仍然存在一些标准缺失、标准体系不健全、多种海洋观测装备的技术指标、检验、试验等方面没有标准来进行指导规范,以及海洋观测标准的覆盖面还不完整等问题。
3.1标准缺失的问题
根据观测对象的不同,可以将海洋观测产品与检测标准分为水文、气象、物理、化学、生物、地质地球物理、观测系统、观测通用器具八大类。我国虽然发布了多项标准,但是某些方面的标准比较少,或者仍然是空白。例如:海洋地质地球物理、海洋生物仪器设备的产品与检测标准(见表4)。
我国的海洋观测标准的缺少与空白现象,说明我国的海洋观测技术水平、研发与制造平台的建设、 产业的发展与国外海洋强国仍存在一定的差距。这不仅仅是从表象推论内在,强有力的事实也说明了这一点。目前诸多海洋强国已经开展建设海洋自动观测系统,建立海洋科学观测研究计划,获取大范围、长期、连续的观测数据,并不断建立和完善空、 海、天一体化的自动观测系统,深度探索和全面掌握海洋信息[4]。国外不仅仅建立起来海洋水文、气象观测系统,还建立起来了海洋生物、生态观测系统,对海洋生物多样性和生物地理分布等方面进行观测。但是我国的海洋观测监测系统主要停留在海洋水文、气象观测层面,对海洋波浪、潮位、风速风向等方面的数据进行记录和收集,相对缺少对生物、化学等方面的重视。海洋观测仪器设备未被广泛使用,观测数据信息不全面,将严重影响我国的海洋观测能力的建设,继而影响国家对海洋环境变化、海洋生物资源与生态系统演化、深海环境与生命过程、海洋灾害等方面的掌控与了解。
3.2标准体系不健全的问题
在海洋观测领域,因为缺少海洋观测标准顶层设计和完整的标准体系,以及部门之间的合作不协调,从而造成了同行标准制定的比较分散,标准申报立项后延期完成等现象;同时也造成了跨行标准无法有机融合。例如:ISO/TC113水文技术委员会发布了《用于水深测量的回声测深仪》;ISO/TC8船舶和海洋技术委员会发布了国际标准《海洋回声设备》;国内发布了海洋行业标准HY/T101-2007《海水声速仪检测方法》。这些标准对海洋声学仪器规定了操作要求、性能要求、检测要求等方面,却没有涉及当海洋声学仪器安装在调查船上的时候的安装要求、使用要求、设备和船体之间相互影响的要求等,从而造成跨行作业实施的时候,无法可依。所以, 海洋观测标准体系的顶层设计在标准的制定方面显得尤为重要,在制定时不仅仅要考虑到行内标准之间的内在联系,也要注重跨行之间的相关性。
4标准化建设的对策思考
4.1推进标准制定步伐
标准的制定与产业的发展、技术的进步是一个相辅相成的关系,装备的发展可以推动标准的制定, 前沿、绿色标准的制定也可以促进先进、环保装备的发展。推动海洋观测装备标准的制修订,建设标准综合体,培养国际标准化领军人才,促进海洋观测产业的技术研发与制造平台的建设,对我国提高海洋产业综合竞争能力、建设海洋强国具有重要的战略意义。
国务院于2014年下发《国务院关于促进市场公平竞争维护市场正常秩序的若干意见》(国发 [2014]20号)明确提出发挥行业协会商会的自律作用,鼓励行业协会商会制定发布产品和服务标准, 参与制定国家标准、行业规划和政策法规。这说明国家已经从政策上放权,鼓励企事业单位从产品、 市场本身出发,积极参与相关标准制定。如今正处在海洋工程装备以及海洋工程装备标准发展的黄金时期,海洋观测装备技术是海洋工程装备的基础技术,加强海洋观测装备标准制定,充分利用国际和国外的先进标准,促进海洋观测装备标准体系的完善,可提升我国的海洋观测技术,推动我国海洋观测装备产业的快速发展。
4.2加大标准实施力度
标准化过程是一个螺旋上升式的过程,标准实施是贯穿标准制修订和标准监督的中心环节 [6] 。 只有通过海洋观测标准的贯彻实施,把标准与实践相结合,才能发现问题,进一步提高海洋观测技术, 推进海洋观测装备标准的发展;只有加大了海洋观测装备标准的贯彻实施力度,才可以使整个海洋观测装备标准化过程更加完善。
4.3完善标准监督程序
建立健全标准监督程序,完善海洋观测装备标准体系,主要应加强海洋观测管理标准和技术标准的制定与实施。海洋观测管理标准主要指应用在产业健康和安全、事故应急管理、涉外海洋科学研究活动管理等工作中的标准,这些标准主要对其工作程序进行标准化,即对成功的经验进行科学的分析、 总结,使其成果以标准的形式加以规范;海洋观测技术标准主要包括设计、制造、检测、试验等标准,通过制定执行标准监督过程中与产品相关的技术标准和规范,为实施海洋观测工作的规范化、科学化提供依据。企事业单位连同管理部门一起合作, 共同推动海洋观测装备科技研发、标准研制、市场开拓的一体化发展。
5结语
海洋观测装备标准化对于海洋深远海、海洋资源开采等多产业发展具有服务、支撑作用。推进海洋观测装备标准化,有利于促进产业的规范化、规模化和健康可持续发展。经过多年的努力,虽然我国海洋观测装备标准化事业形成了较为坚实的工作基础,但是标准在一些方面仍存在缺少和空白的现象,标准体系也不健全,所以将标准化工作放在产业培育和发展的重要位置,建立企事业单位为主体、产学研用相结合的技术标准创新机制,对促进战略性产业化发展、提升国际技术标准竞争力和话语权具有重要意义。
摘要:本文对海洋观测装备标准化工作的必要性及国际、国外及国内的标准化现状进行了阐述,针对海洋观测装备标准缺失和标准体系不健全的现状进行了分析,最后对海洋观测装备标准的制定、实施及监督方面提出了对策思考,旨在推动海洋观测装备标准化的建设和产业的发展。
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