海洋远程监测和故障诊断系统的设计及实现

以海洋卫星地面站为例,详细介绍了海洋远程监测和故障诊断系统的组成、流程及关键技术实现,通过仿真实验,验证了该系统能够完成远程站点系统运行情况信息采集,设备状态监控,并在发生故障时能迅速确定故障点,排除故障。     

基于双向标准化接口的海洋观测网运行状态监控系统研究与开发

海洋观测网运行状态监控系统是以保障海洋观测网长期、稳定运行为目标的业务系统。文章简要地总结了该系统的研发成果,介绍了监控系统的业务需求、总体架构设计和原型系统研发进展,重点分析了系统的主要创新点——双向标准化接口,即:基于简单网络管理协议的状态信息获取接口和基于消息中间件的状态信息共享接口,双向标准化接口的引入极大地增强了系统的可扩展性。此外,文章还通过一系列试验对系统的性能进行了初步研究,指出了可能制约监控系统规模的"瓶颈",为系统投入实际业务化应用奠定了理论基础。     

多点半直驱式波浪能发电监控系统设计及实验数据分析

利用海洋波浪能发电已成为当今国内外专家研究的一个热点问题,其开发利用技术日趋成熟,并已取得一定的研究成果。在点吸收式波浪能转化研究的基础上,提出并设计了一种多点半直驱式波浪能发电系统,介绍了该波浪能发电系统的组成和基本原理,并以此搭建了实验室模型样机,为更好地反应模型样机的实时状态监控,选择相应的软硬件设施为样机配置监控系统,利用组态王软件编写了该系统的监控程序。为检验系统的发电效率和运行情况,以已经开发完成的仿真实验模型样机和监控系统为基础设计了3种实验方案,对实验数据进行了详细分析,通过实验验证了多点半直驱式波浪能发电系统的可行性,且能有效提高海洋能的收集利用效率,为系统的优化设计和实海况试验提供了理论依据与实验数据参考。     

深海探测甲板视频监控平台的研究与实现

在深海调查可视化探测设备中,需要研制一种甲板视频监控系统,该系统集视频编解码、光纤通信、图像与字幕叠加存储、系统集成技术于一体.文中介绍了甲板视频监控平台的设计,详细论述了视频采集的具体实现.     

无人值守海洋台站自动观测仪器运行在线监控及预警系统方案研究

近年来,随着各类海洋防灾减灾项目的建设,无人值守海洋台站(以下简称"无人值守站")将显著增多,传统的人工监控自动观测仪器运行的方法正面临越来越大的困难和挑战。文章提出的无人值守站自动观测仪器运行在线监控及预警系统可以有效地解决这个问题。该方案以现有值班软件接收到的实时观测数据和设备电压信息为基础,通过设定的判别标准计算分析后,得到自动仪器运行状态。当系统检测到传输、传感器或电力故障时,自动将故障信息发送给指定单位和人员;对于电力故障,系统还将对剩余电力情况进行预警,一并发出。最后,系统通过对故障维修情况的记录和分析,将提供自动观测仪器设备运行状态分析报告。     

SES-2000浅地层剖面仪在福建LNG海底管道检测中的应用

利用声学浅地层剖面仪对海底管道在海底的赋存状态检测是确保海底输油气管道安全运行的重要措施之一。介绍了新型参量阵浅地层剖面仪SES-2000的基本原理及其特点,通过对福建湄洲湾LNG海底管道检测实际应用,有效识别出了埋藏、裸露和悬空等3类海底管道赋存状态,尤其对沙包回填治理后的管道埋深能有效探测识别。检测结果表明,该设备具有高分辨率和强穿透的特点,稳定性好,能获取高品质的管道检测数据,应用效果良好。获取的基础数据为海底管道日常维护提供了科学依据和技术支持。     

超短基线定位系统在深拖探测中的应用

作为水下探测设备的载体,深拖系统可长时间大范围的进行海洋调查,其水下位置的准确与否,将直接关系到探测资料的可用度。该文从深拖水下导航定位的关键技术问题出发,总结了适用于深拖系统的水下定位方法,重点介绍了具备高稳定度、高精度等诸多优点的超短基线声学定位系统。结合实例,阐述了超短基线定位工作原理、误差分析及数据处理方法,在拖曳系统匀速直线运动状态下,基于抗差自适应卡尔曼滤波算法对超短基线定位数据进行了处理,滤除了定位数据中的跳点,得到了较平滑且与原始数据相吻合的滤波数据。     

自动气象监测站网监控系统设计与应用

运用JAVA语言,建立TCP点对点连接技术和多线程技术,建立自动气象监测站网监控系统,通过对观测数据及运行状态的分析判断,设计信息储存、统计、查询、提示、报警等功能,并利用图文、声音和手机短信等方式提示业务技术人员及时有效处理故障,以保障自动站观测数据的完整和准确。     

海洋科学数据共享平台设计与实现

国家海洋科学数据共享平台由一个主中心和若干分中心组成,基于互联网面向社会公众进行海洋科学数据共享服务。该平台系统基于B/S架构设计实现了数据服务、产品服务、地图服务、定制化推送服务和个人中心等前台系统功能,以及数据/产品更新发布、综合信息更新发布、用户管理与审批、系统运行状态监控等后台维护功能。本文综述了该平台系统的总体设计和技术实现。     

MPEG4在海底彩色电视监控系统中的应用

研发深海电视监控系统使海洋调查人员能够对海底微地形、地貌和地质特征进行直接的观察,配合其他海底勘查装备可实现探测对象的定点探测和采样,从而大大提高海底地质勘查的能力和效果,提高工作效率。不同的视频编码方式,直接影响图像清晰度、数据存储量及稳定性,文章介绍了MPEG4在海底彩色电视监控系统中应用的成功经验。     

海底观测网络中能源监控及管理系统硬件设计

针对海底观测网络运行的具体需求,开展了海底观测网络能源监控及管理系统硬件研究,设计了一种以MSP430为主控芯片的能源监控及管理系统。通过电压、电流、温度及漏水等信号检测及数据传输系统的硬件设计,实现海底观测网络节点的能源分配管理,系统参数监测及观测数据的采集、传输和存储。通过青岛胶州湾近海长达8个月的应用实验,证明设计的能源监控管理系统硬件能够实时监测电源参数,异常响应快速,运行稳定可靠,满足海底观测网络应用需求,具有广泛的应用前景。     

海南省风暴潮预警综合管理平台建设

海南省风暴潮预警综合管理平台通过海域动态专网连接到警戒潮位标志物预警站的智能采集控制器,获取潮位观测和设备运行状态数据,通过数据解析,建立潮位和设备运行监测信息平台中心数据库,在此基础上实现业务管理和应用服务(如数据的监控、统计、查询、图形化分析、报表输出、参数设置、Web客户端等)。临灾前,海南省海洋监测预报中心可依据潮位监测和海洋预报数据,利用风暴潮预警综合管理平台提前对警戒潮位标志物预警站下达预警指令,发布预警信号,警示周边群众及时避险。临灾时,风暴潮预警综合管理平台可为“三防”应急指挥部门提供警戒潮位观测预警站点的风暴增水数据和现场视频画面,为海洋防灾减灾工作和指挥决策提供重要数据支撑和决策依据。     

液压浮子式波浪能发电平台的SCADA系统设计研究

波浪能利用是近年来世界各国关注的热点问题,经过近30 a的不断研究开发,波浪能利用技术已取得重要进展。为使波浪能发电装置安全、可靠、经济运行,本文介绍了一种用于波浪能发电装置运行状态监控的SCADA系统,并针对液压浮子式波浪能发电平台进行了SCADA系统总体架构设计,详细分析了系统软、硬件组成,最后提出一种用于波浪能发电场管理的SCADA系统设计构想,为波浪能发电装置的现场监控及运行管理提供技术解决方案,使波浪能发电场得到统一管理和运营维护。     

GStar-Ⅰ型自动土壤水分观测仪故障处理与维护

自动土壤水分观测仪的业务运行很大程度上提高了土壤含水量观测的质量和效率,但同时也对设备的维护工作提出了更高的要求。以GStar-Ⅰ型设备为例,分别从传感器、采集器、电源和通讯模块4方面详细介绍了工作原理和日常维护,通过自动土壤水分观测仪监控软件能否接收数据及对数据异常的分析、采集器和电源控制器的指示灯闪烁是否正常等方法来判断电池欠压、通讯卡欠费、装套管受潮或进水、各接线线序错误等常见故障并进行分析,以期对装备保障人员有所借鉴。     

声学探测技术在海底石油管线铺设后调查中的应用

海底石油管线铺设后可能多会出现不同程度的损伤、变形、冲刷、偏移、悬跨等情况,这通常是铺设过程中管线受到物理、化学、机械等因素的影响造成的。为避免作业风险和海洋环境污染,需要在管线铺设后对其铺设状态进行完工后调查,以便及时了解海底管线的实际情况,并根据调查结果采取相应的维护措施。本文根据管线后调查的工作需求,从声学探测技术的工作原理出发,研究并比较分析了4种声探测技术的优势与局限性,提出在海底管道检测时将各种探测手段配合使用,使各手段“取长补短”,可有效提高探测效率。并利用工程实例验证方法的有效性与可行性;在实例验证过程中,还明确给出了相关数据的处理分析方法,得出将多种声学探测设备得到的数据进行综合分析并相互校核,可有效提高测量数据精度。结果表明应用水声探测设备开展后调查的方法同时满足准确和高效率要求,可有效支撑海底管线铺设后状态评价工作。     

海上警戒浮标实时监控系统

为有效保护近海海底观测网观测安全,免受渔船拖网和抛锚等损坏的问题,设计了一套多警戒浮标(直径2.4~3.0 m)的实时监控系统,该警戒浮标可获取浮标本身工作状态,并能实时、动态、连续的将警戒浮标的运行状态发送到陆基岸站,实现对保护目标海域的实时监控,同时该浮标系统可进行扩充实现对海洋环境要素的观测。警戒浮标布设采用正多边形(三角形、正方形和正五边形等)预警保护方式,浮标以保护节点为中心等距布放,组网形成有效的海上保护围栏,保障海底观测系统的安全运行;供电系统采用太阳能电池和蓄电池组合供能方式,可保证在连续阴天的情况下警戒浮标系统运行100天。该警戒浮标技术已在东海海底观测网保护中成功示范运行6个月,该技术可为近海海底观测保护提供有效技术保障。     

基于CDMA/GPRS网络的珠江口水文信息系统

介绍一种基于CDMA/GPRS数据传输业务的珠江口水文信息系统,该系统通过数据采集设备实现数据采集、处理和基于CDMA/GPRS的数据通信,数据中心计算机实现多站点的数据集中管理、反馈控制和因特网信息发布,实现了对数据采集设备的远程无线监控的功能。     

海洋站自动观测设备智能监控报警系统设计

海洋环境观测数据是加强海洋行政管理、海洋环境保护和海洋防灾减灾能力建设的基础和重要技术保证,海洋环境观测数据的质量和时效在海洋灾害预警、防灾减灾中有着举足轻重的作用。保证观测数据的连续准确,不仅需要观测人员高度负责,而且还应配备稳定可靠、质量可行的观测设备和传送畅通的通信线路。随着海洋环境观测任务的增加和海洋观测自动化水平的提高,在观测设备运行中及时、准确地发现故障和查找问题亟须建立一套质量可靠、实时报警的监控系统。文章结合多年海洋站工作经验以及小麦岛海洋环境监测站实际情况,基于构建故障报警和监控系统在海洋站自动化观测系统中的作用,提出海洋站观测设备智能监控报警系统的设计构想,并对系统组成和系统应具备的功能进行论述。     

高频浅地层剖面技术在海底管道探测中的应用

在海底管道的探测中,为获知海管在海底的真实赋存状态,确定其埋藏深度或悬跨高度,多使用高频浅地层剖面仪等传统声学设备。但在海底斜坡、凹坑、凸起等不平整地层处,由于设备自身原理造成的地层探测界面偏移、图像失真及资料多解性问题仍困扰着工程人员。通过正演模拟的方法探究高频浅地层剖面仪在海底特殊地层处海管检测的波场传播特征,探讨资料的解释陷阱,并提出了解决方案。研究结果表明,利用浅地层剖面仪探测管道在海底的赋存状态,应将探测图像与海底地形、地貌、沉积物运移等因素结合起来综合考虑,把探测图像回归到真实海底环境中,以准确评价海底管道的安全状态。     

GNSS-R信号测量海面有效波高的应用

全球导航卫星系统反射信号GNSS-R(Global Navigation Satellite System Reflection)可以用来探测海面状态,如海面有效波高。介绍了利用GNSS反射信号测量海面有效波高的观测设备和技术原理,对2009年博贺实验的数据进行了分析,证实了反射信号相关复数场的有效相关时间与有效波高之间存在相关,利用前期观测的数据进行拟合,得出反演公式,并与测波雷达数据进行了结果对比,平均误差0.136m,相对偏差12.02%,均方根偏差0.169m。