业务化海洋观测数据传输网络的设计与实现

从建设目标、系统结构、系统功能和关键技术等方面讨论了海洋观测数据传输网络的建设,重点设计了系统结构中网络层有线和无线专网的建设以及系统功能所必需的数据传输模块、线路线控模块、数据监控模块、数据存储模块,旨在促进业务化海洋观测数据传输网络在我国各个海区的规范化建设,提高我国海洋观测预报和海洋灾害预警的能力。     

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。     

天津大神堂海洋特别保护区监视监控系统建设

文章介绍了天津大神堂实施离岸监视监控的可行性和重要性,提出了离岸海洋环境下,海洋监视监控平台前端数据采集、无线数据传输、后端数据接收和处理等技术要求及设计原则,并对监视监控系统建设技术要点进行了分析,以期为我国海洋观测和监测台站建设提供参考。     

海洋观测数据的卫星传输链路—以Iridium传输链路应用分析为例

为了使全球性的海洋观测数据能够及时、可靠、准确地接收,介绍了基于卫星网络海洋观测数据传输链路的组成,对卫星传输链路的3个组成部分进行详细说明,包括:Iridium,Argos,Inmarsat和中国北斗四种卫星网络系统及比较分析,各卫星网络对应发送终端的分类分析以及陆地接收系统数据下载方式的比较分析。以Iridium网络系统为例,建设可实现全球覆盖的海洋观测数据卫星传输链路,完成现场观测数据的实时回传,为海洋观测数据卫星传输链路的建设提供示范,对比PSTN和M2M两种数据下载方式,通过实验分析,结果表明该海洋观测数据的卫星传输链路具备可行性和可靠性,可以进行业务化运行。     

海洋环境综合监测信息系统的设计与实现

针对海洋观测预报与防灾减灾工作对海洋水文气象观测数据智能化管理的业务需求,提出了数据分级管理的技术方案。采用基于面向对象的软件工程思想和基于WPF框架的软件开发技术,实现了海洋水文气象管理信息系统的模块化设计与智能化开发。该系统可实现数据实时获取、比对分析、记录查询、业务应用等。     

感应耦合技术在海洋声学同步测量中的应用

海洋声场环境研究需要对不同深度的海洋声学环境要素进行同步测量,而感应耦合数据传输技术可实现多个单通道水声测量仪之间的同步采集和记录。文中阐述了感应耦合数据传输技术的特点及其在海洋声学环境同步测量中的应用,介绍了一种利用感应耦合数据传输技术实现数据同步测量的声学浮标系统,详细描述了系统的方案设计、结构组成及感应耦合部分的关键技术。实验水池测试表明,该系统工作稳定可靠,数据同步性好,具有良好的应用前景。     

实时和延时海洋观测数据质量评估方法研究

介绍了一套实时和延时海洋观测数据质量评估方法,及其在综合海洋观测系统服务平台框架下的未来展望。详细给 出了实时和延时海洋观测数据的自动化数据判别/检验方法、质控标准以及为数据管理和使用专门制定的数据质量评估标准。     

远距离海上观测平台通信网络架构优化设计——以外磕脚平台为例

随着国家对海洋战略的高度重视,海洋观测业务体系能力建设的不断加强,海洋观测将由近海向深远海纵深发展,海洋战略空间进一步拓展,远距离海上观测平台将被大量建设使用,数据通信成为关键。本文以外磕脚通信网络优化为背景,以卫星网、微波网为研究对象,提出"微波+卫星"组合的通信网络架构优化方案,实现两个网络的集成和冗余备份,提高数据传输的稳定性,保障海洋观测数据的准确获取和实时传输。     

海洋环境预报数据传输网络构建

介绍海南省海洋环境预报数据传输网络及其构建方案.该网络以同步数字体系为主要组网技术,建设实时资料传输系统和实时数据广播系统的平台,在此平台的基础上建设气象、海洋基础资料(准)实时接收系统,风暴潮、海浪灾害会商系统和信息发布系统.     

海洋站自动观测数据在线质控系统开发与应用

海洋站自动观测数据主要质控手段为延时月报质量审核,尚没有实时在线质控系统得到业务化应用.本文提出了一种海洋站自动观测数据在线质控系统,通过对水文气象等海洋观测要素进行逻辑分析,确定其极值区间和变化率区间阂值,将实时海洋观测数据与闽值进行比较,对错误或异常数据发出警示信息,提醒观测员进行处理,实现对海洋观测数据的在线质控.     

海洋站自动观测数据在线质控系统开发与应用（英文）

海洋站自动观测数据主要质控手段为延时月报质量审核,尚没有实时在线质控系统得到业务化应用。本文提出了一种海洋站自动观测数据在线质控系统,通过对水文气象等海洋观测要素进行逻辑分析,确定其极值区间和变化率区间阈值,将实时海洋观测数据与阈值进行比较,对错误或异常数据发出警示信息,提醒观测员进行处理,实现对海洋观测数据的在线质控。     

海洋站自动观测系统数据异常的检查方法研究

本文结合海洋站一线工作实际,通过对海洋站自动观测系统的研究,针对如何发现自动观测数据可能存在的数据缺失和异常情况,通过实时监控、数据资料的比对分析以及质控软件等手段,提出了海洋站自动观测系统数据异常的几种检查方法。     

边缘计算在优化远岛观测数据传输中的应用研究

随着海洋观测手段的增多和覆盖面的扩大,海洋观测系统中包含越来越多的远岛观测数据。由于远离大陆,远岛观测数据传输是海洋观测系统建设面临的难题之一。目前远岛观测数据传输主要依赖于卫星通信技术,存在服务时延高、数据容量大、通信费用高和接入异构系统多等问题。针对上述问题,文章在远岛观测数据传输网络中引入基于边缘计算的移动边缘计算（MEC） 软件定义网络（SDN）架构;利用MEC技术智能选择在本地服务器或MEC服务器上执行计算任务,并迁移数据流量,提高数据的传送和分发能力,能够显著提高无线网络的服务效率;通过加入SDN控制器,使多种网络协议和标准在同一网络架构下得到整合,网络资源得以动态灵活调度和分配,以达到整体优化远岛观测数据传输网络的效果,从而为海洋观测工作提供高效的数据支持。     

海洋水文气象数据实时传输系统的设计与实现

针对目前我国海洋调查测量中水文气象数据传输实时性不强的现状,采用我国自主研发的"北斗"卫星导航系统作为无线信道单元,根据水文气象调查设备现状和调查模式,分别在指挥中心和测量终端搭建硬件平台,并研制专用测控软件,设计研制了海洋水文气象数据实时传输监控系统,实现了实时水文气象数据传输及指令交互,达到了提高调查测量数据的质量和调查测量作业效率的目的,为构建突击性强、反应迅速的海洋环境保障作业及实现高效率应急机动测量提供了有效技术手段。该系统的应用对水文气象调查数据的实时高效传输及实时调整调查测量计划任务都具有战略性的意义。     

一种双链路海洋观测数据传输系统研究

快速获取可靠的海洋信息对海洋发展具有十分重要的意义。目前海洋观测数据传输业务主要通过地面网通信方式进行,地面网是海洋观测数据传输的重要通信方式,具有传输稳定、丢包率小和全双工等优势,但其故障时会严重影响数据传输的稳定性和时效性,因此添加合适的备用链路就显得尤为重要。本文介绍了海洋观测数据传输现状,对比了不同无线通信方式的特点,开展地面网和无线网相互备份和接续传输的技术研究,提出了无线网和地面网相结合的双链路通信方式,即日常状态下采用地面网通信,地面网故障时自动切换至无线链路,以提高数据传输的到报率,进而提高数据传输的稳定性和时效性。     

海洋技术信息库的研究与实现

在海洋观测系统研究和业务化运行过程中,在获取海洋观测数据的同时,产生了大量的相关技术信息,这些信息包括：海洋观测体系技术信息、海洋观测技术类数据以及海洋观测技术发展动态信息等。文章首先解释了海洋技术信息的内涵及信息来源,进而简要地描述了海洋技术信息库的总体构架和组成,介绍了海洋技术信息库现阶段的工作进展,重点说明了４类技术信息数据库以及两个应用系统的建设情况,最后总结并指出未来的工作方向。     

海洋环境观测预报技术需求与“十三五”发展重点——以北海区为例

发展海洋环境观测预报技术是认识海洋、开发海洋的一项基础性工作,是发展海洋经济、开发海洋资源的必然要求,具有迫切的国家需求。我国提出了建设海洋强国的宏伟目标,在新的形势下如何进一步提升我国海洋环境观测预报技术水平及业务应用能力,满足海洋事业全面发展的迫切需求,值得我们深入思考和研究。以我国北海区为例,概述了我国海洋环境观测预报技术体系的发展现状,指出了面临的突出技术问题,据此提出了"十三五"期间我国海洋环境观测预报发展的重点,主要包括:数据考古、研发新型观测技术与装备、推动新型观测技术的业务应用、发展智能化的海洋观测数据管理技术、海洋环境组网观测、海洋环境预报精细化、加强国际合作、产学研用结合的业务化支撑体系建设等方面。     

东海区实时海洋观测数据库双机热备系统解决方案

随着东海区海洋防灾减灾业务的拓展,海洋观测体系日益扩大,且实时观测资料均已实现24小时不间断地采集与传输。为了能将如此庞大的实时数据及时服务于预警报工作,需要东海预报中心的实时观测数据库系统实现不间断运行。东海预报中心出现过因服务器主机异常而导致的数据库宕机,造成业务系统的瘫痪。本文的双机热备解决方案成为提高东海预报中心实时观测数据库安全性的重要措施,能够保证在无人值守的环境下,主服务器出现故障时提供实时切换,可大大减少因服务器软硬件故障带来的数据库业务中断,提高系统平台的稳定性。     

基于鲁棒光流算法的海表流场遥感观测研究

海洋表面流场是海洋科学研究中需要着重考虑的环境参数,近实时的海洋表面流场精细化测量对海洋学研究有着重要意义,但是目前大多数海洋表面流场观测技术难以同步实现大范围近实时的海洋表面流场观测。文中在简要对比各类海洋表面流场测量方法的基础上,重点介绍了基于水色遥感图像观测反演海洋表面流场的鲁棒光流算法,该算法在流场计算过程中,能很好地保留流场细节信息。为直观验证本文测量方法的可靠性,文中提供了海洋表面流场的分析实例,同时给出了美国国家航空航天局(NASA)提供的OSCAR流场数据,对文中算法的可靠性进行了验证。     

国际海洋观测技术发展趋势与中国深海台站建设实践

20世纪80年代以来,海洋观测呈现"多元化、立体化、实时化"的发展趋势,地区和国家的海洋观测系统在关键海域发挥着重要作用。随着技术的发展和理念的创新,区域海洋观测系统被广泛应用并得到不断完善。国际海洋观测台站如英国爱尔兰海区域、美国卡罗来纳州海区和加拿大维多利亚海底实验观测网的多元化观测系统(VENUS)都是值得借鉴的例子,他们把多元化、立体化的实时测量数据与海洋物理、生态和生物化学模式紧密结合起来,实现了海洋环境的可预报性。同时,美国、英德法等国和日本实施的一系列海底观测系统,使海洋观测更加完备化。在这种国际大背景下,我国积极推进的海洋观测研究网络工程中的第一个深海台站——西沙海洋观测研究站在2008年已经建设完成并投入运行,该台站实现了长时效的多参数海洋环境实时监控。西沙观测系统主要包括自动气象站、岛屿外缘坐底式海底和海底边界层观测子系统、生物捕获器、西沙上层海洋环境观测子系统和海洋光学监测子系统等。由于海洋环境结构复杂、工作环境恶劣以及资源缺乏等因素的影响,海洋观测一直是高风险的工作。最后希望通过比较国内外观测系统,中国海洋观测事业能够学习国外先进的思路和技术,自身取得更大进步。