白龙浮标数据全球通信系统共享的解决方案

为实现白龙浮标数据按照标准格式全要素参与国际交换,设计了从浮标数据测量、卫星传输、岸站接收、实时数据质量控制、云服务器存储到FTP数据上传中国气象局的数据传输链路;采用WMO推荐的标准BUFR格式对原始数据进行格式转换和重新编报,并按照全球通信系统(GTS)的规则进行封装和编发,实现了白龙浮标气象和海洋观测数据实时向GTS的分发共享,全球用户可以通过GTS收集数据并进行分拣后,按照报头识别并解码得到白龙浮标实时数据。白龙浮标成为我国第一个实时数据共享到GTS的锚系浮标,表明我国锚系浮标数据提供能力达到世界先进水平。     

基于以太网的平台综合观测系统软件设计

基于以太网技术开发了海洋观测平台的数据采集处理软件系统,系统通过B/S和C/S两种软件架构实现了准确快捷的采集处理气象、水文和波浪数据,并通过无线以太网实现数据的共享。该系统可为海洋观测预报提供准确可靠的数据支持。     

ADS8344芯片在船载气象观测设备中的应用

在海洋和大气观测领域,对温湿度等气象参数的观精度要求越来越严格。文章设计和实现了一种基于ADS8344芯片的用于实时观测温湿度数据的数据采集模块。该模块采用基于AVR单片机的嵌入式系统集成设计方案,通过ADS8344芯片实现温湿度传感器的信号采集,为船载气象观测设备测量本点的气象信息。     

铱星数据通信在海洋资料浮标上的应用

针对大型海洋资料浮标大数据量传输的要求,在浮标上采用铱星电话数据通信系统传输实时水文气象数据。该系统采用PHILIPS单片机控制,通过铱星电话实时将数据传输到岸站固定电话,并通过计算机存储和打印。系统运行结果表明,该数据通信系统可靠性高,通讯费用低,数据接收率达到99%。     

黄海海洋观测研究站主观测系统建成并投入运行

6月6日11时58分,随着一声汽笛的长鸣,中科院海洋研究所黄海海洋观测研究站丰观测系统的第五个观测研究浮标——2m常规观测研究浮标锚泊就位于预定地点,至此,黄海海洋观测研究站主观测系统——五套浮标系统已全部完成布放,浮标观测数据发送系统和岸基数据接收系统工作正常。     

漂浮的海上观测站

<正>海洋观测浮标是布设在大海中的观测站,它们全天候、不问断地工作,获取有关海洋水文、水质和气象的各种信息。什么是海洋观测浮标?说到浮标,我们通常会想到那种漂浮在水面上,用于指示航道,标出浅滩、暗礁的航标。其实,除了作为航标的浮标之外,还有一类浮标,它们就像人类布设在海中的一个个观察哨,夜以继日地为我们提供有关海洋水文、水质和气象的各种信息。这就是海洋观测浮标。     

风速监测系统在中小尺度灾害性天气中的应用

简述了天津港实时风速监测系统建设的必要性和系统的结构、功能、应用等方面的概况。该系统将实现风速、风向、温度、湿度、降水量等监测参数在无人值守情况下的连续、自动观测和与计算机网络系统的实时接入与发布。它的建立一方面可为天津港作业部门提供实时的监测信息,另一方面也可为气象业务部门提供高时空分辨率的近地面观测资料,对天津港中小尺度灾害性天气及海洋气象服务有着重要的理论价值和实际意义。     

基于环境变量的海洋浮标抗风等级计算

海洋浮标是一种布放在特定海域的观测装备,常用于定点观测风、浪、流、海温等海洋气象要素。本文对浮标浮体和锚系分别进行受力分析,给出了浮标在风、流、浪联合作用下的泊稳条件。采用Python编程语言编写了一套浮标抗风等级计算程序,可以计算特定浮标系统所能抵御的最大风级,以及特定风级下浮标系统泊稳所需的最小锚重,并通过一个浮标在台风天气下走锚的实际案例对程序计算结果进行了分析。计算结果还表明,海浪对浮标的作用力为流作用力的7～10倍,为风作用力的36～106倍,其作用在浮标受力分析和计算中不可忽略。本研究可为海洋浮标系统的布放设计和维护提供参考。     

多浮标叠装式实时传输平台系统技术

阐述了海洋监测技术对国家海洋科学和技术发展的重要性,概括了国内外的发展现状,提出了一种新型的深海实时传输平台,即多浮标叠装武实时传输平台,介绍了该平台系统工作过程,并对该平台及其各组成系统进行了详细的论述.     

北斗二代卫星导航系统在海洋资料浮标监控与管理中的应用

为有效地实现大规模、多类型海洋资料浮标的运行监控与管理,依托北斗二代卫星导航系统的定位和短信通信功能,分别实现浮标位置定位和数据传送,将北斗定位与GPS定位相结合以弥补位置数据丢失、错误等问题。通过数据分包技术克服北斗通讯数据长度的限制,并设计了数据包缓冲接收和数据包动态拼接的方法,有效地实现大规模的浮标数据接收处理。实验结果表明,该方式定位精度高、通讯稳定性好、数据接收率高,能有效满足海洋资料浮标用户对于浮标的管理需求。     

一种全天候新能源混合发电系统控制方案的研究

介绍了一种集波浪能、海洋风能、太阳能为一体的浮海型全天候混合发电装置的设计。该装置主要由振荡浮子式波浪能、立轴变桨式风能、旋转式太阳能组成。装置安装在浮体平台上,通过锚泊浮于工作海域。系统采用了多能互补道路和模块化的设计理念。利用波浪能、海洋风能、太阳能互补特性,通过传感器对外界环境的检测,单片机发出信号进行实时处理,实现全天候发电的工作效果,其性能优于单一的能源发电装置,具有工作效率高且发电稳定。本设计主要用于海洋浮标等海洋观测设备以及海上航标灯设备持续供电,从而实现经济效益和战略意义。     

基于HTM网络的多源海洋实时观测数据异常检测

在时下海洋观测系统中,往往通过分布于不同地理位置的智能传感器来获取实时观测数据。然而由于通信环境不稳定、观测仪器故障、数据采集或传输软件运行异常等原因,观测数据的完整性、可靠性和时效性往往得不到保障。本文基于层级实时记忆(Hierarchical Temporal Memory,HTM)网络设计多源数据异常检测算法,对不同测点海洋实时观测数据流进行质量监控。首先考虑海洋观测系统中存在的数据缺测、网络丢包现象,对观测数据进行预处理;接着基于HTM网络,生成观测数据的稀疏离散表征,动态更新神经元活跃和预测状态,并根据赫布法则奖励或惩罚突触连通值,模拟时序数据的空间和时间关系,从而学习和识别数据内部特征,实现单源海洋实时数据流的异常检测;最后在此基础上,利用不同测点间观测数据的距离相关性,对多源海洋实时数据流进行质量监控,降低异常数据漏报率。实验结果表明,本文提出的算法能有效检测出海洋实时观测数据异常点,且识别速度快于数据采集速度,能保证异常检测过程的准确性和实时性,符合实际应用需求。     

王军成:蓝海监测的拓荒人

<正>海浪像火焰一样翻卷着。一人高的浪头里,斜斜的驶出一条小船。浪头打过,小船像喝醉了一样趔趄不稳,几个人趁着船头昂起跳上船边的大型海洋浮标。为首的汉子个子不高却异常灵活,一看就是常年海上作业的行家里手,他正是山东省科学院研究员王军成。几人冒险检修的海洋浮标,是以锚定在海上的观测浮标为主体组成的海洋水文气象自动观测站。海洋浮标具有全天候、全天时稳定可靠收集海洋环境资料能力,能实现数据的自动采集和自动     

云观测常见问题探讨

针对地面气象观测工作中云观测存在的普遍问题，根据《地面观测规范》的规定和要求，结合气象学和天气学基本原理，对云状、云底高度及夜间观测等方法进行了讨论和分析，为提高地面云的观测质量提供了方法。     

大型海洋浮标上海流计固定装置的研制

研制了一种大型海洋浮标上海流计的固定装置，采用该装置可充分利用已有海洋浮标的硬件及软件资源，实现数据实时传输，节省大量的人力、物力。     

基于CAN总线技术的船载气象仪网络化改进设计

文中设计和实现了一种用于传输实时观测数据的CAN总线网络传输模块。该模块采用基于AVR单片机的嵌入式系统集成设计方案,在兼容原有设备的基础上,为其增加了气象传感器实时观测数据的CAN总线通信功能。通过该设计方案,使原来的单机气象观测设备变成船舶电子系统CAN网络中的测量节点。这一设计特点大幅提高了实时气象数据的传输效率。通过CAN总线通信试验测试,证明所开发的通信模块运行稳定可靠,数据传输及时准确,可完全满足实际应用的需要。     

宁夏境内特高压直流输电设备大数据智能管控应用研究

本文基于宁夏境内特高压直流输电线路工程输变电设备管理维护现状,通过采用跨平台、跨部门数据融合方法获取宁夏电网运行、设备状态、环境气象等大数据,构建多源信息综合分析系统,实现工程施工建设设计方案、施工进度实时管控融通,再通过特高压输变电设备智能可视化管理,为设备运行维修部门构建一个实时、多维的现代化信息管控平台。     

海底观测网岸基控制运行与数据管理系统

针对"在我国南海海域构建一个海底观测网试验系统,使之成为我国深海海底观测技术的试验基地,使我国初步具备构建海底观测网的技术能力,为进一步开展海底观测网的建设提供支撑"的项目研究目标,该课题的主要研究内容包括:开发岸基运行管理系统,实现对各接驳与传感设备系统运行状态的监视与控制;集成岸基高压电源及备用不间断电源系统,设计开发实施监控与管理系统;建立GPS天秒对时服务器及其管理系统,实现水下设备的时间同步管理;建立基站远程监控与实时维护与管理系统,实现无人值守时的监控与管理;建立基站应急响应系统;设计并建立海底网观测控制与数据处理中心;实现海底观测试验网多类型、多学科、多源数据的有效获取和分类存储,以及可控分发、可视化展示和监测;开发海底观测网通用管理软件系统;建立数据服务系统平台,形成可根据不同用户的需求逐步扩充的集成服务支撑体系;建立海底观测试验网专用网站,采用可视化与多媒体技术发布、演示海底观测试验网数据结果,满足不同用户需求,特别是针对社会公众的宣传和科普教育需求。课题研究目标:基于国际海底网络通用标准和协议,开发建设岸基运行控制系统、岸基运行保障系统,实现岸基服务器与水下接驳设备、水下监测设备的双向信息传输控制与管理;实现南海试验网的高压电能的持续、可靠供给;实现对水下设备监控、同步和对时。同时,完成海底观测试验网数据管理系统、海底观测试验网信息服务系统,实现海底观测试验网海量数据的实时收集、存储、融合,甄别、处理、发布、查询与显示;建立海底观测试验网专用网站,为海底环境的在线可视化监测与观测结果展示提供途径。通过岸基控制运行与数据管理系统的建立,将使研究人员可以在线了解海底观测网试验系统和海底观测仪器设备的运行状态,对整个系统进行远程监控、实时维护和应急响应;获得长期、连续的海底观测资料,实时了解海底动力环境、地球物理环境和深海化学环境信息。该课题对实现项目目标至关重要,并对海洋科学研究、海洋环境保护、以及海底资源勘探与开发等相关领域的工作具有重要意义和深远影响。     

碳中和目标下海洋石油平台能效管控系统的开发和应用

围绕海上采油平台碳中和目标的实现,探索海洋石油平台能效管控系统,以期借助该系统完成对油田群原油、天然气、柴油、水等能源数据的分析。在分析过程中形成单耗数据,通过能效分析发现发电、变配电、用电等设备的能效差距,为找出能耗高的电力设备问题提供数据支撑,帮助解决高能耗问题,以实现节能减排,助力海洋石油平台碳中和目标的实现。     

基于云平台的软件服务流体系结构

为了对大规模的数据访问和海量海洋信息的处理提供可靠实时的云计算服务, 结合工作流与软件即服务(software-as-a-service, SaaS)的思想, 提出软件服务流的概念, 并构建基于云平台的软件服务流体系结构的系统. 服务流引擎在整个系统中处于底层, 与Hadoop平台进行交互, 运行自行设计的服务流解析与重组算法处理用户请求, 并交付下层执行, 且为上层提供资源表述性转移(representational state transfer, REST)架构风格的服务流监控和资源管理的透明接口, 降低了开发的复杂性, 提高系统的可伸缩性. 用户能够通过Web端访问, 定制个性化软件服务, 并且能实时监控云平台. 在该平台上, 大规模数据访问、高并发以及高密度的访问也是一种常态. 通过构建初步的原型系统, 证明平台体系结构的可用性和高效性.