浅谈大型浮标的资料管理与质量控制

张学良

（国家海洋局东海标准计量中心 上海市 201306）

20世纪我国10 m大型海洋资料浮标在海上的应用，从20世纪70年代开始，已经30多年，它是离岸自动化海洋环境监测系统，是一个海上无人值守的高技术海洋环境监测站，对海洋的防灾减灾起到越来越大的作用。本文主要从大型海洋资料浮标的资料管理与质量控制方面提出建议，供浮标资料管理和质量控制作参考。

10 m大型海洋资料浮标从整体来讲，它主要分为浮标和岸站2大系统，浮标又可分为浮标体、锚系、供电、水文气象传感器和计算机通讯等系统；岸站主要是计算机通讯接收系统。特别是浮标的工作环境，是处在远离陆地的海上，常年累月的日晒、风吹雨打、海水侵蚀的恶劣环境，要保证1-3年连续海洋资料观测数据的完整性、可靠性，其资料管理和质量控制是比较复杂和困难的，必须要从水文气象传感器和计算机通讯等系统的安装、调试、岸边考机、布放前数据比对、海上数据比对、回收后数据比对、岸站数据修正值、计量检定等方面的质量管理控制，以提供更加真实、有效、完整的海洋水文气象数据，更好地为海洋的防灾减灾服务。

1 浮标设备资料管理与质量控制

1.1 建立大型海洋资料浮标设备数据库

以统一的编号建立独立的大型海洋资料浮标设备数据库。例：GDF201HZS—G为国家海洋局；D为东海区；F为浮标；201为浮标编号；HZS为海洋资料数据库，如（图1）所示。

1.2 大型海洋资料浮标设备数据库内容

在浮标接管时就建立完整的浮标设备资料库，包括文字和电子原始资料，内容一是包括浮标体结构和锚系的图纸、尺寸、规格、数量和使用说明等；二是计算机通讯主机的配备型号、数量和使用说明等；三是各水文气象传感器的配备名称、型号、数量、合格证、使用说明等；四是供电电源系统的配备规格、型号、数量、合格证、使用说明等。

1.3 浮标设备资料的质量控制

在浮标设备档案完整的基础上，不断补充更新数据库，包括浮标安装、拆卸、调试、维护、保养、检修、更换、布放、回收等浮标体，锚系、电源、计算机通讯主机和各水文气象传感器一系列的相关情况数据资料，还有包括海上作业的日期、时间、船只、人员、天气、海况、经纬度、水深、任务完成工作等情况。这些数据资料比较繁杂而众多，要在平时的浮标管理工作中深入细致地收集、记录和整理累积而成，以作为大型海洋资料浮标的海洋水文资料数据的背景资料之一。

图1 海洋资料浮标设备数据库示意图

2 浮标电源设备资料管理与质量控制

2.1 建立浮标电源设备数据库

大型海洋资料浮标供电系统现可分为太阳能电池和免维护电池2类，建立2个资料数据库。例：FL001HZS—F为浮标用电源、L为太阳能电池、001为编号、HZS为数据库；FM001HZS—F为浮标用电源、M为免维护电池、001为编号、HZS为数据库，如图2所示。

2.2 浮标电源设备数据库内容

（1）太阳能电池和免维护电池数据库的内容包括新购时的生产厂家、出厂日期、型号规格、合格证书、使用说明书、额定电功率、额定电压、最大电流输出值等原始资料。

图2 浮标电源资料数据库示意图

（2） 浮标电源系统性能的好坏，将决定海洋资料浮标系统保持正常运行的情况下的海上连续工作周期的长短问题，这个周期从过去的不到1年增加至现在的3年以上。所以，对太阳能电池投入浮标正常工作之前，应进行太阳能转换电能的测试，在不同太阳光照情况下，检测记录其电压、电流输出值，是否符合浮标电源的要求；对免维护电池投入浮标正常工作之前，也应对电池容量的充、放电进行测试，一是充分激活电池的化学物质，二是检测记录其电容量是否符合浮标电源的要求。

2.3 浮标电源设备资料的质量控制

（1） 对新的未曾使用过的太阳能电池和免维护电池进行统一编码，并用钢印刻上独立唯一的编码识别号或固定刻有独立唯一的编码识别号的金属标牌。

（2） 太阳能电池和免维护电池在投入使用后，数据库不断补充增加对安装在那个浮标、工作起始日期和时间、布放前、回收后的电池相关维护保养检测记录数据等。从积累的数据库中，可以分出哪些电池可以继续使用，哪些电池需要更换淘汰，以确保浮标系统的正常供电，并可从长期的数据积累中，为浮标选择电源和电池最佳配置提供有用的科学参考价值，作为大型海洋资料浮标的海洋水文资料数据的背景资料之一。

3 海区浮标站位资料管理与质量控制

3.1 建立海区浮标站位数据库

以统一的海洋资料浮标站位编号建立独立的数据库。例：GDG01HZS—G为国家海洋局；D为东海区；G为浮标站位；01为浮标站位编号；HZS为海洋资料数据库，如（图3）所示。

图3 海区浮标站位数据库示意图

3.2 海区浮标站位数据库内容

（1）以浮标岸站接收资料为主某浮标站位的水文气象资料的连续完整的数据库，包括文字和电子原始资料，内容一是包括岸站从浮标布放前系统考机开始时至浮标布放在某海区站位工作，直至浮标回收终止信号接收所有接收到的全部水文气象资料。

（2）在下一个浮标接替该浮标站位时，其数据库资料又延续增加包含以上（1）项所有的全部水文气象资料。

3.3 岸站接收资料的质量控制

（1） 以上3.2项中的文字资料，应包括对应浮标工作时的各传感器的计量检定的合格证书、浮标考机运行时的比对值、海上工作时的比对值、回收前的比对值、回收后的计量检定的合格证书等，还应增加在出海检修、巡检、更换传感器的相关资料和计量检定比对的数据值。

（2） 岸站接收的浮标站位的水文气象资料，只有配上计量检定和比对修正值以后，才能成为真实、有效、完整的实时水文气象资料，以提供给海洋预报和海上工程的海洋资料参考之用，目前在这方面需要完善和加强制度的管理。

（3） 海区浮标站位的经纬度，浮标在海上运行时，经风、浪、流的作用，也可能移位，也应附上浮标布放、检修、巡检、回收时定位的经纬度比对数据。

4 浮标水文气象传感器资料管理与质量控制

4.1 建立浮标水文气象传感器数据库

以统一的海洋水文气象传感器编号建立独立的数据库。例：GS001HZS—G为国家海洋局；S为传感器名称；001为水文气象传感器编号； HZS为海洋资料数据库，如（图4）所示。

图4 浮标水文气象传感器数据库示意图

4.2 浮标水文气象传感器数据库内容

（1）浮标海洋水文气象传感器分别有风速风向、方位、气温、水温、气压、海流、波浪等数据库，每个传感器数据库分别包括文字和电子原始资料，内容一是包括传感器的原始合格证书、使用说明书、计量检定证书等。

（2）还有安装在某某浮标号、日期、时间、地点、海上站位号、工作状态、安装前后比对值、海上比对值、维修记录、维修后的计量检定证书等。

4.3 浮标各传感器资料的质量控制

（1）水文气象传感器号：对新进未曾使用过的每套水文气象传感器刻记上独立唯一的统一编码识别号，有条件的采用钢印，无法刻钢印的，则用金属牌打上统一编码后固定在传感器上，以确保在浮标上使用时不会搞错而影响水文气象的监测数据的准确性。

（2） 各海洋资料浮标传感器在浮标安装前后应进行计量的比对、海上比对、维修后的比对，出具计量检定的有效证书等，以作为大型海洋资料浮标的海洋水文资料数据的背景资料之一。

5 浮标资料的质量控制

（1） 在浮标考机、海上布放和回收、出海巡检和维修等浮标系统正常工作状态时，应派有计量检定人员现场进行各海洋水文气象资料的数据比对工作，并出具相关的计量检测有效证书，以证明资料数据的有效性。

（2） 设专人进行定期收集、整理、查询与浮标相关资料数据的数据库录入工作；大型浮标系统各设备维护、保养、管理等人员；岸站接收资料操作、管理人员；计量检定人员等，及时记录浮标资料的背景资料、海洋水文气象资料、计量检定和比对有效证明资料，以提供录入数据库，以确保浮标资料的完整性。

（3） 海区站位浮标系统监测的海洋水文气象资料数据，通过岸站系统接收到的各海洋水文气象资料数据，连同海上站位对应浮标系统工作的背景资料、计量检定数据比对和仪器检定的有效证明资料、各海洋水文数据的修正值，而综合得出的资料，才是真实的，如（图5）所示。

图5 海区站位海洋水文气象资料数据的质量控制示意图

（4） 海洋水文气象资料数据修正的举例。一编号为GF002的风传感器，测量范围为：风速为1.5～65 m/s、风向为 0～360°；计量检定的测量准确度风速为±0.5 m/s、风向为±5°；安装在GDF202浮标，于 2012年5月12日布放在GDG02站位，2012年5月12日12：00时次，比对的风速风向数据实测为 6.5 m/s、风向为120°；浮标岸站系统 2012年5月12日12：00时次接收的该站位的风速风向数据为6.0 m/s、风向为115°；从接收的风速风向数据与计量检定的测量准确度、实测比对数据看，该风速风向传感器是处在正常工作常态，数据是有效的，向海洋预报或工程项目提供的正确实时数据应为：风速6.0±0.5 m/s、 风向为 115°±5°，而不是风速6.0 m/s、风向为115°。其它海洋水文气象资料数据的提供也是类同。

6 浮标质量管理的几点建议

（1） 对浮标的锚灯质量的管理，除在使用过程中发现故障时进行更换外，一是应按灯泡的使用周期提前更换；二是按整套使用周期提前更换，以保证浮标锚灯的正常工作，其确保浮标能见度低的情况下，不被航行经过的船舶碰撞损坏，以减少不必要的浮标重大损失和海洋水文气象资料的实时观测数据的缺损。

（2） 在10 m大型海洋资料浮标的布放、回收中，根据多年积累的经验，在港口内可以旁拖，但航速不得大于3级；海上可以尾拖航速不得大于8级；海况大于3级时，除特殊任务外，不要进行海上作业，以确保人员和设备的安全。

（3） 对浮标在海上工作周期3年或超过3年以上的，在回收检修时，应从吊上码头或进船坞进行浮标底部与锚链的转接处检查，有无损坏或磨损过大，应及时修理和更换转接环等，以确保浮标体与锚系的可靠连接，以避免海上锚系丢失和浮标离位，减少不必要的浮标重大损失。

（4） 在海上作业时，或危险、体力强度大、人员上下浮标、搬运设备、拖带缆绳等情况下，应专门指派设立安全观察员，以全场观察安全动态，随时提醒和指挥作业人员躲避危险，确保人身和设备的安全。

7 结语

大型海洋资料浮标作为海洋遥测的高新技术，为了提高海洋监测数据的真实、完整、有效和准确性，要在以上几方面做好完整细致的浮标资料数据库建立工作的基础上，抓好各设备管理的质量控制、计量检定、海洋水文资料的数据比对等工作，以提供高质量的海洋监测数据，更好地为海洋的防灾减灾服务。

[1]叶人秒.国家海洋资料浮标工程手册[M].北京：海洋出版社.1992.

[2]国家海洋局，海洋调查规范[S].1975.