1系统设计方案
本设计致力于研究一种可自由配置，便于管理的海洋水文气象预警方案，可以通过分布于海洋上的监测仪器实现海洋环境参数的监测，并经过预处理后将数据按照一定的格式传送到数据中心，再根据收集到的资料确定是否发出预警信号，以减少不必要的人身财产损失。根据功能要求，海洋水文气象预警系统可以划分为三个部分，分别为水文气象观测系统、数据处理中心以及用户终端。水文气象观测系统包括了气象、水文等海洋监测工具，其主要功能是实时采集海洋环境信息，并经过初步处理后发送到数据处理中心。该系统由控制器、自动监测系统以及通信设备组成。数据处理系统接收来自采集系统的数据并进行分析处理，根据预先设定生成报表并负责发布相关信息，本系统能够实时更新数据库，按照特定要求对数据进行计算并自动确定阈值以供判断，后台的数据库记录的历史数据能够帮助对现有的数据进行分析并作出预判断。用户终端服务对象是出海人员和相关的管理部门，其作用是提供实时数据供相关人员判断是否做出预警方案。总而言之，该海洋水文气象预警系统集信息的采集、处理、发布于一身，能够在一定程度上减少因自然灾害造成的不必要损失。
2实现方案
海洋水文气象预警系统的三个组成部分分别负责信息的采集、分析处理、发布。其中，由上位机将观测系统获取的数据上传给数据处理中心。本文以海上浮标系统为例做介绍。海上浮标具备水文、气象、浪流等信息的采集功能，其中气象采集系统可以获取气压、气温、湿度、风速等要素，由相应的传感器完成；水文采集系统可获取潮位、盐度等信息；浪流采集系统则可以采集海浪、海流等相关信息。考虑数据采集系统所处的工作环境，必须使其具有低功耗、信息准确、高集成度等特点。在正常情况下，每个半小时获取一次波浪信息，每10分钟获取一次水温、流速信息，每一分钟获取一次湿度温度和气压信息；风速则每3秒采集一次。在恶劣气象条件下，可根据实际情况设定其他方案以保证信息的有效性。数据的质量控制方面，由数据采集系统完成较大误差数据的剔除，检查工作。数据采集器可以通过通信系统将一定格式的数据信息发送给处理中心。接收系统可实时获取所需要的各项资料，同时若确实部分数据可以要求采集系统重新补发，以保证数据的有效性。大容量的数据需要系统具有存储功能，储存部分采用大容量的FLASH数据存储器件来实时存储收集的数据，而利用硬盘将处理后的数据存储起来，按照一定格式建立数据库。数据处理中心可以实现平均值、方差、特征量计算等，并将结果组织好存储。数据发射模块由单片机控制，并一直处于热备用状态。海上浮标由GPRS实现数据通信，将采集处理的数据实时传输回处理中心。为保证设备正常供电，电源系统应能在恶劣环境下正常可靠的工作。电源由高容量、轻巧的电池构成，可以完成太阳能充电。太阳能板为电池提供电能，具有良好的水密性，能够保证不受海水影响。即使在阴天条件下，该电源能够保证15天的供电，使系统可靠工作。
3总结
当前，人类还无法掌控海洋灾害事件，在灾难面前能够做的也是有限的，唯一能做的就是尽可能减少损失，如安排撤离避难方案，加固安全措施等。海洋水文气象预警系统实现了海洋环境各参数的实时采集与处理，并建立了大型的数据库，可以作为各级监管部门的数据库，实现海洋环境的实时数据监测与发布，同时还可以查询历史数据，为进一步的预测提供数据参考。海洋水温气象预警系统是一个庞大的多功能系统，然而目前全国的海洋信息数据并未实现联网，通过该系统建立的数据库，对于国家防灾减灾、保证出海人员的安全具有重要意义。
作者：武雯 顾键 单位：南海舰队海洋水文气象中心
