海洋站水文氣象觀測設(shè)備與系統(tǒng)集成通用技術(shù)要求試行

1、國家海洋局二一三年九月 海洋站水文氣象觀測設(shè)備與系統(tǒng)集成通用技術(shù)要求（試行）目 錄1 范圍12 規(guī)范性引用文件13 術(shù)語和定義14 系統(tǒng)組成14.1 基本組成14.2 氣象觀測分系統(tǒng)14.3 潮位溫鹽觀測分系統(tǒng)24.4 波浪觀測分系統(tǒng)24.5 數(shù)據(jù)接收處理分系統(tǒng)25 技術(shù)要求25.1 測量要素、范圍和準(zhǔn)確度25.2 傳感器25.3 數(shù)據(jù)采集器35.4 供電電源45.5 環(huán)境適應(yīng)性45.6 安全性45.7 可靠性45.8 電磁兼容和防雷擊55.9 維修性55.10 互換性55.11 數(shù)據(jù)接收處理分系統(tǒng)55.12 運(yùn)行試驗66 試驗方法66.1 測量要素、范圍和準(zhǔn)確度檢查66.2 傳感器檢查66.

2、3 數(shù)據(jù)采集器檢查與試驗66.4 供電電源檢查76.5 環(huán)境適應(yīng)性試驗76.6 安全性試驗76.7 可靠性試驗76.8 電磁兼容和防雷擊試驗76.9 維修性試驗76.10 互換性試驗76.11 數(shù)據(jù)接收處理分系統(tǒng)試驗86.12 業(yè)務(wù)化運(yùn)行試驗87 標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸和貯存81 范圍本要求規(guī)定了海洋站水文氣象觀測系統(tǒng)的組成、技術(shù)要求、試驗方法、包裝、儲運(yùn)等通用技術(shù)要求。本要求適用于海洋站水文氣象觀測系統(tǒng)設(shè)備入網(wǎng)、采購、檢驗和評估。2 規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

3、文件。GB/T 14914 海濱觀測規(guī)范GB/T 139722010 海洋水文儀器通用技術(shù)條件3 術(shù)語和定義海洋站水文氣象觀測系統(tǒng)安裝在岸邊、海島和平臺等地，按GB/T 14914的要求，長期、連續(xù)、自動地觀測 潮位、波浪、表層海水溫度、表層海水鹽度、風(fēng)速風(fēng)向、氣溫、相對濕度、氣壓、降水、能見度、太陽輻射等要素的設(shè)備。4 系統(tǒng)組成4.1 基本組成海洋站水文氣象觀測系統(tǒng)由氣象觀測分系統(tǒng)、潮位溫鹽觀測分系統(tǒng)、波浪觀測分系統(tǒng)（或其中的部分觀測分系統(tǒng)）和數(shù)據(jù)接收處理分系統(tǒng)等組成。 4.2 氣象觀測分系統(tǒng)4.2.1 功能和構(gòu)成自動采集、處理和存儲風(fēng)速風(fēng)向、氣溫、相對濕度、氣壓、降水、能見度、太陽輻射等要

4、素，由傳感器、數(shù)據(jù)采集器、通信設(shè)備和電源組成。4.2.2 傳感器包括風(fēng)速風(fēng)向、氣溫、相對濕度、氣壓、降水、能見度、太陽輻射傳感器等。 4.2.3 數(shù)據(jù)采集器由硬件和軟件組成。硬件由機(jī)箱、接線盒、接口單元、中央處理單元、存儲單元等組成。軟件由自檢、采集、處理、存儲、通信、設(shè)置、測試和調(diào)取等模塊組成。4.2.4 通信設(shè)備指觀測分系統(tǒng)與數(shù)據(jù)接收處理分系統(tǒng)通信的設(shè)備，通信方式包含電纜、光纖、蜂窩移動通信、VHF、微波和衛(wèi)星等。4.2.5 供電電源由電池箱、蓄電池、充電設(shè)備和具有交直流轉(zhuǎn)換功能的模塊等組成。以直流供電方式為主，并具備將交流電轉(zhuǎn)換為直流電的能力。4.3 潮位溫鹽觀測分系統(tǒng)自動采集、處理和存

5、儲潮位、表層海水溫度和表層海水鹽度等，由傳感器、數(shù)據(jù)采集器、通信設(shè)備和電源組成。傳感器包括表層海水溫度鹽度傳感器和潮位傳感器等。數(shù)據(jù)采集器、通信設(shè)備和供電電源的組成同“4.2 氣象觀測分系統(tǒng)”。4.4 波浪觀測分系統(tǒng)自動采集、處理和存儲波高、波周期和波向等波浪觀測數(shù)據(jù)。常用的設(shè)備有波浪浮標(biāo)、聲學(xué)測波儀和雷達(dá)測波儀等。每種波浪觀測設(shè)備要符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，預(yù)留與數(shù)據(jù)接收處理分系統(tǒng)的通信接口。4.5 數(shù)據(jù)接收處理分系統(tǒng)自動接收、處理、存儲和顯示各觀測分系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，并按規(guī)范或規(guī)程的要求將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心，常用電纜、光纖、蜂窩移動通信、VHF、微波和衛(wèi)星等方式通信。數(shù)據(jù)接收處理分系統(tǒng)由計算機(jī)、通信

6、設(shè)備、電源和水文氣象自動觀測系統(tǒng)數(shù)據(jù)接收處理軟件組成，其中計算機(jī)指商用機(jī)或工控機(jī)，通信設(shè)備指與觀測分系統(tǒng)或數(shù)據(jù)中心通信的設(shè)備，電源是指為計算機(jī)和通信設(shè)備供電的設(shè)備，水文氣象自動觀測系統(tǒng)數(shù)據(jù)接收處理軟件運(yùn)行在計算機(jī)上，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的接收、處理、存儲、轉(zhuǎn)發(fā)、查詢、調(diào)取等。5 技術(shù)要求5.1 測量要素、范圍和準(zhǔn)確度測量的要素、范圍和準(zhǔn)確度應(yīng)滿足GB/14914規(guī)定的要求。5.2 傳感器傳感器應(yīng)滿足下列要求：經(jīng)海洋業(yè)務(wù)主管部門組織考核列裝；傳感器輸出信號應(yīng)滿足表1的要求，其中：輸出信號是模擬電壓的為模擬量傳感器，是頻率的為頻率量傳感器，是若干位高低電平組合的為數(shù)字量傳感器；具有雙向通信、標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)字輸出的為

7、智能傳感器；應(yīng)在海洋環(huán)境下有1年以上的應(yīng)用，滿足業(yè)務(wù)化應(yīng)用要求；在滿足業(yè)務(wù)化觀測的情況下，優(yōu)先推薦功耗較低的傳感器；傳感器電源信號線連接方式為接線端子壓接；檢定合格，且在檢定周期內(nèi)。表1 傳感器輸出信號要求序號傳感器可應(yīng)用傳感器形式智能傳感器接口1潮 位數(shù)字量傳感器、智能傳感器RS232、RS422、RS485或網(wǎng)絡(luò)接口2表層海水溫度智能傳感器3表層海水鹽度智能傳感器4海 流智能傳感器5風(fēng) 速頻率量、智能傳感器6風(fēng) 向模擬量、數(shù)字量傳感器、智能傳感器7氣 溫模擬量、智能傳感器8相對濕度模擬量、智能傳感器9氣 壓模擬量、智能傳感器10降 水 量頻率量、智能傳感器11 能 見 度智能傳感

8、器12二氧化碳智能傳感器5.3 數(shù)據(jù)采集器5.3.1 基本要求數(shù)據(jù)采集器的接口單元、中央處理單元、存儲單元、通信單元等應(yīng)采用模塊化設(shè)計，拆裝方便。數(shù)據(jù)采集器對數(shù)據(jù)的采集、處理、存儲應(yīng)滿足GB/14914規(guī)定的要求。5.3.2 外部接口數(shù)據(jù)采集器中用于連接傳感器、通信設(shè)備、電源和其他外部設(shè)備的接口稱為外部接口。數(shù)據(jù)采集器外部接口上應(yīng)標(biāo)明接口的含義，接口應(yīng)有冗余，同時應(yīng)滿足：包括連接傳感器用的智能傳感器接口、頻率量接口、數(shù)字量接口和模擬量接口，優(yōu)先推薦具有智能接口和頻率量接口的傳感器；連接通信設(shè)備用的接口；連接電源用的接口；模擬量測量通道和頻率量測量通道的測量準(zhǔn)確度應(yīng)比它所連接的傳感器的測量準(zhǔn)確度

9、高4倍。5.3.3 存儲數(shù)據(jù)存儲應(yīng)符合GB/T 14914規(guī)定的要求，存儲不低于60天的觀測數(shù)據(jù)。可外加存儲卡等存儲設(shè)備，便于備份數(shù)據(jù)。 5.3.4 時鐘準(zhǔn)確度月累計最大允許誤差±30s。5.3.5 功耗氣象觀測分系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集器、潮位溫鹽觀測分系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集器在工作狀態(tài)下的平均功耗應(yīng)不大于1.5W。5.3.6 連接傳感器和數(shù)據(jù)采集器的電纜長度在150m范圍內(nèi)應(yīng)能正常工作，不影響測量的準(zhǔn)確度。5.3.7 接線方式除網(wǎng)口和光纖端口外，數(shù)據(jù)采集器與傳感器、通信設(shè)備、電源及其它設(shè)備之間采用接線端子方式連接。5.3.8 數(shù)據(jù)采集和處理數(shù)據(jù)的采集和處理應(yīng)符合GB/T 14914規(guī)定的要求。 5

10、.3.9 數(shù)據(jù)通信應(yīng)支持電纜通信、光纖通信、蜂窩移動通信、微波、VHF、衛(wèi)星或短信等通信方式。首選光纖通信方式。采用電纜、光纖、電話、蜂窩、VHF和微波等方式通信時，1分鐘應(yīng)傳輸一次各要素的實(shí)時觀測數(shù)據(jù)和極值數(shù)據(jù)，至少10分鐘傳輸一次觀測分系統(tǒng)的狀態(tài)數(shù)據(jù)，如供電電壓、復(fù)位次數(shù)等。采用衛(wèi)星通信方式時，根據(jù)業(yè)務(wù)要求，選擇傳輸頻次和傳輸內(nèi)容。5.3.10 參數(shù)設(shè)置數(shù)據(jù)采集器應(yīng)具備：設(shè)置傳感器類型、參數(shù)、工作狀態(tài)和測量誤差的修正值等；設(shè)置通信方式、接口參數(shù)、傳輸內(nèi)容和傳輸頻次等；設(shè)置日期、時間；設(shè)置站位信息。5.3.11 測試數(shù)據(jù)采集器應(yīng)能：測試采集器狀態(tài)；測試通信接口；測試傳感器接口。5.3.12

11、集成方式各觀測分系統(tǒng)應(yīng)能與數(shù)據(jù)接收處理分系統(tǒng)通信。氣象觀測分系統(tǒng)應(yīng)能集成潮位溫鹽觀測分系統(tǒng)和波浪觀測分系統(tǒng)，并對觀測的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、存儲和傳輸。5.4 供電電源觀測分系統(tǒng)的供電電源輸出為12VDC±10%，應(yīng)能充電，在不充電條件下，應(yīng)能為氣象觀測分系統(tǒng)、潮位溫鹽觀測分系統(tǒng)供電至少72h。電池箱中電池板的供電控制器要具備多路輸出控制功能，可兼容太陽能供電和市電供電等供電方式。市電供電輸出為220V±10%。 5.5 環(huán)境適應(yīng)性應(yīng)符合GB/T 139722010中5.4的規(guī)定。5.6 安全性應(yīng)符合GB/T 139722010中5.3的規(guī)定。5.7 可靠性系統(tǒng)的MTBF應(yīng)不小于2

12、500 h。5.8 電磁兼容和防雷擊應(yīng)符合GB/T 139722010中5.6的規(guī)定，防雷等級要達(dá)到二級防雷要求。5.9 維修性以分系統(tǒng)作為維修單位時，系統(tǒng)的MTTR應(yīng)不大于0.5 h。并在后續(xù)使用過程中可實(shí)現(xiàn)二次開發(fā)、工作狀態(tài)自檢、遠(yuǎn)程檢測和故障診斷隔離等。5.10 互換性系統(tǒng)中型號或類別相同的各分系統(tǒng)應(yīng)能互換，對于存在的故障應(yīng)能夠定位到可更換單元。5.11 數(shù)據(jù)接收處理分系統(tǒng)5.11.1 數(shù)據(jù)接收數(shù)據(jù)接收處理分系統(tǒng)應(yīng)能自動接收觀測分系統(tǒng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，自動向觀測分系統(tǒng)發(fā)送命令，補(bǔ)錄觀測數(shù)據(jù)。 5.11.2 數(shù)據(jù)顯示、處理、存儲數(shù)據(jù)接收處理分系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的處理和存儲應(yīng)符合GB/T 14914規(guī)定的

13、要求，應(yīng)能顯示接收的數(shù)據(jù)。5.11.3 數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)接收處理分系統(tǒng)應(yīng)能生成實(shí)時數(shù)據(jù)文件、整點(diǎn)數(shù)據(jù)文件、報文文件和月報文件，內(nèi)容及格式應(yīng)符合海洋數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)和業(yè)務(wù)工作的要求。 實(shí)時數(shù)據(jù)文件包含實(shí)時測量的分鐘數(shù)據(jù)和日界內(nèi)出現(xiàn)的極值數(shù)據(jù)，1分鐘生成1次。整點(diǎn)數(shù)據(jù)文件包含整點(diǎn)測量的數(shù)據(jù)和日界內(nèi)出現(xiàn)的極值數(shù)據(jù)，1個小時生成1次。報文文件的內(nèi)容及格式還應(yīng)滿足海洋觀測預(yù)報業(yè)務(wù)的實(shí)際需求。月報數(shù)據(jù)文件的內(nèi)容和格式還應(yīng)符合GB/T 14914的要求。 5.11.4 數(shù)據(jù)通信觀測分系統(tǒng)與數(shù)據(jù)接收處理分系統(tǒng)的通信應(yīng)支持電纜通信、光纖通信、蜂窩移動通信、微波、VHF、衛(wèi)星或短信等通信方式，傳輸內(nèi)容、頻次和數(shù)據(jù)傳輸率應(yīng)滿

14、足海洋數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)的要求。數(shù)據(jù)接收處理分系統(tǒng)與所屬中心站通信應(yīng)支持電纜通信、光纖通信、蜂窩移動通信、微波、衛(wèi)星或短信等通信方式，數(shù)據(jù)傳輸內(nèi)容、頻次和數(shù)據(jù)傳輸率應(yīng)滿足海洋數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)的要求。 5.11.5 其它功能數(shù)據(jù)接收處理分系統(tǒng)應(yīng)：對觀測分系統(tǒng)校時；輸入人工觀測數(shù)據(jù)；以數(shù)據(jù)、圖表及數(shù)據(jù)曲線等方式顯示測量數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)修正、數(shù)據(jù)處理等；向觀測分系統(tǒng)發(fā)送命令，補(bǔ)錄觀測數(shù)據(jù)；現(xiàn)場及遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)參數(shù)設(shè)置、工作狀態(tài)監(jiān)控及異常狀態(tài)提示等。5.12 運(yùn)行試驗 未在海洋站業(yè)務(wù)化運(yùn)行過的設(shè)備，應(yīng)經(jīng)過1年以上的運(yùn)行試驗，提供具有3個月以上業(yè)務(wù)化運(yùn)行比對數(shù)據(jù)的使用報告。6 試驗方法6.1 測量要素、范圍和準(zhǔn)確度檢查

15、查閱傳感器技術(shù)資料和法定計量機(jī)構(gòu)有效期內(nèi)的檢定證書（含測試證書、校準(zhǔn)證書），應(yīng)符合5.1的要求。6.2 傳感器檢查查閱技術(shù)資料，應(yīng)滿足5.2要求。6.3 數(shù)據(jù)采集器檢查與試驗6.3.1 基本要求檢查采用目測、查閱技術(shù)文件的方法，應(yīng)符合要求。6.3.2 外部接口檢查采用目測、查閱技術(shù)文件的方法，應(yīng)符合的要求。6.3.3 數(shù)據(jù)存儲檢查計算每天存儲要素的容量。用存儲器的容量除以每天存儲要素的容量，應(yīng)符合要求。6.3.4 時鐘準(zhǔn)確度試驗以中央人民廣播電臺對時信號為標(biāo)準(zhǔn)，儀器連續(xù)運(yùn)行72h后，檢查采集器時鐘準(zhǔn)確度，應(yīng)符合的要求。6.3.5 功耗試驗為數(shù)據(jù)采集器通電，測量其一小時內(nèi)的平均功率應(yīng)符合要求。6

16、.3.6 連接傳感器和數(shù)據(jù)采集器的電纜長度傳感器放在要素場不變的環(huán)境中，用不長于10m 的電纜將傳感器與數(shù)據(jù)采集器相連，記下各要素的觀測數(shù)據(jù)，改用150m的電纜將傳感器與數(shù)據(jù)采集器相連再測量，記下此時各氣象要素的觀測數(shù)據(jù)，兩次觀測數(shù)據(jù)的差值應(yīng)不大于相應(yīng)測量要素的觀測分辨率。6.3.7 接線方式檢查目測傳感器、通信設(shè)備、電源等設(shè)備與數(shù)據(jù)采集器的連接方式應(yīng)符合的要求。6.3.8 數(shù)據(jù)的采集和處理檢查觀測分系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行時間應(yīng)不少于3 天 。查閱技術(shù)文件和測試記錄，結(jié)果應(yīng)符合的要求。6.3.9 數(shù)據(jù)通信試驗使用電纜通信、光纖通信、蜂窩移動通信、微波、VHF或衛(wèi)星等通信方式對觀測分系統(tǒng)進(jìn)行測試，應(yīng)能滿足

17、的要求。 6.3.10 參數(shù)設(shè)置試驗為觀測分系統(tǒng)通電，進(jìn)行相應(yīng)操作，結(jié)果應(yīng)滿足的要求。6.3.11 測試試驗為觀測分系統(tǒng)通電，進(jìn)行相應(yīng)操作，結(jié)果應(yīng)滿足的要求。6.3.12 集成方式試驗 觀測分系統(tǒng)分別與數(shù)據(jù)接收處理分系統(tǒng)連接，數(shù)據(jù)接收處理分系統(tǒng)能接收、顯示和存儲各觀測分系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，應(yīng)滿足要求。氣象觀測分系統(tǒng)連接潮位溫鹽觀測分系統(tǒng)和波浪觀測分系統(tǒng)，數(shù)據(jù)接收處理分系統(tǒng)與氣象觀測分系統(tǒng)連接，數(shù)據(jù)接收處理分系統(tǒng)能接收、顯示和存儲各觀測分系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，應(yīng)滿足2要求。6.4 供電電源檢查將充電裝置連續(xù)關(guān)閉72h，期間觀測分系統(tǒng)是否能正常工作；恢復(fù)充電后，是否能給蓄電池充電。6.5 環(huán)境適應(yīng)性試驗按GB/T 139722010中6.4規(guī)定的試驗方法進(jìn)行。6.6 安全性試驗按GB/T 139722010中6.3的試驗方法進(jìn)行。6.7 可靠性試驗按GB/T 139722010中6.5的試驗方法進(jìn)行。6.8 電