现状监测数据

现状监测数据（精选七篇）

现状监测数据 篇1

1 现状

随着信息技术的飞速发展, 疾控机构各部门以信息技术为手段, 通过规范化数据管理, 提升疾控系统的业务工作, 体现了信息技术与业务的融合[1]。卫生部以中国疾病预防控制中心信息化建设为龙头, 积极推进疾病预防控制各业务信息化进程, 在全国推广了中国疾病预防控制系统、全国伤害管理软件、中国免疫规划监测信息管理系统、网络直报信息系统等等。信息系统的建设, 显著地提升了疾病预防与控制的能力[2]。各基层疾控机构还自主投入建设应急指挥系统、社区卫生服务管理软件、学生体检管理系统、牙防软件等, 不仅在各条线业务管理系统方面加大投入, 还在行政管理信息化上增强力度, 如OA、人事系统、财务系统等。经过多年的建设, 疾病预防控制机构的信息化取得了令人瞩目的成绩, 在实际疾病预防与控制工作中发挥了重大作用。

2 存在问题

2.1 传统业务管理困惑

政府决策从某种意义上是一种信息流动和处理的过程, 准、全、快的信息是正确决策的前提。疾控机构各部门在长期工作中都保留了大量的疾病监测数据, 但由于缺乏有力的技术手段, 如何快速、有效地从各部门的大规模数据库中发现有用的信息一直是困扰卫生行政领导的难题。传统业务管理的困惑主要体现在信息处理过程和信息反馈迟缓、数字信息压力大及密集的文字报告与报表, 使行政领导无法实时掌握各部门、各专业的历年纵向和各地区的横向比较信息, 往往需要耗费大量的人力和时间收集汇总。

2.2 业务中遇到瓶颈

2.2.1 业务数据

疾病预防与控制机构内部行政与业务数据之间、各条线业务数据之间缺乏有效联系, 形成数据孤岛, 不利于集中综合管理和共享利用。

2.2.2 数据呈现

数据呈现方式以复杂的业务报表为主, 易读性差。数据间因果关系, 主要靠海量搜索, 缺乏有效搜索手段。

2.2.3 医疗卫生

科研调查多为一次性监测, 未形成长期连续数据应用到辅助决策层面。数据展示也主要按照业务条线进行, 缺乏“以人为中心, 以生命全程为主线”的综合分析。

2.3 业务管理中的矛盾

疾病预防控制机构不同业务条线在工作中存在相同资料重复、人为输入错误等问题, 增加了业务人员的重复劳动和资源浪费。同时资料整合及可靠度差, 资料一致性差, 可信度低。对单位而言, 过多和复杂的系统也导致建设成本过高的问题。

2.4 技术上的挑战

各基层疾病预防控制机构拥有多个上级单位下发的各自独立的封闭系统, 多个系统之间具备部分冗余的数据以及重复的功能, 各个系统间信息传输不畅给疾病预防与控制机构带来反应迟钝, 成本提高和绩效下降。疾病预防控制机构业务需求的不断变化, 使数据集成成为越来越重要的任务。

3 对策和建议

3.1 对策

采用多用户的系统结构, 从多种数据源中抽取、转换和加载数据, 生成面向主题的多维数据库, 提高数据的实时性和利用率;在多维数据库的基础上利用分析服务器中部署的分析、报表、指标、业务逻辑和安全管理等算法和逻辑;再利用ETL、EAI方法和技术的消息树、仪表盘、图表联动等分析技术[3], 强化疾控机构各部门和社区数据的综合展示和分析功能 (图1) 。

3.2 建议

3.2.1 决策管理部门

将以往卫生决策者向不同业务部门索取数据的方式, 转变成数据实时网上查询。通过网上实时查询, 领导可以在自己办公室的电脑上第一时间掌握全区的卫生防病信息。同时, 根据各领导的需求, 随时搜取所需的资料。

3.2.2 业务管理部门

3.2.2. 1 建立覆盖疾控机构业务条线数据的数据集市, 提高数据的利用率, 减少信息的重复采集。

3.2.2. 2 实现疾控机构、社区卫生服务中心及下属社区卫生服务点三级管理的数据分析、统计、预警平台, 实现各类报表的迅速自动生成。

3.2.2. 3 建立基于权限分配的管理体系, 各用户根据各自的权限和业务需求, 由系统自动生成相关的报表, 减少信息的重复上报, 保证上报数据的一致性。

3.2.2. 4 构建个性化的自定义数据分析报告平台, 通过个性化的自定义数据分析平台, 将各业务条线历年报表按统一标准展现。同时, 保存历年的报表于“历史报表”中, 实现信息资料的纵向及横向比较。

参考文献

[1]胡金亮, 李建生, 等.数据挖掘技术在中医证候研究的应用进展[J].辽宁中医杂志, 2009, 36 (1) :148-150.

[2]周玉平, 殷芳, 等.加强疾病预防控制的信息化建设[J].中华医学科研管理杂志, 2005, 18 (1) :46-47.

现状监测数据 篇2

海洋环境监测数据信息种类繁多,涉及生物、化学、水文、气象、地质等学科[1],借鉴相关部委环境数据信息公开的经验对于确定海洋环境监测数据的公开内容具有重要的指导意义[2,3]。本文从共享发布内容,发布数据的空间尺度、时间尺度、更新频率以及能否下载等方面整理归纳环保、水利、农业(渔业)、林业、国土、气象、中科院等部委环境数据共享情况,并对海洋环境监测数据的共享发布提出建议。

1 数据信息公开概况

总的来说,环保部的环境数据公开工作开展较好,于2008年出台《国家环境保护总局环境信息公开办法》,制定《环境保护部信息公开指南》,发布《环境保护部信息公开目录》(第一批),明确将环境状况公报、近岸海域状况公报、环境质量报告书、海水浴场水质周报、全国地表水水质月报、辐射监测年报季报纳入公开范围;2014年出台《近岸海域环境信息公开方案》,将近岸海域水质监测数据、入海河流和入海断面水质监测数据、日排放量在100m3以上的直排海污染源(及排污沟、渠)监测信息纳入公开范围;依托门户网站发布地表水自动监测实时数据、空气质量实时监测数据以及全国辐射环境和运行核电站的空气吸收剂量率实时监测数据。

水利部于2009年出台《水利部政务公开暂行规定》,制定《政府信息公开指南》,发布《水利部政务公开内容详细目录》(第一批),明确将全国水利统计公报、全国地下水通报、中国水资源公报、中国水文统计年报纳入公开范围,发布信息内容包括河流水资源质量状况、湖泊水资源质量与营养状况、水库水资源质量与营养状况、省界水体水资源质量状况和水功能区水资源质量状况的分析评价。

国土资源部于2009年出台《国土资源部政府信息公开暂行办法》,制定《国土资源部政府信息公开指南》,发布《国土资源部信息公开目录》,明确将地质环境纳入公开范围,其中与环境相关的公开内容为地下水监测点监测结果,同时依托门户网站发布中国国土资源公报。

目前涉及海洋化学、海洋生物的原始数据公开(无需登录获取或普通登录获取)较少,某些敏感度低、公众有知情权、年代久远的历史数据有公开,如环保部的国家地表水自动监测实时数据(pH值、溶解氧、高锰酸盐指数、氨氮、总有机碳)、每日每4h更新,环保部的全国城市空气质量实时数据(二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、臭氧、PM2.5、PM10、AQI)、每日每小时更新;水利部的全国大江大河实时水情数据(河流、水位、流量)、每日更新;中国南北极数据中心的南北极科考化学、生物数据,公开数据时间范围为1982-2012年、区域范围为南北极。

此外,大部分海洋化学、海洋生物数据公开元数据,普通用户即可查看元数据或部分样例数据,但要进一步获取原始数据则需要授权登录、注册协议用户或提交离线申请;敏感事件的数据信息和元数据都未公开。

2 各部委数据信息公开基本情况

2.1 环保

针对环境质量与监测,环保部可公开的信息包括中国环境状况公报、中国近岸海域状况公报、全国环境质量报告书、环境统计年报、海水浴场水质周报、全国地表水水质月报、全国主要流域重点断面水质自动监测周报、全国环保重点城市空气质量日报预报、辐射环境监测年报、辐射环境监测季报等,这些均可在其门户网站上查询。

空气质量状况统计的信息公开内容为全国主要城市的空气质量指数、首要污染物,更新频率为每日,用户不需登录即可查询当年所有数据。

全国主要流域重点断面水质自动监测周报是环保部实时公开发布的全国主要水系73个重点断面的水质监测数据,公开指标主要有pH值、溶解氧、化学需氧量、氨氮、水质标准、主要污染指数,更新频率为每周,用户不需登录即可查询2004-2015年的所有数据。

全国辐射环境自动监测站空气吸收剂量率的信息主要内容为全国44个城市的空气吸收剂量率的测值范围、平均值和结论,更新频率为每日,用户不需登录即可查询2011年3月12日至今的所有数据。

我国运行核电站周围环境空气吸收剂量率的信息主要内容为3个核电站的空气吸收剂量率的测值范围、平均值、运行前本底值和结论,更新频率为每日,用户不需登录即可查询2011年3月13日至今的所有数据。

沿海城市海水浴场水质周报的信息主要内容为全国27个浴场的水质评价结果和游泳适宜度,更新频率为每周(一年18期),用户不需登录即可查询2003-2014年的所有数据。

全国自然保护区名录的信息主要内容为全国2 640个保护区的名称、总面积、主要保护对象、级别、始建时间,统计时间为截至2011年年底,用户不需登录即可查询所有数据。

各省(自治区、直辖市)主要污染物排放量的信息主要内容为全国33个城市或区域化学需氧量排放量、氨氮排放量、二氧化硫排放量、氨氮化物排放量,更新频率为每年,用户不需登录即可查询2014年的所有数据。

2.2 水利

国家水利部门户网站发布的主要信息有水资源公报、全国大江大河实时水情、全国重点水库实时水情。

水资源公报的信息主要内容为水资源量、水体水质等,更新频率为每年,用户不需登录即可下载1998-2013年公报。

全国大江大河实时水情的信息主要内容为全国主要河流的水位、流量、警戒水位,更新频率为每日,用户不需登录即可查询当天数据。

水利部发布的内容除河流水位、流量为原始数据外,其余均是统计、评价结果。

2.3 农业(渔业)

国家农业科学数据中心由中国农业科学院农业信息研究所维护,门户网站发布的主要信息有我国黄渤海、东海、南海海洋生物资源动态监测鱼类、甲壳类、软体类数据,海水水质监测数据,海洋生物环境要素浮游植物和浮游动物数量、分布及种类构成数据,MODIS遥感反演海洋表面温度图,MODIS遥感反演海洋表层叶绿素图,MODIS遥感监测重大污染事件数据库,土壤元素背景值数据库。

我国黄渤海、东海、南海海洋生物资源动态监测鱼类、甲壳类、软体类数据的信息主要内容为调查船名、航次、海区、网型、采样水深、网获重量、网获数量、体长、体重等,时间尺度为1997-2005年,空间尺度为我国沿海,元数据公开,但用户需授权登录后才能获取。

海水水质监测数据的信息主要内容为区域名称、监测单位、采样日期、测点经纬度、盐度、水温、pH值、溶解氧、生化需氧量和其他理化因子(总氮、总磷、氨氮、硝酸盐、非离子氨、挥发酚、铅、铜、锌、铬等),时间尺度为1997-2005年,空间尺度为我国沿海,元数据公开,但用户需授权登录后才能获取。

海洋生物环境要素浮游植物和浮游动物数量、分布及种类构成数据的信息主要内容为调查船名、航次、海区、采样经纬度、采样日期、采样水深、网型、中文名、生物量密度、水温、盐度及pH值等,时间尺度为1997-2000年,空间尺度为我国沿海,元数据公开,但用户需授权登录后才能获取。

MODIS遥感反演海洋表面温度图的信息内容为空间范围、投影方式、空间分辨率和温度图,元数据公开,用户不需登录可查看。

MODIS遥感反演海洋表层叶绿素图的信息内容为空间范围、投影方式、空间分辨率和叶绿素浓度图,元数据公开,但用户不可查看叶绿素浓度图。

MODIS遥感监测重大污染事件数据库的元数据不公开,用户无法获取。

土壤元素背景值数据库的数据内容包括新中国成立以来农业、环境等领域的研究专著和1979年以来的文献资料中有关土壤基础背景化学元素的含量数据,元数据公开,但是数据不可下载。

2.4 林业

国家林业局门户网站发布的中国林业数据库的信息内容为林业统计年报分析报告、林业年鉴、林业发展报告等,用户不需登录即可查看。

中国林科院维护林业科学数据中心,门户网站发布的信息内容主要有生态定位监测数据、国家林业局生态站生态数据、自然保护区数据库。

生态定位监测数据的信息内容为9个国家级和局级森林生态系统定位观测站常规观测数据和尖峰岭定位站所在地区的物种数据,元数据公开,但需注册协议用户才能查看。

国家林业局生态站生态数据的信息内容为六盘山几种类型植被的水文过程参数、气象因子数据表、不同植被覆盖条件下的土壤物理性质状况、森林经营改善水资源管理国际研讨会图片、森林生态水文研究站2007年水文数据和气象数据、2007年国际生态水文研讨会口头报告摘要集数据,元数据公开,但需注册协议用户才能查看。

自然保护区数据库的信息内容为保护区基本信息、保护区名录、主要保护区分布,元数据公开,但需注册协议用户才能查看,普通用户只能看到第一页数据。

2.5 国土

国土资源部门户网站公开的信息内容有中国国土资源公报,其中与环境相关的内容有地下水监测点评价结果、主要超标成分等,数据形式为统计报告,时间尺度为2010-2013年,更新频率为每年,用户不需登录即可查看。

2.6 气象

中国气象局门户网站发布的信息内容包括中国温室气体公报、海洋气象。中国温室气体公报的信息内容为全国7个监测站的大气CO2浓度平均值,数据形式为统计报告;海洋气象的信息内容为天气现象、风向、风力、能见度,数据形式为预报产品,用户不需登录即可查看。

2.7 中科院

南海及其邻近海区海洋科学数据共享平台由中科院南海海洋所维护,公开发布的信息内容主要有南海海洋科学断面考察铁元素数据集、南海海洋科学断面考察PN-15N数据集、南海海洋科学断面考察碘元素数据集、南海海洋断面科学考察营养盐调查数据集系列、南海海洋科学断面考察浮游植物图集、南海海洋断面科学考察浮游植物调查数据集系列,时间尺度为2009—2012年,元数据公开,但用户需申请登录,普通用户只能下载部分样例数据。

地球系统科学数据共享平台由中科院地理科学与资源研究所维护,公开发布的信息内容主要有全国近代降水数据库数据,数据内容为1840—1950年1 181个气象观测站的月降水量、月降水日数数据,元数据公开,普通登录即可查看。

2.8 海洋

国家海洋局门户网站公开发布的信息内容有中国海洋环境质量公报、沿海省、市、自治区环境质量公报,时间尺度为2000-2014年,更新频率为每年,用户不需登录即可查看。国家海洋局北海分局门户网站公开发布的信息内容有蓬莱19-3油田溢油事故海洋环境监视监测情况,自2011年9月每日发布油田附近海面油花和海面油带情况,用户不需登录即可查看。国家海洋局东海分局门户网站公开发布的信息内容有海洋质量公报、海洋灾害公报、倾废公报等,均为统计产品,用户不需登录即可查看。

中国海洋环境监测网公开发布的信息内容有海水浴场和度假区环境质量,包括水温、浪高、水质、优良指数、适宜游泳指数等,用户不需登录即可查看。

国家海洋卫星应用中心门户网站公开发布的环境相关信息内容有卫星遥感叶绿素浓度专题图,时间尺度为2015年3月至2015年4月,更新频率为每日,用户不需登录即可查看。

南海区海洋数据共享平台由国家海洋局南海信息中心维护,公开发布的信息内容主要有污染监测数据和断面调查资料,元数据公开,但用户需申请登录后才能获取。

中国南北极数据中心由中国极地研究中心维护,公开发布的信息内容主要有南北极科考化学营养盐数据、南北极科考生物数据。南北极科考化学营养盐数据内容包括溶解氧、硝酸盐、亚硝酸盐、铵盐、磷酸盐、硅酸盐等,普通登录即可下载,部分数据处于保护期内不可下载,目前可以下载的数据时间尺度为1984-2012年。南北极科考生物数据内容包括叶绿素a、南极磷虾生物量、浮游动物等,普通登录即可下载,部分数据处于保护期内不可下载,目前可以下载的数据时间尺度为1982—2008年。

青岛海洋科学数据共享平台由国家海洋局第一海洋研究所维护,公开发布的信息内容主要有中国外来海洋生物物种基础信息数据库,数据内容包括外来物种名称、照片、生命形态、栖息环境、生命影响、地理分布等,用户不需登录即可查看。

3 对海洋环境监测数据信息等级划分的建议

通过分析有关行业信息公开发布情况可以看出,完全公开的信息大多为统计、评价信息,如水质评价结果、空气质量评价结果、污染物排放量统计结果、保护区统计名录、物种基础信息等,发布形式多为公报、周报、图片、年鉴、分析报告、发展报告等,最新可查询到当年当日的信息;原始数据公开较少,环保、水利、渔业、林业等行业的大多数原始数据都为不公开数据,需通过相关申请程序授权后登录方可获得,实现内部的有条件共享。

3.1 海洋环境监测数据公开存在的问题

数据信息分级分类不明确。多年来,我国海洋环境监测数据信息一直没有进行过分级和分类,监测数据信息的级别不明、类别不清,没有形成依据明确、科学合理的分级分类体系,使海洋环境监测数据信息的管理以及数据信息的应用、共享和服务等无章可循,在一定程度上影响和制约海洋环境监测数据信息的利用效率。

数据信息发布内容不丰富。目前我国海洋环境监测数据公开发布的都为经整编、统计、分析的评价类信息,基本不涉及原始监测数据;没有紧密结合海洋环境监测发展的特点和社会经济发展的变化对发布信息进行必要的及时的调整,造成发布和共享的海洋环境监测数据信息类型单一,信息内容几乎多年不变。

与社会公众的需求不适应。在近年来的海洋环境监测数据信息管理中,有逐步考虑对社会影响大、公众关注程度高的监测数据信息的发布,也制定了关于一些专题数据信息发布的明确规定,但从整体上看,海洋环境监测数据发布较少、共享程度较低,影响社会公众对海洋环境实际状况的了解,公众知情权没有得到充分保障和体现。

3.2 对海洋环境监测数据公开的建议

对2000-2015年海洋生态环境监测工作任务所涉及的监测数据内容进行分类统计,涉及五大类30余项监测任务。其中,海洋生态环境监测任务,包括生物多样性和近岸典型生态系统、海水、海洋沉积物、二氧化碳、海洋大气、海洋环境权益等;海洋生态环境风险监测任务,包括危险化学品污染、海洋溢油、赤潮(绿潮)灾害、海洋放射性污染、海水入侵、土壤盐渍化、重点岸段海岸侵蚀、重大海洋污染事件跟踪监测、重点海域环境风险监测等;海洋环境监管监测任务,包括海洋倾倒区、海洋石油勘探开发区、海洋工程建设项目、海洋保护区、陆源入海排污口及邻近海域、入海江河、海洋垃圾、海洋生态文明建设示范区等;公益服务监测任务,包括海水浴场、滨海旅游度假区、海水增养殖区、北戴河海域海洋环境监测预警保障等;海洋资源环境承载能力监测评估任务,包括海洋资源环境承载能力监测评估等。

海洋环境监测任务种类多、内容丰富,近年来海洋环境监测数据每年增加20万余条数据记录,选择部分数据进行公开有非常重要的意义:加强海洋环境监测数据共享,促进海洋环境监测数据更好地为海洋生态环境建设、经济和社会发展服务;保障公众的海洋环境知情权,促进社会力量共同保护和改善我国海洋生态环境;通过海洋环境监测数据共享,促进数据规范化管理和高效利用。

海洋环境监测公开数据应具备条件包括:不涉及国家权益、不影响国家安全和国家经济发展;公众关注度高,如公共海域和人类活动密集海域监测数据;已开展多年连续监测或年度监测频率高的监测数据。因此,建议海洋环境监测数据中可公开、定时发布的数据信息包括:非涉密数据所形成的海洋环境监测信息产品;监测频率高、公益效果显著、反映大范围或热点关注区域海洋水质污染状况的监测数据,主要包括海水任务的水质监测数据;入海污染源监测数据,主要包括陆源入海排污口及邻近海域、入海江河等任务的水质监测数据;公众关注度高、人类活动密集海域监测数据,主要包括海水浴场、滨海旅游度假区等任务的监测数据。

同时,建议按照统一规划、统一标准、统一开发、统一实施的原则,建立海洋生态环境监测数据共享平台及其门户网站。根据共享用户类别,明确界定用户享有的信息范围、信息内容和信息属性;定期更新和发布海洋生态环境监测数据目录和元数据信息,按照统一的共享数据格式提供数据服务。

摘要：文章通过互联网对环保、水利、农业(渔业)、林业、国土、气象、中科院、国家海洋局等部委的政府网站、技术支撑单位门户网站或数据共享平台中涉及的环境数据共享情况进行搜索、整理和汇总归纳,形成相关部委环境数据信息公开情况报告,并对海洋环境监测数据的共享发布提出建议。

关键词：海洋信息,监测数据,信息公开

参考文献

[1]路文海.海洋环境监测数据信息管理技术与实践[M].北京:海洋出版社,2013.

[2]路文海,刘书明,杨翼.海洋生态环境保护信息分类编码研究[J].环境与可持续发展,2014,39(5):48-51.

浮标位置监测及监测数据处理 篇3

1影响浮标位置的几个因素

1.1浮标的回旋半径

浮标是由沉石和锚链系留于水中，以沉石为中心，浮标的最大活动半径称为最大回旋半径。由于考虑到海平面的涨落，浮标使用的锚链长度总是几倍于水深，因此，在风平浪静情况下，部分锚链附着于海底，此时浮标的回旋半径很小，而最大回旋半径发生在风大浪急时，全部锚链基本上不着海底。但是由于锚链的自重，它不可能完全被拉直而总是存在着垂曲现象，如图1所示。

实践证明，回旋半径MR为：

式(1)中，L为锚链长度，D为浮标抛高深度。

显然，锚链过长会增加浮标的回旋半径，降低浮标定位精度，影响航道宽;而锚链过短则容易发生浮标移位或漂失事故。一般来说，在港内的浮标，其锚链长度为水深的2～4倍，在外海深水和风浪较大的海区，锚链长度可达水深的4～6倍。

由于浮标回旋半径的存在，使浮标的位置漂浮不定，其范围是在以沉石为中心、以回旋半径为半径的圆域内游动。

1.2浮标抛设时的定位误差

浮标的抛设通常由大型航标船或浮吊来完成，当航标工作船驶入布标海域后首先要进行浮标定位，也就是根据航道设计要求找到投设浮标的位置坐标。没有现代导航定位手段前，人们通常采用所谓的“三标两角法”，即在航标工作船上由二人同时用六分仪来测量，通过海图作图来完成浮标定位。现在的浮标定位大多使用GPS定位仪来完成，如果采用差分GPS对浮标进行定位，精度在5米以内，若直接用GPS的C/A码定位则定位精度15米以内。

1.3海风、海流对浮标的位置影响

在航标遥控遥测系统中，用来获取浮标位置动态信息的GPS接收机通常安装在浮标的灯架上，在风平浪静条件下，浮标处于正立状态，GPS接收机与浮标中心重合，GPS接收机输出的位置信息就是浮标所在位置的地理坐标;而当出现大风大浪时，由于浮标灯架有一定高度，浮标本身可能会产生倾斜，使GPS所在位置偏离浮标中心，如图2所示。此时GPS所监测到的浮标位置与实际出现偏差，其偏差大小为：

式(2)中，MF表示GPS接收机与浮标位置的偏差，H表示灯架高度，θ为浮标灯架的倾斜角。

1.4 GPS接收机定位误差

在航标遥测监控系统中，航标的位置是通过GPS接收机测定的，其定位的精度将直接影响到判断航标位置的准确性，而定位的精度又取决于浮标应用现场是否能够得到GPS差分修正信号。

在航标遥控遥测系统中，用于监测浮标位置动态信息GPS接收机，一般采用结构简单、价钱便宜的GPS-OEM板，但是，由于GPS定位误差的存在，如果直接采用GPS输出的数据来进行位置漂移判断，误报警率将会很高，所以如果能采用DGPS定位数据进行浮标位置漂移判断，就能降低误报率，而要进行DGPS定位就要求浮标所在海域有差分GPS台站配合，而我国沿海的近海海域就设有若干差分GPS台站，其信号能很好地覆盖近海海域。

由以上分析可以看出，浮标的定位误差主要由回旋半径、浮标倾斜、浮标抛设定位误差及GPS监测误差构成。在极限情况下，浮标位置偏离基准点的误差将为这四部分之和，如图3所示。

由于每座浮标所处海域不同，所标示的航道的宽度不同，所以锚链长度各不相同，产生的定位误差也就各不同。只有准确掌握每座浮标的定位误差，航标遥测监控系统才能及时发现浮标位移并正确报警，以便及时处置消除航行安全隐患。

2 浮标被撞击时发生的运动和位移

在通常情况下，浮标受到潮汐、风力、水流等的驱动，产生不规则的运动，但由于水上船舶有时会撞击到浮标，造成位置偏移和损坏，因此，航标遥控遥测系统必须能够及时发现浮标受撞击的事件。

当浮标受到撞击时，由于受到某个方向的作用力其运动状态将发生变化，产生该方向的速度和加速度。要严格地分析浮标受撞击的情况相当困难，理论上可采用船舶撞击力的动能分析方法来近似分析和研究浮标受船舶撞击问题。

浮标受撞击时产生的速度和加速度的大小和方向除了与撞击的作用力的大小、方向有关之外，还应考虑系链、海水的阻力，浮标变形，同时浮标系有沉石，都会改变浮标被撞击后的运动，可见，浮标受撞击的运动状态是比较难以准确地用模型来描述的。因此，采用以GPS测量浮标的速度判断是一种比较理想的方法。当浮标的速度超过设定的门限时，判决浮标被撞击，发出撞击报警信息。

3 监测数值处理[4]

GPS测量的误差主要包括卫星部分、信号传播、信号接收等各个方面带来的误差，但从性质上来讲可以归纳为系统误差和随机误差两部分。其中系统误差主要包括卫星的星历误差、卫星钟差、接收机钟差以及大气折射的误差等，随机误差主要包括信号的多路径效应等。

虽然系统误差比随机误差要大些，其消除主要靠接收机本身，但是它总是有一定的规律可循的，所以采取一定的措施对监测数据进行处理，将对整个系统的可靠性提高是非常重要的。

3.1 中值滤波法

假如对浮标的位置进行三次测量，对所测三个数据进行排序，去掉最大和最小的一个，取中间值作为测量值。基于这种思想，可在程序设计中首先连续对浮标经纬数据进行n次测量，并将它们从小到大进行排队，去掉最大的m次数据和最小的m次数据，以中间的n-2m次数据作为基准，并存于一个存储单元。由于航道遥测系统对实时性要求并不高，所以把n尽量取得大些。设n次所读数据和为Xn，经排序后最小m次数据和为Xm MIN，最大m次数据和为Xm MAX，则：

把Xsum存于存储单元作为后续处理方法的和基准。

3.2 算术平均滤波法

采样一定量的数据后，对其求平均值作为测量估计值，这样可以使得偏离真值的正负误差相消，从而使测量值更接近真实值。在这里可将前面所取得的n-2m次测量数据作算术平均，且存于固定的算术平均值存储单元，并根据以后所读数据进行实时修正。这样有：

其中，是初始化时所求平均值，作为一个平均基准存于存储单元。是每读一次数据所求平均值，作为位置评估值应用于位置飘移判断控制中。

3.3 进退递推滤波法

前面两者都是读取一定数据以后再作后处理，而测量过程中必须对所测数据进行实时处理。因而，所测量经纬度的变化趋势必须反映出来，以便航标因为意外而漂出所给定范围时能实时向监控中心发送警报信息，从而进行修正。为此，采取进一新数退一平均数的进退递推滤波方法，即：

其中，Xsum_i表示第i次数据和，Xsum_i-1表示第i-1次数据和，表示第i-1次数据算术平均值，xi表示第i次所读得的数据。

4 算法控制流程

根据以上算法可做出该算法流程图，如图4所示。

图4中仅描述了对浮标通常情况下的位置监测数据进行处理的过程和发现移位后的报警处理，由于浮标受舰船撞击时产生一定的速度，因而可以通过GPS监测到的速度信息进行类似处理，以及时发现浮标撞击事件。

5 浮标实时监控与报警功能的开发[5]

无线通信传回的航标状态信息，当充电电流、充电电压、工作电流、闪光灯质等物理参数出现异常，当航标位置出现大距离漂移，在电子海图上进行报警，报警的条件限值由管理员预先设置好。以上这些参数通过专业电子元件、传感器和GPS设备测得，设置一定的时间分辨率，电子海图持续获取动态变化信息，实时分析航标灯的工作状态。报警时，航标符号出现警戒色闪烁并发出报警声音，监控人员查询报警航标灯的工作状态数据，识别报警的原因做出相应决策。监控人员也可以随时查看监控范围内的任何一个航标的工作状况。同时，也可由监控系统发出指令由无线通讯传输到指定航标灯，强行改变其工作状态，包括让其熄灭、休眠、激活等。航标的工作状态在历史档案中记录，可以通过表格的形式显示航标的历史纪录，以直观的形式表现出来。当出现航标丢失时，并可以选择任意的起始时间和任意的播放频率回放航标的漂移轨迹，找回丢失的航标。

6 结束语

电子海图作为空间信息表达的视觉产品，在监控系统应用中表现为动态“在线式”多维表达，是一种集动态性、交互性和超媒体等特征于一体的空间信息可视化工具。在航标监控系统中，除了表达基础航道数据外，电子海图主要为航标提供定位背景，实现了航标位置及工作状态的实时监控[6]，具有历史航迹的存贮和航行过程的历史再现等多种功能，并对航标工作状态、突发事件及运动轨迹等进行表达，如航标漂移、撞击等。

在我国无论是海事局基于GSM的航标遥控遥测系统，还是海军基于“北斗”的航标遥控遥测系统，从形式上解决了航标遥控遥测从无到有的问题，但要真正提高航标遥控遥测系统的应用质量，充分发挥“北斗”、GPS、GMS和GIS系统的技术优势，关键在于对各监测量的误差范围、误差规律的认识和科学的数据处理方法的掌握。本文就浮标位置监测进行了初步的研究，以期对航标遥控遥测系统进一步完善有一定帮助和参考作用。

摘要：就浮标位置误差产生的原因进行了分析,讨论了浮标位置GPS监测数据的处理方法,提出了航标遥控遥测系统借助GIS判定浮标的漂移、降低误报的措施,对改进和提高航标遥控遥测系统性能有一定的参考价值。

关键词：浮标位移,航标,遥控遥测

参考文献

[1]吴越.航标交互式遥测监控系统[J].航海技术,2002(5):36-37.

[2]孟庆浩,王斌,周清清.海上导航浮标的远程监测[J].中国航海,2004(4):60-63.

[3]黄灿新.浅谈航标的远程监测[J].广东科技,2007(12):162-163.

[4]张锦波,魏武.改进GAF算法在航标遥测遥控系统中的应用[J].计算机工程,2008(10):135-137.

[5]杜杨文.电子地图技术在航标遥控监测系统中的应用[J].测绘与空间地理信息,2006(3):66-69.

现状监测数据 篇4

关键词：水文水利潮汛检测,GPRS,无线数据传输网络

1引言

目前,国内水文自动化系统设备研发部门少、总体技术产品不成规模,供应体系单一,缺乏技术服务保障,在特殊应用环境复杂多样的测站,设备故障率高,很难维持正常运行。近年从国外引进的水位、雨量自动监测设备,由于着眼于水情报汛,存储容量小,功能专一,在水文水资源信息的监测、存储、处理方面与水文资料整编规范的要求存在较大差距,无法满足水文资料整编刊印的要求。基于上述现状和技术设备上存在的问题,加快水文水资源信息技术创新,研发水资源信息自动监测技术,增强水文信息服务能力,提高水文自动化、现代化技术水平已十分重要和迫切。

2应用需求

我国对于江河水文的监测非常重视,在原有的水文监测点的基础上,各地的水文监测站纷纷建立了一些无人值收的水文检测点,以监测更广的水文和水利情况,包括水流速度、水面高度、水质、流量、潮位、降水量等参数。

3监测系统概述

一套由水文遥测系统和计算机通信网络组成的水文计算机防汛检测系统,可以通过设立在各个水文监测点的数据采集单元和无线DTU模块及网络通讯系统将各监测点搜集的水文信息及时传送到水利局或防汛指挥部,供防汛调度决策使用。

3.1系统组成:水文与防汛监测系统由流域管理中心、分中心(各县市)监测站、现场水文遥测单元构成一套三级网络。系统的建成,将改善水文信息的收集、传递和处理手段,缩短数据收集和预报作业所需的时间,提高信息收集和传递的可靠性,提高流域防汛信息处理能力。流域管理中心通过计算机局域网或广域网与各地分中心监测站之间进行数据传输,每隔一段时间对各分中心监测站的数据进行收集,并主要为以下应用系统提供数据:防汛信息收集处理系统;汛情监视系统;防汛会商显示系统;信息查询系统;气象服务系统;洪水预报调度系统;灾情评估系统等。

3.2通信实施:监测站由雨量计、闸位计、水位计、潮位计等监测仪器和采集器或PLC组成作为水文监测工作站,通过GPRS无线方式和水利局等监测中心保持实时的数据交换,并能实现状态采集和遥控输出,终端数据能在第一时间内传送到数据中心,给数据中心就可以实时的监测水文遥测系统的工作状态,并能判断各设备是否正常工作等。GPRS传输方式在后续的项目可方便扩充,应用灵活方便,增减自如,对整个工程造价起到非常重要的作用。

监测站通过无线GPRS通信模式接受数据中心的管理,中心与各水文遥测单元正常采集数据外,还可对各监测单元进行远程组态配置,修改设定。

各水文遥测单元根据防汛水文监测要求,安装在河流、水库的指定地点,以野外无人值守方式工作,配备一台数据采集单元、GPRS DTU、和雨量计、水位计、风向风速计等水文监测仪表,中心可实时对监测站实施控制,任意设定测试时段,校准机时上下一致;系统供电一般都需具有双电源系统和蓄电池以及太阳能电池,停电时太阳能电池自动供电,确保正常有效工作。对山区和距离较远的监测点,还有遥测中继站,能接受并转发信号,亦由太阳能电池供电,保持长期可靠运行。

4研究的主要内容及功能

4.1水文水资源信息自动监测、传输技术及系列化设备

系统研制的主要技术设备有水位自动采集远传仪、雨量自动采集远传仪、水位雨量自动采集远传仪、LED实时水情信息显示屏及其相关设备,以及传输功能各异的系列化信息自动采集远传仪。

①水位自动采集远传仪由水位适配器和固态存储远传仪两部分组成。水位适配器采用光电数字化转换技术,对WS40型浮子式水位计进行数字化改造,将水位与时间的机械位移量转化为数字信号,经处理生成水位数据;固态存储远传仪完成监测数据的处理、自动存储及传输。②雨量自动采集远传仪是与翻斗式雨量传感器配套使用的雨量自动监测仪器。③水位雨量自动采集远传仪是集上述两种设备功能一体化的产品,可同时对水位、雨量全过程进行长期自动监测、记录、存储、处理和传输。上述设备集大容量固态存储技术、微处理技术、多方式通信及数据远传技术、太阳能供电及智能供充电技术、光电隔离防雷技术于一体,实现了对水位、雨量全过程的长期监测和对观测数据的分析处理和存储,可在LCD显示器上显示实时信息和历史统计信息,能通过设备内置MODEM和GSM,实现有线和无线通讯方式与外部计算机和移动电话的交互式数据传输,也可通过RS-485总线将监测数据传送到大屏幕LED显示屏或到计算机,还可直接在设备上进行数据拷贝或读取。

4.2水文水资源信息监测系统软件

系统软件可分为监测数据的分析处理、系统网络通信及资料整编三部分。①监测数据的分析处理软件对原始数据进行过滤、筛选,按设计要求进行分析、计算、整理、统计,形成数据库,按规范的精度要求和技术标准对信息进行存储、传输及实时显示,完成对实时水情信息的分析处理,满足水情情报预报的需要。②系统网络通信软件主要解决各监测站点与水情分中心、省中心之间水文水资源信息的交互式传输,通信节点有线程控电话、移动GSM、短波电台等多种通信方式的相互转换、自动传输、远程控制以及信息的转存、分析、处理;实现对实时水情信息定时自动发送和适时招测传输,以及历史记录信息的定期或随时的传送。③资料整编软件对数据库中的各类数据进行分析整编,形成规范的各种日表、摘录表、过程线,满足整编刊印的需要。

4.3系统特点:

4.3.1建立一个综合水文监测系统,每隔一段时间就可对全流域的水文信息进行一次收集,及时准确地掌握流域水文情况。

4.3.2在汛期,对各地的雨量和水位的涨落趋势进行准确定位,为防汛决策提供了可靠的资料和依据,使有关部门能及时采取对策,化解险情。

4.3.3系统采用模块化结构,可方便扩充,且具有远程诊断功能,安装维护方便。将远端采集点的数据实时、可靠地发送到各级监控中心。并接收各级监控中心的控制指令。

5结语

现阶段水文水资源自动化建设及今后行业发展的需求,将是最直接、最广泛的用户市场。大中型水库水文站、河库调度及流域(区域)防洪水情自动测报系统的建设,也将为自动无线数据监测的研发技术设备提供较大的应用市场。

参考文献

[1]SL T02-1995,水文自动测报系统设备基本技术条件.

现状监测数据 篇5

1 环境水质的监测技术

1.1 重量监测法

重量监测法就是将抽取的水样通过分离或转化处理以后, 与原有的水样进行对比称重, 然后根据重量的变化来推断水质的变化情况, 在经过科学的数据分析之后, 得到合理的结论, 达到水质监测的目的。重量监测法需要对抽取的水样进行分离或转化处理, 而分离的方式通常为直接分离法, 而转化方式为气化方式。在这种监测技术中唯一需要用到的测量设备就是天平, 所以整个监测过程十分简单, 成本很低, 测试也很容易完成。但是在实际情况中, 天平的精度不同会使得测量的数据准确度不一样, 某些微量元素的监测需要很高的精度, 所以对天平的精度要求比较高, 而且天平在使用过程中也容易受到外界环境影响从而使测量发生偏差。所以重量监测法只适合精度要求不高的水质监测。

1.2 化学滴定法

化学滴定法是将已知浓度的标准溶液滴到待测的水样当中, 然后观察滴定情况, 根据化学反应来推断水质中的元素含量。在滴定完成以后, 通过已知浓度标准溶液的消耗量来计算待测水样中各元素的含量。这种化学滴定方法具有很强的科学依据, 而且测试的结果也比较精确, 化学滴定法也成为水质监测的一种主要方法[2]。

1.3 仪器监测法

仪器监测法对水质的监测主要是利用气相色谱法或者液相色谱法, 这种水质监测方法对比重量监测法和化学滴定法来说, 操作更为复杂, 但是精确度要高出许多, 所以, 需要对水质中的一些含量极少的元素进行监测时, 可以选用仪器监测法。

2 环境水质监测数据的处理方法

在水质监测完成以后, 需要对监测的数据进行处理, 经过分析以后才能得出准确的结论。监测数据的处理方法主要有三种:有效数据整理法、无效数据清除法以及多重验证法。

2.1 有效数据整理法

有效数据整理法就是先对监测数据的真实性和准确性进行分析, 筛选出可用的监测数据, 然后将所获得的可用的监测数据进行整理、分类, 将不同水质下的监测数据分别罗列出来, 这样便于进行数据的对比和分析。

2.2 无效数据清除法

在经过多次的水质监测之后, 就会产生大量的监测数据, 由于水质是随着环境变化的, 所以监测的数据都会大不一样。为了使得监测的数据具有分析参考的价值, 就要对这么多的监测数据进行筛选。对于老旧的数据酌情进行取舍, 对于新的数据, 在确保数据可靠性的情况下可以予以保留。通过这种方式可以去除大量无用数据, 方便水质监测数据的分析, 保证监测结果的准确性[3]。

2.3 多重验证法

在抽取水样时, 可使用不同的取水方式和不同的抽样方式, 对这些水样分别进行监测, 并反复验证实验结果, 尽量排除因取水方式或者抽样方式不同对监测数据的干扰, 减少监测实验的偶然性, 使得监测数据更加可靠、具有说服力。

3 结语

水资源是一种非常重要的自然资源, 而我国地域辽阔, 水资源也比较丰富。但是随着社会的发展, 水质污染的情况也越来越严重, 对环境水质的监测工作也迫在眉睫。所以, 相关部门要加强对环境水质的监测, 可以利用重量监测法、化学滴定法、仪器监测法等方式对水质进行数据的采集, 再通过有效数据整理法、无效数据清除法、多重验证法等数据处理办法对监测数据进行分析, 找出水污染的原因, 再采取相应的应对措施进行水污染的治理。只有加强水质监测工作, 提高水质监测技术, 才能处理好我国的水污染问题, 保护我国的淡水资源, 提高水资源利用率, 实现我国的可持续发展。

摘要：我国在对于淡水资源的水质监测管理上, 监测制度还并不成熟, 对于水资源的利用与管理也存在许多缺陷。所以, 要想让我国的淡水资源得到充分的利用, 就必须加强对水质的控制, 做好对水资源的监测分析工作。

关键词：水质分析,水质监测,数据处理

参考文献

[1]汤景鹏, 张震宇.浅谈污水处理厂水质监测质量管理工作[J].石油工业技术监督, 2016, 32 (06) :24-26+54.

[2]邹敏.水质监测中质量控制措施研究[J].重庆文理学院学报, 2013, 32 (03) :73-76.

环境监测数据质量探究 篇6

1 监测数据的代表性

监测数据的代表性是指监测的样品在空间、时间和地域分布上, 采集到的样品所反映出该领域环境的总体真实状况程度。现场采集到的样品是后期分析的基础和前提, 因此, 只有采集到具有代表性的样品, 才能真实分析出具有价值和代表性的数据来。以水污染监测为例, 由于水中污染物的分布不是均匀的, 因此, 只有使得监测数据具有代表性, 才能使监测到的数据如实反映水环境质量和污染状况。

那么, 如何实现监测数据的代表性呢, 首先要做到采样的科学性和技术性, 遵循严格的采样操作规范;其次是确定好采样的时空分布, 确定采样点位的区域范围;再次是要详细了解监测物周围的水文、气象以及地理背景状况等等, 保证监测数据的可追溯性;第四是做好样品采集监测的时间和地点, 根据被监测物的特性, 合理安排监测时间, 以保证监测到的数据不因时间的变化而有超过合理区间范围的变化。

2 监测数据的完整性

监测数据的完整性通常是指获取监测样品的总量能够达到预期要求的程度或者相关资料的收集具有相当的完整性。既是指样品自身的完整性, 又是指检测分析、评价以及后期数据处理的完整性。

要做到监测数据的完整性, 必须要做到:一是要求监测物的样点布置、点数、断面的取舍以及样品采集次数和采用方法都要符合相关的监测技术规范要求;二是要选择正确的分析方法, 根据不同的监测对象和监测目的选择不同的监测方法和规范要求;三是要保证监测项目的齐全和完整, 防止出现漏测、缺测现象, 以保证监测数据不会出现偏差或不准确现象的发生。

3 监测数据的准确性

准确性也是衡量环境监测质量的关键性因素, 贯穿于采样、分析、数据处理以及检测报告的全过程, 也是反映实验室内测定结果质量的非常重要的一项指标, 监测数据的准确性通常是指测量值与真实值达到一致的程度, 也即监测数据和变化率的实际价值, 反映的是一定程度的客观数值, 而非绝对的真值, 真值只是环境监测中的一个理想概念。

要做到监测数据的准确性, 需要做好四个方面的工作。一是要提升外场采样的质量。要求采样人员严格按照环境监测的标准和方法程序进行操作, 并做好相关采样记录的详细登记工作;二是要提升监测技术的水平。增强监测人员的理论水平, 加强新的监测技术的培训力度, 必要时需要请业务专家亲临现场指导;三是要加大对实验室和仪器设备的物资投入力度, 及时淘汰技术落后的设备仪器, 选用一些高性能、高稳定性和便于操作的仪器设备;四是加强实验室质量的控制。

4 监测数据的可比性

监测数据的可比性是指在环境条件、监测方法、资料表达等可比条件下所获资料的一致程度。监测数据的可比性既包含监测物时空分布的可比性, 也包含监测指标相互关系的可比性分析, 也包括监测的污染物排放规律的可比性分析等等内容。

要做到环境监测数据的可比性, 从程序上来说就要做到:首先是采样, 要求采样的布点、采样的时间都应符合规定要求;其次是样品的运送和贮存, 要求做到样品保持原来状态不变质、不变量;再次是化验和分析, 要求对样品的化验和分析做到按照统一的方法进行, 力求缩小分析数据测定值与真值之间的差别;最后是要求监测报告中的所有数据的有效性、准确度、极值、平均值以及出现频率等均要符合规定要求。

5 监测数据的精密性

精密性是指环境监测中对同一重复样品的多次监测所得的数据分散程度。精密性又叫精密度, 是与准确性一起共同构成了监测分析结果的固有属性。精密性一般与实验室的仪器属性相关, 如果测得的数据精密性不高, 往往反映该监测方法或者监测过程存在较大误差。

在保证监测数据的精密性方面, 需要监测人员以及管理人员注意三个方面问题:一是通过采取不同浓度的多种样品进行精确分析;二是提供良好检测的条件, 例如将样品分为若干批分散在一定时间跨度内进行分析;三是标准偏差与测量过程中的测量数目有着密切联系, 因此, 监测数量的把握也需要注意。

6 监测数据质量对于节能环保的意义

随着我国经济的快速发展和人们节能环保理念的树立, 环境监测数据的真实、准确能够为节能环保政策的制定提供了现实依据, 也让节能环保技术为人们的生产生活提供服务。因此, 做到环境监测数据满足“五性”要求, 监测的数据质量就会得到有效保证, 从而为科学合理的制定节能环保决策提供了第一手宝贵资料, 这也是保护环境、节能降耗的现实需要。

摘要：“数据是产品, 质量是生命”如实的反映了数据质量对于整个环境监测工作的重要性。只有保证环境监测数据的准确性、代表性、可比性、完整性、精密性才能真正体现环境监测结果的客观真实, 为环境保护、节能环保政策的制定提供决策依据。本文就环境监测数据“五性”的含义及其实现方法进行了简要论述。

关键词：环境监测,质量控制,数据,“五性”,节能环保

参考文献

[1]李扬.从“五性”的角度论环境监测数据质量的保证[J]农业环境与发展.2011.10

LKJ数据版本监测预警研究 篇7

1 LKJ数据版本管理的现状及问题

为解决LKJ数据换装发生错换、漏换的问题, 一些铁路局自行开发了换装管理软件。广州铁路 (集团) 公司于2009年开发了“LKJ版本信息监控与IC卡卡控系统”, 通过便携式LKJ版本复核仪, 使换装作业人员可以及时获知换装版本是否正确;通过软件系统, 地面管理人员可以及时获取换装管理信息;机车乘务员出勤时利用IC卡还可获得版本正确与否的信息等。各铁路局开发的LKJ换装管理软件功能大同小异, 对换装过程管理起到一定作用。但归纳起来, 仍存在以下缺陷和不足:

(1) 换装过渡期对版本的正确性缺乏判别。换装过程往往要持续一段时间, 这段时期称为换装过渡期。在换装过渡期, 存在新、旧数据版本混用情况, 某台机车/动车组上 (以下简称机车) 的应装LKJ数据版本与其所处位置、LKJ工作状态、换装过渡期所处的时间位置及LKJ设备管理电务段换装组织方式有密切的关系。既有LKJ数据版本卡控系统仅在换装作业时刻获取LKJ版本信息, 与换装计划进行简单比对, 给出简单的判断结果, 但无法对新、旧版本混用情况进行判别和管理。

(2) 换装过渡期对数据更新影响区段的运行缺乏监测。LKJ数据换装往往是由线路施工造成数据更新, 施工完成前、后线路情况的改变造成了LKJ数据的改变, 在施工影响区段运行的机车车载LKJ数据版本应该与通过时间、施工状态相匹配, 否则存在事故隐患。既有LKJ数据版本卡控系统由于缺乏版本信息实时传输机制, 无法与施工控制因素进行组合判断, 对机车途中通过某一施工影响区段应有效使用的LKJ数据版本无监测预警机制, 可导致机车使用不适当的数据在不适当的时间通过施工影响区域, 造成安全隐患。

(3) 无法确定机车位置, 影响换装作业进度。既有LKJ数据版本卡控系统不能直接获取机车实时位置信息, 无法显示机车定位电子地图, 不利于管理人员安排换装作业。即使当管理人员通过既有LKJ数据版本卡控系统发现机车LKJ数据版本存在错误时, 仍需要通过电话查询等手段多方查找机车位置, 安排换装, 影响机车的换装进度和机车运行效率。由于机车跨局作业和长交路运用, 非管内的机车换装作业会逐渐增加, 需要有辅助手段提高换装作业效率。

(4) 不能实时获取LKJ数据版本, 不能对LKJ数据版本进行动态监测。LKJ数据版本的变更不仅仅是由于按计划换装作业造成, 各类功能试验、LKJ硬件设备故障、备品更换等因素也会造成LKJ数据版本变化。而这些变化是否正确, 既有LKJ数据版本卡控系统由于不能实时获取LKJ数据版本信息, 也不能对LKJ数据版本进行动态监测。

2 LKJ数据版本监测预警系统

以列车运行状态信息系统 (LAIS) 为依托, 开发相应软、硬件, 建立LKJ数据版本监测预警系统 (简称预警系统) , 对LKJ数据版本进行动态管理, 实时获取所有机车LKJ数据版本信息, 发现异常及时进行预警。

2.1 动态预警原则

(1) 预警分不同级别。预警系统应能根据系统要素 (如机车运用状态、所处位置、LKJ版本比对结果) 确定是否预警及预警级别, 判断预警信息是提示性的、警告性的或其他种类。

(2) 针对不同列车种类有不同版本判断逻辑。客车、货车、动车组的换装卡控重点不同, 版本判断逻辑也应不同。

(3) 对车、地都产生预警。预警系统生成的预警信息能够在地面系统展示并发送到车载设备进行处理和显示, 使地面管理人员和车上作业人员、机车乘务员能够获知版本警示信息。但考虑到运用的复杂情况, 对车、地警示信息的发送时间、显示方式应该有所区别, 尽量减少对机车乘务员操作的影响。机车LKJ显示屏和地面管理终端显示预警信息界面见图1、图2。

(4) 注意安全和运输效率间的平衡。LKJ数据版本监测预警的目的是为了保证安全, 但在换装过渡期内, 因目前对机车运用计划管理的颗粒度较粗且获取的运行信息不够完整, 预警判断逻辑会存在不能准确判断的概率。在这种情况下, 要有对应的解决办法和管理手段, 在运输安全和运输效率之间进行适当权衡。

2.2 换装过渡期版本卡控及预警逻辑

根据现行有关管理规章制度和换装作业组织过程, 换装卡控的关键时间节点有3个 (见图3) :换装开始时刻H、本版数据正式启用时刻Q及换装截止时刻J。从H开始至J为换装过渡期, 在此期间存在新、旧版本同时在用情况, 需要进行重点卡控, 预警逻辑也需要进行特别设计。

换装过渡期以数据启用时间划界可分为时间段a和时间段b。由于货车允许使用过渡支线, 因此货运机车从换装开始时间H后开始换装, 一般应在时间段a内完成换装;客运机车需要根据施工地点、开通时间及通过的首趟客车时间点来确定客车开始换装时间, 且在时间段a和b内都有换装, 在换装截止时刻J前完成换装。在2个时间段内, 机车处于库内和在途的判断逻辑有所不同, 对客、货运机车在2个时间段内的判断逻辑也应有所不同。

当前时间、机车种类 (客/货) 、车载LKJ数据版本号、新/旧版本号、机车运用状态 (库内/在途) 等都是设计版本预警逻辑需要考虑的要素。

在LKJ数据版本稳定运行期间, 理论上LKJ数据版本应保持稳定, 在此时出现的LKJ数据版本异常多为设备或软件故障导致, 设计版本预警逻辑时应该予以注意。

2.3 施工影响区段的预警逻辑

对施工区段 (见图4) 的控制应该考虑施工区段两侧的换装作业点、换装作业点前方的提示区间, 保证不符合版本运用逻辑的机车在接近施工区段相邻的前方换装作业点时能够及时提示换装。同时, 在施工区段前要考虑客、货车, 新、老版本, 当前时间点等因素, 并结合当前机车运行特征对是否能够通过报警区进行预测, 以此给出相应的警示结果。

3 LKJ数据版本监测预警系统实现

可以利用目前在用的LAIS, 开发相关的计算机和网络软件技术, 实现LKJ数据版本监测预警系统功能。

3.1 利用LAIS实现车-地信息实时传输及机车定位

利用LAIS的车-地信息实时传输功能, 可以实现LKJ数据版本的实时获取、机车定位、版本预警信息传输, 无论机车位置是否处于本局管内, 都可以实时掌握其LKJ数据版本变化情况, 实现动态预警。对机车入库整备时间进行预测, 及时安排换装作业, 提高换装作业效率。

3.2 建立地面系统实现版本预警逻辑

机车位置分布广泛, 预警系统维护困难, 且限于软、硬件资源不适合在车载设备中设定复杂的比对逻辑。考虑在地面部署版本预警服务器, 实时收集机车信息, 根据设定的版本预警逻辑生成预警信息, 并上传至预警机车。

4 LKJ数据版本监测预警系统的关键因素

由于利用LAIS实现信息的双向实时传输, 在预警系统设计时要考虑数据传输的可靠性、安全性, 并且对无线信号强度进行分析, 对特殊区段进行技术处理, 保证数据安全可靠传输。版本及预警信息传输通道见图5。

预警系统上线后, 地面服务器需要7天每天24小时可靠运行, 因此考虑采用热备、冗余、集群等, 保证服务器系统的安全可靠, 保证预警系统的QoS。

5 LKJ数据版本监测预警系统的发展

对预警系统进行扩充和完善, 在预警系统稳定可靠运用的基础上, 可以为列车控制系统提供新的应用场景, 如车载数据更新。机车车载设备软件及控制数据的动态更新一直是难题, 使用人工更新的方法不仅工作量大, 而且作业过程难以控制。对预警系统扩充后, 可以实现车载设备软件及控制数据的动态更新。在机车运用中可以采用安全传输、存储技术, 把待更新数据上传到机车。当机车运用状态满足更新条件时, 由地面触发更新动作, 车载设备接收到更新命令后启动更新。地面系统可实时掌握更新进度及更新结果。

6 结束语

通过LKJ数据版本监测预警系统, 可以对LKJ数据版本进行动态监测, 及时发现LKJ数据版本的异常信息, 对LKJ数据版本进行动态管理, 及时处理事故隐患。通过机车定位技术, 给工作人员提供快捷便利的技术手段, 提高换装作业效率。预警系统的进一步完善可为我国列车控制系统发展提供新的应用思路。

参考文献

[1]中华人民共和国铁道部.铁运[2009]98号列车运行监控装置 (LKJ) 运用维护规则[S]