摘 要：本研究旨在評估HY/T 0287—2020《海洋環(huán)境監(jiān)測浮標(biāo)運(yùn)行維護(hù)管理技術(shù)指南》的實施效果，并針對其實施中存在的問題提出改進(jìn)建議。通過深入調(diào)研15家相關(guān)單位，采用了維護(hù)效率、數(shù)據(jù)接收率、數(shù)據(jù)有效率和數(shù)據(jù)質(zhì)量控制等關(guān)鍵指標(biāo)，對標(biāo)準(zhǔn)實施后的成效進(jìn)行了量化分析。結(jié)果顯示，HY/T 0287—2020的實施有助于提高數(shù)據(jù)的可靠性和準(zhǔn)確性。并提出了針對性的改進(jìn)建議，為海洋環(huán)境監(jiān)測浮標(biāo)的運(yùn)行與維護(hù)提供了有益的參考，也為相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的修訂和完善提供了科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：監(jiān)測浮標(biāo)，運(yùn)行維護(hù)，實施研究，海洋環(huán)境

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2024.17.021

1 標(biāo)準(zhǔn)概述

海洋環(huán)境監(jiān)測浮標(biāo)是一種可搭載、懸掛多種類型的儀器設(shè)備，能定點、自動、長期、連續(xù)地進(jìn)行采集、處理、存儲和無線傳輸海洋環(huán)境數(shù)據(jù)等要素的資料浮標(biāo)[1-2]，由浮標(biāo)體、錨系、供電系統(tǒng)、安全防護(hù)系統(tǒng)、傳感器系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)和岸站接收系統(tǒng)組成[3-4]。相對于傳統(tǒng)的實驗室和人工檢測方法時效性不足的短板[5]，使用海洋環(huán)境監(jiān)測浮標(biāo)監(jiān)測海洋環(huán)境具有原位、實時和連續(xù)的特點[6-7]，可更好地應(yīng)對海洋生態(tài)環(huán)境變化迅速的特點。

海上浮標(biāo)運(yùn)行環(huán)境較為復(fù)雜，浮標(biāo)上搭載的監(jiān)測設(shè)備受海水侵蝕、海洋附著生物、日照等影響[8]，會出現(xiàn)監(jiān)測指標(biāo)變化、性能下降的現(xiàn)象。這種情況對數(shù)據(jù)獲取的有效性產(chǎn)生很大影響，甚至導(dǎo)致浮標(biāo)廢止或者傳感器不能連續(xù)使用。規(guī)范的海域浮標(biāo)運(yùn)維管理是保障在線監(jiān)測數(shù)據(jù)獲取離率和數(shù)據(jù)質(zhì)量的有效手段。深圳市朗誠科技股份有限公司結(jié)合自身運(yùn)行維護(hù)經(jīng)驗以及浮標(biāo)數(shù)據(jù)變化規(guī)律分析，牽頭研制了HY/T 0287—2020《海洋環(huán)境監(jiān)測浮標(biāo)運(yùn)行維護(hù)管理技術(shù)指南》，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了近岸海域海洋環(huán)境監(jiān)測浮標(biāo)的運(yùn)行維護(hù)要求，主要技術(shù)參數(shù)包括運(yùn)行維護(hù)流程確認(rèn)、維護(hù)類型確定、運(yùn)行維護(hù)周期確定以及海上數(shù)據(jù)比對等。該標(biāo)準(zhǔn)為近岸海域自動監(jiān)測網(wǎng)運(yùn)行維護(hù)提供技術(shù)依據(jù)，對海洋環(huán)境監(jiān)測浮標(biāo)運(yùn)行維護(hù)工作的統(tǒng)一規(guī)范和可操作性具有重要意義。

2 標(biāo)準(zhǔn)實施情況

行標(biāo)HY/T 0287—2020《海洋環(huán)境監(jiān)測浮標(biāo)運(yùn)行維護(hù)管理技術(shù)指南》于2020年5月29日發(fā)布，2020年9月1日正式實施。標(biāo)準(zhǔn)實施1年后，在2021—2022年間，針對依照HY/T 0287—2020執(zhí)行浮標(biāo)運(yùn)維任務(wù)的15家單位開展了詳盡的調(diào)研。調(diào)研工作以維護(hù)效率、數(shù)據(jù)接收率、數(shù)據(jù)有效率、數(shù)據(jù)質(zhì)量控制等作為關(guān)鍵指標(biāo)。其中運(yùn)維效率包括單次任務(wù)運(yùn)維人數(shù)和運(yùn)維時間。

調(diào)研工作分別取渤海、東海、南海海域等15家單位的運(yùn)維數(shù)據(jù)。由于氣候原因，渤海海域冬季會對浮標(biāo)進(jìn)行回收，監(jiān)測浮標(biāo)實際運(yùn)行時間不滿一年，本文取4月到11月共8個月的運(yùn)維數(shù)據(jù)來統(tǒng)計。其中渤海海域相關(guān)單位3家，東海海域相關(guān)單位2家（浮標(biāo)系統(tǒng)開始運(yùn)行時間為20 22年），南海海域相關(guān)單位和高校共計10家單位。調(diào)研結(jié)果如表1所示。

參照HJ 915—2017《地表水自動監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》[9]要求中數(shù)據(jù)有效性要求，在線監(jiān)測數(shù)據(jù)獲取數(shù)據(jù)有效率應(yīng)大于90%，所有單位的數(shù)據(jù)有效率均達(dá)到規(guī)范要求。由表1可知，在維護(hù)效率方面，單次運(yùn)維任務(wù)人員數(shù)量由4人降為3人，同時單次運(yùn)維時間由均2小時降為均1小時，運(yùn)維效率有了較大幅度的提高。在數(shù)據(jù)接收率方面，渤海海域提高1.84%，提高幅度為1.92%；南海海域提高1.01%，提高幅度為1.04%；東海海域數(shù)據(jù)接收率可達(dá)到99.06%。在數(shù)據(jù)有效率方面，渤海海域提高1.58%，提高幅度為1.73%；南海海域提高4.23%，提高幅度為4.70%；東海海域數(shù)據(jù)有效率可達(dá)到92.58%。由此可見依據(jù)運(yùn)維行標(biāo)執(zhí)行維護(hù)任務(wù)在運(yùn)維效率、數(shù)據(jù)接收率和數(shù)據(jù)有效率方面均能夠產(chǎn)生較好的效果。

在數(shù)據(jù)質(zhì)量控制方面，對比現(xiàn)場數(shù)據(jù)表明，經(jīng)過維護(hù)，受污染水體影響較大的參數(shù)（例如鹽度和溶解氧）顯示了較小的絕對誤差，從而數(shù)據(jù)質(zhì)量得到顯著提升。而那些運(yùn)行穩(wěn)定的設(shè)備參數(shù)在維護(hù)前后變化不大，依然能夠滿足HJ731—2014《近岸海域水質(zhì)自動監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》中關(guān)于準(zhǔn)確度的規(guī)定[10-11]。以特定單位浮標(biāo)運(yùn)維工作為案例，2021年11月和12月以及2022年1月期間的數(shù)據(jù)比對情況得以呈現(xiàn)，其中比較的指標(biāo)包括鹽度（見表2）、pH值（見表3）、溶解氧（見表4）和水溫（見表5）。

從維護(hù)前與維護(hù)后的結(jié)果對比分析，可以明顯看出維護(hù)之后浮標(biāo)的在線監(jiān)測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性有了大幅提高，完全達(dá)到了在線監(jiān)測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度的要求。對于那些易受水體污染影響的參數(shù)，如鹽度和溶解氧，定期進(jìn)行海上維護(hù)顯得尤為關(guān)鍵，以確保數(shù)據(jù)的精確性。

3 完善建議

鑒于傳感器技術(shù)的不斷進(jìn)步，現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)僅覆蓋了業(yè)務(wù)化運(yùn)行中水質(zhì)、氣象和水中油（油膜法）等設(shè)備的維護(hù)工作。隨著監(jiān)測技術(shù)的迅猛發(fā)展，新型監(jiān)測設(shè)備相繼出現(xiàn)，這迫切要求對現(xiàn)行的維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行更新和修訂以納入新增內(nèi)容。當(dāng)前我國海洋環(huán)境監(jiān)測浮標(biāo)的功能日趨完善，除了傳統(tǒng)的水質(zhì)傳感器外，還常搭載測油類、氣象[12]、放射性、化學(xué)需氧量（COD）等多參數(shù)傳感器。因此，針對具體的運(yùn)維工作內(nèi)容，有必要進(jìn)行進(jìn)一步的修訂和完善?；谏鲜隹紤]，本文提出以下建議：

（1）新增其他傳感器運(yùn)維工作說明指南，如水動力傳感器、放射性傳感器、COD傳感器等；

（2）對于水中油傳感器內(nèi)容說明，標(biāo)準(zhǔn)僅適用于油膜法水中油傳感器運(yùn)維。對于光學(xué)法傳感器的維護(hù)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)并未給出說明。標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)新增光學(xué)法傳感器維護(hù)工作說明，并對不同傳感器類型做出明確區(qū)分；

（3）“5.3.2.8c）數(shù)據(jù)采集與通訊系統(tǒng)維護(hù)工作”內(nèi)容中通訊天線發(fā)生彎折的情況沒有涵蓋所有可能發(fā)生異常的情況，應(yīng)新增通訊天線接頭腐蝕或出現(xiàn)其它接觸不良情況；

（4）“5.3.2.9b）安全防護(hù)系統(tǒng)維護(hù)”中對于標(biāo)燈檢查內(nèi)容不全面，在現(xiàn)有內(nèi)容基礎(chǔ)上增加檢查透明罩透光性能，若出現(xiàn)可視燈光強(qiáng)度變?nèi)跚闆r，應(yīng)進(jìn)行更換。

4 結(jié) 語

HY/T 0287—2020有效地填補(bǔ)了國內(nèi)在海洋環(huán)境監(jiān)測浮標(biāo)運(yùn)行維護(hù)方面的標(biāo)準(zhǔn)缺口，對于統(tǒng)一和規(guī)范該領(lǐng)域工作具有顯著的實踐意義。本研究對該標(biāo)準(zhǔn)的實施情況進(jìn)行了細(xì)致的考察，并將維護(hù)頻率、數(shù)據(jù)接收率、數(shù)據(jù)有效率、數(shù)據(jù)質(zhì)量控制等關(guān)鍵性能指標(biāo)作為評估的重點。鑒于近岸海域海洋環(huán)境在線監(jiān)測技術(shù)及運(yùn)行維護(hù)技術(shù)的發(fā)展態(tài)勢，本文提出了一系列建議，包括擴(kuò)充傳感器類型的維護(hù)指導(dǎo)、優(yōu)化水中油傳感器的維護(hù)流程、完善數(shù)據(jù)采集與通訊系統(tǒng)的維護(hù)措施以及強(qiáng)化安全防護(hù)系統(tǒng)的維護(hù)工作。這些建議旨在提升海洋環(huán)境監(jiān)測浮標(biāo)的運(yùn)維效能，確保其能夠高效進(jìn)行實時、原位和連續(xù)的監(jiān)測任務(wù)，從而促進(jìn)我國近岸海域自動監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)向更高水平演進(jìn)。

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作者簡介

徐麗君，高級工程師，主要從事環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)研發(fā)與信息化工作。

王鑫，通信作者，博士，副教授，研究方向為遠(yuǎn)程教育、標(biāo)準(zhǔn)化、學(xué)分轉(zhuǎn)換。

畢玉明，助理工程師，主要從事環(huán)境在線監(jiān)測設(shè)備運(yùn)營管理和開發(fā)工作。

劉昌偉，工程師，主要從事海洋環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)與運(yùn)維工作。

（責(zé)任編輯：張瑞洋）