海上平台气象站数据回传分析

海上平台气象站数据回传分析

苗志旺

中海油信息科技有限公司天津分公司天津300452

摘要：针对海上现有气象站系统具体情况，对于未能数据回传针对不同情况给予相应解决办法，确保海上气象数据能够回传到陆地端电子海图上进行呈现。结合现有平台的气象站的数据回传。针对出现的问题，本文综合实际情况和甲方需求，提出优化方案。

1、海上平台气象数据回传概述

渤海海域目前存在两种形式的气象站：15个天津市气象局在海上石油平台架设的自动气象站以及海上平台所属气象站。天津市气象局自动气象站数据分两路回传，一路通过北斗卫星传至天津市气象局；另一路通过光电转换器，接入海油内网并在海图上实时显示。海上平台所属气象站是通过串口服务器接回陆地端。

但是两种海上气象站分布有限，气象站间的空格间距较大，回传到陆地海图上的信息有限，不利于整体气象数据的管控，不便于海上气象预测。近期海上风浪较大，出于安全角度，急需解决全渤海海域气象信息回传陆地工作，以便有限公司的统筹管控，同时辅助安全管理。结合环保计划和应急需求，各作业公司均急需将水文气象数据信息通过相关技术手段，经过回传链路回传至陆地端，在显示终端上呈现最终实现海上气象信息共享与数据监测，对于应急指挥管理达到辅助效果，指导意义。

2、海上平台气象数据回传需求分析

渤南作业公司海域现有自动气象站一共包括二部分：3个天津市气象局自动气象站）--BZ34-2/4、BZ35-2WHPB、KL10-4WHPA；还有2个信科所属气象站）--垦利10-1、渤中35-2。

天津市气象局自动气象站设备资产是气象局的，气象局负责运维。采集要素：温湿度、气压、风向风速、能见度、海温、海盐、降水量。数据分两路回传，一路通过北斗卫星传至天津市气象局；另一路通过光电转换器，接入海油内网并在海图上实时显示。目前统计数据显示，气象局所属15个气象站中在渤南作业公司分布有1个，数据可回传到海图上进行显示，其他无数据，但可以通过技术运维手段解决回传问题。渤南作业公司中有二个气象采集站：垦利10-1、渤中35-2，采集的数据包括：风向、风速、温湿度、气压、海流、浪高。

3、海上平台气象数据回传策略分析

为了能够更好地掌握整个渤海海域的气象信息，便于陆地以及平台的统筹部署安排。由于海上基本上每个平台均架设气象站系统，但能够实时回传数据的比较有限。现先调研现有已采集气象站中部分未能实时数据回传的情况，并根据具体情况出具相应方案，同时根据作业公司平台的布局增加新的采集点以便达到作业公司海域气象信息较为全面的数据信息。最后对作业公司所有气象站系统进行整体运维。

针对以上因素，可从以下几个方面

IP地址冲突

从行政管理、平台管理角度，平台内部禁止该特定地址段，预留该地址段气象数据专用。同时加强平台IP化管理，但是收效甚微。最佳处理形式，可通过在串口服务器端再添加一台路由器，以便固定IP地址。

报务员管理

外来人员禁止使用该IP网段。每天对气象数据回传设备进行巡检，定期观测设备运行状态，一旦存在设备宕机情况，及时安排人员排查。同时要求每日均有专人对串口服务器IP地址进行ping包处理，确保链路畅通。对于平台软件问题，可通过重启设备进行解决。

网络管理

可开发一套整体网络监测管理系统，对网络进行整网观测。有助于现场人员的及时管控。此系统可在气象点位消失或其他状态时，及时提醒现场人员进行处理。此套系统也需定期进行巡检。

目前海上平台所属气象站大多是气象站系统，包括室外风向风速传感器1套，室外温湿度探头1套，大气压力探头1套，显示单元2套。气象数据是通过串口服务器将气象站输出的串口数据转换成TCPIP数据，然后通过平台现有通讯手段回传至陆地服务器。最终呈现在中海油船舶动态监管系统，呈现界面如下：

中海油船舶动态监管系统中气象信息呈现界面

3.1气象数据回传解决办法

目前海上大部分平台均架设有气象站系统，但只有少部分能够实现气象数据回传。现根据海上气象站系统分布情况，欲将除以上点位外目前还未实现气象数据回传的气象站系统，统一部署接入电子海图。并对于海域气象站系统覆盖有限的区域新添气象站系统，已达到尽量全面得获取该海域气象信息的目标。详情如下：

3.2在已有气象站系统的平台上架设气象数据回传设备

在渤南作业公司的BZ28-2SCEP、BZ29-4WHPA、BZ34-2/4CEPA（图4中白色圈标识）的每个平台分别新增1套气象站数据回传系统。该系统可通过在显示单元RS232端口处，添加一套串口服务器，来解决数据的回传问题。若台站和计算机之间的距离较近（1km以内），也可选用线缆通信，利用RS232（RS485）串口，配置长线电缆和一对长线驱动器，实现主采集器与计算机终端之间的通信。本方案选用moxa的NPort5230串口服务器，来实现232和485/422信号的相互转换。该模块通过将气象站输出的串口数据转换成TCPIP数据，然后通过平台现有通讯手段回传至陆地服务器。

3.3新增回传能见度、流速、波高等气象数据

根据甲方需求，在BZ35-2CEPA、BZ28-2SCEP、BZ34-2/4CEPA平台（图4中黄色圈标识）上分别增加1套能见度传感设备。在BZ34-1平台（图4中红色圈标识）增加1套监测波高、波向、流速、流向、海水温度系统。通过添加ADCP多普勒海流计、单点海流计DVS、温盐传感器、能见度传感器等设备来监测波高、波周期、波向风速、风向、流速、流向、水温、能见度等气象数据。

如果需要历史数据追溯，需添加气象站服务器，用来储存所有的气象站的历史数据。增加一套软件系统来进行用户界面显示。

参考文献：

《数字气象仪机械行业标准》（JB/T9468-1999）

《决策气象服务质量评估方法》（QX/T112-2010）

《地面气象观测规范第6部分：空气温度和湿度观测》（QX/T50-2007）

《地面气象观测规范第7部分：风向和风速观测》（QX/T51-2007