談海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)通信與管理系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化論文

　　摘要：近年來(lái)隨著海洋事業(yè)的大力發(fā)展，在國(guó)家“８６３”計(jì)劃和專項(xiàng)支持下，建立了多個(gè)區(qū)域性的海洋觀測(cè)集成示范系統(tǒng)，并制定了多項(xiàng)海洋環(huán)境觀測(cè)儀器設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)，但目前尚未制定出針對(duì)海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)通信與管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行管理等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。文章針對(duì)海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)通信與管理系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)流程分析了該系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)際需求，并以海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)通信與管理系統(tǒng)專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、業(yè)務(wù)化為目標(biāo)，提出了關(guān)于該系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化的初步構(gòu)想并說(shuō)明了其涉及的主要內(nèi)容，為海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)通信與管理系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化工作提供參考。

　　關(guān)鍵詞：系統(tǒng)工程；標(biāo)準(zhǔn)化；數(shù)據(jù)通信與管理；海洋觀測(cè)

　　１引言

　　目前在國(guó)家“８６３”計(jì)劃和專項(xiàng)的支持下，我國(guó)已經(jīng)建立了多個(gè)區(qū)域性的海洋環(huán)境觀測(cè)集成示范系統(tǒng)，并初步形成了國(guó)家海洋環(huán)境觀測(cè)集成系統(tǒng)格局。在海洋環(huán)境觀測(cè)集成技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定工作方面，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，共制定各類(lèi)海洋觀測(cè)儀器設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)４２項(xiàng)，涵蓋從岸基、船基到�；�的海洋觀測(cè)儀器設(shè)備；其中基礎(chǔ)通用標(biāo)準(zhǔn)１４項(xiàng)（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)３項(xiàng)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)１１項(xiàng)）、岸基觀測(cè)儀器設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)９項(xiàng)（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)１項(xiàng)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)８項(xiàng)）、船基觀測(cè)儀器設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)１０項(xiàng)（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)３項(xiàng)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)７項(xiàng)）、�；�觀測(cè)儀器設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)９項(xiàng)（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)１項(xiàng)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)８項(xiàng)），但尚未制定出針對(duì)海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)通信與管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行管理等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。從系統(tǒng)的業(yè)務(wù)化運(yùn)行考慮，該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、構(gòu)建等需要相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，以統(tǒng)一規(guī)范系統(tǒng)的性能、接口、通信、開(kāi)發(fā)工具、運(yùn)行環(huán)境、評(píng)估檢驗(yàn)、應(yīng)用及管理等。因此，在現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)建立海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)通信與管理系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)體系，不斷完善各類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一規(guī)范海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)通信與管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行、檢驗(yàn)、評(píng)估及管理，對(duì)國(guó)家海洋觀測(cè)集成系統(tǒng)建設(shè)具有重大意義。

　　２海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)通信與管理系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化需求分析

　�。玻�１海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)通信與管理系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)

　　海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)是將遙感衛(wèi)星、巡航飛機(jī)、監(jiān)測(cè)船、各類(lèi)浮標(biāo)、潛標(biāo)、海床基、水下觀測(cè)站、岸／平臺(tái)基海洋觀測(cè)站、雷達(dá)站及其他可利用的觀測(cè)系統(tǒng)所獲得的實(shí)時(shí)及延時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)室對(duì)海水樣品檢測(cè)所獲得的分析數(shù)據(jù)及通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)或資料交換得到的數(shù)據(jù)，通過(guò)多種通信方式集成到觀測(cè)數(shù)據(jù)處理中心，并對(duì)其進(jìn)行質(zhì)控、處理、分析和加工后，建立基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和信息產(chǎn)品庫(kù)等，并通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)、專線等方式，為有關(guān)部門(mén)及用戶提供多種形式的信息服務(wù)［１］。海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)通信與管理系統(tǒng)是海洋環(huán)境觀測(cè)集成系統(tǒng)的重要組成部分和核心研究?jī)?nèi)容，是集成系統(tǒng)的中樞神經(jīng)，主要由數(shù)據(jù)接收與收集、數(shù)據(jù)處理與管理和數(shù)據(jù)分發(fā)３個(gè)子系統(tǒng)共１０個(gè)模塊組成（圖１）。其中數(shù)據(jù)接收與收集子系統(tǒng)是利用各類(lèi)有線、無(wú)線通信技術(shù)，構(gòu)建數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，依據(jù)后端數(shù)據(jù)分析、應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)鹊囊�求，�?shí)現(xiàn)對(duì)海洋環(huán)境觀測(cè)平臺(tái)及其傳感器等實(shí)時(shí)／準(zhǔn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、觀測(cè)設(shè)備存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、指導(dǎo)性數(shù)據(jù)及其他可利用數(shù)據(jù)的獲取、集成；數(shù)據(jù)處理與管理子系統(tǒng)是對(duì)集成數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范化存儲(chǔ)管理，采用成熟的海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)處理方法及模式，完成對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)的處理、分析、質(zhì)量控制等，并依托元數(shù)據(jù)管理建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、延時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)；數(shù)據(jù)分發(fā)子系統(tǒng)是針對(duì)后端的信息產(chǎn)品制作、海洋預(yù)報(bào)、防災(zāi)減災(zāi)等對(duì)數(shù)據(jù)的需求，提供數(shù)據(jù)傳輸及共享服務(wù)等。

　�。玻�２海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)通信與管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)流程

　　海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)通信與管理系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)及建設(shè)，首先要以海洋科學(xué)研究、防災(zāi)減災(zāi)、預(yù)警預(yù)報(bào)等對(duì)海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)傳輸能力的總體需求為依托，以國(guó)內(nèi)外相關(guān)技術(shù)研究的發(fā)展?fàn)顩r為參照，開(kāi)展系統(tǒng)建立的可行性分析，明確系統(tǒng)建設(shè)投資及效益分析后，確立系統(tǒng)建設(shè)的總體目標(biāo)、研究?jī)?nèi)容等，并在此基礎(chǔ)上開(kāi)展系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)，明確系統(tǒng)的整體框架、業(yè)務(wù)流程、運(yùn)行管理方式、功能及性能指標(biāo)等，用于指導(dǎo)、規(guī)范集成系統(tǒng)的建設(shè)；其次要基于系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)開(kāi)展該系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)與研發(fā)，這也是系統(tǒng)建設(shè)的關(guān)鍵部分，主要包括接口設(shè)計(jì)（基于系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的模塊化思想，明確主要功能模塊間的接口，如數(shù)據(jù)通信方式、數(shù)據(jù)接口、系統(tǒng)接口、人機(jī)接口等）、數(shù)據(jù)管理規(guī)劃（規(guī)劃設(shè)計(jì)元數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫(kù)，確定數(shù)據(jù)質(zhì)量控制方法及標(biāo)準(zhǔn)化格式等）、應(yīng)用軟件研發(fā)（依據(jù)功能需求、運(yùn)行條件等選擇開(kāi)發(fā)工具及開(kāi)發(fā)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用軟件的研發(fā)、測(cè)試等）；最后依據(jù)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案搭建數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)及運(yùn)行平臺(tái)、開(kāi)展系統(tǒng)集成及試運(yùn)行，根據(jù)系統(tǒng)的試運(yùn)行情況對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)與檢驗(yàn)，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)化穩(wěn)定運(yùn)行。

　�。玻�３海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)通信與管理系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化需求

　　海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)通信與管理系統(tǒng)在技術(shù)層面上屬于技術(shù)復(fù)雜系統(tǒng)，并且其所涉及的領(lǐng)域很廣泛，該系統(tǒng)在設(shè)計(jì)、集成時(shí)需要解決各設(shè)備之間、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之間、異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)之間、應(yīng)用系統(tǒng)之間、人機(jī)界面之間等的接口問(wèn)題，對(duì)于系統(tǒng)接口的處理、設(shè)計(jì)等直接影響到系統(tǒng)性能的滿足和功能的實(shí)現(xiàn)。而解決接口問(wèn)題的途徑就是將其作為產(chǎn)品，對(duì)其規(guī)劃、設(shè)計(jì)、研發(fā)及集成、檢驗(yàn)、維護(hù)等方面制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的通用化、系列化和模塊化［２］。從產(chǎn)業(yè)化的角度考慮該系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上應(yīng)該依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的原理，設(shè)計(jì)并研發(fā)出若干通用性強(qiáng)的組件，經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)、配置和實(shí)施，集成為滿足海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)用戶需求的有機(jī)整體。目前我國(guó)已經(jīng)建設(shè)了多個(gè)區(qū)域性的海洋環(huán)境觀測(cè)集成示范系統(tǒng)，并在海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)通信與管理系統(tǒng)的規(guī)劃、建設(shè)等方面具有一定的經(jīng)驗(yàn)和能力，但在系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中現(xiàn)階段可以依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)僅有《海洋信息元數(shù)據(jù)》。然而就該系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)、主要功能、主要特性及實(shí)現(xiàn)流程考慮，海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)通信與管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的每個(gè)步驟都應(yīng)有可遵循的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范作為依據(jù)，以滿足系統(tǒng)的專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化等目標(biāo)。

　　３海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)通信與管理系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)體系的初步構(gòu)想

　　依據(jù)對(duì)海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)通信與管理系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)分析，基于系統(tǒng)建設(shè)通用化、模塊化的思想，應(yīng)該建立觀測(cè)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、觀測(cè)數(shù)據(jù)傳輸規(guī)程、觀測(cè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、觀測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量控制方法標(biāo)準(zhǔn)等以明確各模塊之間的接口�；�于對(duì)系統(tǒng)專業(yè)化、業(yè)務(wù)化的考慮，依托該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)流程的分析，需要建立應(yīng)用軟件檢驗(yàn)評(píng)估及業(yè)務(wù)化運(yùn)行保障等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，以此作為系統(tǒng)檢驗(yàn)和運(yùn)行維護(hù)的依據(jù)。針對(duì)海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)通信與管理系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、研發(fā)及實(shí)施中需要解決的相關(guān)問(wèn)題，本文提出海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)通信與管理系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)體系的初步構(gòu)想，此標(biāo)準(zhǔn)體系共包括以下標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程。（１）觀測(cè)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。規(guī)定天基、空基、岸基、�；�、海面及水下等各類(lèi)海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)及其生成各類(lèi)文件的類(lèi)型、名稱、結(jié)構(gòu)、內(nèi)容、單位、表達(dá)方式等。（２）觀測(cè)數(shù)據(jù)傳輸規(guī)程。規(guī)定天基、空基、岸基、海基、海面及水下等各類(lèi)海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)及其生成各類(lèi)文件的傳輸內(nèi)容、方式、媒介、路徑、目的地、數(shù)據(jù)傳輸時(shí)效、誤碼率等。（３）觀測(cè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。規(guī)定天基、空基、岸基、�；�、海面及水下等各類(lèi)海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)及其生成各類(lèi)文件的存儲(chǔ)內(nèi)容、類(lèi)型、方式等。（４）數(shù)據(jù)質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)。規(guī)定天基、空基、岸基、�；�、海面及水下等各類(lèi)海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量控制的內(nèi)容、方式、方法、時(shí)機(jī)等。（５）數(shù)據(jù)處理方法基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。規(guī)定天基、空基、岸基、�；�、海面及水下等各類(lèi)海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)處理的方法、方式、效果和時(shí)機(jī)等。（６）應(yīng)用軟件檢驗(yàn)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。規(guī)定數(shù)據(jù)的傳輸、處理、質(zhì)量控制、存儲(chǔ)、分發(fā)、共享等應(yīng)用軟件檢驗(yàn)與評(píng)估內(nèi)容、方式、方法和合格判定條件等相關(guān)要求。（７）業(yè)務(wù)化運(yùn)行保障標(biāo)準(zhǔn)。規(guī)定數(shù)據(jù)的傳輸、處理、質(zhì)量控制、存儲(chǔ)、分發(fā)、共享等應(yīng)用軟件業(yè)務(wù)化運(yùn)行的可靠性、可維護(hù)性、可追溯性、易用性、安全性和可移植性指標(biāo)及相關(guān)要求。

　　４結(jié)束語(yǔ)

　　針對(duì)海洋資源開(kāi)發(fā)、防災(zāi)減災(zāi)、環(huán)境保護(hù)、科學(xué)研究、海洋管理、海上國(guó)防建設(shè)等對(duì)海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)的需求，結(jié)合海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)通信與管理系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)際情況，提出海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)通信與管理系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)體系的初步構(gòu)想，為該系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化提供參考。海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)通信與管理系統(tǒng)的規(guī)劃、研發(fā)與建立涉及數(shù)據(jù)通信、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、科學(xué)計(jì)算等多領(lǐng)域的技術(shù)和研究，其標(biāo)準(zhǔn)體系的建立需要多方面工作的支持，需要系統(tǒng)地開(kāi)展相關(guān)工作，不斷制定、完善各類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)程，以統(tǒng)一規(guī)范該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行、檢驗(yàn)、評(píng)估及監(jiān)督管理等，最終實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)立體、實(shí)時(shí)、全覆蓋業(yè)務(wù)化運(yùn)行的終極目標(biāo)，以提升我國(guó)各項(xiàng)海洋工作能力。

　　參考文獻(xiàn)

　�。郏保葜苤呛＃�海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)和信息服務(wù)集成系統(tǒng)規(guī)范化設(shè)計(jì)考慮［Ｊ］．氣象水文海洋儀器，２００４（３）：１－８．

　�。郏玻菘祲蹘X．海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)概論［Ｊ］．氣象水文海洋儀器，２００４（１）：１－９．

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