“雪龍”號科考綜合管理系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用

夏寅月 陳清滿 朱兵 陳際雨

(1 中國極地研究中心,上海 200136;2 自然資源部海洋環(huán)境探測技術(shù)與應(yīng)用重點實驗室,廣東 廣州 510300)

0 引言

科學(xué)考察船是獲取海洋探測數(shù)據(jù)的重要基礎(chǔ)平臺,其運營管理水平對科學(xué)考察的執(zhí)行效率具有顯著影響。先進(jìn)的船舶性能是基本的先決條件,完善的科考設(shè)備是獲取精準(zhǔn)海洋科考數(shù)據(jù)資料的關(guān)鍵技術(shù)支撐,規(guī)范的船舶管理是有效運行的有力保障,技術(shù)隊伍是獲取科學(xué)、準(zhǔn)確調(diào)查資料的關(guān)鍵[1]。

自1994 年首次執(zhí)行中國極地考察任務(wù)以來,“雪龍”號科考船(以下簡稱“雪龍”號)共承擔(dān)了23 次中國南極科學(xué)考察和9 次中國北極科學(xué)考察,在保障長城站、中山站、昆侖站和羅斯海新站后勤和能力建設(shè)的同時,還承擔(dān)了重點海域的科學(xué)調(diào)查任務(wù)[2]。由于受南北極多變的氣候條件、局部的海冰覆蓋等因素影響,在進(jìn)行綜合海洋科學(xué)調(diào)查時,大多面臨時間緊任務(wù)量大的困難。如何利用有限作業(yè)窗口期,快速高效地完成既定的科學(xué)考察任務(wù),需要合理的航線和站點規(guī)劃,多學(xué)科科考作業(yè)統(tǒng)籌考慮,充分利用站前與站后的低速航行期完成磁力觀測、微塑料取樣、磷蝦取樣等走航拖曳作業(yè)。合理制定綜合海洋調(diào)查作業(yè)順序、統(tǒng)籌航次考察作業(yè)內(nèi)容成為了確保完成考察任務(wù)的關(guān)鍵。

開發(fā)一套適用于極地考察現(xiàn)場作業(yè)的綜合管理系統(tǒng),統(tǒng)籌航次調(diào)查作業(yè)進(jìn)程,安全規(guī)范管理考察作業(yè)項目,并實時顯示專業(yè)調(diào)查作業(yè)需要的信息,實現(xiàn)信息共享,利用現(xiàn)代化手段管理科考作業(yè)十分必要。南北極海域有著區(qū)別于中低緯度大洋的特殊環(huán)境,具有氣溫低、氣旋多、海冰覆蓋的特點,“雪龍”號的作業(yè)模式不同于一般考察船。實驗室管理人員整理了科考作業(yè)實際需求,開發(fā)了一套科考綜合管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)統(tǒng)籌了各學(xué)科海洋作業(yè)的需求,結(jié)合站點分布特點,合理規(guī)劃航線及作業(yè)順序,節(jié)約了作業(yè)時間,提高了作業(yè)效率和燃油經(jīng)濟(jì)效率,一定程度上保障了作業(yè)安全。在系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用之前,駕駛臺與舯部、艉部作業(yè)組的溝通,需通過電話或?qū)χv機(jī)等工具,且只有作業(yè)組長配備了相應(yīng)的通訊工具,而在系統(tǒng)應(yīng)用之后,每個組員都可以在實驗室實時掌握船舶動態(tài)和考察作業(yè)進(jìn)展,作業(yè)的效率得到了較大的提高。

目前國內(nèi)的主流科學(xué)考察船基本上配備了科考綜合管理系統(tǒng)(表1),但各船的系統(tǒng)差別較大。有的船舶科考綜合管理系統(tǒng)開發(fā)較早,為2000 年左右,基于當(dāng)時的技術(shù)手段,系統(tǒng)側(cè)重于現(xiàn)場數(shù)據(jù)和樣品登記表的管理,數(shù)據(jù)通過web 表單,手動形式錄入,偏重于數(shù)據(jù)采集和管理,對站位調(diào)查作業(yè)模式未涉及;有的系統(tǒng)還未調(diào)試完成,尚未通過驗收;有的船舶交付時間較晚,尚未執(zhí)行考察任務(wù),系統(tǒng)尚未投入使用。本文將重點介紹“雪龍”號科考船的科考綜合管理系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用,為未來更好地對科考船,尤其是極地科考船進(jìn)行管理提供參考。

表1 國內(nèi)主流考察船科考綜合管理系統(tǒng)應(yīng)用實例Table 1.Application examples of integrated management system for scientific observation in research vessels

1 “雪龍”號科考綜合管理系統(tǒng)的設(shè)計思路

作為我國南北極考察的重要力量,“雪龍”號自1994 年執(zhí)行南極科學(xué)考察,先后參與建成了中國南極中山站、昆侖站和泰山站,目前正在建造的羅斯海新站的建設(shè)物資主要也由“雪龍”號運輸。繁重的建設(shè)物資運輸任務(wù)大大壓縮了執(zhí)行科學(xué)考察任務(wù)的時間。此外,歷次南極考察總要預(yù)留一定的時間用于科考綜合調(diào)查作業(yè),但嚴(yán)酷的自然環(huán)境、多變的氣候條件、嚴(yán)重的海冰覆蓋,都使得開展南極調(diào)查作業(yè)困難重重。留給科考作業(yè)的時間窗口經(jīng)常只有短短的幾天或者幾個小時,船舶必須在規(guī)定的時間內(nèi)趕往下一個作業(yè)站點。利用有限的時間,開展更多的綜合調(diào)查作業(yè),取得寶貴的數(shù)據(jù)和珍貴的樣品,顯得非常重要,必須通過科考綜合管理系統(tǒng)才能實現(xiàn)。該系統(tǒng)的主要功能為合理規(guī)劃航線和安排作業(yè)時間,保障科考任務(wù)順利完成的同時提高考察作業(yè)的安全程度。系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)分為三個部分,分別是電子海圖和科考站位管理系統(tǒng)、科考設(shè)備顯示屏幕共享系統(tǒng)和科考作業(yè)視頻監(jiān)控系統(tǒng),如圖1 所示。

圖1 “雪龍”號科考綜合管理系統(tǒng)圖Fig.1.Diagram of integrated management system for scientific observation in R/V Xuelong

1.1 電子海圖和科考站位管理系統(tǒng)

電子海圖和科考站位管理系統(tǒng)用于在電子海圖上顯示實時船位、航向、航速信息、計劃作業(yè)站點位置信息,以及每個站點的科考任務(wù)。同時根據(jù)氣象云圖與海冰圖的對比,提前了解站點位置的海冰覆蓋情況,設(shè)計到達(dá)站點后擬開展的作業(yè)內(nèi)容和順序,結(jié)合相應(yīng)航線的規(guī)劃及航行時間、科考作業(yè)時間的預(yù)估,通過計算將上述內(nèi)容直觀地在電子海圖上顯示出來。通過直觀的電子海圖顯示,便于管理科考作業(yè)進(jìn)程,并為完成宏觀考察任務(wù)提供保障。

1.2 科考設(shè)備顯示屏幕共享系統(tǒng)

科考設(shè)備顯示屏幕共享系統(tǒng)將科考儀器獲取的數(shù)據(jù)和圖像的顯示頁面實時共享至各實驗室的大屏幕上,為開展各項科考作業(yè)提供科學(xué)參考。如:開展磷蝦拖網(wǎng)作業(yè)的同時,實時掌握科學(xué)漁探儀探測到的數(shù)據(jù)信息,針對性地控制拖網(wǎng)作業(yè)深度,對提高采樣成功率非常關(guān)鍵;開展地球物理作業(yè)的同時,實時查看深水多波束獲取的水深信息,綜合分析海底地形信息,調(diào)整地球物理儀器參數(shù)等。

1.3 科考作業(yè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)

科考作業(yè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)實時顯示科考作業(yè)現(xiàn)場狀況,首先有利于規(guī)范管理科考作業(yè)現(xiàn)場秩序,監(jiān)督作業(yè)人員安全裝備的穿戴,其次有利于觀察作業(yè)現(xiàn)場設(shè)備儀器準(zhǔn)備情況以及人員就位情況,再者還可以通過對作業(yè)現(xiàn)場情況的查看來預(yù)估作業(yè)完成時間,為下一項作業(yè)提供準(zhǔn)備時間。通過一系列的綜合立體管理方法整體規(guī)劃布局科考作業(yè)活動,極大地提高了作業(yè)效率。

2 電子海圖和科考站位管理系統(tǒng)功能設(shè)計、應(yīng)用和實踐

在以往的航次調(diào)查中,“雪龍”號開展調(diào)查作業(yè)任務(wù)時,由作業(yè)組將制定好的站位表格提交駕駛臺,駕駛員根據(jù)站位表航行到指定站點后,通過電話或?qū)χv機(jī)聯(lián)系作業(yè)組組長,組長再依次通知作業(yè)組員,隨后開展調(diào)查作業(yè)。作業(yè)人員不能直觀查看船舶動態(tài),只能被動接收指令,對即將開展的調(diào)查作業(yè)內(nèi)容也較難及時掌握?；谶@一現(xiàn)狀,迫切需要設(shè)計一款針對極地考察作業(yè)現(xiàn)場的科考管理軟件,用于綜合管理科考作業(yè)。針對該情況,實驗室管理人員總結(jié)以往考察的經(jīng)驗,針對性的提出站位作業(yè)需求,開發(fā)出了一套適合“雪龍”號考察作業(yè)模式的電子海圖和科考站位管理系統(tǒng)。

作為一款服務(wù)科考作業(yè)的電子海圖管理系統(tǒng),不僅需要具有傳統(tǒng)航海電子海圖的功能,更需要服務(wù)科考調(diào)查作業(yè)?！把垺碧栐陔娮雍D和科考站位管理系統(tǒng)中增加了科考數(shù)據(jù)接入、站位管理等功能,集成化后的電子海圖管理系統(tǒng)使得科考作業(yè)效率大大提高,規(guī)范了管理的同時也提高了考察的安全性。

2.1 電子海圖和科考站位管理系統(tǒng)主界面

自1986 年起,人們開始在電子海圖上進(jìn)行航線設(shè)計,借助定位儀在電子海圖上實時顯示船位、船速、航向等航行參數(shù)[3]。“雪龍”號電子海圖和科考站位管理系統(tǒng)分兩個部分,分別是科考數(shù)據(jù)采集服務(wù)器和客戶端?；诖暗目瓶紨?shù)據(jù)采集服務(wù)器,電子海圖管理系統(tǒng)通過實時的數(shù)據(jù)下載方式,來更新客戶端海圖數(shù)據(jù)信息,如:定位信息、羅經(jīng)信息、氣象信息、船舶主機(jī)工況等;客戶端地圖采用墨卡托投影方式,進(jìn)行實時數(shù)據(jù)傳輸,不斷更新相關(guān)信息的顯示(圖2)。

圖2 電子海圖和科考站位管理系統(tǒng)主界面Fig.2.Main interface of electronic chart display and information system

系統(tǒng)主界面主要由五個部分組成,即海圖顯示區(qū)、系統(tǒng)工具區(qū)、水平面板區(qū)、垂直面板區(qū)和狀態(tài)欄。海圖顯示區(qū)用于顯示海圖和進(jìn)行相關(guān)信息疊加,是圖形化信息展示區(qū);系統(tǒng)工具區(qū)是進(jìn)行功能選擇的區(qū)域,可進(jìn)行海圖區(qū)域放大、縮小等功能;水平面板區(qū)是顯示海圖計算、航線設(shè)計、海圖標(biāo)繪、天氣預(yù)報、站位管理和航跡回放等功能的交互界面;垂直面板區(qū)顯示內(nèi)容主要為各科考設(shè)備的實時數(shù)據(jù);狀態(tài)欄顯示當(dāng)前所在位置的經(jīng)緯度、當(dāng)前顯示比例尺、當(dāng)前操作說明等。界面簡潔大方,重要信息一目了然,方便實時查看船位信息、了解船舶動態(tài)、記錄相關(guān)數(shù)據(jù)等。

系統(tǒng)中可以通過海圖選擇設(shè)置,選擇不同的符號庫,顯示不同的海圖相關(guān)信息,如等深線、參考水深、相關(guān)國家專屬經(jīng)濟(jì)區(qū)等,通過等深線、專屬經(jīng)濟(jì)區(qū)的綜合顯示,便于實時觀察船舶動態(tài),提前規(guī)劃航線(圖3)。

圖3 標(biāo)準(zhǔn)電子海圖效果Fig.3.Standard electronic chart effect

2.2 海圖計算

海圖計算作為電子海圖的一項重要功能,主要用于測量海圖上任意兩點間的距離和相對方位,同時還可以測量任意點與某條船舶的距離以及與該船航向的相對方位(圖4)。通過測量兩點間距離和船舶航速可以估算所需的航行時間,計算預(yù)計到達(dá)時間。所有計算的里程數(shù)據(jù)均可選擇三種單位進(jìn)行顯示,包括海里、千米和米。本系統(tǒng)不僅能測量兩點之間的距離,還能通過連續(xù)選擇測量點實時顯示分段和合計距離。

圖4 海圖計算示例Fig.4.An example of chart calculation

2.3 航線管理

船舶航行前首先要設(shè)計好船舶航行的路線,制定計劃航線,并計劃船舶在每段航線上的航速和該航線上的安全寬度,以及到達(dá)每個轉(zhuǎn)向點(如港口)時預(yù)計到達(dá)的時間等各類數(shù)據(jù)。通過船舶航行時的位置報告顯示,可隨時觀測船舶航行情況,實現(xiàn)對船舶的實時監(jiān)控。

選擇航線設(shè)計工具,系統(tǒng)即進(jìn)入航線設(shè)計狀態(tài)。在航線設(shè)計狀態(tài)下,將顯示航線設(shè)計的浮動界面(圖5)。通過該界面中提供的功能,實現(xiàn)對航線的設(shè)計。切換到其他工具時,將退出航線設(shè)計狀態(tài)。

圖5 航線設(shè)計浮動界面Fig.5.Floating interface of route design

2.4 站位管理

特定海區(qū)的作業(yè),通常是以站點的形式排布,到達(dá)指定站點后隨即開展綜合調(diào)查作業(yè)項目,如:下放CTD 作業(yè)、分層采水、大體積原位過濾、浮游生物垂直拖網(wǎng)、箱式沉積采樣、重力柱沉積采樣、中層魚類拖網(wǎng)、底棲生物拖網(wǎng)、湍流觀測、多聯(lián)生物網(wǎng)采樣作業(yè)等。作業(yè)海區(qū)由于受海冰和氣旋影響,可用于穿行的航道也一直處于變化中,相對準(zhǔn)確的預(yù)測到達(dá)時間,排布到達(dá)后的作業(yè)順序,預(yù)估作業(yè)需要的時間,計算作業(yè)完成時間,設(shè)定下一站點位置等綜合信息的計算和顯示能夠更好地輔助科考作業(yè)的順利完成。

站位管理是進(jìn)行科考調(diào)查作業(yè)管理的主要功能,站位是指科考船舶在航行過程中需要執(zhí)行科考任務(wù)的位置。在該位置船舶將停航,并進(jìn)行一系列的科考活動。將站位計劃導(dǎo)入到系統(tǒng)后,根據(jù)站位計劃以及船舶航行動態(tài)信息,系統(tǒng)自動提示下一科考站位與當(dāng)前船位的關(guān)系。當(dāng)船舶即將到站前,進(jìn)行聲音和閃爍提示。當(dāng)船舶到達(dá)站位后,及時記錄當(dāng)時的水深值,以及航行時間和實際到達(dá)站位時間等信息。站位管理界面如圖6 所示,在海圖顯示區(qū)繪制各個站位的位置,查詢各個站位的詳細(xì)信息,同時可以調(diào)整站位計劃,改變站位順序,維護(hù)科考任務(wù)信息,調(diào)整各個站位需要執(zhí)行的科考任務(wù)及先后順序。

圖6 站位管理界面功能說明Fig.6.Function description of station management interface

導(dǎo)入的站位信息將在海圖顯示區(qū)顯示,顯示內(nèi)容包括站位位置以及站位之間的連線。如圖7所示。

圖7 站位顯示Fig.7.Station display

例如,“雪龍”號在南極中山站開展第二次卸貨作業(yè)期間(通常為大型車輛和極地油料運輸)經(jīng)常因為天氣原因,不能開展作業(yè)艇運輸任務(wù),此時考察隊會參照科考綜合管理系統(tǒng)里根據(jù)作業(yè)站點內(nèi)容規(guī)劃的任務(wù),計算出航行時間和作業(yè)時間,決定開展中山站外圍普里茲灣綜合調(diào)查任務(wù)的具體安排。

2.5 科考數(shù)據(jù)采集和服務(wù)器存儲

科考數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)利用現(xiàn)代計算機(jī)和軟件技術(shù),整合現(xiàn)有的觀測設(shè)備數(shù)據(jù),實現(xiàn)了觀測數(shù)據(jù)的自動化管理,有效降低觀測系統(tǒng)的管理成本,同時為信息動態(tài)發(fā)布網(wǎng)站提供了更多的數(shù)據(jù)信息和資源[4]?？瓶紨?shù)據(jù)采集和服務(wù)器存儲功能是電子海圖和科考站位管理系統(tǒng)的主要功能之一。通常由于海冰覆蓋,氣旋影響或者大冰山干擾等原因,實際作業(yè)站位與計劃站位往往存在一定的距離偏差。當(dāng)開始停船作業(yè)時,系統(tǒng)能實時記錄實際站位的數(shù)據(jù),包括位置、水深、氣溫、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、海表溫度、鹽度、葉綠素、溶解氧等相關(guān)信息。在完成調(diào)查任務(wù)后,可通過數(shù)據(jù)表導(dǎo)出的形式將站位信息完整導(dǎo)出,便于后期進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

3 科考設(shè)備顯示屏幕共享系統(tǒng)

船舶的科考實驗室配備大量的科考觀測設(shè)備。通常情況下,科考設(shè)備的軟件操作和數(shù)據(jù)界面顯示在與其直接連接的計算機(jī)屏幕上,而開展海洋調(diào)查的作業(yè)區(qū),分布在船舶的不同區(qū)域。如何在作業(yè)的同時,實時觀察設(shè)備測量界面,對于高效精準(zhǔn)地開展綜合調(diào)查作業(yè)尤為關(guān)鍵。

3.1 科考設(shè)備顯示屏幕共享系統(tǒng)設(shè)計

“雪龍”號為船齡接近30 年的老船,設(shè)計之初為北冰洋遠(yuǎn)洋運輸船,自1994 年首次開展我國極地考察至今經(jīng)過多次改造工程。2007 年船舶生活區(qū)改造的同時,在船舶的舯部和艉部甲板位置設(shè)計了多個科考實驗室、科考設(shè)備區(qū)和調(diào)查作業(yè)區(qū)。通過多次改造工程,先后安裝了萬米測深儀、科學(xué)魚探儀、深水多波束系統(tǒng)、聲學(xué)多普勒海流計等調(diào)查設(shè)備。由于實驗室的設(shè)計和調(diào)查設(shè)備的安裝分別處于不同時間的改造工程里,較難做到整體規(guī)劃,所以各個科考設(shè)備相對獨立運行。

目前國內(nèi)外先進(jìn)的科學(xué)考察船都配備有船用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò),并以此為平臺將通訊、導(dǎo)航、數(shù)據(jù)采集、重點部位監(jiān)控、船舶信息管理等集成為一個綜合的船舶計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息集成系統(tǒng),用于提高整個船舶的現(xiàn)代化管理水平[5]?！把垺碧柕拇熬钟蚓W(wǎng)相對成熟,已基本做到全船覆蓋。網(wǎng)絡(luò)信號將所需的視頻信號通過局域網(wǎng)廣播的形式發(fā)布,并在所需位置通過視頻解碼的形式顯示,解決了屏幕共享的難題。科考設(shè)備顯示屏幕共享系統(tǒng)將現(xiàn)有設(shè)備連成一個整體,通過矩陣控制軟件將設(shè)備顯示界面擴(kuò)展發(fā)布到所需顯示的作業(yè)區(qū)。同時針對“雪龍”號作業(yè)區(qū)的分布特點,設(shè)計了舯部和艉部作業(yè)區(qū)科考大屏共享系統(tǒng),解決了作業(yè)現(xiàn)場無法觀測調(diào)查設(shè)備運行情況的問題,系統(tǒng)圖如圖8 所示。

圖8 科考設(shè)備顯示屏幕共享系統(tǒng)圖Fig.8.Large screen sharing system diagram

3.2 科考設(shè)備顯示屏幕共享系統(tǒng)的實現(xiàn)

“雪龍”號利用視頻矩陣控制器,將需要的視頻信號同步采集,再通過視頻編碼器將視頻信號發(fā)布出去。在需要讀取視頻信號的舯部實驗室三個科考大屏幕和艉部實驗室兩塊科考大屏幕位置安裝視頻解碼器,通過解碼顯示到對應(yīng)的科考大屏幕上。通過調(diào)節(jié)視頻矩陣控制器,可以按照需求選擇在科考大屏幕上的投放界面,調(diào)查作業(yè)人員可在作業(yè)區(qū)實時觀察相關(guān)科考設(shè)備觀測界面。對于個別需要實時操作的設(shè)備,可借助網(wǎng)絡(luò)軟件臨時操作,最大化滿足科考作業(yè)現(xiàn)場需求。

信息智能化建設(shè)的主要目標(biāo)是實現(xiàn)數(shù)字智能化作業(yè),而建設(shè)目標(biāo)實現(xiàn)的核心是保持系統(tǒng)的先進(jìn)性[6]。本系統(tǒng)的硬件設(shè)備選用,考慮到了信息技術(shù)的快速發(fā)展,在保證信息系統(tǒng)建設(shè)完成后,可根據(jù)信息化發(fā)展需求,增加其他擴(kuò)展接口。通過視頻矩陣控制軟件,可以在不同作業(yè)區(qū)顯示需要的屏幕內(nèi)容(圖9)。通過實時的界面觀測,考察隊員可以做到相對精準(zhǔn)地釋放采樣器,提高采樣成功率。通過數(shù)據(jù)對比,自從大屏幕共享系統(tǒng)運行后,中國水產(chǎn)科學(xué)研究院東海水產(chǎn)研究所開展的磷蝦拖網(wǎng)作業(yè)采樣成功率得到了較大提高。

圖9 舯部科考大屏幕Fig.9.The big screen of scientific research in the middle of the vessel

4 科考作業(yè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)

“雪龍”號作業(yè)區(qū)分為不同部分,分別有CTD 絞車間、CTD 采樣間、實驗室區(qū)、右舷作業(yè)區(qū)、艉部作業(yè)區(qū)、表層海水采樣間等;不同的作業(yè)區(qū)有著不同的功能。監(jiān)控系統(tǒng)由攝像、傳輸、控制、顯示和記錄登記5 大部分組成。攝像機(jī)通過同軸視頻電纜、網(wǎng)線、光纖將視頻圖像傳輸?shù)娇刂浦鳈C(jī),控制主機(jī)再將視頻信號分配到各監(jiān)視器及錄像設(shè)備,同時可將需要傳輸?shù)恼Z音信號同步錄入到錄像機(jī)內(nèi)。通過控制主機(jī),操作人員可發(fā)出指令,對云臺進(jìn)行控制以及對鏡頭進(jìn)行調(diào)焦變倍的操作,并可通過控制主機(jī)實現(xiàn)在多路攝像機(jī)和云臺之間的切換。利用特殊的錄像處理模式,可對圖像進(jìn)行錄入、回放、處理等操作,使錄像效果達(dá)到最佳。通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)的建立,可以實時觀察作業(yè)區(qū)的作業(yè)狀態(tài)、作業(yè)人員的安全裝備穿著情況和監(jiān)控儀器的準(zhǔn)備情況,便于觀察整個作業(yè)現(xiàn)場,了解實時作業(yè)進(jìn)程;監(jiān)督現(xiàn)場作業(yè)人員安全規(guī)范穿著和調(diào)查作業(yè)規(guī)范執(zhí)行情況。通過視頻服務(wù)器,硬盤錄像機(jī)等設(shè)備,可以保存超過一個月時間的監(jiān)控畫面內(nèi)容(圖10)。

圖10 科考作業(yè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)界面Fig.10.CCTV monitoring of scientific observation working site

隨著船舶網(wǎng)絡(luò)信息化的不斷發(fā)展,通過位于“雪龍”號數(shù)據(jù)中心的通訊服務(wù)器,可以定期將部分現(xiàn)場畫面?zhèn)鬏敾貒鴥?nèi),使得國內(nèi)關(guān)心極地科考作業(yè)的廣大人民群眾能直觀了解現(xiàn)場作業(yè)場景,感受極地考察作業(yè)現(xiàn)場環(huán)境。

5 結(jié)論

南北極考察具有時間緊、任務(wù)重、作業(yè)時間窗口短、作業(yè)學(xué)科多、科考設(shè)備多等特點?！把垺碧栕鳛橐粭l接近30 年船齡的老船,目前仍舊在科考作業(yè)最前線繼續(xù)服役。學(xué)習(xí)先進(jìn)科技,與時俱進(jìn),更好地服務(wù)科學(xué)考察,是每一代極地考察工作者不斷追求的動力。通過設(shè)計和應(yīng)用科考綜合管理系統(tǒng),提高了科考作業(yè)的效率,拓展了科考支撐的能力。

例如,在中國第32 次南極科學(xué)考察中,通過該系統(tǒng)合理規(guī)劃站位作業(yè),在開展調(diào)查作業(yè)中發(fā)揮了重要作用,考察站位完成數(shù)量創(chuàng)下歷年考察之最。在極地專項執(zhí)行期間,在南極重點海域開展的多學(xué)科綜合考察和研究取得了一系列成果[7]。本文闡述的科考綜合管理系統(tǒng)在其中起到了重要作用。

在近幾次的南北極科考作業(yè)期間,“雪龍”號實驗室管理人員在對參加航次的考察隊員調(diào)查中發(fā)現(xiàn),科考綜合管理系統(tǒng)可以很好地滿足調(diào)查作業(yè)需求,總體滿意度較高。實驗室管理人員在作業(yè)中同時收集系統(tǒng)應(yīng)用中存在的問題,不斷完善整個系統(tǒng)的運作,提高作業(yè)效率。正是由于該系統(tǒng)在“雪龍”號的經(jīng)驗積累和成功應(yīng)用,自主建造“雪龍2”號時,在該系統(tǒng)基礎(chǔ)上進(jìn)行了進(jìn)一步改進(jìn)和完善。例如,在“雪龍2”號的海圖系統(tǒng)中增加了冰圖數(shù)據(jù)覆蓋功能,能夠更加直觀的實現(xiàn)數(shù)據(jù)對比。通過不斷的經(jīng)驗積累和系統(tǒng)完善,在不斷提高考察船的硬件能力的同時,發(fā)掘探索更科學(xué)的管理辦法,提高管理水平,服務(wù)我國的極地考察事業(yè),同時也為類似船舶科考作業(yè)系統(tǒng)設(shè)計提供借鑒。