海洋傾廢實時監控記錄儀在海洋傾廢管理應用

姜萬鈞 郭 亮 林 森 鄭金金（.中國海洋大學環境科學與工程學院，山東 青島 66000；.國家海洋局北海預報中心，山東 青島 66033）

1 海洋傾廢實時監控記錄儀研制的背景中國是一個擁有18000km海岸線的發展中大國，沿海地區人口稠密，工業集中，經濟發展較快，消費水平較高，人為活動產生的廢棄物逐年增加 。與此同時，海上交通運輸業和海岸工程建設也隨之強勁發展，大量疏浚物的傾倒對海洋生態環境造成巨大壓力，進一步加強對海洋生態環境的保護刻不容緩。

傾倒是指利用船舶、航空器、平臺及其他載運工具，向海洋處置廢棄物和其他物質；向海洋棄置船舶、航空器、平臺和其他海上人工構造物，以及向海洋處置由于海底礦產資源的勘探開發及與勘探開發相關的海上加工所產生的廢棄物和其他物質 。海洋傾倒區和臨時性海洋傾倒區根據國家海洋局規定的程序，按照科學合理安全經濟的原則選劃的，傾倒區的選劃綜合考慮各方面因素，使疏浚物能夠自然地被海洋所吸收，并使其對周圍生態環境所造成的污染達到最小的程度。

多年來，海洋傾廢管理人員只能定期登船或借助少量巡航海監船檢查作業船舶是否違章傾倒。針對這種情況，國家海洋局于1995年組織技術人員成功研制了我國第一代傾廢航行數據記錄儀，隨后又根據第一代傾廢儀多年來在自航式傾廢船上的使用情況，結合非自航式傾廢船的特點,研制了一種適用于非自航式和小型自航式傾廢船的HYQ2-1型傾廢航行數據記錄儀③。為進一步加強海洋傾倒活動的監督管理，有效保護海洋環境和資源，國家海洋局北海分局于2009年組織人員研制海洋傾廢實時監控記錄儀，并于年底開始試點。目前，海洋傾廢實時監控記錄儀的安裝工作正在北海區全面展開。

2 海洋傾廢實時監控記錄儀的組成及工作原理

2.1 技術支持及硬件組成

設備主要由定位模塊、通信模塊、存儲模塊、蓄電模塊、警報模塊、主控模塊、水深探測模塊等部分組成。定位模塊以50個通道的定位引擎、1百多萬個有效相關器的GPS接收器提供WGS84定位坐標、UTC時間及地速、航向等信息；水深探測模塊采集吃水水深數據；主控模塊采集整體數據，通過通信模塊實時發往服務器，同時控制設備自檢、參數設置、工作狀態判斷等；蓄電模塊為設備在外接電源故障時提供100小時以上的續航能力；警報模塊指示船舶工作狀態，在船舶未按規定傾廢時發出警報；存儲模塊存儲設備參數以及未發送成功的數據，以防止信號不通時數據丟失，可以保存1年以上的數據量。

儀器及地面處理平臺的組成分別如圖1和圖2所示。

2.2 工作原理

儀器采用雙線程工作。主線程在儀器加電自檢后進入正常工作狀態，實時采集GPS定位，航向，航速，吃水水深等信息，根據存儲器中預設的傾廢區數量、形狀、坐標等參數，自動識別傾廢船向哪個傾廢區傾倒，并隨時監測船的航跡，提供傾廢引導信息，通過報警模塊指示船舶進行傾廢工作。獲取的信息實時存儲在存儲模塊中，由負責通信的子線程定時發往服務器。如果通信故障，數據在存儲模塊中累加，子線程不斷檢測通信狀況，待信號恢復時將數據補發回服務器。

2.3 主要功能

設備配有存儲卡，可以實時探測周邊信號強度，當船舶進入信號盲區時存儲信息，待信號恢復時補發回服務器。同時存儲卡實時儲存船舶各種狀態，以備故障時查詢故障原因，實現快速修復。

完備的警報功能，將船舶電源狀態、斷電警報、拋泥警報、進入傾倒區警報以指示燈或蜂鳴器的形式表現出來。同時具備防拆卸功能，探測設備是否被拆卸并實時反饋到服務器。

設備內部存儲傾倒區位置，快速自行計算船舶是否處于傾倒區，指示船舶操作是否合法。設備存儲的傾倒區可以遠程修改。

水深探測有效防止拋泥船舶泥沙沾滿探頭造成數據不準確的情況。

設備采用模塊化設計，各模塊工作互不影響，避免意外造成的整機癱瘓。各模塊驅動平行獨立，10－20秒內快速開機。各模塊具備軟件自檢功能，開機后能自行恢復由各種原因造成的軟件故障。

2.4 主要技術指標

定位精度:非差分型<1.5m。

儀器工作環境:參照海洋儀器標準及船檢有關規定。

數據記錄媒介:1GTF卡。

供電形式:直流9-36V寬電壓。

服務器工作于WIN2003環境。

船上設備無人值守，儀器為全封閉結構，儀器由工作人員遠程通信控制。

2.5 服務器數據處理系統

底層網卡抓包技術，不經過操作系統直接對網卡編程實現，具備每秒鐘3000多條數據的承載量，有效防止數據漏包。

服務器具有人性化的前臺界面，方便對數據庫的增刪改查等操作。具備指令控制功能，可以遠程設置設備的各種狀態。

自動備份功能，可以自動備份數據庫。完善的數據庫接口，可以供使用部門的其它軟件使用該數據庫。

3 發展前景

由于老式傾廢儀的電源設備、信息傳輸設備相對落后，信息采集也相對單一，其已經不能完全適應新形勢下海洋傾廢管理的需求，目前傾廢船數量較多，作業分散，管理難度較大,海洋傾廢實時監控記錄儀可以實現行對作業船舶的有效管理，避免作業船舶之間的惡意競爭,實現到位傾倒，從根本上改變海洋傾廢管理的現狀。下一步北海區將繼續改進、完善海洋傾廢實時監控記錄儀，現已經在部分船舶試點安裝實時視頻系統，這也將進一步促進該儀器的推廣使用,使其具有較強的生命力。

隨著海洋開發利用的深入，保護海洋環境、防止海洋污染具有越來越重要的意義。為管好海洋，用好海洋，主管部門勢必要進一步加強海洋傾廢管理，嚴格控制海上傾倒，充分運用先進的科技手段和管理儀器，確保海洋的可持續發展。

[1]陳嘉輝，李正炎，邱弋冰，林瑞，劉孟蘭.疏浚物海洋傾倒區管理模式的探討-以大亞灣臨時性海洋傾倒區為例[J].黑龍江科技信息，2008（33）.

[2《]中華人民共和國海洋傾廢管理條例》國務院.

[3]李林奇，馮月永，徐俊臣.GPS在海洋執法管理方面的應用-HYQ2-1型非自航式傾廢航行數據記錄儀[J].海洋技術，2001（04）.