科技創新提升海洋計量基礎能力實證分析

邊鳴秋

(國家海洋標準計量中心 天津 300112)

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科技創新提升海洋計量基礎能力實證分析

邊鳴秋

(國家海洋標準計量中心 天津 300112)

海洋計量工作是國家計量體系的重要組成部分，是國家海洋局履行海洋綜合管理職責的重要技術基礎工作，是支撐海洋調查、觀測、監測、檢測數據準確可靠的重要手段和基本保證。海洋計量工作作為我國海洋事業的重要組成部分，科技創新是其發展的必由之路。文章系統論述海洋計量科技創新的重點領域和海洋計量科技創新應具備的條件，并結合國家海洋標準計量中心科技創新方面的初步嘗試進行分析。

科技創新；海洋計量；海洋科技

黨的十八大做出“提高海洋資源開發能力，發展海洋經濟，保護海洋生態環境，堅決維護國家海洋權益，建設海洋強國”的戰略部署。“十三五”時期國家重大項目涉及深海探測、極地考察、全球海洋觀(監)測系統、生態環境整治等內容，在海洋領域具體為夯實海洋工作體系和實施“藍色海灣、南紅北柳、生態島礁、智慧海洋、雪龍探極、蛟龍探海”等重大工程，這些工程的實施必將對獲取實時、準確、可靠的海洋調查、觀測、監測數據提出越來越高的要求，因此推進海洋計量技術發展、提升海洋計量服務水平和加強計量監管的要求十分緊迫。當前我國海洋工作使用的大量海洋裝備和儀器涉及多行業、多專業、多要素且多為國外引進，儀器設備的質量準入、產出數據的實時監控成為保障海洋事業健康發展的重要任務。近年來海洋高新技術和成果轉化產業化不斷取得突破，正在形成一批具有我國自主核心技術的涉海企業和產品，緊跟新技術的發展也是計量工作的重要任務。當前一線海洋調查儀器有約70種可以通過實驗室內的檢定、校準、測試，覆蓋率已達85%以上，已建立海洋計量標準41項、社會公用計量標準33項，涵蓋海水溫度、海水鹽度、海水壓力(深度)、波浪、潮汐、海流、氣溫、風速風向、濕度、氣壓等要素。尚不能檢測的儀器主要有測波雷達、聲學多普勒流速剖面儀、多波束測深儀、淺地層剖面儀、海水二氧化碳分壓測量儀等，主要通過現場比測、自校等方式進行數據質量控制。通過科技創新實現計量檢測能力提升和技術進步，與高新技術產業的發展同步，成為當前計量技術發展的首要任務[1]。

1 海洋計量科技創新的重點領域

為緊跟國內外海洋調查設備的發展趨勢，填補我國海洋計量檢測空白，努力實現一線海洋儀器的高效計量檢測，重點從海洋計量標準裝置研發、海洋標準物質研制、海洋量傳溯源技術方法研究、海洋儀器計量檢測綜合服務平臺建設、促進海洋量值國際等效5個方面開展海洋計量科技創新工作。

1.1 海洋計量標準裝置研發

在提升海水溫度、鹽度、波浪、海流等要素的海洋專用計量標準裝置技術等級的基礎上，加強海洋計量科技基礎和前沿技術研究，實現計量檢測關鍵技術的突破，研究建立一批目前急需的海洋特色計量標準裝置，填補領域空白。

在海洋領域應對氣候變化方面，重點開展海洋碳監測專用儀器計量檢測體系研究；在海洋環境監測方面，重點開展海洋環境在線/現場快速檢測裝置研究、海洋傾廢航行記錄儀計量檢定裝置研究、海洋磁力儀計量標準裝置研究、海洋測溫儀器動態響應檢測裝置研究等；在海洋聲學探測方面，重點開展海水聲速計量標準裝置研究、聲學海流(剖面)儀計量檢測系統研究、水下測量定位系統、單(多)波束測深儀等計量檢測系統研究等[2]。

1.2 海洋標準物質研制

針對儀器校準、監測質控、樣品分析等應用，在海水基本要素和污染物標準物質研制方面，重點開展近海低鹽度海水中重金屬成分分析、海水營養鹽、海水pH值、海水總堿度、海水溶解無機碳、海水總有機碳、海水濁度、高準確性海水系列鹽度等標準物質的研制；在海洋生物標準物質研制方面，重點開展海洋生物活性物質、海洋生物毒素、海洋生物放射性物質等標準物質的研制；在海洋沉積物標準物質研制方面，重點開展近海沉積物成分、極地沉積物成分、深海沉積物成分分析以及海底多金屬結核、富鈷結殼、熱液硫化物、海洋沉積物環境放射性物質等標準物質的研制。同時，重點開展定值、分離純化和保存等新技術研發，針對不同應用實現標準物質性能指標差異化細分。

1.3 海洋量傳溯源技術方法研究

針對極地、大洋、深海等海洋發展重點方向，加快對極端量、動態量、多參數量的溯源研究，重點開展海水溫度/深度測量范圍擴展、溫鹽傳感器等動態響應特性、多參數水質儀等多參數綜合參量、海洋生態環境領域測量準確度等級提高等方面的量值溯源技術方法研究；開展海洋觀測儀器/傳感器的現場檢測、在線校準、遠程校準技術方法研究，重點開展海水CO2/COD/BOD在線儀器、水質監測浮標、Argo浮標、傾廢記錄儀、船舶氣象儀等海洋觀測儀器/傳感器的現場檢測、在線校準技術方法研究，以及針對偏遠臺站、海上平臺的遠程校準技術方法研究，提供更為便捷和經濟的量傳方案；開展計量比對、能力驗證、儀器設備量值溯源狀態跟蹤等。此外，加快海洋計量技術規范的制修訂，完善海洋領域計量技術規范體系。

1.4 海洋儀器計量檢測綜合服務平臺建設

創新計量服務模式，提高計量服務質量，搭建計量綜合服務平臺，整合相關計量資源，深度鏈接儀器裝備送檢單位、儀器裝備制造單位、計量技術機構和質量監督管理部門，建立開放共享的對外合作機制，促進技術交流，形成專家智庫，為社會提供權威的計量檢測公共服務。承擔海洋儀器的準入檢驗、計量校準工作，開展技術培訓和指導協調，形成集計量管理、計量檢測、儀器評價、決策支持、計量監督和社會服務為一體的綜合平臺。同時，海洋儀器計量檢測綜合服務平臺的建設也將兼具引領海洋儀器計量檢測技術發展科研創新基地的作用。

1.5 促進海洋量值國際等效

我國海洋計量工作要創新國際合作方式，充分發揮亞太區域海洋儀器檢測評價中心等組織機構的作用，對外開展海洋儀器計量校準服務，積極參與海洋計量國際比對，提高我國海洋量值的國際互認和檢測能力置信水平，提升國際話語權；建立國際計量交流合作平臺，參與重要國際合作計劃和項目，實質性參與海洋計量國際建議和規則的制定，推動計量在全球海洋觀(監)測系統中發揮實質性保障作用，提升各國海洋觀測數據的可比性；通過計量擴大海洋產品的國際互認范圍，抓住“一帶一路”戰略實施的有利契機，與沿線國家開展務實有效的計量合作，推動我國海洋裝備、技術和服務走出去，促使我國更加主動地參與國際海洋競爭。

2 開展海洋計量科技創新應具備的條件

提升海洋計量創新能力需要有科研基礎、制度支撐、研發團隊等方面條件的支持，最終達到提升技術能力、產出科研成果、培養科研人才的目的。

2.1 科研基礎是創新的根本

科技創新不是憑空產生的，需要以長期的科研積淀為基礎[3]。海洋學科基礎方面，海洋計量針對海洋領域進行科學和技術創新，涉及物理、化學、氣象、地質、生物等多個學科，關注學科科研發展方向和最新成果是開展海洋計量創新的基礎。同時，科技創新研究方向的確定需要以海洋觀測、監測、檢測一線業務需求為基礎，解決實際應用的技術問題，才能突破限制業務發展的瓶頸，形成自主創新的技術儲備。計量領域基礎方面，海洋計量要提高轉移性技術創新能力，將通用計量檢定技術的積淀作為技術基礎在海洋領域進行延伸應用，通過借鑒移植其他學科在計量領域形成的成果，通過再創新形成海洋計量業務體系的核心技術。

2.2 制度支撐是創新的保障

對海洋計量科技創新進行制度支撐，其實質是以一系列的激勵機制為科研創新提供保障，通過項目、人才、分配等制度對科技創新進行支持。項目設置方面，圍繞海洋計量檢測技術前沿和熱點、難點，解決一線工作的突出技術問題，在充分利用國家重大專項的基礎上，通過設立研發創新基金等方式對海洋計量科技創新進行支持；人才制度方面，積極探索制定符合科研創新發展規律的激勵機制，考慮以發展激勵為主、物質激勵為輔的原則構建激勵機制，激發科研人員的熱情，完善人才培養制度和人才引進制度等，為科研技術骨干綜合技能的培養提供平臺；分配制度方面，建立以科研能力、創新成果、科研成果轉化、經濟和社會效益為評價要素的項目考核和績效考核制度，建立向優秀科研人才傾斜的分配制度。與此同時，可建立一套與之并行的產、學、研、用相結合的管理制度，鼓勵科研人員與其他科研機構、企業、高校進行合作，在深入了解一線工作需要和市場需求的基礎上，依托現有科研和技術儲備基礎，開展面向市場和應用的技術和設備研發。

2.3 研發團隊是創新的動力

科研創新是一種團隊行為，需要大量的積淀、配合和協作，研發團隊的組建和培養是關鍵環節。首先，團隊需設在一線計量檢測部門，保證科研創新工作針對海洋計量檢測發展中的技術瓶頸開展；技術研發離不開反復實驗論證，計量檢測部門的眾多實驗室和儀器設備為科技創新工作提供設備保證。其次，研發人員要有牢固的業務基礎，并保證有充足時間和精力從事研發工作。最后，研發團隊實行“可進可出、相對固定”的人員管理模式，一般科研人員在日常工作中形成技術創新研發方向，具備一定條件后可進入研發團隊，成果形成后帶回一線培植新業務領域，使科研機會對于每個技術人員都是均等的，激發科研人員創新積極性。

3 海洋計量領域科技創新的初步嘗試——以國家海洋標準計量中心為例

圍繞海洋強國建設和海洋事業快速發展的需求，國家海洋標準計量中心積極整合內部資源，開展對外合作，聚焦全面提升計量基礎能力，引導研發型技術儲備，搭建業務框架，提升行業服務能力，開展海洋計量技術創新的初步嘗試。

3.1 創造條件，培育科研氛圍

采取多種措施完善創新機制，通過項目和科技交流等制度對科技創新進行支持、提供保障，營造良好的科研環境。在項目設置方面，設立研發創新基金，圍繞海洋計量檢測技術熱點、難點，解決一線工作的突出技術問題；以計量基礎硬件研發為突破口，對海洋領域持續的、自主研發的、國內領先的檢測儀器和技術研發項目進行支持，每年論證支持重點項目，實施周期為2年，保證中心對科技創新研發的投入。在科技交流制度方面，連續3年召開青年創新論壇，論文質量持續提升，論壇范圍也從中心內部擴展到北海、東海、南海3個海區中心，激發青年科技創新潛能，培養科研精神和科研習慣；同時召開海洋計量裝備建設創新座談會，針對計量硬件研發進行專題討論。在國際研討交流機制方面，定期開展多邊或雙邊國際交流，舉辦亞太區域海洋技術研討會4次，結合“海上絲綢之路”戰略的實施與澳大利亞、巴基斯坦等國實現計量檢測技術的交流與合作。通過上述活動，已初步形成“以創新謀發展”的良好科研環境。

3.2 打造團隊，突破技術瓶頸

中心近年來有意識地在現有業務體系中逐步培養科研基礎好、創新能力強、綜合素質高的研發團隊，其中波浪浮標現場校準專題研究團隊已經開展工作。未來中心還將在一線計量檢測部門設置若干專題研發團隊，針對海洋計量檢測發展中的技術瓶頸開展科研創新工作，以滿足計量檢測工作實際的需要，科研成果一旦形成便可在計量檢測實際工作中得以應用，理順“需求-研發-應用-發展-需求”的海洋計量技術創新發展、循環上升的鏈條，保障海洋計量工作可持續發展。

3.3 瞄準重點，推動科技創新

在計量標準建設方面，風向風速表檢定裝置獲得國家計量標準授權，雨量、濕度等6項海洋氣象儀器檢定裝置獲得部門最高計量標準授權，海洋氣象量值傳遞體系建設取得突破；溫度、壓力2項社會公用計量標準的測量范圍實現建標20多年來的首次拓展；在研計量標準裝置包括高精度聲速測量系統、極地極端溫度測試系統、二氧化碳分壓(pCO2)傳感器校準裝置等，將填補國內聲速剖面儀、低溫條件下海水測溫儀器校準、二氧化碳分壓傳感器量值溯源的空白。在標準物質研制方面，集中力量開展高精度系列標準海水研制，完成后將實現系列標準海水(鹽度值為10/20/30/38)鹽度擴展不確定度從0.003提高至0.001，達到中國一級鹽度標準物質(鹽度值為35)的技術指標；同時，以海水為基質的海洋特色量值標準物質研制工作持續推進，重點開展pH標準物質、海水營養鹽標準物質、海水總堿度標準物質研制，成果將直接應用于計量檢測業務工作。在量傳溯源技術研究方面，圍繞海洋計量前沿熱點和行業急需技術進行定向研究，開展海洋碳循環的觀測儀器校準技術、重力加速度式波浪浮標現場校準技術、實驗室自動化和集成化測試平臺等專題研發，重點在海洋溫鹽測量儀、GPS測波浮標、地波雷達和ADCP現場校準技術方面取得突破。在綜合服務平臺建設方面，積極參與國家重大項目申報，謀求經費和政策支持，將計量檢測綜合服務和海洋儀器設備數據質量實時監督的構想納入國家對海洋工作的頂層設計。在促進海洋量值國際等效方面，依托亞太區域海洋儀器檢測評價中心實質性地開展工作，成功組織JCOMM首屆海水鹽度國際比對，正在積極爭取主導和組織溫鹽深測量儀、波浪浮標等國際計量比對活動，推動亞太區域不同實驗室間的量值統一工作。

[1] 國務院.計量發展規劃(2013—2020年)[Z].2013.

[2] 國家海洋局，國家質量監督檢驗檢疫總局.全國海洋計量“十三五”發展規劃[Z].2016.

[3] 孟慶武.海洋科技創新基本理論與對策研究[J].海洋開發與管理，2013，30(2)：40-43.

The Promotion of Technology Innovation on Marine Metrology Capacity

BIAN Mingqiu

(National Center of Ocean Standards and Metrology，Tianjin 300112，China)

Marine metrology is a key part of national metrology system and the basic technical work carrying out by the State Oceanic Administration of the People’s Republic of China for the integrative administration，as well as the important measures and basic guarantee to support the accuracy and reliability of marine data including survey，observation，monitoring，inspection and test.Marine metrology is a key part of marine services in China，technology innovation is the only road for its advancement.This paper systematically analyzed the primary areas of the technical innovation of marine metrology，discussed the conditions that make up the technical innovation and analyzed the initial technical innovation efforts of National Center of Ocean Standards and Metrology.

Technical innovation，Marine metrology，Marine technology

2017-02-16；

2017-02-24

邊鳴秋，高級工程師，研究方向為海洋標準計量質量管理，電子信箱：bianmingqiu@ncosm.gov.cn

P7

A

1005-9857(2017)04-0066-04