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海底观测网运维监控（监测）海底观测网运维监控设计方案在海底的极端环境下，各种未知因素都有可能影响海底观测网中各模块和各传感器的工作状态，不及时进行处理可能导致严重后果，甚至使整个系统瘫痪。为了实现工况监测，测量数据和其他通讯信号的传输和保存，对系统设备如岸基基站，海底光电缆，接驳盒等，以及系统数据监测系统的设计是非常重要的。(一)需求分析1.1．设备运行状态监测：1.1.1．海底观测仪器监测：海底观测仪器可分为物理，化学，生物三种类型：i．化学传感器：溶解氧，营养盐，二氧化碳，甲烷，，Ph，盐度传感器；ii．物理传感器：ADCP，CTD，温度传感器，深度传感器，压力传感器，传导传感器，浊度传感器，浪潮记录仪，形变传感器，倾斜计，水下照相机，光学浮游生物计数器，摄像浮游生物记录仪，浮游生物声学剖面仪，磁力计，重力计，水听器，地震检波器，海啸传感器，视距测量仪，分光计；iii. 生物传感器：叶绿素传感器，水下叶绿素荧光分析仪，深海在线叶绿素分类检测仪。观测仪器要实现观测，必须搭载在一定的观测平台上，而观测平台的特征决定了观测的方式和方法，传统的有浮标，潜标这种系留式平台，实现的是海表层或海水中的定点观测，但在实践中，在某些恶劣风浪条件或者船舶撞断锚链时，浮筒就会飘走，这样水下仪器或设备就无法找到并取回。现代又发展成沿系留缆垂直上下移动的系留式升降平台，可实现定点垂直剖面观测，海基床这种固定式平台，实现的是海底的定点观测。现代还涌现了大量移动式平台，包括拖曳式，AUV（水下自动机器人），滑翔器，漂流浮标，剖面漂流浮标等实现自动或随动的水平扫描，垂直扫描或者任意形状扫描式的观测。观测平台在布放坐底时由于海底地形的不平整，容易造成倾斜；在海底长期运行时由于受到海流冲刷致使底部支脚局部掏空，也容易造成下陷倾斜，在受到拖网，台风等不确定因素拖曳时，更容易造成倾斜。然而观测仪器能否有效地在海底工作，与观测平台在海底所处的状态（倾斜程度）密切相关，例如声学多普勒剖面仪（ADCP）在测量海水流速，流向时，为保证测量数据的有效性，垂直方向必须保持在之内。因此需要对海底观测平台进行姿态检测，从岸基实时获取观测平台的水下姿态信息，不仅可以及时获取观测平台的在位信息，也可以保证观测仪器测量数据的有效性。1.1.2．海底接驳盒监测：海底接驳盒是对电能和数据信号进行集中转换和处理的中间环节，是海底观测网络的核心。作为海底电能调配和通信中转的枢纽，对海底接驳盒及其子系统进行控制管理，对保障海底观测网络长期可靠运行具有重要意义。海底接驳盒运行环境包括供电线路的运行状态（包括电压、电流以及据此而计算的负载功率耗散），负载线路与海水间的接地电阻检测，腔体多路温度监控，以及腔体端盖漏水情况等，岸基工作站能够实时监控到这些状态，才能知道海底接驳盒内的各模块设备工作是否处于正常的运行环境中，故障发生时，能够针对不同故障做到远程诊断和处理。海底接驳盒中的监测电路本身也具备一定的自判断和维护功能，在软硬件上实现自我保护，提高海底设备运行的可靠性。电压电流监测模块接驳盒内外部负载的供电电压和电流状态是否正常是海底接驳盒运行是否正常的关键所在，在接驳盒所有的监控对象中，对海底接驳盒输出端各路电压电流的监测和异常处理的实时性要求也最高。接地故障检测海底观测网水下供电线路长期工作于深海海底的恶劣环境，供电线路的绝缘等级随着运行时间的推移而降低，水下仪器设备内部也可能出现与海水的接触或者在运行总降低了与海水间的阻抗，这些都会易引发接地故障。主次接驳盒的外部接驳端口均为水下湿插拔接口，须通过长线缆实现扩展，而长距离的海缆输电也容易出现接地故障。多路温湿度监测海底接驳盒腔体内部各耗电模块的发热量不同，腔体内部各模块的安装布置也不能保证均匀散热，因此在接驳盒腔体内设多个温度测量点，建立温度分布场，对于岸基远程监测接驳盒内部工作部件的运行状态是十分必要的。此外，海底接驳盒内部各种电路模块和功能部件之间相互的干扰信号较强，多点温度测量时温度传感器的引线接到腔体各位置，如果采用模拟信号传输，容易收到干扰而产生测量误差，影响测量精度。腔体漏水监测海底接驳盒密封腔体为各功能部件提供了隔离工作环境，其密封性是否可靠是决定功能部件能否正常工作的重要因素。由于接驳盒腔体布放于深海海底，承受着高压、高腐烛、内外温差大等工作环境，尽管腔体的密封经过了精心设计和高压测试试验，在深海海底的长期运行过程中可靠性也受到极大的挑战。接驳盒腔体漏水过多会严重损坏腔体内的设备和元器件，甚至导致整个腔体内部系统的损坏并向上级传递短路、过流、过压等故障，影响到整个海底观测系统的正常运行。一般而言，腔体在两端盖处密封，密封不严或者受损时出现的漏水是一个相对缓慢的过程，此时检测到漏水故障可为岸基工作人员采取处理措施提供缓冲时间。1.