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摘 要：有效监测缅甸某港口的海流情况，解决该港口基础潮流数据缺失的问题，保障港口的安全运作。在该港口建立近岸水域海流在线监测系统，利用剖面海流计在线监测技术和光纤远距离传输技术，对港口海流进行在线分层监测，并通过自主研发的ADCP海流计采集程序，实现对该港口海流数据的采集、显示、回放、存储和筛选等功能。近岸水域海流在线监测系统获取的海流数据与现场观察到的海流情况相符，海流数据趋势与我国国内近岸海域海流的基本趋势相符。近岸水域海流在线监测系统是一套运行可靠的监测系统，能够准确地获取并分析缅甸某港口的海流数据，为港口正常运营提供了有效保障。
关键词：海流监测 在线监测 近岸水域海流 海流分层监测
中图分类号：P715 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2021）06（c）-0061-08
Abstract： To effectively monitor the current situation of a port in Myanmar， solve the problem of lack of basic tide data of the port， and ensure the safe operation of the port. Methods： An online current monitoring system for coastal waters was established in the port. The on-line layered monitoring of the port current was carried out by using the profile current meter on-line monitoring technology and optical fiber long-distance transmission technology， and the functions of collecting， displaying， playback， storage and screening of the port current data were realized through the ADCP current meter acquisition program independently developed. The current data obtained by the on-line current monitoring system in coastal waters are consistent with the current observed on site， and the trend of current data is consistent with the basic trend of current in domestic coastal waters. The online current monitoring system for coastal waters is a reliable monitoring system， which can accurately obtain and analyze the current data of a port in Myanmar， and provide a powerful guarantee for the daily operation of the port.
Key Words： Current monitoring; Online monitoring; Coastal currents; Current stratified monitoring
1 引言
1.1 研究意义
缅甸某港口位于缅甸西海岸皎瞟湾内，由于技术能力限制，该港口只能获取到潮汐数据，尚无法获得海流流速、流向数据。
1.2 前人研究进展
海流计通常有两种布放方式，即潜标式和绞车悬挂式。潜标式布放采用自容式数据存储方式，该种布放方式通过定期回收海流计获得数据，无法实现数据的实时读取;绞车悬挂式利用复合缆技术采集数据，已经具备数据在线采集的能力，但受限于海流计自带的采集软件，目前仍无法直观读取数据。绞车悬挂式的另一个弊端是出于安全考虑，海流计悬挂区域内船只无法通行。
1.3 本研究切入点
针对缅甸某港口无法获取海流流速、流向数据的现状，结合近岸水域的特点，开发一套海流在线监测系统，用较低的成本实现该港口的海流观测。
1.4 拟解决的关键问题
为了满足该港口现场对海流数据的基本需求，拟开发的海流在线监测系统需同时具备3个功能：运算并显示海流计返回的原始数据;储存原始數据和处理后的数据;数据回放和最大值筛选功能。
2 材料与方法
2.1 海流计观测原理
多普勒海流计（ADCP）是最常用的海流测量设备，如图1所示，其硬件主要由超声多普勒海流计外壳和超声多普勒海流计硬件电路两部分组成，软件部分由流速测量、发射接收程序、海流计算程序等各主要功能模块及主程序构成[1]。ADCP利用声学多普勒原理测量水流剖面流速，首先将水体中颗粒物与海水视为一体进行运动，即水体中颗粒物与海水流速相同。在此假定下，利用声学多普勒频移测量出颗粒物的流速，从而得到海水流速。常见的ADCP配有4个换能器，每个换能器都具备发射和接收的功能。发射功能主要的作用是向海水中发射声波;而接收功能主要的作用是接收发射功能所产生声波的回波。当颗粒物随水体流动接近换能器时，换能器接收到的颗粒物反射回来的声波，其频率高于发射声波;而当颗粒物随水体流动远离换能器时，换能器接收到的颗粒物反射回来的声波，其频率低于发射声波。发射波和接收波频率产生差异的现象，在声学上被称作多普勒频移[2]。 由于水团运动处于不断变化中，即使是同一地点，声速剖面在不同时刻也会有较大的变化[3]。多普勒海流计具有4個独立的换能器，换能器的4个轴线是4个声束坐标的流速。海流计上任意3个换能器的轴线组成相互独立的空间声束坐标系。多普勒海流计本身定义x-y-z直角坐标系。在直角坐标系中，多普勒海流计轴线与Z坐标方向一致。当海流计工作时，沿各个声束坐标上的流速分量会首先被捕捉到，随后，测得的声束坐标系下的流速分量依据x-y-z坐标和声束坐标的转换关系获得。倾斜数据则由罗盘指示的方向、倾斜仪获得，最后将x-y-z坐标系下的流速分量再转换为地球坐标系下的流速分量。利用4个换能器的波束测量流速，目的在于消除船只晃动所引起的测量误差，提高流速测量的精度。
2.2 海流监测系统设计
2.2.1 现场情况及系统结构
缅甸某港口位于缅甸西海岸皎瞟湾内，港口长度约480t，可供30万t级大型油轮靠泊。港池内水深25～30t，海底地质多为松软的淤积泥沙，大潮期落潮最大流速可达4～5节，淤积现象不严重。
根据现场实际情况，将海流监测点设置在原油码头1号水泥墩向前延伸10m处，如图2所示，ADCP电缆在1号水泥墩取电。工控机接口的通讯协议是RS-232，接收终端和数据中心采用的通讯协议是R-S422。R-S422标准是一种业界最常用的串行数据通信接口标准，其抗共模干扰能力强、信号容差性好，目前被广泛应用于多种工控数据通信场合[4]。RS-422通讯协议的最大传输距离约1000m[5]，由于海流计所在位置距离数据中心处较远，RS-422通讯协议无法满足传输距离要求。光纤通信通信容量大、传输距离远，无中继传输距离可达几十公里、甚至上百公里[6]。因此监测系统采用了RS-422传输转光纤传输再转回RS-232传输的通讯方式，ADCP到1号墩是RS-422通讯传输，1号墩到数据中心是光纤传输，数据中心到工控机是RS-232传输。
2.2.2 系统组成
本套近岸水域海流在线监测系统采用坐底式观测平台，系统主要由海底观测平台、ADCP海流计、通讯电缆和工控机等组成。座底式剖面海流观测在观测过程中不受船只运动及表层海流的影响，其数据质量更好，是浅海定点海流观测中首选的观测方式[7]。
海底观测平台长1.5m，宽1.5m，高0.5m，如图3所示。观测平台呈金字塔形结构，顶端为ADCP固定架和布放吊点，底部为支撑架。基于近岸水域的特性，本套系统的海底平台设置两块配重，各重250kg，总计配重500kg，相较远海海域降低了海底平台配重的重量。
依据ADCP工作原理，在海底观测平台布放结束后，必须保证海流计垂直向上进行观测，不可倾斜或倒置，否则将无法准确获取到海流数据[8]。由于海底并非平整表面，实际布放中，观测平台受海底地形影响会产生略微倾斜，无法做到完全垂直于海底表面。因此该套监测系统的ADCP固定架采用了水平稳定架（图3中的水平机构，图4是水平机构的俯视图），使得ADCP发射器可以不受海底地形影响，始终垂直于海面，进而保证了海流观测数据的准确性。布放吊点架固定于海底观测平台，布放时吊点架为垂直结构，吊点位于观测平台正上方。待海底观测平台触底后，布放吊点架可进行130°自由翻转，从而做到不影响ADCP的观测效果。
由于现场情况复杂，海底的石堆等易造成电缆损坏，因此该套监测系统选用了带铠装的加长水密电缆，并在水密电缆外安装了塑料护管。水密电缆橡胶护套与金属接头的粘合处往往是强大水压环境下海水泄漏的薄弱环节[9]，ADCP配有7芯水密接口，加长电缆与ADCP自带电缆的连接处采用了硫化操作，并用硅脂进行了水密处理，以保证水下部分的防水等级。
受海流作用影响，水密电缆在水下易产生晃动，从而导致电缆与设备底盖边缘处发生摩擦影响到电缆的使用寿命。通过在ADCP底部加装固定封装盖，并在出线处进行特殊固定处理，确保水密电缆固定于限定位置（见图5），减少水密电缆与设备底部之间的摩擦。
2.2.3 系统布放及回收保养
利用船舶进行海流监测系统的现场布放和回收，船舶上需安装一个安全负荷不小于1t的支架、一台电动绞车，并预留出不小于10m2的甲板面积作为系统布放的操作空间。近岸水域水流冲击力较小，潜水人员易进行水下操作，因此安排潜水人员协助系统布放。
如图6所示，系统布放时，先将布放绳固定在海底观测平台的布放吊点上，然后将通讯电缆全部布放于甲板上，布放绳穿过支架上的滑轮后缠绕在绞车上。船舶在布放点上方就位后，缓慢释放布放绳，待海底监测平台入水后，将通讯电缆放入水中，同时由潜水员辅助，不断调整海流计的位置和姿态。待测量平台触底后，在岸边调整通讯电缆的位置并进行固定。布放绳加装配重块后系于码头上，以便日后对海流监测系统进行回收。
如图7所示，系统回收时，对作业船只的要求与系统布放时相同。首先松开固定在岸边的电缆，在潜水员的协助下回收布放绳，并利用船舶上的绞车、支架等将观测平台提升至水面，待海流计平稳放置于船只或岸上时，对设备进行保养。保养完成后，按照布放流程再次进行布放作业。
2.3 ADCP配套软件研发与功能设计
海流计自带的程序只具备显示现场基础数据的功能，不具备存储和分析数据的功能，无法实时解读现场数据中包含的海流信息，不能满足现场的要求。为支持现场作业活动，自主研发一套与ADCP设备配套的数据采集软件。
本套自主研发的ADCP配套软件可以实时显示采集到的海流数据，并具备数据回看、最大值筛选等功能，软件代码利用C#语言编写。海流监测系统采取的是分层采样，层与层之间间隔3.5m。为方便现场分析和回看数据，本套自主研发的ADCP配套软件主界面只对上层（18m）、中层（11m）和下层（4m）的海流数据进行显示、分析。 2.3.1 数据实时显示功能
软件的主显示界面如图8所示，软件运行时接收從海流计传回的数据，并可根据现场需要，从数据中自动筛选出所关注层的数据。通过软件内部程序的计算，可获得所关注层的海流流速、流向数据。海流流速、流向数据实时显示在软件主界面的仪表盘上，仪表盘右侧的曲线表示流速、流向的变化趋势。当鼠标放在曲线的某个点上时，会自动显示该时刻的海流流速和流向数据。
2.3.2 数据回放功能
通过点击软件主界面左侧的“历史数据”按钮，可以调取、回放特定时间段的海流数据，如图9所示，鼠标放在曲线的某个点上时，会自动显示该时刻的海流流速和流向数据。
2.3.3 数据存储功能
通过点击软件主界面左侧的“数据目录”按钮，可以打开数据的存储目录。目录分为“结果数据”和“原始数据”两部分，“结果数据”文件夹中存储的是可以直观读取的处理后的海流数据，方便现场工作人员查看，从而了解现场的海流情况，海流计结果数据示例如表1所示;“原始数据”文件夹中存储的是海流计获取的未经处理的数据，方便专业人员对现场海水流动的情况做进一步分析，海流计原始数据示例如表2所示。
2.3.4 最大值筛选功能
缅甸该港口对海流的7日最大值数据比较关注，因此在软件开发过程中设计了数据最大值的筛选功能，以方便现场用最快速度获取某一时间段的流速最大值。通过点击软件主界面左侧的“最大值”按钮，可以进入最大值筛选界面，选取需要分析的时间段，软件会自动筛选出该段时间内上、中、下三层海流流速数据的最大值，如图10所示。
3 结果与分析
3.1 日流速趋势分析
该套海流在线监测系统2020年2月10日采集到的港口海流数据如图11所示，以该日数据为例分析日流速趋势。日流速数据显示，全日流速峰值时刻为1∶46、7∶33、14∶00和19∶01，且1∶46、14∶00两个时刻的流速大于7∶33、19∶01两个时刻，具有半日潮特点，并呈现出潮汐不对称性，即潮波传至河口海岸区域，潮波变形导致涨潮、落潮历时不相等，与我国国内近岸海域海流的基本趋势相符[10]。为进一步验证该套海流监测系统获取到的海流数据的准确性，现场人员在当日8时、12时、16时进行了海流现场观测，观测到的情况与系统获取到的海流日流速数据规律相符。
3.2 层数据对比分析
该套海流在线监测系统2020年2月10日采集到的上、中、下3层的海流数据的最大值如图12所示，以该日数据为例分析不同层海流流速规律。数据显示，该日上层、中层和下层海流流速最大值分别为1.84节、2.13节和2.26节，符合同一时间段流速差别不大、下层流速快于上层流速的规律，且同一天内上、中、下三层的流速变化趋势有明显的相关性，与实际规律相符。
4 结语
本文以解决缅甸某港口基础潮流数据缺失的实际问题为出发点，结合该港口近岸水域的特点及港口现场对海流数据的实际需求，设计了一套用于近岸水域的海流在线监测系统。该套近岸水域海流在线监测系统通过RS-422通讯转光纤通信，有效解决了数字信号衰减的问题，在极大程度上延长了海流数据的传输距离;并利用自主研发的海流计配套软件，实现了海流数据的实时显示、数据回看和最大值筛选等功能。系统成功运用于缅甸某港口，至今平稳运行一年有余，数据准确度高，实时性好，极好地实现了预期目标。系统在港口的成功应用，验证了系统的可靠性，为今后近岸水域海流在线监测提供了新的建设思路和理论依据，具有较大的应用价值和应用前景。
参考文献
[1] 陈方兴.一种超声多普勒海流计的研制[D].厦门：厦门大学，2018.
[2] 刘彦祥.ADCP技术发展及其应用综述[J].海洋测绘，2016，36（2）：45-49.
[3] 王晓琳.多波束海洋测绘的误差来源及控制探讨[J].科技资讯，2019，17（29）：43-44.
[4] 段晓超，段玲琳，李化雷.星型拓扑RS422信号传输特性研究[J].雷达科学与技术，2016，14（1）：91-94.
[5] 彭涛，刘亚斌.高速并行遥测数据转RS422长线传输的设计[J].电子设计工程，2013，21（22）：49-51.
[6] 王磊，裴丽.光纤通信的发展现状和未来[J].中国科技信息，2006（4）：59-60.
[7] 王冠琳，李淑江，滕飞，等.一种座底式剖面海流计实时监测仪设计[J].现代电子技术，2018，41（22）：110-112.
[8] 李飞权，王海峰.深海潜标系统测量表层流的设计和试验[J].海洋技术，2002，21（2）：8-11.
[9] 贺学明，刘锋，龚亚军，等.水密电缆与不锈钢接头的粘合性能[J].舰船科学技术，2013，35（2）：126-128.
[10] 李谊纯，李庆，林振良.正规半日潮海域潮汐不对称性及量化[J].海洋工程，2019，37（6）：86-93.
关键词：海流监测 在线监测 近岸水域海流 海流分层监测
中图分类号：P715 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2021）06（c）-0061-08
Abstract： To effectively monitor the current situation of a port in Myanmar， solve the problem of lack of basic tide data of the port， and ensure the safe operation of the port. Methods： An online current monitoring system for coastal waters was established in the port. The on-line layered monitoring of the port current was carried out by using the profile current meter on-line monitoring technology and optical fiber long-distance transmission technology， and the functions of collecting， displaying， playback， storage and screening of the port current data were realized through the ADCP current meter acquisition program independently developed. The current data obtained by the on-line current monitoring system in coastal waters are consistent with the current observed on site， and the trend of current data is consistent with the basic trend of current in domestic coastal waters. The online current monitoring system for coastal waters is a reliable monitoring system， which can accurately obtain and analyze the current data of a port in Myanmar， and provide a powerful guarantee for the daily operation of the port.
Key Words： Current monitoring; Online monitoring; Coastal currents; Current stratified monitoring
1 引言
1.1 研究意义
缅甸某港口位于缅甸西海岸皎瞟湾内，由于技术能力限制，该港口只能获取到潮汐数据，尚无法获得海流流速、流向数据。
1.2 前人研究进展
海流计通常有两种布放方式，即潜标式和绞车悬挂式。潜标式布放采用自容式数据存储方式，该种布放方式通过定期回收海流计获得数据，无法实现数据的实时读取;绞车悬挂式利用复合缆技术采集数据，已经具备数据在线采集的能力，但受限于海流计自带的采集软件，目前仍无法直观读取数据。绞车悬挂式的另一个弊端是出于安全考虑，海流计悬挂区域内船只无法通行。
1.3 本研究切入点
针对缅甸某港口无法获取海流流速、流向数据的现状，结合近岸水域的特点，开发一套海流在线监测系统，用较低的成本实现该港口的海流观测。
1.4 拟解决的关键问题
为了满足该港口现场对海流数据的基本需求，拟开发的海流在线监测系统需同时具备3个功能：运算并显示海流计返回的原始数据;储存原始數据和处理后的数据;数据回放和最大值筛选功能。
2 材料与方法
2.1 海流计观测原理
多普勒海流计（ADCP）是最常用的海流测量设备，如图1所示，其硬件主要由超声多普勒海流计外壳和超声多普勒海流计硬件电路两部分组成，软件部分由流速测量、发射接收程序、海流计算程序等各主要功能模块及主程序构成[1]。ADCP利用声学多普勒原理测量水流剖面流速，首先将水体中颗粒物与海水视为一体进行运动，即水体中颗粒物与海水流速相同。在此假定下，利用声学多普勒频移测量出颗粒物的流速，从而得到海水流速。常见的ADCP配有4个换能器，每个换能器都具备发射和接收的功能。发射功能主要的作用是向海水中发射声波;而接收功能主要的作用是接收发射功能所产生声波的回波。当颗粒物随水体流动接近换能器时，换能器接收到的颗粒物反射回来的声波，其频率高于发射声波;而当颗粒物随水体流动远离换能器时，换能器接收到的颗粒物反射回来的声波，其频率低于发射声波。发射波和接收波频率产生差异的现象，在声学上被称作多普勒频移[2]。 由于水团运动处于不断变化中，即使是同一地点，声速剖面在不同时刻也会有较大的变化[3]。多普勒海流计具有4個独立的换能器，换能器的4个轴线是4个声束坐标的流速。海流计上任意3个换能器的轴线组成相互独立的空间声束坐标系。多普勒海流计本身定义x-y-z直角坐标系。在直角坐标系中，多普勒海流计轴线与Z坐标方向一致。当海流计工作时，沿各个声束坐标上的流速分量会首先被捕捉到，随后，测得的声束坐标系下的流速分量依据x-y-z坐标和声束坐标的转换关系获得。倾斜数据则由罗盘指示的方向、倾斜仪获得，最后将x-y-z坐标系下的流速分量再转换为地球坐标系下的流速分量。利用4个换能器的波束测量流速，目的在于消除船只晃动所引起的测量误差，提高流速测量的精度。
2.2 海流监测系统设计
2.2.1 现场情况及系统结构
缅甸某港口位于缅甸西海岸皎瞟湾内，港口长度约480t，可供30万t级大型油轮靠泊。港池内水深25～30t，海底地质多为松软的淤积泥沙，大潮期落潮最大流速可达4～5节，淤积现象不严重。
根据现场实际情况，将海流监测点设置在原油码头1号水泥墩向前延伸10m处，如图2所示，ADCP电缆在1号水泥墩取电。工控机接口的通讯协议是RS-232，接收终端和数据中心采用的通讯协议是R-S422。R-S422标准是一种业界最常用的串行数据通信接口标准，其抗共模干扰能力强、信号容差性好，目前被广泛应用于多种工控数据通信场合[4]。RS-422通讯协议的最大传输距离约1000m[5]，由于海流计所在位置距离数据中心处较远，RS-422通讯协议无法满足传输距离要求。光纤通信通信容量大、传输距离远，无中继传输距离可达几十公里、甚至上百公里[6]。因此监测系统采用了RS-422传输转光纤传输再转回RS-232传输的通讯方式，ADCP到1号墩是RS-422通讯传输，1号墩到数据中心是光纤传输，数据中心到工控机是RS-232传输。
2.2.2 系统组成
本套近岸水域海流在线监测系统采用坐底式观测平台，系统主要由海底观测平台、ADCP海流计、通讯电缆和工控机等组成。座底式剖面海流观测在观测过程中不受船只运动及表层海流的影响，其数据质量更好，是浅海定点海流观测中首选的观测方式[7]。
海底观测平台长1.5m，宽1.5m，高0.5m，如图3所示。观测平台呈金字塔形结构，顶端为ADCP固定架和布放吊点，底部为支撑架。基于近岸水域的特性，本套系统的海底平台设置两块配重，各重250kg，总计配重500kg，相较远海海域降低了海底平台配重的重量。
依据ADCP工作原理，在海底观测平台布放结束后，必须保证海流计垂直向上进行观测，不可倾斜或倒置，否则将无法准确获取到海流数据[8]。由于海底并非平整表面，实际布放中，观测平台受海底地形影响会产生略微倾斜，无法做到完全垂直于海底表面。因此该套监测系统的ADCP固定架采用了水平稳定架（图3中的水平机构，图4是水平机构的俯视图），使得ADCP发射器可以不受海底地形影响，始终垂直于海面，进而保证了海流观测数据的准确性。布放吊点架固定于海底观测平台，布放时吊点架为垂直结构，吊点位于观测平台正上方。待海底观测平台触底后，布放吊点架可进行130°自由翻转，从而做到不影响ADCP的观测效果。
由于现场情况复杂，海底的石堆等易造成电缆损坏，因此该套监测系统选用了带铠装的加长水密电缆，并在水密电缆外安装了塑料护管。水密电缆橡胶护套与金属接头的粘合处往往是强大水压环境下海水泄漏的薄弱环节[9]，ADCP配有7芯水密接口，加长电缆与ADCP自带电缆的连接处采用了硫化操作，并用硅脂进行了水密处理，以保证水下部分的防水等级。
受海流作用影响，水密电缆在水下易产生晃动，从而导致电缆与设备底盖边缘处发生摩擦影响到电缆的使用寿命。通过在ADCP底部加装固定封装盖，并在出线处进行特殊固定处理，确保水密电缆固定于限定位置（见图5），减少水密电缆与设备底部之间的摩擦。
2.2.3 系统布放及回收保养
利用船舶进行海流监测系统的现场布放和回收，船舶上需安装一个安全负荷不小于1t的支架、一台电动绞车，并预留出不小于10m2的甲板面积作为系统布放的操作空间。近岸水域水流冲击力较小，潜水人员易进行水下操作，因此安排潜水人员协助系统布放。
如图6所示，系统布放时，先将布放绳固定在海底观测平台的布放吊点上，然后将通讯电缆全部布放于甲板上，布放绳穿过支架上的滑轮后缠绕在绞车上。船舶在布放点上方就位后，缓慢释放布放绳，待海底监测平台入水后，将通讯电缆放入水中，同时由潜水员辅助，不断调整海流计的位置和姿态。待测量平台触底后，在岸边调整通讯电缆的位置并进行固定。布放绳加装配重块后系于码头上，以便日后对海流监测系统进行回收。
如图7所示，系统回收时，对作业船只的要求与系统布放时相同。首先松开固定在岸边的电缆，在潜水员的协助下回收布放绳，并利用船舶上的绞车、支架等将观测平台提升至水面，待海流计平稳放置于船只或岸上时，对设备进行保养。保养完成后，按照布放流程再次进行布放作业。
2.3 ADCP配套软件研发与功能设计
海流计自带的程序只具备显示现场基础数据的功能，不具备存储和分析数据的功能，无法实时解读现场数据中包含的海流信息，不能满足现场的要求。为支持现场作业活动，自主研发一套与ADCP设备配套的数据采集软件。
本套自主研发的ADCP配套软件可以实时显示采集到的海流数据，并具备数据回看、最大值筛选等功能，软件代码利用C#语言编写。海流监测系统采取的是分层采样，层与层之间间隔3.5m。为方便现场分析和回看数据，本套自主研发的ADCP配套软件主界面只对上层（18m）、中层（11m）和下层（4m）的海流数据进行显示、分析。 2.3.1 数据实时显示功能
软件的主显示界面如图8所示，软件运行时接收從海流计传回的数据，并可根据现场需要，从数据中自动筛选出所关注层的数据。通过软件内部程序的计算，可获得所关注层的海流流速、流向数据。海流流速、流向数据实时显示在软件主界面的仪表盘上，仪表盘右侧的曲线表示流速、流向的变化趋势。当鼠标放在曲线的某个点上时，会自动显示该时刻的海流流速和流向数据。
2.3.2 数据回放功能
通过点击软件主界面左侧的“历史数据”按钮，可以调取、回放特定时间段的海流数据，如图9所示，鼠标放在曲线的某个点上时，会自动显示该时刻的海流流速和流向数据。
2.3.3 数据存储功能
通过点击软件主界面左侧的“数据目录”按钮，可以打开数据的存储目录。目录分为“结果数据”和“原始数据”两部分，“结果数据”文件夹中存储的是可以直观读取的处理后的海流数据，方便现场工作人员查看，从而了解现场的海流情况，海流计结果数据示例如表1所示;“原始数据”文件夹中存储的是海流计获取的未经处理的数据，方便专业人员对现场海水流动的情况做进一步分析，海流计原始数据示例如表2所示。
2.3.4 最大值筛选功能
缅甸该港口对海流的7日最大值数据比较关注，因此在软件开发过程中设计了数据最大值的筛选功能，以方便现场用最快速度获取某一时间段的流速最大值。通过点击软件主界面左侧的“最大值”按钮，可以进入最大值筛选界面，选取需要分析的时间段，软件会自动筛选出该段时间内上、中、下三层海流流速数据的最大值，如图10所示。
3 结果与分析
3.1 日流速趋势分析
该套海流在线监测系统2020年2月10日采集到的港口海流数据如图11所示，以该日数据为例分析日流速趋势。日流速数据显示，全日流速峰值时刻为1∶46、7∶33、14∶00和19∶01，且1∶46、14∶00两个时刻的流速大于7∶33、19∶01两个时刻，具有半日潮特点，并呈现出潮汐不对称性，即潮波传至河口海岸区域，潮波变形导致涨潮、落潮历时不相等，与我国国内近岸海域海流的基本趋势相符[10]。为进一步验证该套海流监测系统获取到的海流数据的准确性，现场人员在当日8时、12时、16时进行了海流现场观测，观测到的情况与系统获取到的海流日流速数据规律相符。
3.2 层数据对比分析
该套海流在线监测系统2020年2月10日采集到的上、中、下3层的海流数据的最大值如图12所示，以该日数据为例分析不同层海流流速规律。数据显示，该日上层、中层和下层海流流速最大值分别为1.84节、2.13节和2.26节，符合同一时间段流速差别不大、下层流速快于上层流速的规律，且同一天内上、中、下三层的流速变化趋势有明显的相关性，与实际规律相符。
4 结语
本文以解决缅甸某港口基础潮流数据缺失的实际问题为出发点，结合该港口近岸水域的特点及港口现场对海流数据的实际需求，设计了一套用于近岸水域的海流在线监测系统。该套近岸水域海流在线监测系统通过RS-422通讯转光纤通信，有效解决了数字信号衰减的问题，在极大程度上延长了海流数据的传输距离;并利用自主研发的海流计配套软件，实现了海流数据的实时显示、数据回看和最大值筛选等功能。系统成功运用于缅甸某港口，至今平稳运行一年有余，数据准确度高，实时性好，极好地实现了预期目标。系统在港口的成功应用，验证了系统的可靠性，为今后近岸水域海流在线监测提供了新的建设思路和理论依据，具有较大的应用价值和应用前景。
参考文献
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