大洋日记 不寻常的海上移动实验室 - 声学多普勒流速仪测量海流原理

正在执行中国大洋第40航次科考任务的“向阳红10”船，是我国能满足深海及洋区海洋科学调查研究的新一代海洋科学考察船。船上有哪些先进的科考设备？又是如何服务科考、支撑科考的？记者对这个不同寻常的“海上移动实验室”进行了探访。

船载科考设备“精益求精”

船载科考设备十分先进。其中，高精度全海深浅地层剖面系统具有海底地层剖面和海洋深度测量功能，测量范围从10米~1.2万米。系统采用Windows操作系统，使用方便，配置灵活，操作简单。

声学多普勒海流剖面仪是一种利用声学多普勒原理、能在船舶走航条件下测量不同深度层(最多达128层)海流流速流向的系统。由于该系统采用了宽频带脉冲编码发射技术和脉冲相关信号处理专利技术，仪器的测流精度大大提高。

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“向阳红10”船还采用通海阀穿舱方式安装了最新的高精度/远距离超短基线水下定位系统。它采用独特技术和已申请专利的尖端信号处理算法，即使在恶劣的环境条件下也可完成长距离定位工作。该系统最大定位深度可达6000米，最远定位斜距可达8000米，最大工作速度可达6节。

架起科考信息“高速路”

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在“向阳红10”船的实验工作区，每个实验室的墙上都安装了一台液晶电视，上面可以查看航行信息、电子海图和各船载仪器设备的采集界面等，甚至在会议室、食堂等公共生活区以及驾驶室、船长和首席科学家等房间都安装了船载信息终端。

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中国大洋第40航次实验室主任吴学文介绍说，“向阳红10”船信息化建设以计算机网络、卫星通信、物联网、数据库、可视化、数据实时采集、海量数据处理、数字视频、信息安全等先进技术为支撑，以船舶网络为平台，将船载探测、通导设备功能区域、科考调查应用系统集成到一个综合、跨平台（包括船与岸基、船与船平台、船与水下平台）、一体化的计算机网络信息集成系统，促进各子系统之间的融合以及科学调查信息的集成、快速共享，从而有效提高科考调查活动的效率和质量。“这好比是信息的高速公路，实时、快速地将各种信息连通在一起，科学家可以通过这个平台查到需要的信息。”他说。

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“7”字形A架伸缩自如

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在430平方米的后作业甲板区域，这里有着万米CTD（温盐深仪）绞车，万米地质钢缆绞车，万米铠装同轴缆/光电复合缆绞车，大、小A型吊架以及伸缩折臂吊等甲板设备，场面颇为壮观。

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与“雪龙”号极地考察船不同的是，“向阳红10”船上的绞车都隐藏在甲板下层。这样不仅安全、干净，维护起来也非常方便，更重要的是节省了大量空间。

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特别值得一提的是，船上的大小两个A架都是“7”字型的。“这可是我们船独有的设计，其他科考船的A架大多都是‘1’字型。”吴学文解释说，“这种‘7’字型设计是基于海洋二所科学家多年海上科考经验，‘7’字型A架伸缩自如，A架收缩成‘7’字型倒出船舷外时让滑轮更贴近海面，起到止荡作用；A架伸直成‘1’字型可增加A架净高，满足柱状采样器和生物拖网等对高度有要求装备的作业；同时‘7’字型A架自然形成两个吊梁，可把拖曳作业滑轮和ROV导接头自然分开、避免相互间的打架。”

设计凸显人性化

在探访过程中，吴学文说得最多的就是，一切要方便科考，服务于科考。这种理念体现在种种细节上。

在生物化学实验室，记者看到所有电源插座外都有个塑料盖子，这是防止水溅到电源里发生短路；船头球鼻艏处的新鲜海水可以被无污染地送至实验室和后甲板，方便实验分析和培养；后甲板作业区地面用实木地板铺设，这是为了防滑，确保作业人员人身安全；拖曳实验室里的绞车遥控操作台置于9块大屏系统前，为操作人员提供了安全舒适的作业环境……

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不仅是实验室在设计上凸显人性化，船舶在设计上也充分考虑了一切服务于科考的理念。船舶设置了可控被动式减摇水舱，可最大程度地降低船舶在海上的摇晃，确保作业安全；船舶在低速航行时，可以原地回转，这为科考作业提供了极大便利。

“我们在管理‘大洋一号’船实验室的十余年间总结了不少经验，因此在建造‘向阳红10’船时尽可能地从方便科考人员作业出发，一切服务于科考，希望科学家们可以在这条船上更安全、更愉快地工作，取得更好的科学成果。”吴学文说。

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