《極地規(guī)則》生效背景下北極航線船舶通信研究

王振江+劉寶安+殷永紅

摘 要：隨著北極航線的逐步開發(fā)，越來越多的中國船舶參與到北極航行中，《極地規(guī)則》也將于2017年1月1日正式生效。為適應北極航行的特殊環(huán)境和國際規(guī)則，作者就船舶在北極航線通信的相關要求進行了概述，并提出建議供船舶和岸基電臺參考。

關鍵詞：黃金水道；船舶通信；航道短波通信保障

1 北極航道概述

北極航道被航海界稱為“黃金水道”，包括東北航道和西北航道。北極東北航道全程約2936海里，是溝通我國與歐美水上最近通道。從海上運輸效率的角度來說，北極航道較傳統的航線要減少12-15天航程。目前北極航線通航時間僅有60天，但隨著全球氣候變暖，預計2050年可達到180天。

目前北極航道沿岸碼頭少，通信基站建設比較落后，沿線無手機信號，無航標及燈塔指示，無海岸電臺設施，我國也沒有針對北極航道的短波通信系統。且北極部分航道INMARSAT衛(wèi)星無法覆蓋，航行船舶遇險報警、船岸間的有效通信難以保障。

2 《極地規(guī)則》對極地船舶通信的要求

2014年11月，IMO MSC 94次會議通過了使極地規(guī)則序言、引言和第一部分安全措施具備強制性的《SOLAS公約》修正案，即MSC.386（94）號決議，將于2017年1月1日默認生效。其中關于通信的要求體現在第十章及其附加指南中。

2.1 功能要求

（1）船舶的通信設備應具備船對船和船對岸的通信能力，以保證船對船及船對岸雙向語音和/或數據通信在預定的整條航線上可用。

（2）擬采用護航或編隊操作時，應能提供合適的通信方式。

（3）應提供包括航空頻率在內的為搜救目的進行的現場和搜救協調雙向通信方式，包括與相關救助協調中心的語音和/或數據通信，和在121.5MHz和123.1MHz頻率上與飛機進行語音通信的設備。

（4）船舶的通信設備應能提供與無線電醫(yī)療服務機構（TMAS）之間的雙向語音和數據通信，來確保無線電醫(yī)療援助在極地水域可行。

（5）鑒于高緯度通信系統的限制以及現有的海事數字通信系統尚未覆蓋極地水域，在極地通信中可以使用非GMDSS通信系統進行通信。

（6）VHF只運用于短距離且只能用于語音通信。HF和MF也是用于緊急情形。數字VHF、移動電話系統及其他類型的無線技術只局限于岸站覆蓋范圍內的船舶，通常不適用于極地水域。AIS基站很少，且只設計為接收數據。

2.2 SOLAS對船舶通信設備要求

為了保障船舶安全航行，無限航區(qū)的船舶要按照國際公約要求配備相應的通信設備。SOLAS第IV章要求船載通信設備應具備的功能包括：

（1）由至少兩臺分開的和獨立的裝置發(fā)送船對岸遇險報警，且每臺裝置應使用不同的無線電業(yè)務；

（2）接收岸對船遇險報警；

（3）發(fā)送和接收船對船遇險報警；

（4）發(fā)送和接收搜救協調通信；

（5）發(fā)送和接收現場通信；

（6）按要求發(fā)送和接收定位信號；

（7）發(fā)送和接收海上安全信息；

（8）向海岸無線電系統或網絡發(fā)送和接收一般無線電通信；

（9）發(fā)送和接收駕駛室對駕駛室的通信。

目前，國際航行船舶船載短波通信發(fā)射設備發(fā)射功率多為150W和250W，天線一般為鞭狀天線和倒L天線，天線增益為0dB。

3 我國海岸電臺短波通信現狀概述

我國海岸電臺是代表國家履行國際公約，擔負著水上遇險與安全通信、水上搜尋與救助通信及交通運輸部主管部門規(guī)定的公益性通信業(yè)務。目前，我國開放短波通信的海岸電臺有天津、上海、廣州三個海岸電臺，開放的業(yè)務主要包括水上遇險通信值守、水上安全信息定時播發(fā)業(yè)務以及國際國內公眾通信業(yè)務等。

天津、上海、廣州海岸電臺分別負責我國北方海區(qū)、東海海區(qū)和南海海區(qū)水上無線通信保障工作。主要通信手段有GMDSS-DSC、NAVTEX、NBDP、SSB及VHF等通信方式。其中，GMDSS-DSC、NBDP和SSB具備遠洋通信能力。

三大海岸電臺的收發(fā)信系統均具備全球短波通信的能力。三個海岸電臺使用的接收設備接收靈敏度較高，發(fā)射設備功率多為5KW、10KW，工作頻段為2-30MHZ，收發(fā)天線為大型寬頻天線，方向為定向或全向，增益可達15dBi，可有效補充船臺發(fā)射功率低、天線簡易的劣勢，能夠滿足各大洋區(qū)主要通信航路的船岸通信需求。

上海海岸電臺是我國唯一開放全球海上遇險與安全系統（GMDSS）HF-DSC值守業(yè)務的海岸電臺，承擔西北太平洋海區(qū)（第七搜救區(qū)）遇險通信值班任務；同時還承擔中國水域海上無線電標準時間報時（授時）信號播發(fā)、中國船舶報告系統（LRIT）信息采集任務；開放海上氣象傳真信息服務（RADIOFAX）。天津海岸電臺是唯一播發(fā)冰況報告的海岸電臺。目前船岸間通信除衛(wèi)星通信外，主要通信手段為單邊帶無線電話通信。

4 思考和建議

（1）因為靜止衛(wèi)星軌道與地球的切面交點是76.3°，緯度高于76.3°的極地區(qū)域看靜止衛(wèi)星就是在地面以下了，衛(wèi)星無法保障通信，存在衛(wèi)星通信盲區(qū)。由此可見，短波通信作為重要的補充手段和保障措施非常重要。作為提供船岸短波通信服務的天津、哈爾濱、廣州、上海等岸基臺站應充分考慮天線方向、角度和發(fā)射功率等因素，提供好針對性服務。

（2）短波通信電離層變化影響較大，船舶和岸基電臺應根據電離層變化情況適時靈活選擇通信頻率和通信站點。可考慮為天津、哈爾濱、廣州、上海等岸基臺站和船載電臺配備自適應頻率管理系統，使得各岸基臺站在保障北極航道船只通信時，始終工作在最佳通信頻率上，從而保證較高的可通率。

（3）建立北極航道短波通信保障任務規(guī)劃中心，通過接收融合天津、哈爾濱、廣州、上海等各站短波自適應頻率管理系統獲得的電離層信道數據，實現各站保障時段、保障頻率的規(guī)劃和任務分配，從而實現多臺站綜合保障北極航道通信，大幅提升北極航道通信可通率。

（4）建立我國國內到北極的短波通信鏈路，獲取電離層信道數據，開展國內到北極的短波通信研究，進一步提升短波通信系統設計水平和性能。