基于國際海事衛(wèi)星通信海事寬帶系統(tǒng)的遠洋船舶遠程監(jiān)控系統(tǒng)研究

江東坡　江衛(wèi)華

摘要：本文介紹了基于國際海事衛(wèi)星通信海事寬帶系統(tǒng)（INMARSAT-FleetBroadband）的遠洋船舶遠程監(jiān)控系統(tǒng)設計，本套系統(tǒng)實現(xiàn)了實時、高速傳輸圖像、聲音等遠洋船舶動態(tài)信息，達到設立在陸地上的管理監(jiān)測中心實時掌握船舶動態(tài)，確保了船舶的安全運行。

關鍵詞：海事衛(wèi)星通信海事寬帶系統(tǒng)；遠洋船舶；遠程監(jiān)控系統(tǒng)；海事閉路電視系統(tǒng)

中圖分類號：U665.261

文獻標識碼：A文章編號：1006-7973（2016）03-0033-03

現(xiàn)代遠洋船舶是一個人、機相結合的系統(tǒng)，要確保這樣一個復雜系統(tǒng)正常安全的運行，對遠洋船舶進行人員和設備的監(jiān)測是非常必要的。相比遠洋船舶必須且常規(guī)使用的國際海事衛(wèi)星c站系統(tǒng)（INMARSAT-C），國際海事衛(wèi)星通信海事寬帶系統(tǒng)（INMARSAT-Fleet Broadband）從性能上有了巨大的提升，數(shù)據(jù)的傳輸速度也進一步提高。利用INTERNET-Fleet Broadband系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對遠洋船舶航行情況的直觀監(jiān)控，可以進一步掌握遠洋船舶的實時動態(tài)。

1系統(tǒng)目標

根據(jù)國際海事界權威統(tǒng)計，人為因素導致船舶事故比例中，擱淺占90%，火災占70%，碰撞占96%；可見人為因素是導致船舶事故的主要原因之一。而且人為失誤導致船舶事故的比例正在逐年上升，其后果也越來越嚴重。目前世界各國船員水平參差不齊，有些船員工作責任心不強，業(yè)務水平不高，這樣的船員往往容易操作失誤，導致船舶事故。

機械設備故障也是導致船舶發(fā)生事故的一個因素。根據(jù)1900年-2010年韓國船舶事故分類報告，機損事故中，主機事故占43.3%，副機事故占26.9%，發(fā)電機和鍋爐事故占12.8%。由此分析可知，機艙內(nèi)主要設備故障也是事故發(fā)生的重大隱患。

由此可知，人為因素和機械設備因素是船舶事故發(fā)生的主要原因。本文中所介紹的遠程監(jiān)控系統(tǒng)是對人一機遠程監(jiān)控的有效手段，是確保遠洋船舶安全航行的重要保障。

2海事衛(wèi)星通信海事寬帶系統(tǒng)

系統(tǒng)共有三個部分組成：INMARSAT地面站、INMARSAT-432星、船載衛(wèi)星通信站。如圖1所示。

2.1INMARSAT地面站

INMARSAT地面站是遠洋船舶通過INMARSAT-4 q3星將船舶信息傳輸?shù)降孛婵刂浦行牡慕邮諛屑~。它有通訊終端系統(tǒng)、射頻系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等組成。INMARSAT地面站將海事衛(wèi)星網(wǎng)絡和互聯(lián)網(wǎng)相互連接，如此一來，一艘安裝有INMARSAT-Fleet Broadband系統(tǒng)的船舶可以在任何時間和世界任何地區(qū)進行通話、傳真甚至是視頻會議。地面站還會負責處理船舶終端的業(yè)務申請、交換，分配用戶的資源、容量，提供數(shù)據(jù)通訊、語音對話等服務。目前中國交通通信信息中心是唯一被授權經(jīng)營和管理中國境內(nèi)INMARSAT業(yè)務的運營商，他們也負責地面站的日常維護和檢修。

2.2INMARSAT-4 33星

國際海事衛(wèi)星組織斥資15億美元，在358000km高的赤道上空，安放了三顆和地球自轉方向一致且速度相同的同步軌道衛(wèi)星，其覆蓋了南、北緯度在內(nèi)所有區(qū)域。該衛(wèi)星采用了先進的點波束技術，設計有200個窄點波束、19個寬點波束及1個全球波束，與上一代衛(wèi)星相比功能強大了約60倍。INMARSAT-4海事衛(wèi)星覆蓋圖如圖2所示

2.3船載衛(wèi)星通信站

船載衛(wèi)星通信站及船舶上安裝的IMARSAT-Fleet Broadband系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以使用戶訪問互聯(lián)網(wǎng)以及企業(yè)網(wǎng)絡，實現(xiàn)了電子郵件傳輸、語音電話服務、視頻音頻監(jiān)控、短信文本服務等業(yè)務。INMARSAT-Fleet Broadband系統(tǒng)作為目前為止國際海事衛(wèi)星組織最先進的通信業(yè)務，它可以提供高達432kbiffs的數(shù)據(jù)寬帶能力，借助如此先進的衛(wèi)星通信海事寬帶技術，可以滿足各種作業(yè)的應用需求?，F(xiàn)歸納特點如下：

（1）性能出色。IMARSAT-FleetBroadband系統(tǒng)相比前一代通訊衛(wèi)星，提供更加快捷、高效的數(shù)據(jù)傳輸服務。同時可以支持語音通話、電郵傳輸、電子傳真等多項業(yè)務同時進行。

（2）覆蓋廣泛。保障船舶除了在南北極外的任何地點得到高質(zhì)量的通信業(yè)務。

（3）安全可靠。IMARSAT-Fleet Broadband業(yè)務不受天氣、海況的影響，為船舶提供穩(wěn)定的通信服務業(yè)務。

（4）操作簡易。系統(tǒng)簡單易懂，方便船員學習，不需要專人服務指導。在緊急情況下，方便應急操作。

3遠洋船舶遠程監(jiān)控系統(tǒng)

遠洋船舶遠程監(jiān)控系統(tǒng)具體可以分為：船舶監(jiān)控采集、數(shù)據(jù)通信傳輸、岸壁顯示監(jiān)控。系統(tǒng)如圖3所示。

3.1船舶監(jiān)控采集

船舶監(jiān)控采集是在船舶當?shù)剡M行，具體由海試閉路電視系統(tǒng)（CCTV）和船端海事衛(wèi)星通信海事寬帶系統(tǒng)（INMARSAT-Fleet Broadband）組合形成。

對于船舶上配備的海試閉路電視系統(tǒng)，不少船員認為CCTV系統(tǒng)限制了船員的自由，對該系統(tǒng)持反對安裝的意見。但是，從船舶安全航行的角度出發(fā)，CCTV系統(tǒng)從以下四點發(fā)揮了其重要作用，應該得到大力的推廣和支持。

（1）在船舶駕駛甲板瞭望處安裝CCTV系統(tǒng)，有效提高了阻止海盜登船的行動效率；

（2）船長可以通過CCTV系統(tǒng)第一時間采取措施，糾正船員不正當?shù)牟僮餍袨椋?/p>

（3）不同監(jiān)視區(qū)域的CCTV系統(tǒng)能匯總船舶設備的工況，保障船舶安全航行；

（4）無形中調(diào)整了駕駛臺和集控室值班人員的工作狀態(tài)，減少了人為失誤的發(fā)生。

在駕駛臺兩翼的瞭望處各安裝了一個室外云臺攝像頭，支持鏡頭變焦和云臺視角控制，實現(xiàn)船舶甲板無死角區(qū)域監(jiān)控。這兩個攝像機采用紅外攝像技術，實現(xiàn)了日夜監(jiān)視的需求。在駕駛臺和集控室各設置一個攝像云臺，全天候對核心工作區(qū)域進行監(jiān)控，防止操作人員的懈怠。在主機、發(fā)電機等重要設備區(qū)域設置攝像云臺，對重要設備的工況實時監(jiān)控，如發(fā)現(xiàn)設備異常，可迅速檢查維修。