淺談無線通信技術(shù)在海事監(jiān)管平臺系統(tǒng)的應(yīng)用

黃 玲/武漢海事局通信信息中心通信技術(shù)服務(wù)中心

淺談無線通信技術(shù)在海事監(jiān)管平臺系統(tǒng)的應(yīng)用

黃 玲/武漢海事局通信信息中心通信技術(shù)服務(wù)中心

海洋是一片廣闊的天地，由于距離寬廣，導(dǎo)致海上通信存在一些盲區(qū)，且我國水上通信基礎(chǔ)設(shè)施薄弱，嚴(yán)重阻礙了海船交通業(yè)的正常通信。并且隨著海上日益繁榮的航運業(yè)務(wù)，傳統(tǒng)海事監(jiān)管方式已經(jīng)不能適應(yīng)其發(fā)展。傳統(tǒng)的海事管理綜合協(xié)調(diào)性不強；在管理上還是更多地依賴傳統(tǒng)手段；缺乏主動的、全面的、及時的監(jiān)督管理，新技術(shù)沒有廣泛使用，導(dǎo)致海事管理部門經(jīng)常處于被動的狀態(tài)。由此可見，采用傳統(tǒng)的海事管理手段和方式已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代海事管理的要求。因此，本文主要闡述無線通信技術(shù)在智慧海事交通中發(fā)揮出來的主要作用，并且為地方海事水上監(jiān)控與搜救指揮中心公共服務(wù)與業(yè)務(wù)辦理平臺信息化建設(shè)與開發(fā)提供了發(fā)展思路。

無線通信；智慧海事；報港系統(tǒng)

1.引言

隨著我國內(nèi)陸經(jīng)濟發(fā)展的不斷成熟與壯大，海上貿(mào)易運輸量不斷增長，于是海上通信問題隨之引發(fā)關(guān)注，被提升到越來越重要的地位。通過海上移動通信系統(tǒng)，內(nèi)陸基站可以隨時掌握海上船只發(fā)送回來的航行數(shù)據(jù)信息，從而有效地對航行船只進(jìn)行管控。我國海上運輸承載80% 以上的國際貿(mào)易運輸量，海上事故所造成的經(jīng)濟損失巨大，人員傷亡慘重。于是，為了保障船舶海上日常航行順利，船員生命安全，及時有效地應(yīng)對海上意外遇險報警，對海上通信的及時性和有效性提出更高的要求。而隨著船只數(shù)量的不斷增多，帶來的問題隨之越來越棘手。

海洋水域遼闊，環(huán)境復(fù)雜，船舶進(jìn)行海上航行時移動的范圍很廣，這些自然條件都導(dǎo)致了海上通信的難度增大，尤其是在部分海域還存在通信盲點的問題。雖然我國已經(jīng)開通了海上無線通信，但是，這些通信系統(tǒng)存在易受干擾，數(shù)據(jù)傳輸慢等問題。因此，如何增強信號的強度，消除信號盲區(qū)，增進(jìn)海上船只信息的互通成為改善海上通信問題的關(guān)鍵所在。構(gòu)造一套效率高，且穩(wěn)定的通信系統(tǒng)，是現(xiàn)在海船舶點急需解決的一個問題，對海上無線通信起著重大的意義，這就需要借助到GPRS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與公共服務(wù)與業(yè)務(wù)辦理平臺作為水上監(jiān)控與搜救指揮中心中關(guān)鍵的軟件平臺相結(jié)合使用，讓海事工作人員更好地去監(jiān)管地方海域。

2.GPRS技術(shù)在智慧海事中的應(yīng)用

在船舶航運期間，地方海事監(jiān)控系統(tǒng)需要對航行船舶進(jìn)行遠(yuǎn)程的監(jiān)控監(jiān)測方案如下，在通信信號較弱的區(qū)域，首先，由目標(biāo)船只上的設(shè)備采集船舶航行數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)打包后經(jīng)功率放大器放大處理，發(fā)送到信號機，然后通過GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送回陸地監(jiān)控中心和其他臨近船只，同時借助SMS短消息的方式發(fā)送出去，最后由陸地監(jiān)控中心對收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并將有效指揮信息返還給相應(yīng)的目標(biāo)船只，而其他臨近船只也可以對該目標(biāo)船只的航行信息有所了解，繼而實現(xiàn)了船舶之間的點對點通信手段。

2.1 海陸監(jiān)控通信系統(tǒng)

海上船只與陸地監(jiān)控端的通信方式采用GPRS技術(shù)。GPRS技術(shù)是在GSM 網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，通過進(jìn)行數(shù)據(jù)分組交換來實現(xiàn)高效數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o線通信技術(shù)。它充分利用了現(xiàn)有移動公眾網(wǎng)絡(luò)的資源，具有實時在線、按量計費、快捷登錄、高速傳輸、自如切換等無可比擬的優(yōu)勢。但由于GSM公眾網(wǎng)絡(luò)資源主要針對大眾性消費，因此在專業(yè)使用時存在頻道資源有限、有通信盲區(qū)等問題。

目前，普通公眾網(wǎng)基站的最大功率距離一般在35km 左右，實際通信距離受地形、障礙物影響會減小。海上船舶使用GP R S 數(shù)據(jù)傳輸主要問題是船舶離岸過遠(yuǎn)，導(dǎo)致通信信號衰弱甚至?xí)撾x基站覆蓋范圍。移動基站是無線通信信號和數(shù)據(jù)處理算法與硬件計算資源結(jié)合最緊密的地方，通過各種計算處理設(shè)備完成與無線收發(fā)相關(guān)的信號處理和控制，完成移動通信網(wǎng)相關(guān)的通信協(xié)議轉(zhuǎn)換和處理。在無線接入網(wǎng)的環(huán)境中，基站的功能、作用至關(guān)重要。由于在海上搭建移動基站成本花費巨大，而依靠現(xiàn)有的基站，只能保證在附近的海域接收到可靠信號，當(dāng)超出一定范圍，信號強度衰減到一定值以后，就無法繼續(xù)正常通信，完全成熟的解決方案目前在業(yè)界仍然未有大規(guī)模使用案例。而該點對點無線通信監(jiān)測方案通過在船只上安裝功率放大器設(shè)備，來增大信號強度，以解決距離陸地基站較遠(yuǎn)，通信信號較弱區(qū)域的通信質(zhì)量差問題。

2.2 船與船之間的通信方式

另一方面，當(dāng)船只處于海上這一特殊地形區(qū)域時，單一的船舶與陸地間通信并不能滿足安全行駛的要求，船舶之間急需相互航行信息的互通，以加強對海面航行數(shù)據(jù)情況的掌握，及時采取應(yīng)對突發(fā)險情的措施，保障船只航行順利，提高海上搜救工作的效率。此外，根據(jù)海上運輸船只的班次是按照固定時刻表進(jìn)行的，通過增加船與船之間的通信手段，多個船只間能夠前后中繼，相互之間又構(gòu)成了連續(xù)可靠的通信網(wǎng)絡(luò)。并且，附近海域的私人船只、漁船等也可以通過安裝GPRS終端設(shè)備，自由的訪問網(wǎng)絡(luò)。

3.公共服務(wù)與業(yè)務(wù)辦理平臺架構(gòu)

當(dāng)船只處于海上信號強度較弱的區(qū)域時，信號收發(fā)機將船舶航行數(shù)據(jù)信息進(jìn)行一系列處理后，經(jīng)功率放大器放大，通過全向增益天線發(fā)送出去。同樣，接收過程是對接收到的微弱的移動信號進(jìn)行相關(guān)處理，以獲取有效數(shù)據(jù)信息。這樣，在現(xiàn)有的船舶終端設(shè)備中引入功率放大器，作為信號放大轉(zhuǎn)發(fā)中繼，不需要改變現(xiàn)有系統(tǒng)的基站和終端就可以得到很好的信號收發(fā)效果，解決了信號微弱區(qū)域的通信問題。并將無線接收終端與公共服務(wù)與業(yè)務(wù)辦理平臺相結(jié)合使用，實現(xiàn)現(xiàn)代海事信息化監(jiān)管功能。

公眾服務(wù)與業(yè)務(wù)處理平臺軟件功能分布如下所示：

（1）遠(yuǎn)程報港系統(tǒng)

當(dāng)船快要進(jìn)港前，船主可在遠(yuǎn)程報港系統(tǒng)移動App端上輸入要到達(dá)的港口的名稱；或者系統(tǒng)根據(jù)船主的衛(wèi)星定位系統(tǒng)，搜索出船主附近的港口，由船主進(jìn)行港口的選擇。就能直接進(jìn)行遠(yuǎn)程的報港，報港信息發(fā)出后，指揮中心將收到信息并自動回復(fù)給船主是否報港成功后。

具體實施步驟如下：

1.網(wǎng)上申報

實現(xiàn)報港申請的互聯(lián)網(wǎng)填報、接收和存儲。

2.電話報港申請錄入

對通過服務(wù)電話提交的簽證申請，由受理中心人員將船舶所報始發(fā)港、目的港、裝載貨物種類數(shù)量和應(yīng)繳納的船舶港務(wù)費數(shù)額等要素信息錄入簽證數(shù)據(jù)庫。

3.報港輔助核查

利用船舶監(jiān)測數(shù)據(jù)以及系統(tǒng)中各類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)對申請信息進(jìn)行智能判定和人工核查，確認(rèn)后通過手機短信將審核（備案）信息反饋給船員。

4.結(jié)果告知

對核查沒有問題的船舶，受理中心以短信方式告知報港辦理結(jié)果，相關(guān)申請信息存儲作為電子申請表單備案。對核查有問題的船舶或危險品運輸船舶，受理中心人員通知就近的海事執(zhí)法人員進(jìn)行實船檢查，或要求船舶到附近海事固定站點接受檢查。

（2）違章查詢系統(tǒng)

可提供違章信息的查詢，船主能通過違章查詢系統(tǒng)的移動App客戶端就能對自己的違章的信息進(jìn)行查詢（查詢信息包括違章時間、違章地點、違章原因等）。并能查詢歷史的違章記錄。

（3）規(guī)費交納系統(tǒng)

系統(tǒng)支持規(guī)費的網(wǎng)上繳納，而不需要到現(xiàn)場去繳納。查詢內(nèi)容包括規(guī)費類型、規(guī)費金額、到期時間等。并能提供規(guī)費繳納的歷史記錄的查詢。

（4）航道交通信息與氣象信息系統(tǒng)

航道交通信息：可提供航道交通的相關(guān)信息（比如航道流量、擁堵情況、斷面流量等）進(jìn)行實時查詢。

氣象信息：可查詢實時的航道的氣象信息（溫度、濕度、超高水位、超低水位、風(fēng)災(zāi)、大霧、水位風(fēng)速等指標(biāo)）

（5）報警與救援信息處理系統(tǒng)

提供報警與救援的服務(wù)熱線，工作人員接到報警和救援的電話時，實時錄入相關(guān)信息。并通過視頻監(jiān)控等多種渠道了解實際發(fā)生的情況并采取相應(yīng)的救援措施，對于處理的事件需要及時錄入系統(tǒng)，實現(xiàn)報警與救援信息的可追溯的功能

（6）船舶引導(dǎo)系統(tǒng)

當(dāng)船舶需要引導(dǎo)時，可通過水上交通安全監(jiān)控中心來實時監(jiān)控引導(dǎo)過程并進(jìn)行監(jiān)督，當(dāng)現(xiàn)場船舶引導(dǎo)出現(xiàn)問題時，還可以遠(yuǎn)程操控整個引導(dǎo)的過程。

4.結(jié)語

本文將無線通信系統(tǒng)GPRS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與水上監(jiān)控與搜救指揮中心公共服務(wù)與業(yè)務(wù)辦理平臺的相結(jié)合，厘清了現(xiàn)代海事監(jiān)管平臺的建設(shè)思路，闡述了無線通信技術(shù)在現(xiàn)代海事中的應(yīng)用，明確了公共服務(wù)與業(yè)務(wù)辦理平臺的軟件建設(shè)目標(biāo)與內(nèi)容，為實現(xiàn)海事信息化、監(jiān)管方式后臺化、監(jiān)管手段智能化、監(jiān)管粒度精細(xì)化等目標(biāo)，提供了重要的軟件支撐，對實現(xiàn)海事基層執(zhí)法模式的改革具有重大意義。

[1]《江蘇交通運輸信息化“十二五”發(fā)展規(guī)劃》.

[2]《江蘇省內(nèi)河交通管理條例》.

[3]施勇.上海市城市軌道交通無線通信系統(tǒng)簡介[J].電信快報,2004(5).

[4]沈金龍，楊庚主編． 計算機通信與網(wǎng)絡(luò)． 北京:人民郵電出版社，2011．9.

黃玲(1970-)女，湖北武漢人，武漢海事局通信信息中心通信技術(shù)服務(wù)中心副主仼，通信工程，從事船舶無線電通信管理。