衛(wèi)星通信技術在漁政執(zhí)法中的應用

●文 | .中國空間技術研究院 .航天恒星科技有限公司 龍珂 何大海 朱峰

一、漁政執(zhí)法衛(wèi)星視頻系統(tǒng)建設背景

當前，海洋事業(yè)在我國經濟社會發(fā)展中的戰(zhàn)略地位日益凸顯，黨的十八大報告提出“提高海洋資源開發(fā)能力，發(fā)展海洋經濟，堅決維護國家海洋權益，建設海洋強國”。隨著海洋在沿海國家戰(zhàn)略全局中的地位不斷提升，各國以維護海洋權益、拓展空間為核心的海洋綜合實力競爭愈演愈烈。建設海洋強國戰(zhàn)略對于推動經濟持續(xù)健康發(fā)展，維護國家主權、安全、發(fā)展利益，對實現(xiàn)全面建成小康社會目標、進而實現(xiàn)中華民族偉大復興都具有重大而深遠的意義。

為切實提升廣東省海上執(zhí)法信息化水平，建立健全長效、統(tǒng)一的海上通信指揮機制，對現(xiàn)有100 噸級以上的執(zhí)法船和赴南沙生產重點監(jiān)控漁船加裝衛(wèi)星視頻通信設備，保障船岸、船船之間通信；對現(xiàn)有300噸位以上的執(zhí)法船升級改造雷達、加裝光電跟蹤取證系統(tǒng)，形成目標探測偵查、成像取證、融合處理、實時回傳等整套海上執(zhí)法保障機制，全面提升海洋執(zhí)法能力。

廣東省下轄海域和南海等海域，面積廣闊、海洋資源豐富、地理位置極為重要。開展執(zhí)法船和南沙漁船衛(wèi)星視頻系統(tǒng)項目建設，有助于提高廣東省海上執(zhí)法信息化水平，進一步全面提升廣東省在開發(fā)海洋、利用海洋、保護海洋、管控海洋方面的綜合實力。

二、漁政執(zhí)法衛(wèi)星視頻系統(tǒng)需求分析

為切實提高廣東省海上執(zhí)法信息化水平，需綜合運用衛(wèi)星通信、計算機網絡、雷達探測識別、光電跟蹤成像、音視頻處理等多種技術手段，搭建衛(wèi)星視頻系統(tǒng)和海上監(jiān)控系統(tǒng)，形成“探測、監(jiān)控、通信、指揮”一體化的海上執(zhí)法體系。

在執(zhí)法船上，升級探測雷達、光電跟蹤取證系統(tǒng)等設備，加裝單兵無線圖傳系統(tǒng)，對雷達、光電跟蹤取證系統(tǒng)、船舶自動識別系統(tǒng)（AIS）等進行業(yè)務融合，整合各類設備的數據優(yōu)勢，形成基于執(zhí)法船的海上態(tài)勢監(jiān)控平臺。

基于甚小口徑衛(wèi)星終端（VSAT）衛(wèi)星通信鏈路構建海陸一體化高速通信網絡，實現(xiàn)岸-船、船-船之間的實時數據交互，承載音視頻會議流數據、雷達數據、光電圖像數據、文電數據等多種數據，實現(xiàn)遠程監(jiān)控指揮、實時音視頻會議協(xié)商、海陸一體化辦公等典型應用業(yè)務。

在漁政總隊構建網絡與數據處理中心，整合各類態(tài)勢資源，形成海上執(zhí)法管理工作的“數據處理中樞”和“通信指揮中樞”。一方面對各類數據進行融合處理，提供海上執(zhí)法工作的輔助決策；另一方面實時與各個節(jié)點“面對面”交流，實現(xiàn)及時高效的通信指揮。

1.業(yè)務類型需求

（1）高清音視頻會議業(yè)務需求

在總隊辦公區(qū)、直屬支隊辦公區(qū)以及執(zhí)法船之間搭建音視頻會議業(yè)務系統(tǒng)，提供系統(tǒng)內部各節(jié)點之間的點對點、多點音視頻會議服務，視頻畫面質量根據需求具備標清、高清等級別。

針對音視頻會議業(yè)務，常態(tài)化支持至少一路以上岸船之間的高清或者標清視頻會議，同時可快速擴展業(yè)務，滿足網絡內部多路視頻會議并發(fā)需求。

（2）電話和傳真業(yè)務需求

在總隊辦公區(qū)、直屬支隊辦公區(qū)以及執(zhí)法船之間搭建電話和傳真業(yè)務系統(tǒng)，提供系統(tǒng)內各節(jié)點之間的多路電話和傳真業(yè)務，要求電話業(yè)務7×24小時可用。

（3）光電跟蹤取證業(yè)務需求

根據執(zhí)法船光電設備部署情況，針對已經具有光電跟蹤設備的船只，進行兼容設計，將數據接入衛(wèi)星通信網絡；針對沒有光電跟蹤設備的船只，部署光電跟蹤設備；對執(zhí)法船周邊海域進行全天時、全天候視頻監(jiān)控，執(zhí)法船可對視頻進行本地存儲和上傳，存儲空間可滿足一個月以上的高清視頻存儲。

（4）無線圖傳業(yè)務需求

配備無線圖傳系統(tǒng)，支持以執(zhí)法船為中心，動態(tài)延伸圖像采集功能，當有抵達現(xiàn)場等任務需求時，工作人員可攜帶單兵圖傳設備抵達目標現(xiàn)場實施圖像采集工作，并實時回傳至執(zhí)法船進行處理后上傳至漁政總隊指揮中心。

（5）AIS數據獲取需求

通過在漁政執(zhí)法船上安裝AIS接收設備，可以實現(xiàn)執(zhí)法船對某一水域內安裝AIS設備的通航船舶動態(tài)監(jiān)視和跟蹤。通過VSAT通信鏈路將AIS接收設備接收的數據進行回傳，接入漁政總隊的AIS統(tǒng)一平臺，擴大AIS統(tǒng)一平臺的感知能力。指揮中心可對AIS數據進行存儲。

（6）雷達探測業(yè)務需求

升級現(xiàn)有船載雷達探測系統(tǒng)，具備目標自動錄取、標繪、自動跟蹤等功能，能批次性輸出目標的定位、航向、航速等信息，提升目標探測能力。

2.數據融合處理需求

本項目中，需要對執(zhí)法船回傳至總隊指揮中心的各類數據進行處理，主要包括以下幾個方面：

1）對回傳至指揮中心的雷達數據、AIS數據等，經過融合后期處理后，接入漁業(yè)安全生產通信指揮系統(tǒng)，在海圖上動態(tài)顯示。

2）對回傳至指揮中心的目標圖像，需要接入漁業(yè)安全生產通信指揮系統(tǒng)進行動態(tài)關聯(lián)顯示。

3）在后臺軟件界面上，可遠程控制光電跟蹤平臺，可根據雷達數據遠程引導光電跟蹤取證系統(tǒng)工作。

4）對執(zhí)法船上傳回來的AIS數據、雷達目標數據進行本地存儲，以供數據調用工作。

3.網絡管理需求

（1）衛(wèi)星網絡管理

該項目中，執(zhí)法船通過衛(wèi)星通信設備接入整個系統(tǒng)，需要對船載通信節(jié)點進行數據接入、業(yè)務調度等管理工作。需配置衛(wèi)星通信系統(tǒng)主控平臺，完成衛(wèi)星通信網絡的調度和管理。

（2）業(yè)務系統(tǒng)管理

需配置網絡管理中心，負責音視頻會議、遠程目標監(jiān)控、電話和傳真等業(yè)務的調度和管理。網絡管理中心支持遠程訪問和權限劃分，總隊辦公區(qū)、直屬支隊辦公區(qū)以及執(zhí)法船均可訪問網絡管理中心，實施業(yè)務調度與管理工作。

4.通信范圍需求

廣東省漁政總隊下轄執(zhí)法船的作業(yè)范圍包括廣東省下轄海域與南海等全部海域。需要衛(wèi)星信號對上述海域形成有效覆蓋，滿足執(zhí)法船在這些海域范圍內能夠隨時、隨地接入系統(tǒng)，與其他網絡節(jié)點開展通信業(yè)務。

5.信道資源保障需求

該項目中，利用衛(wèi)星通信鏈路實現(xiàn)海上執(zhí)法船的數據接入，需提供必要的衛(wèi)星通信信道頻率帶寬，承載系統(tǒng)業(yè)務。在通信衛(wèi)星的選取上，應考慮“多星備份”原則，從而可根據實際使用區(qū)域提供信號質量最好的鏈路；在頻率帶寬的規(guī)劃上，應考慮規(guī)劃常態(tài)化運行和臨時擴容兩種模式。

常態(tài)化運行模式，在沿海海域、北部灣等衛(wèi)星信號較強區(qū)域，保障2路岸-船之間的雙向高清音視頻流（可承載音視頻會議、遠程監(jiān)控視頻等），在南沙等衛(wèi)星信號較弱區(qū)域至少保障1路岸-船之間的雙向高清音視頻流（可承載音視頻會議、遠程監(jiān)控視頻等）；臨時擴容模式下可根據需求快速開通多路岸-船之間的雙向音視頻流業(yè)務。

6.系統(tǒng)運行保障需求

該系統(tǒng)是一個多功能的綜合性業(yè)務通信系統(tǒng)，涉及到衛(wèi)星通信網絡、地面光纜網絡以及各業(yè)務系統(tǒng)，為保證系統(tǒng)全天時、全天候穩(wěn)定運行，需配置專業(yè)的技術人員開展系統(tǒng)運行保證工作，包括網絡運行、系統(tǒng)巡檢、設備維護等各項運行保障服務。

7.系統(tǒng)安全需求

本系統(tǒng)是一個復雜而龐大的系統(tǒng)，需要考慮系統(tǒng)的安全性，確保系統(tǒng)在物理上、網絡上以及管理上等方面的安全。采取科學的安全防護措施，建立合理的安全防護體系。

三、漁政執(zhí)法視頻系統(tǒng)建設內容

1.建設目標

為切實提升廣東省海上執(zhí)法信息化水平，建立高效的海域監(jiān)控、侵權事件處置、海上生產管理等工作的海陸一體化通信指揮機制，對現(xiàn)有100 噸級以上的執(zhí)法船和赴南沙生產重點監(jiān)控漁船加裝衛(wèi)星視頻通信設備，保障船岸、船船之間開展高質量、高可靠性的各類業(yè)務通信傳輸，同時對300噸位以上執(zhí)法船升級雷達、加裝光電取證跟蹤系統(tǒng)，提升執(zhí)法船的目標探測能力、現(xiàn)場態(tài)勢監(jiān)控能力，全面輔助漁政總隊開展各項維權、執(zhí)法與監(jiān)管工作。

本項目的總體建設目標分為以下幾個方面：

分級管理：衛(wèi)星視頻系統(tǒng)按照“業(yè)務整合，分級管理”原則，以廣東省漁政總隊為網絡中心，對全網進行數據和業(yè)務管理；直屬一、二、三支隊可接入網絡，在總隊授權下實現(xiàn)網絡的業(yè)務調度和管理。

業(yè)務多元：滿足海上維權、執(zhí)法與監(jiān)管等工作的業(yè)務多樣化需求，提供雙向音視頻會議、電話與傳真、光電跟蹤取證、雷達探測跟蹤等多種業(yè)務模式，提供海上目標態(tài)勢探測與采集、音視頻會議實時協(xié)商交流、海上目標數據回傳顯示等多種功能。

性能可靠：綜合利用理論計算、工程經驗指導、先進技術保障等手段，確保系統(tǒng)的可靠性，在衛(wèi)星網絡覆蓋范圍、通信鏈路質量、業(yè)務傳輸性能、雷達探測識別性能、光電跟蹤性能、設備的海上環(huán)境適應性能等方面滿足需求。

經濟節(jié)約：采用“以租代建、購買服務”的方式，租賃成熟的系統(tǒng)平臺和產品，購買優(yōu)質的業(yè)務運營服務。做到科學合理的資源調度、及時有效的故障規(guī)避、最大程度的業(yè)務服務能力挖掘，切實為海上漁政執(zhí)法提供有力保障。

2.建設內容

執(zhí)法船衛(wèi)星視頻系統(tǒng)分四期完成建設，第一期（即第一年）建設內容分為以下兩個部分：

一是租賃各類業(yè)務設備完成系統(tǒng)業(yè)務的部署和開通，業(yè)務部署和開通具體安排如下：

1）為廣東省漁政總隊部署網絡管理和數據處理中心，提供網絡調度管理和通信指揮中樞服務；

2）為總隊辦公區(qū)、直屬支隊部署業(yè)務系統(tǒng)，提供音視頻會議、電話和傳真、雷達探測、光電跟蹤取證等業(yè)務；

3）為中國海警某號、中國海監(jiān)某號新增部署衛(wèi)星通信、單兵無線圖傳、音視頻會議等業(yè)務系統(tǒng)，同時升級雷達探測系統(tǒng)，與船上光電跟蹤取證系統(tǒng)、AIS接收設備等設備進行業(yè)務融合升級；

4）為中國漁政某號部署衛(wèi)星通信、單兵無線圖傳、音視頻會議等業(yè)務系統(tǒng)，同時升級雷達探測系統(tǒng)，與船上光電跟蹤取證系統(tǒng)、AIS接收設備等設備進行業(yè)務融合升級；

5）為中國漁政某號部署衛(wèi)星通信、單兵無線圖傳、音視頻會議、光電跟蹤取證系統(tǒng)等，同時升級雷達探測系統(tǒng)，將光電、雷達、AIS接收設備等設備進行業(yè)務融合。

二是租賃衛(wèi)星信道資源、地面光纜專線資源、衛(wèi)星網絡管理等服務，確保系統(tǒng)可靠穩(wěn)定地運行各類業(yè)務，租賃期限為1年。詳細內容如表1所示。

表1 項目建設內容表（第一年）

四、漁政執(zhí)法衛(wèi)星視頻系統(tǒng)總體架構

執(zhí)法船和南沙漁船衛(wèi)星視頻系統(tǒng)總體架構如圖1所示，在漁政總隊配置網絡管理和數據處理中心，負責匯聚衛(wèi)星通信網絡、總隊辦公區(qū)局域網絡和直屬支隊辦公區(qū)網絡，實施整個網絡的業(yè)務調度和管理工作；對雷達數據、AIS數據、光電圖像等進行融合處理，提取有用信息。

網絡內的通信節(jié)點包括總隊辦公區(qū)各會議室值班室、直屬支隊辦公區(qū)以及海上執(zhí)法船。其中海上執(zhí)法船通過衛(wèi)星通信鏈路接入業(yè)務網絡，由衛(wèi)星主控站負責海上各個通信節(jié)點的信號接入和管理，衛(wèi)星主控站通過光纜專線與總隊網絡管理中心互聯(lián)互通；陸上各節(jié)點通過光纜專線組成網絡。各通信節(jié)點均配置音視頻會議、電話和傳真、光電跟蹤取證等業(yè)務設備，通過基礎網絡實現(xiàn)業(yè)務內容的傳輸。

五、漁政執(zhí)法衛(wèi)星視頻系統(tǒng)建設效益

1.經濟效益

本項目主要的經濟效益在于可以為廣東省漁政總隊陸、直屬支隊以及海上各節(jié)點提供一體化的執(zhí)法指揮和辦公平臺，大大減小由于信息不暢通、不及時導致的海洋執(zhí)法工作開銷。

圖1 系統(tǒng)網絡架構示意圖

2.社會效益

廣東省所轄海域以及南海等重點海域擁有豐富的海洋資源，包括島礁資源、漁業(yè)資源等。通過本項目的建設，將使得漁政總隊管控海域的能力穩(wěn)步增強。主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

（1）升級船岸、船船數據通信能力

項目建成后，執(zhí)法船和南沙重點漁船可通過衛(wèi)星通信系統(tǒng)開展話音、圖像、視頻流等寬帶數據傳輸，大大提高通信能力，為陸海之間構建大數據傳輸通道。

（2）提升海洋應急指揮和執(zhí)法管控能力

船載衛(wèi)星通信系統(tǒng)的建設，使得執(zhí)法船可隨時、隨地接入衛(wèi)星網絡，支持召開音視頻會議、監(jiān)控視頻上傳、撥打電話和傳真等多種業(yè)務交流和指揮管控模式，實現(xiàn)陸地指揮中心與海上執(zhí)法船之間的“面對面”交流指揮。

同時，通過廣電跟蹤取證、雷達探測、單兵無線圖傳等多種目標探測和成像手段，可對周圍海域進行全天時、全天候動態(tài)監(jiān)控，第一時間為執(zhí)法工作提供輔助決策依據，大大提升海上執(zhí)法的管控能力。

（3）完善海陸一體化信息網絡

漁政總隊衛(wèi)星網絡管理中心的建設，后期可將衛(wèi)星通信網絡與3G/4G移動通信、短波、北斗、地面光纜專網等網絡互聯(lián)互通，真正形成機制多元、優(yōu)勢互補的海陸一體化信息網絡，實現(xiàn)全海域的高速信息網絡覆蓋。

（4）助推“智慧海洋”建設

“智慧海洋”工程建設需以陸海寬帶互聯(lián)網絡為基礎，衛(wèi)星通信系統(tǒng)是陸海寬帶互聯(lián)網絡的有效補充，可將高速互聯(lián)節(jié)點延伸到遠海任一船艇，為建立由“互聯(lián)網+漁船”、“互聯(lián)網+執(zhí)法管理”、“互聯(lián)網+大數據+漁港”共同組建的智慧海洋平臺提供網絡保障。

（5）提升整體形象

項目建成后，能夠進一步體現(xiàn)廣東省在完善海洋信息化建設、提升海洋執(zhí)法能力等方面所做的工作，向各級領導、全省海洋漁業(yè)系統(tǒng)內的各級單位展示系統(tǒng)提供的“零距離”執(zhí)法保障、陸海一體化政務協(xié)商等應用模式，可為其他兄弟省市乃至國家海洋與漁業(yè)信息化建設提供可借鑒的實施經驗。

六、結語

執(zhí)法船是我國海洋與漁業(yè)管理機構行使?jié)O政執(zhí)法管理的重要裝備，其職責是維護國家海洋權益和開展?jié)O業(yè)執(zhí)法，主要包括群島守礁、執(zhí)法和護漁護航任務、200海里專屬經濟區(qū)管理、國家漁業(yè)法規(guī)賦予的漁政執(zhí)法職能以及國家下達的其他任務。廣東為海洋與漁業(yè)大省，航天企業(yè)利用衛(wèi)星通信系統(tǒng)，并結合光電雷達等手段，為廣東省海洋漁政總隊進一步加強海域漁業(yè)執(zhí)法管理力度，提高漁業(yè)執(zhí)法裝備和基礎設施建設水平，加強聯(lián)合執(zhí)法管理，積極參與國家護漁維權巡航行動，充分維護廣東省海洋主權和漁業(yè)權益提供幫助。