基于衛(wèi)星通信的船舶管理系統(tǒng)的設(shè)計

張厚保，王繼博

（中國交通通信信息中心，北京 100011）

1 總體方案

本系統(tǒng)以船舶精細(xì)化監(jiān)管為主題，以船岸數(shù)據(jù)協(xié)同為核心，旨在為船舶、船東、航運公司、港口、貨主、承運人、船舶管理公司提供信息產(chǎn)品服務(wù)，有利于經(jīng)營上的精細(xì)化管理，同時為提供多手段通信。綜合運用信息、計算機、通信、傳感器、電子控制、自動控制、人工智能、第三代移動通信、移動互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，建立行業(yè)綜合信息分析及發(fā)布平臺，實現(xiàn)實時、準(zhǔn)確、高效的綜合運輸信息發(fā)布，有利于交通運輸?shù)姆?wù)與管理。如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)空間網(wǎng)絡(luò)連接示意圖

2 通信鏈路智能判決系統(tǒng)

船舶通信是以衛(wèi)星通信為干線，船舶配備符合規(guī)范的寬帶VSAT動中通衛(wèi)星通信子系統(tǒng)及海事衛(wèi)星通信子系統(tǒng)，集成兩種衛(wèi)星通信系統(tǒng)，實現(xiàn)以寬帶VSAT動中通衛(wèi)星通信為主要通信手段，以海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)為補充通信手段，兩種衛(wèi)星通信手段在集成后以識別信號強弱實現(xiàn)自動切換或者手動強制選擇切換，確保船舶航行全程的信息通信不間斷。

船舶實施通信干線式，在提高傳統(tǒng)的信息獲取實效外，還可以實現(xiàn)航行數(shù)據(jù)、船舶管理數(shù)據(jù)、港口信息數(shù)據(jù)、海洋氣象信息數(shù)據(jù)等實時獲??；同時也為船員提供語音通話、互聯(lián)網(wǎng)登錄等個人通信條件。

經(jīng)過電磁干擾規(guī)劃的船舶Wi-Fi工程，實現(xiàn)有效分布，船舶穩(wěn)定獲取隨時隨地互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。方便智能手機等用戶終端實現(xiàn)Wi-Fi電話服務(wù)、微信服務(wù)。具體如圖2所示：

圖2 船舶通信以衛(wèi)星通信為干線

通信鏈路智能判決系統(tǒng)是針對安裝了海事衛(wèi)星和交通應(yīng)急寬帶VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)的船載站，為其提供海事衛(wèi)星和VSAT衛(wèi)星通信之間的無縫切換。衛(wèi)星智能判決系統(tǒng)針對海事衛(wèi)星覆蓋范圍廣和VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)性能穩(wěn)定和通信費用低的特點，根據(jù)VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)的信號值強弱在兩個衛(wèi)星通信系統(tǒng)間進行智能判決和無縫切換。當(dāng)VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)信號值高于接收門限值時，優(yōu)先使用VSAT衛(wèi)星通信，一旦船舶駛出VSAT衛(wèi)星覆蓋范圍或因受到遮擋等情況而導(dǎo)致信號值過低，衛(wèi)星智能判決系統(tǒng)將自行判決并將系統(tǒng)無縫切換到海事衛(wèi)星系統(tǒng)。

VSAT衛(wèi)星通信子系統(tǒng)以其通信帶寬使用定制化，滿足多業(yè)務(wù)并發(fā)通信、數(shù)據(jù)實時更新、信息實時傳輸，完成大數(shù)據(jù)量通信；在永遠(yuǎn)在線及大流量通信費用上，包租通信帶寬，是VSAT衛(wèi)星通信獨到的優(yōu)勢；海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)的全球無盲區(qū)覆蓋，彌補了VSAT衛(wèi)星覆蓋信號弱的區(qū)域，保持了信息傳輸?shù)倪B續(xù)性；VSAT衛(wèi)星通信子系統(tǒng)：VSAT衛(wèi)星通信子系統(tǒng)在不同衛(wèi)星覆蓋區(qū)域切換時，全部由衛(wèi)星路由器控制，平滑過渡，無需人為干預(yù)；衛(wèi)星系統(tǒng)切換：VSAT衛(wèi)星通信子系統(tǒng)和海事衛(wèi)星通信子系統(tǒng)在進行切換時，由衛(wèi)星鏈路智能判決器進行自動偵測判定切換。特殊情況下，可以通過衛(wèi)星鏈路智能判決器進行手動切換。

3 系統(tǒng)功能

3.1 基礎(chǔ)應(yīng)用功能

基礎(chǔ)應(yīng)用功能提供船位、氣象、港口信息等服務(wù)，具體服務(wù)功能見表1：

表1 服務(wù)功能

3.2 機艙工況監(jiān)控分析

針對機艙采集數(shù)據(jù)，提供實時預(yù)警、預(yù)警分析等功能，見表2：

表2 機艙采集數(shù)據(jù)監(jiān)控分析

3.3 航行監(jiān)控及分析

面向航行安全，提供船舶航行狀態(tài)的監(jiān)控及分析，見表3：

表3 航行監(jiān)控及分析

3.4 視頻監(jiān)控

提供船舶駕駛臺、甲板、貨艙等區(qū)域的視頻監(jiān)控服務(wù)，見表4：

表4 船舶視頻監(jiān)控

3.5 船員服務(wù)

為船員提供自由通信、上網(wǎng)娛樂等服務(wù)，見表5：

表5 船員服務(wù)

4 系統(tǒng)應(yīng)用

基于衛(wèi)星通信的船舶管理系統(tǒng)一個信息服務(wù)體系。船、船公司之間的互動，航運參與者，包括政府、海事管理局、港口當(dāng)局、碼頭參與方。船岸如果沒有碼頭參與其中，不是一個完整的系統(tǒng)。更重要的是要從航運產(chǎn)業(yè)鏈的源頭做起，即從貨物做起，直到其消費者。系統(tǒng)建成之后，參與各方形成的實際上是一個大的物流系統(tǒng)，很多信息可以從智能岸基平臺上得到。比如，具體分析某一條航線的貨物流量，貨物的品質(zhì)，從而得到區(qū)域經(jīng)濟的運行狀況。為一些航運企業(yè)提供服務(wù)：哪條航線上運力緊張、哪種型號的船舶需求量大等。

[1] 王玲，張彬祥.船舶通信導(dǎo)航技術(shù)及發(fā)展趨勢[J].船舶電子工程，2016，03：17-21.

[2] 鄭乃龍，徐軼群.基于北斗衛(wèi)星通信的船舶綜合信息系統(tǒng)[J].廈門科技，2011，04：33-36.