一種海岸電臺中控系統(tǒng)建設(shè)方案研究

洪瀟瀟 何浩 方程

摘 要：長期以來，我國海岸電臺中控系統(tǒng)被外國公司壟斷，系統(tǒng)各業(yè)務(wù)軟件風(fēng)格不統(tǒng)一且操作繁瑣，信號傳輸均采用模擬方式，轉(zhuǎn)換損耗大。提出一種改進(jìn)方案，將業(yè)務(wù)傳輸IP化，業(yè)務(wù)處理軟件化，業(yè)務(wù)管理集約化，將海區(qū)遇險安全通信值守、安全信息播發(fā)、設(shè)備管理等功能高度集成。

關(guān)鍵詞：中控系統(tǒng) IP傳輸 業(yè)務(wù)管理 作業(yè)平臺

1.引言

目前，國內(nèi)海岸電臺中控系統(tǒng)存在MF、HF、VHF DSC和安全信息播發(fā)等多套系統(tǒng)，各系統(tǒng)間相互獨(dú)立，軟件組成、硬件結(jié)構(gòu)均存在較大差異。且一套電臺設(shè)備、一條電路只能對應(yīng)一種業(yè)務(wù)，功能單一，無法靈活調(diào)整和方便擴(kuò)展，無法實現(xiàn)對信道資源的集中管理和分配調(diào)度。

海岸電臺數(shù)字傳輸是未來海岸電臺的發(fā)展方向，中控系統(tǒng)方面需實現(xiàn)數(shù)字化的管理，設(shè)備的管理、業(yè)務(wù)的處理用軟件系統(tǒng)實現(xiàn)，實現(xiàn)從硬交換到IP軟交換過度。

本文對海岸電臺中控系統(tǒng)進(jìn)行研究，按照通信信息一體化理念，在基于IP的機(jī)線設(shè)備控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上研發(fā)業(yè)務(wù)管理/作業(yè)應(yīng)用平臺，封裝各套業(yè)務(wù)軟件，對所有業(yè)務(wù)進(jìn)行集中管理和值班作業(yè)，整合分散數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)共享，增強(qiáng)信息交互，進(jìn)而統(tǒng)籌調(diào)控管理。

2.傳統(tǒng)中控系統(tǒng)業(yè)務(wù)管理模式

傳統(tǒng)的中控系統(tǒng)由很多套獨(dú)立的模擬系統(tǒng)組成，比如收發(fā)信設(shè)備/DSC操作控制系統(tǒng)、甚高頻安全通信系統(tǒng)、海上安全信息綜合播發(fā)系統(tǒng)、海上通信管理信息系統(tǒng)、ART無線電傳系統(tǒng)及SSB無線電話操作控制系統(tǒng)等。

在業(yè)務(wù)層面，各業(yè)務(wù)軟件分別設(shè)計開發(fā)于不同年代，導(dǎo)致運(yùn)行環(huán)境不統(tǒng)一、界面風(fēng)格不統(tǒng)一、操作方式不統(tǒng)一，內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)也存在較大差異，導(dǎo)致不同業(yè)務(wù)需要配備專門的坐席人員，無法做到人員復(fù)用和資源共享，給實際操作和業(yè)務(wù)培訓(xùn)均帶來較大壓力。

在網(wǎng)絡(luò)管理方面，目前業(yè)務(wù)運(yùn)行和網(wǎng)絡(luò)管理未實現(xiàn)有效分離，兩者功能混雜在各種業(yè)務(wù)軟件中，給坐席人員和運(yùn)維人員造成巨大困擾；同時，不同人員的操作權(quán)限未區(qū)分，容易產(chǎn)生誤操作，且無法查詢操作記錄和追溯歷史記錄。

3.改進(jìn)中控系統(tǒng)業(yè)務(wù)管理模式

改進(jìn)的中控系統(tǒng)主要由底層的IP機(jī)線設(shè)備控制系統(tǒng)和上層的業(yè)務(wù)管理/作業(yè)平臺兩部分組成。

機(jī)線設(shè)備控制系統(tǒng)：主要承擔(dān)機(jī)線設(shè)備控制功能，對IP中頻、中高頻收發(fā)信機(jī)的控制方式由傳統(tǒng)的音頻、串口控制改變?yōu)镮P網(wǎng)絡(luò)控制，完成收發(fā)信機(jī)的網(wǎng)絡(luò)化管理與調(diào)用，從而提高信道的管控能力。在傳統(tǒng)收發(fā)信業(yè)務(wù)流程中，中控臺和收發(fā)信機(jī)之間語音傳輸存在不止一次的A/D、D/A轉(zhuǎn)換，均為有損轉(zhuǎn)換。業(yè)務(wù)傳輸IP化后，可以直接對業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行無損傳輸，保證音源的高采樣率，實現(xiàn)音頻高保真?zhèn)鬏敗?/p>

同時，為了防止上層應(yīng)用平臺即業(yè)務(wù)管理/作業(yè)平臺出現(xiàn)故障無法使用，可要求該系統(tǒng)具備DSC/SSB RT/ VHF RT/NAVTEX業(yè)務(wù)處理和運(yùn)維管理功能，作為應(yīng)急使用。

業(yè)務(wù)管理/作業(yè)平臺：作為機(jī)線設(shè)備控制系統(tǒng)的上層應(yīng)用平臺，主要承擔(dān)業(yè)務(wù)編輯、業(yè)務(wù)處理、業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)、業(yè)務(wù)統(tǒng)計、數(shù)據(jù)歸檔與查詢以及對系統(tǒng)設(shè)備的參數(shù)查詢、配置、故障檢測與報警的管理，操作人員身份的認(rèn)證及操作權(quán)限的管理，對系統(tǒng)運(yùn)行和操作日志信息記錄管理等。根據(jù)業(yè)務(wù)需求，業(yè)務(wù)管理/作業(yè)平臺主要具有MF/HF/ VHF DSC業(yè)務(wù)、SSB無線電話業(yè)務(wù)、安全信息廣播業(yè)務(wù)、NBDP業(yè)務(wù)和VHF無線電話業(yè)務(wù)的管理與操作功能，對目前的各相關(guān)操作軟件進(jìn)行封裝改造，實現(xiàn)基于IP網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一管理和操作，整合各類業(yè)務(wù)管理操作系統(tǒng)。

4.改進(jìn)中控系統(tǒng)建設(shè)方案

如圖1，圖2所示。

需發(fā)射的信號由中控臺通過IP網(wǎng)絡(luò)傳輸至發(fā)信臺，經(jīng)協(xié)議轉(zhuǎn)換后連接網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，送至網(wǎng)口配線和測試架連接至各發(fā)信機(jī)；發(fā)信機(jī)輸出高頻功率信號經(jīng)饋纜接至天線交換柜或直連，交換連接到各自適用的天線，經(jīng)相應(yīng)高頻饋管傳至發(fā)信天線進(jìn)行無線信號發(fā)射。

收信天線接收的電磁信號通過饋纜經(jīng)收信天線交換矩陣器選擇后，傳輸給IP收信機(jī)，形成IP數(shù)據(jù)包后，經(jīng)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，通過IP網(wǎng)絡(luò)傳至中控臺，中控臺對各類業(yè)務(wù)進(jìn)行處理。

改進(jìn)后的中控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)為信道層、承載層、控制層、服務(wù)層和應(yīng)用層。其中：信道層包含收信臺、發(fā)信臺等前端設(shè)備；承載層主要指傳輸交換網(wǎng)絡(luò)；控制層是按照業(yè)務(wù)運(yùn)行和網(wǎng)絡(luò)管理相分離的原則，為服務(wù)層提供統(tǒng)一的信道資源控制，完成各類信號的調(diào)制解調(diào)、降噪處理、協(xié)議轉(zhuǎn)換和接口適配；服務(wù)層是提供各項業(yè)務(wù)服務(wù)的基礎(chǔ)平臺，支持遇險安全通信、安全信息播放和常規(guī)通信等業(yè)務(wù)，具有綜合、開放的業(yè)務(wù)能力，能夠根據(jù)航海保障的最新需求，靈活的推出各項定制化業(yè)務(wù)；應(yīng)用層是通過操作席位提供交互界面的業(yè)務(wù)終端，具有業(yè)務(wù)操作、狀態(tài)查看和操作人員管理等能力，通過統(tǒng)一化界面提供一個集成的、標(biāo)準(zhǔn)的、開放的和易于擴(kuò)展的應(yīng)用環(huán)境。

5.傳統(tǒng)中控系統(tǒng)與改進(jìn)中控系統(tǒng)的比較

傳統(tǒng)中控系統(tǒng)：軟件系統(tǒng)由于存在多套系統(tǒng)，各系統(tǒng)間相互獨(dú)立，無法靈活調(diào)整及擴(kuò)展。設(shè)備均未能實現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化，難以適應(yīng)現(xiàn)階段以及未來對設(shè)備可控、可管、可視的要求。

改進(jìn)中控系統(tǒng)：基于IP傳輸、可實現(xiàn)業(yè)務(wù)集約化管理，采用主流的B/ S架構(gòu)設(shè)計，業(yè)務(wù)操作系統(tǒng)一體化設(shè)計，所有業(yè)務(wù)融合到一個平臺，使任意終端均具備全功能的業(yè)務(wù)能力?？梢詫⒑^(qū)遇險安全通信總值守、安全信息播發(fā)一體化、通信業(yè)務(wù)設(shè)備管理等功能高度集成。

6.結(jié)束語

根據(jù)相關(guān)規(guī)劃要求，明確在2020年我國海岸電臺布局優(yōu)化調(diào)整后將形成天津、上海和廣州三大中心臺的格局。從未來的業(yè)務(wù)發(fā)展上看，現(xiàn)有模擬通信業(yè)務(wù)必將向數(shù)字化通信業(yè)務(wù)發(fā)展，窄帶業(yè)務(wù)必將向?qū)拵I(yè)務(wù)發(fā)展，單一業(yè)務(wù)必將向多元化業(yè)務(wù)發(fā)展。

本文結(jié)合新一代通信信息技術(shù)，整合各業(yè)務(wù)服務(wù)平臺，提出的改進(jìn)中控系統(tǒng)能有效提升信息服務(wù)能力，可以作為航海保障各類信息傳輸、處理和服務(wù)的共用網(wǎng)絡(luò)平臺，是未來E-航海信息系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)支撐，銜接GMDSS各類業(yè)務(wù)服務(wù)系統(tǒng)，為航海保障各類信息服務(wù)系統(tǒng)提供基礎(chǔ)性、共用性服務(wù)支撐。

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