淺談船舶通信新技術(shù)的發(fā)展趨勢

摘 要：船舶通信是整個(gè)遠(yuǎn)洋運(yùn)輸行業(yè)不可替代的組成部分。船舶通信始終與陸地通信保持著同步發(fā)展，本文主要從社會(huì)進(jìn)步和科技發(fā)展的角度出發(fā)，列舉出船舶通信的歷史演化過程，以供船舶通信人員研究船舶通信的歷史發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞：船舶通信；新技術(shù)；GMDSS；發(fā)展趨勢

船舶通信是整個(gè)遠(yuǎn)洋運(yùn)輸行業(yè)不可替代的組成部分。它的基本任務(wù)是以保證船舶航行安全通信為中心，兼負(fù)責(zé)相應(yīng)海域的海難救助、船舶與船公司各相關(guān)處室就生產(chǎn)運(yùn)輸過程中的協(xié)調(diào)指揮電文及國際、國內(nèi)船舶公眾等具有不同優(yōu)先等級的通信業(yè)務(wù)。

1 船舶通信的歷史演化

1.1 船舶通信的產(chǎn)生

自古以來人與人的交流和信息的溝通就離不開通信的概念，不論是簡單的手語還是發(fā)明了語言和文字。隨著人類社會(huì)的發(fā)展，烽火臺(tái)和鑼鼓、旗幟等在戰(zhàn)爭中的應(yīng)用更豐富了通信的手段。而美國人莫爾斯發(fā)明的莫爾斯有線電報(bào)通信方式，通過人工敲動(dòng)電鍵形成點(diǎn)、劃及空閑信號，并配以莫爾斯電碼來傳輸英文字母，為日后的人類通信開拓了一個(gè)嶄新的空間，隨后貝爾的電話機(jī)發(fā)明以及托馬斯-愛迪生的改進(jìn)和更新，使得通信手段更加豐富，電磁理論的形成并快速應(yīng)用于通信領(lǐng)域，無線電報(bào)從此誕生，為人類通信掀開了嶄新的一頁。船舶通信就是在這種社會(huì)背景下從無到有慢慢發(fā)展起來了。

1.2 近代船舶通信的演化

近代的船舶通信得益于電磁波的發(fā)現(xiàn)，隨后無線電報(bào)和無線電話成為了近代船舶通信的標(biāo)準(zhǔn)配置，相比于早期的旗語通信和燈光通信等，已經(jīng)是一個(gè)飛躍了。船舶配備發(fā)信機(jī)和接收機(jī)，沿海國家在重要港口附近設(shè)置規(guī)模不同的大、中、小型海岸電臺(tái)，這樣船舶和陸地的通信網(wǎng)絡(luò)已初具規(guī)模。

隨著1946年人類歷史上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)的誕生、1957年第一顆人造衛(wèi)星的升空，船舶通信也進(jìn)入了計(jì)算機(jī)時(shí)代和衛(wèi)星通信時(shí)代。在此期間產(chǎn)生了窄帶直接印字電報(bào)技術(shù)，對莫爾斯電報(bào)的通信方式進(jìn)行了有益的補(bǔ)充。1979年國際海事衛(wèi)星（INMARSAT）組織成立并于1987年將衛(wèi)星通信的業(yè)務(wù)拓展到船舶通信中來，這些都大大提高了船舶通信的質(zhì)量，也豐富了船舶通信的內(nèi)容。為船—船通信和船—岸通信實(shí)現(xiàn)第二次飛躍打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2 GMDSS在船舶通信中的應(yīng)用

2.1 GMDSS的產(chǎn)生

1992年開始實(shí)施的全球海上遇險(xiǎn)與安全系統(tǒng)（Maritime Distress and Safety System， GMDSS），該系統(tǒng)將過去船舶舊的通信系統(tǒng)進(jìn)行了有益的更新，把數(shù)字的NBDP（窄帶直接印字電報(bào)）系統(tǒng)完全替代了老式的莫爾斯電報(bào)通信系統(tǒng)、先進(jìn)的單邊帶（SSB）收發(fā)一體機(jī)取代了舊式的老收發(fā)單體機(jī)，增添了VHF和MF/HF DSC（數(shù)字選擇性呼叫設(shè)備），NAVTEX（航警電傳接收機(jī)）等先進(jìn)的通信設(shè)備，通信系統(tǒng)使用Inmarsat和COAPAS—SARSAT兩種衛(wèi)星通信系統(tǒng)為船舶提供了A船站、B船站、C船站、F船站、M船站等多種船站終端，至此在船舶通信中規(guī)范了地面通信系統(tǒng)和衛(wèi)星通信系統(tǒng)雙翼齊飛的模式。

2.2 GMDSS通信系統(tǒng)的優(yōu)勢

GMDSS系統(tǒng)的實(shí)施滿足了船舶間、船舶與陸地岸臺(tái)之間可以實(shí)現(xiàn)全天候、全方位的海上通信。船舶一旦發(fā)生海難時(shí)，岸上的搜救當(dāng)局、遇難船或其附近船舶能夠迅速有效地收到遇險(xiǎn)報(bào)警，他們同時(shí)能以最小的延遲時(shí)間參與協(xié)調(diào)搜救通信和相關(guān)具體的搜救行動(dòng)。GMDSS還能提供緊急、安全等級的通信業(yè)務(wù)和海上安全信息（MSI）的播發(fā)，以及完成常規(guī)通信任務(wù)。GMDSS在船上的普及推動(dòng)了駕駛與通信專業(yè)合二為一，傳統(tǒng)的船舶報(bào)務(wù)員最終被取消?？梢哉fGMDSS系統(tǒng)的應(yīng)用是船舶通信自動(dòng)化的重要標(biāo)志，是船舶通信的第二次重大飛躍。

3 船舶通信新技術(shù)的發(fā)展趨勢

3.1 E-Navigation與GMDSS現(xiàn)代化

近年來，隨著航海技術(shù)的高速發(fā)展以及現(xiàn)代導(dǎo)航技術(shù)的應(yīng)用，在航海觀念和模式上發(fā)生了巨變。2007年國際海事組織（IMO）采納了E-navigation的概念即：通過電子方式在船舶和岸上協(xié)調(diào)收集、集成、交換、顯示和分析海事信息，以增強(qiáng)船舶從碼頭至碼頭之間的航行及相關(guān)服務(wù)，實(shí)現(xiàn)海上安全、保安和海上環(huán)境保護(hù)的目的。E-Navigation概念所涉及的內(nèi)容相當(dāng)廣泛，既包括了傳統(tǒng)的導(dǎo)航手段，也包括了各種通信手段，作為船上即將使用的新技術(shù)，通信系統(tǒng)是E航海戰(zhàn)略的關(guān)鍵因素，為了充分實(shí)施E航海戰(zhàn)略，需要更新現(xiàn)有的通信系統(tǒng)，包括第二代AIS（AIS2.0）、基于VHF的數(shù)字通信、500KHZ的NAVDAT系統(tǒng)等，GMDSS系統(tǒng)的現(xiàn)代化進(jìn)程迫在眉睫。

3.2 VDES系統(tǒng)

從技術(shù)層面上，基于VHF通信技術(shù)、AIS技術(shù)在E-Navigation和GMDSS現(xiàn)代化中的重要作用，國際航標(biāo)協(xié)會(huì)（IALA）、國際電信聯(lián)盟（ITU）等國際組織根據(jù)ITU-R M.1842-1技術(shù)建議方案，于2013年提出了水上VDES（VHF數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)）的概念。 VDES系統(tǒng)預(yù)計(jì)將集成了自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)（AIS）、寬帶甚高頻數(shù)據(jù)交換（VDE）和特殊應(yīng)用報(bào)文（ASM）等三項(xiàng)功能，不僅能實(shí)現(xiàn)船-船、船-岸間的數(shù)據(jù)交換，還為未來實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星與船舶的遠(yuǎn)程雙向數(shù)字通信預(yù)留了足夠的空間，數(shù)據(jù)傳輸帶寬更是可以達(dá)到150Kbps，遠(yuǎn)優(yōu)于目前的船舶數(shù)據(jù)通信。

3.3 LRIT/遠(yuǎn)程識(shí)別和跟蹤系統(tǒng)

美國“9.11”恐怖襲擊事件后，國際航運(yùn)界紛紛加強(qiáng)海上保安規(guī)范與操作。2006年5月，國際海事組織（IMO）通過了經(jīng)修訂的1974年SOLAS公約修正案，公約增加了強(qiáng)制實(shí)施船舶遠(yuǎn)程識(shí)別和跟蹤（LRIT）系統(tǒng)的相關(guān)內(nèi)容。該修正案已于2008年12月31日開始實(shí)施。

公約對LRIT系統(tǒng)的功能要求如下：

船載LRIT設(shè)備能夠在無人干預(yù)的情況下每隔6小時(shí)的間隔自動(dòng)向數(shù)據(jù)中心發(fā)送LRIT信息。信息內(nèi)容包括：船舶ID、船位、與船位信息相對應(yīng)的日期和時(shí)間；可以在陸地遠(yuǎn)程控制船載LRIT設(shè)備的發(fā)射時(shí)間間隔，時(shí)間間隔可控制在15min～6h之間；可通過“詢呼”功能啟動(dòng)船載LRIT設(shè)備發(fā)送位置信息；LRIT設(shè)備可直接與船舶衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)接口連接，或有內(nèi)置定位功能；應(yīng)由船舶主電源和應(yīng)急電源供電。由于Inmarsat-C/Mini-C系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠、設(shè)備小巧，適合安裝在各種類型的船舶上，且目前大多船舶的GMDSS系統(tǒng)都配備了該分系統(tǒng)，因此Inmarsat-C/Mini-C是LRIT方案實(shí)施的首選船載設(shè)備。

4 結(jié)束語

E航海戰(zhàn)略的實(shí)施，將為改進(jìn)航行安全，增強(qiáng)環(huán)境保護(hù)和提高運(yùn)輸效率等方面帶來益處，我國目前對E航海的研究和重視正在逐步加深，我們主管機(jī)關(guān)和各個(gè)航運(yùn)企業(yè)應(yīng)抓住實(shí)施E航海戰(zhàn)略的機(jī)遇，推動(dòng)和引導(dǎo)國內(nèi)相關(guān)單位進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)和創(chuàng)新，快速提升我國船舶通信導(dǎo)航設(shè)備的生產(chǎn)能力，滿足我國成為航運(yùn)大國的需要。

參考文獻(xiàn)

[1]張桂清，李蘊(yùn)來.北斗導(dǎo)航系統(tǒng)在海上遇險(xiǎn)與安全信息播發(fā)中的應(yīng)用[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2016（29）.

[2]蔣鋒鋒.DSC業(yè)務(wù)實(shí)時(shí)監(jiān)控與顯示系統(tǒng)在東海航海保障中心試運(yùn)行[J].中國海事，2016（6）：74-74.

[3]梁紅云.水陸兩棲飛機(jī)通信導(dǎo)航系統(tǒng)在海上搜索體系中的應(yīng)用研究[J].中國新通信，2017（10）.

作者簡介

康向陽（1971-），男，天津市，副教授，大學(xué)，研究方向：船舶無線電通信，導(dǎo)航。