探討e-SIM技術(shù)在遙測(cè)遙控?zé)羝鞯膽?yīng)用

張亞萍 朱偉

摘 要：航標(biāo)是重要的海上交通基礎(chǔ)設(shè)施，對(duì)其運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和管理是保證船舶進(jìn)出港安全和經(jīng)濟(jì)航行的關(guān)鍵前提。目前，航標(biāo)遙測(cè)遙控主要是通過(guò)傳統(tǒng)SIM卡及北斗系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) ，本文以廣州航標(biāo)處航標(biāo)管理的現(xiàn)狀為出發(fā)點(diǎn)，通過(guò)分析傳統(tǒng)SIM卡及北斗卡在航標(biāo)管理應(yīng)用中的缺陷，探討e-SIM卡技術(shù)在遙測(cè)遙控?zé)羝鞯膽?yīng)用，以期減少人力、資費(fèi)成本，提高航標(biāo)管理效率。

關(guān)鍵詞：e-SIM卡 航標(biāo) 管理

1.背景

為貫徹落實(shí)“一帶一路”倡議，打造粵港澳大灣區(qū)，船舶運(yùn)輸、橋梁建設(shè)、航道升級(jí)、風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)等一系列海上活動(dòng)日益頻繁。為保障海上船舶的航行安全，航標(biāo)主管部門(mén)或業(yè)主單位布設(shè)航標(biāo)助航，引導(dǎo)船舶安全進(jìn)出港。廣州航標(biāo)處作為航標(biāo)主管機(jī)關(guān)，管轄范圍西起大放雞島、東至深圳大鵬灣，沿海達(dá)210海里，南起蚊尾洲燈塔、北至廣州白坭河大橋，縱深80多海里，涵蓋航路、航道及其主要港口范圍內(nèi)航標(biāo)。截止2019年12月，管理航標(biāo)共計(jì)1295座，其中公用航標(biāo)928座，專用航標(biāo)367座?？紤]轄區(qū)覆蓋范圍廣，航標(biāo)數(shù)量多，如何合理科學(xué)的管理航標(biāo)變得尤為重要。

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，為保障航標(biāo)的助航效能達(dá)標(biāo)，降低航標(biāo)工作人員巡檢頻率，提高航標(biāo)應(yīng)急反應(yīng)時(shí)效性，經(jīng)過(guò)航標(biāo)工作人員近十年的努力，使航標(biāo)燈器的遙測(cè)遙控技術(shù)逐漸成熟，并由單一的公眾網(wǎng)通信傳輸模式，升級(jí)為北斗和公眾網(wǎng)雙模通信模式。現(xiàn)廣州航標(biāo)處轄區(qū)內(nèi)絕大部分航標(biāo)燈應(yīng)用遙測(cè)遙控技術(shù)，公用航標(biāo)遙測(cè)遙控安裝率為87%，其中SIM卡安裝率為45%，北斗安裝率為55%;專用航標(biāo)遙測(cè)遙控安裝率為85%，其中北斗安裝率為17%，SIM卡安裝率為83%。

2.公眾網(wǎng)SIM卡和北斗卡

遙測(cè)遙控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)航標(biāo)電壓、電流、位置等數(shù)據(jù)的查詢，及燈質(zhì)變更等功能。為保障數(shù)據(jù)的正常傳輸，航標(biāo)燈或遙測(cè)遙控終端內(nèi)部會(huì)放置一張SIM卡或者北斗卡，航標(biāo)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)能夠通過(guò)公眾網(wǎng)或北斗網(wǎng)絡(luò)完成信息的傳回或指令發(fā)送。現(xiàn)就SIM卡和北斗卡的模式進(jìn)行分析對(duì)比。

2.1SIM卡

SIM（Subs-criber Identity Modula）卡是一種集成度較高的芯片，它是由微處理器CPU、工作存儲(chǔ)器RAM、程序存儲(chǔ)器ROM、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器EEPROM和串行通信單元5個(gè)模塊組成。SIM卡是數(shù)字蜂窩移動(dòng)電話的用戶識(shí)別卡，它的全稱是“用戶識(shí)別模塊”。在GSM數(shù)字移動(dòng)電話系統(tǒng)中，SIM卡起著極其重要的作用，它既是手機(jī)的一個(gè)重要組成部分，又是為每一個(gè)GSM移動(dòng)電話用戶配備的身份卡，GSM手機(jī)只有插入SIM卡后，才能入網(wǎng)使用，SIM卡實(shí)現(xiàn)了認(rèn)人不認(rèn)機(jī)的構(gòu)想，SIM卡在遙測(cè)遙控?zé)羝骰蜻b測(cè)遙控終端的使用效果與手機(jī)基本一致，也是通過(guò)SIM卡完成身份認(rèn)證和信息交換。

SIM卡在與遙測(cè)遙控終端連接時(shí)，最少需要5根連線。將公眾網(wǎng)SIM卡插入燈器或遙測(cè)遙控終端內(nèi)部卡槽中，通電后，在航標(biāo)遙測(cè)遙控及防臺(tái)值班系統(tǒng)完成燈器終端編碼和SIM卡號(hào)碼匹配及航標(biāo)綁定， 就能夠?qū)綐?biāo)燈經(jīng)緯度、偏移距離、燈器工作電壓、燈器工作電流等數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)記錄，實(shí)現(xiàn)對(duì)航標(biāo)燈運(yùn)行狀態(tài)是否正常的遠(yuǎn)程監(jiān)控。傳統(tǒng)SIM卡技術(shù)的應(yīng)用確實(shí)可以在一定程度上提高航標(biāo)燈的數(shù)字化水平，減少人工巡檢的成本，縮短航標(biāo)燈應(yīng)急維修時(shí)間，但是也存在以下問(wèn)題：

（1）換卡拆卸麻煩，因?yàn)镾IM卡為物理卡，換卡拆卸需要將航標(biāo)設(shè)備拆卸開(kāi)，比較麻煩。

（2）卡槽容易損壞，多次拆卸容易損壞卡槽。

（3）因不能采取簡(jiǎn)單的方式查看是否已插卡，管理不夠簡(jiǎn)便。

（4）卡號(hào)讀取繁瑣，手機(jī)裝置SIM卡短信獲取，或者在航標(biāo)遙測(cè)遙控及防臺(tái)值班系統(tǒng)獲取。

同時(shí)，使用SIM卡過(guò)程中還需要注意以下幾點(diǎn)：

（1）SIM卡不能挽著，尤其是SIM卡的金屬接觸點(diǎn) 。

（2）SIM卡的金屬接觸點(diǎn)必須保持清潔，避免油污、塵埃污染 。

（3）建議不要頻繁取出或插入SIM卡，避免SIM卡額金屬接觸點(diǎn)被刮花。

（4）請(qǐng)勿在高溫環(huán)境下使用，避免將SIM卡置于高于85℃或溫度低于-20℃的環(huán)境 。

（5）為避免SIM卡損壞，SIM卡適用于被批準(zhǔn)入網(wǎng)的GSM通信設(shè)備，

（6）為了防止SIM卡爆卡，請(qǐng)于通信設(shè)備關(guān)機(jī)10秒后拔出卡。

2.2北斗卡

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱北斗系統(tǒng)）是中國(guó)著眼于國(guó)家安全和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要，自主建設(shè)、獨(dú)立運(yùn)行的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，是為全球用戶提供全天候、全天時(shí)、高精度的定位、導(dǎo)航和授時(shí)服務(wù)的國(guó)家重要空間基礎(chǔ)設(shè)施，能夠提供短報(bào)文通信能力，實(shí)現(xiàn)了終端之間或者終端與控制中心之間的雙向通信。

北斗卡和SIM卡樣式相同，都屬于物理卡，能夠通用卡槽，就傳輸范圍而言，北斗通信在沿海的覆蓋范圍更大，能夠彌補(bǔ)公眾網(wǎng)信號(hào)弱的缺陷。除了存在SIM卡的問(wèn)題外，還存在北斗卡購(gòu)買(mǎi)麻煩的問(wèn)題，航標(biāo)燈器生產(chǎn)廠商的北斗燈器在供貨時(shí)，需要由廠商向指定單位購(gòu)買(mǎi)，并裝置在北斗燈器內(nèi)，屬于“一燈一卡”的形式。

3.e-SIM

e-SIM卡（Embedded-SIM），屬于嵌入式SIM卡。e-SIM卡的概念就是將傳統(tǒng)SIM卡直接嵌入到設(shè)備芯片上，而不是作為獨(dú)立的可移除零部件插入設(shè)備中，用戶需要插入物理SIM卡就可以將相關(guān)信息寫(xiě)入設(shè)備中，實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)及信息交換。

e-SIM技術(shù)能夠通過(guò)遠(yuǎn)程下載的方式將Profile寫(xiě)入終端，即其eUICC，eUICC芯片直接封裝在通信模塊或焊接在終端電路板，后期通過(guò)遠(yuǎn)程對(duì)號(hào)碼資源進(jìn)行操作管理。克服惡劣環(huán)境實(shí)體卡適用性差，頻繁更換易受損，高頻震動(dòng)接觸差等問(wèn)題。e-SIM卡可以使航標(biāo)管理人員自助完成入網(wǎng)激活，提升用戶的體驗(yàn)度，降低終端、芯片生產(chǎn)成本，提升了終端、芯片生產(chǎn)效率及號(hào)碼使用周期，提供集成度更高的硬件產(chǎn)品。

e-SIM能夠?qū)崿F(xiàn)一號(hào)多終端的形態(tài)，航標(biāo)工作人員辦理運(yùn)營(yíng)商授權(quán)后，依托終端調(diào)試器寫(xiě)入被開(kāi)通的終端1號(hào)，被寫(xiě)入數(shù)據(jù)的終端1號(hào)能夠自主完成信息數(shù)據(jù)交換。若被開(kāi)通的終端1號(hào)發(fā)生故障，可以將信息寫(xiě)入被開(kāi)通的終端2號(hào).過(guò)程中不需要使用實(shí)體SIM卡，便于卡的統(tǒng)一管理工作。

4.SIM卡、北斗卡與e-SIM卡的對(duì)比

廣州航標(biāo)處目前使用的SIM卡共有1164張，受前期傳輸協(xié)議及燈器模塊讀取的影響，航標(biāo)管理人員通過(guò)近兩年的時(shí)間，將轄區(qū)內(nèi)（含倉(cāng)庫(kù)和海上）航標(biāo)燈內(nèi)的SIM卡號(hào)摸查、統(tǒng)計(jì)清楚。但是，每隔一段時(shí)間仍因SIM卡因丟失、損壞、落海等原因，導(dǎo)致SIM卡管理混亂，航標(biāo)管理人員需要重復(fù)注銷(xiāo)SIM卡，再申請(qǐng)開(kāi)通SIM卡，操作過(guò)程十分繁瑣。為避免這種因物理通訊卡帶來(lái)的管理麻煩，我們可以通過(guò)e-SIM卡替代物理卡解決。生產(chǎn)廠商只需要將e-SIM卡的被開(kāi)通終端內(nèi)置在燈器內(nèi)，航標(biāo)管理人員在使用燈器時(shí)，將通訊協(xié)議號(hào)碼寫(xiě)入被開(kāi)通終端內(nèi)，航標(biāo)燈器數(shù)據(jù)通過(guò)被開(kāi)通的終端將信息傳輸至航標(biāo)遙測(cè)遙控及防臺(tái)值班系統(tǒng)，達(dá)到電子巡查的目的。

就現(xiàn)有的航標(biāo)遙測(cè)遙控及防臺(tái)值班系統(tǒng)，航標(biāo)燈器內(nèi)置遙測(cè)遙控終端，或外置遙測(cè)遙控終端是具有各自字符串作為標(biāo)識(shí)，航標(biāo)的遙測(cè)遙控需要燈器字符串與物理通訊卡進(jìn)行匹配，然后在再與航標(biāo)進(jìn)行匹配。若使用e-SIM技術(shù)，航標(biāo)燈器可以不需設(shè)置特定的字符串號(hào)標(biāo)識(shí)，燈器使用前，將e-SIM的通訊協(xié)議號(hào)寫(xiě)入燈器，即可完成燈器的標(biāo)識(shí)，減少物理卡和燈器匹配的環(huán)節(jié)。同時(shí)，燈器受損后，只需要將該燈器的e-SIM的通訊協(xié)議號(hào)寫(xiě)入新的燈器，能夠重復(fù)使用，并實(shí)現(xiàn)“無(wú)卡化”管理。

與傳統(tǒng)SIM卡及北斗卡比，e-SIM卡具有資費(fèi)低、無(wú)需拆卸、無(wú)需卡槽、卡號(hào)讀取方式簡(jiǎn)單、可重復(fù)利用及便于管理等優(yōu)勢(shì)。三者對(duì)比如下表。

5.結(jié)語(yǔ)

技術(shù)總是向前發(fā)展的，e-SIM是對(duì)移動(dòng)通信技術(shù)的一次重大改進(jìn)，使通信服務(wù)擺脫了線下發(fā)卡環(huán)節(jié)的束縛，為航標(biāo)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控提供了更加有利的條件，e-SIM卡技術(shù)的應(yīng)用能夠解決實(shí)體卡缺陷，提升航標(biāo)管理水平。