關(guān)于構(gòu)建VHF海事數(shù)字集群通訊系統(tǒng)的研究

李茹琨 張?jiān)诩?/p>

摘 要：隨著國(guó)家海上運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，其安全問(wèn)題的關(guān)注程度越來(lái)越高，而海上安全通信是海上運(yùn)輸安全保障不可缺少的一種主要通信手段。目前，VHF安全通訊系統(tǒng)的籌劃建設(shè)工作已經(jīng)在許多海事轄區(qū)大規(guī)模展開(kāi)，局部地區(qū)甚至已經(jīng)開(kāi)始使用較為完善的VHF通信系統(tǒng)。本文通過(guò)分析VHF海事通訊系統(tǒng)的基本組成，提出了構(gòu)建VHF海事數(shù)字集群通訊系統(tǒng)基本方向，為完善海事安全通信系統(tǒng)起到了重要作用。

關(guān)鍵詞：VHF 海事集群通訊系統(tǒng)

中圖分類(lèi)號(hào)：TD679 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

隨著我國(guó)海上經(jīng)濟(jì)的飛速增長(zhǎng)，我國(guó)沿海已經(jīng)成為能夠反映世界經(jīng)濟(jì)水平的重要區(qū)域。經(jīng)濟(jì)的發(fā)展必然會(huì)加大對(duì)運(yùn)輸業(yè)的需求，航運(yùn)作為運(yùn)輸業(yè)的一部分，也必將會(huì)出現(xiàn)流量大量增加的局面，與此同時(shí)，也增加了海上運(yùn)輸?shù)娘L(fēng)險(xiǎn)，再加上近海油田作業(yè)、漁業(yè)捕撈、休閑等海上工商業(yè)活動(dòng)的日益增加，必然會(huì)導(dǎo)致沿海水域航運(yùn)環(huán)境的越來(lái)越復(fù)雜。因此，建立一套完善的海事通訊系統(tǒng)就成為了重中之重。鑒于海事通信在制式上的特殊性，可將其系統(tǒng)的架構(gòu)分為VHF海事通訊與數(shù)字集群通信系統(tǒng)兩個(gè)部分。一套功能完善且覆蓋海事管轄區(qū)域的通信系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)轄區(qū)海域站點(diǎn)以及海運(yùn)航線的全方位監(jiān)測(cè)，可為海事管理工作提供通信保障，系統(tǒng)建成后將形成以基站、調(diào)度岸臺(tái)、船臺(tái)為一體的立體無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，滿足管理業(yè)務(wù)需求。同時(shí)一套功能完善的數(shù)字集群系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)各個(gè)交通部門(mén)的日常通信，保證各個(gè)部門(mén)保障日常通話、安全防范、應(yīng)急指揮等重要工作。

1.VHF海事通信系統(tǒng)建設(shè)

1.1固定基站建設(shè)

固定基站建設(shè)可選用多套高頻收發(fā)基站，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)海事轄區(qū)的信號(hào)橋頭。根據(jù)海事作業(yè)對(duì)通信頻道需要，高頻收發(fā)系統(tǒng)是各個(gè)基站必備設(shè)備，同時(shí)配備天饋系統(tǒng)設(shè)備。VHF數(shù)字通訊系統(tǒng)，合理分配內(nèi)網(wǎng)資源，實(shí)現(xiàn)調(diào)度中心與海事機(jī)構(gòu)、海巡船、水域運(yùn)輸船之間的高頻信號(hào)覆蓋；可實(shí)現(xiàn)視頻、語(yǔ)音分組及全員在線通話，在惡劣環(huán)境等情況下直接實(shí)時(shí)報(bào)警提示，所有通訊記錄實(shí)時(shí)上傳至專(zhuān)用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器，同時(shí)可與省地方海事局調(diào)度中心VHF通訊系統(tǒng)兼容。在實(shí)用和功能方面更加趨于完善，同時(shí)注重?cái)U(kuò)展性建設(shè)，方面日后增加各種功能模塊?；九c水上救援調(diào)度中心之間采用用E1鏈路進(jìn)行連接，在各船臺(tái)均可實(shí)現(xiàn)就近與基站或者海事單位或水上調(diào)度中心聯(lián)絡(luò)、。

系統(tǒng)提供以下幾個(gè)專(zhuān)用海事海運(yùn)活動(dòng)的通話頻道：

（1）系統(tǒng)專(zhuān)用高頻頻道：調(diào)度中心可連接到到轄區(qū)內(nèi)各個(gè)聯(lián)絡(luò)點(diǎn)，管轄區(qū)內(nèi)的任意位置均可直接連通到調(diào)度中心，簡(jiǎn)單高效。此頻率24小時(shí)監(jiān)測(cè)，隨時(shí)接收來(lái)自海上各聯(lián)絡(luò)點(diǎn)的各種信息。

（2）海事執(zhí)法頻道：海事管轄單位內(nèi)部的執(zhí)法船只采用系統(tǒng)中的一個(gè)或二個(gè)分組通道，該頻道只用于日常執(zhí)法或者處理突發(fā)事件，同時(shí)要不會(huì)受到其他頻道的干擾，相對(duì)獨(dú)立。

高頻專(zhuān)用基站的數(shù)量要保證正常通信的情況下，4臺(tái)便可基本滿足要求，也可根據(jù)實(shí)際需要增加基站數(shù)量。為方便施工，可將基站直接架設(shè)在沿線浩民用移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)基站上，借用其機(jī)房和供電設(shè)施，可保證基站系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示，該結(jié)構(gòu)以為4臺(tái)調(diào)頻通信基站為例，簡(jiǎn)要說(shuō)明了VHF海事通信系統(tǒng)的基本組成。

1.2調(diào)度系統(tǒng)建設(shè)

在沿海管轄水域選擇覆蓋點(diǎn)較多的搜救中心處，建立系統(tǒng)調(diào)度中心，專(zhuān)門(mén)用來(lái)對(duì)調(diào)頻信道進(jìn)行監(jiān)控，同時(shí)，要能夠?qū)崿F(xiàn)語(yǔ)音實(shí)時(shí)播報(bào)，突發(fā)重大事故警報(bào)功能。

1.3頻率使用規(guī)劃

高頻收發(fā)基站進(jìn)行水上聯(lián)絡(luò)點(diǎn)的覆蓋，每個(gè)基站應(yīng)當(dāng)按照預(yù)定方案使用專(zhuān)門(mén)用于水上通信的專(zhuān)用調(diào)頻點(diǎn)，并且需提前到當(dāng)?shù)責(zé)o線電管理部門(mén)進(jìn)行報(bào)備。

1.4日常通信功能

● 信道監(jiān)聽(tīng)

調(diào)度中心必須可同時(shí)在線監(jiān)聽(tīng)所有用于海事通信的頻道。

共用信道監(jiān)聽(tīng)：調(diào)度中心的操控臺(tái)必須24小時(shí)監(jiān)控用于海事活動(dòng)的警報(bào)設(shè)備，重大事故和突發(fā)事件必須實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)語(yǔ)音播報(bào)，音頻的輸出有配置到任意擴(kuò)音設(shè)備上。

專(zhuān)用信道監(jiān)聽(tīng)：調(diào)度系統(tǒng)內(nèi)專(zhuān)門(mén)用來(lái)進(jìn)行內(nèi)部通訊的信道。

● 系統(tǒng)錄音

錄音系統(tǒng)主要用于重大事故或者突發(fā)性事件進(jìn)行錄音，并實(shí)時(shí)上傳到存儲(chǔ)服務(wù)器，同時(shí)在正常情況下進(jìn)行實(shí)時(shí)錄音，可設(shè)定錄音時(shí)長(zhǎng)，例如每24小時(shí)進(jìn)行一次數(shù)據(jù)更新。保存的音頻文件可隨時(shí)通過(guò)日志進(jìn)行搜索和回放。

● 坐席呼叫

操作平臺(tái)坐席話音發(fā)送需要通過(guò)PTT按鍵作為語(yǔ)音使能，坐席PTT的觸發(fā)源可以是維護(hù)軟件的軟PTT也可以是外部設(shè)備（帶PTT麥克風(fēng)或耳麥）提供的硬件PTT電平。

● 信道監(jiān)控

在VHF操作平臺(tái)上，可實(shí)時(shí)監(jiān)控每個(gè)基站的工作狀態(tài)，同時(shí)，可要所基站當(dāng)前工作狀態(tài)進(jìn)行合理調(diào)配，從而保證每個(gè)基站工作在可靠穩(wěn)定狀態(tài)。

● 電話呼叫

在重大事故或者突發(fā)事件到來(lái)時(shí)，除了調(diào)度室有警報(bào)外，系統(tǒng)會(huì)直接對(duì)預(yù)留的多個(gè)緊急聯(lián)系電話進(jìn)行語(yǔ)音呼叫，遠(yuǎn)端人員可通過(guò)手機(jī)或者固定電話直接與現(xiàn)場(chǎng)救援人員進(jìn)行聯(lián)系。

● 廣播功能

工作人員可通過(guò)調(diào)度系統(tǒng)發(fā)送廣播，直接播放已經(jīng)預(yù)設(shè)好的提示音或者警報(bào)。在廣播呼叫時(shí)，水上所有船只（包括民用船）皆可接收到海事局發(fā)送的廣播通知。

2.數(shù)字集群通信系統(tǒng)建設(shè)

2.1固定基站建設(shè)

根據(jù)前期溝通及勘測(cè)了解，交通局下屬分多個(gè)部門(mén)，例如：運(yùn)管、海事內(nèi)部、路政等，各部門(mén)日常為獨(dú)立工作，互不干擾，在緊急情況下，也可統(tǒng)一調(diào)度指揮在整體格局不受影響下，兩套數(shù)字集群基站便可實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)海事轄區(qū)的水井進(jìn)行通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋?？傮w來(lái)說(shuō)，兩套五載頻的集群基站，單個(gè)基站日常能夠滿足9個(gè)組同時(shí)通話，互不干擾，緊急情況可以統(tǒng)一指揮，統(tǒng)一調(diào)度。系統(tǒng)完成整個(gè)海事轄區(qū)內(nèi)的信號(hào)全覆蓋。兩基站之間是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，對(duì)講機(jī)或車(chē)載電臺(tái)可以自動(dòng)漫游通訊。基站最佳架設(shè)位置必須經(jīng)過(guò)實(shí)現(xiàn)的現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)和前期的數(shù)據(jù)仿真計(jì)算得出，在建設(shè)主基站及中心控制設(shè)備的基礎(chǔ)上，通過(guò)外圍的增強(qiáng)天線，對(duì)市區(qū)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)覆蓋，要做到在惡劣環(huán)境下，單個(gè)基站覆蓋半徑可達(dá)到10公里。

2.2集群調(diào)度建設(shè)

集群基站必須要方便調(diào)度工作，各部門(mén)領(lǐng)導(dǎo)及指揮人員平時(shí)工作中必須熟練運(yùn)用操作平臺(tái)對(duì)各項(xiàng)事務(wù)進(jìn)行日常管理調(diào)度，也可通過(guò)組織重大事故或者突發(fā)事件的演習(xí)活動(dòng)來(lái)熟悉系統(tǒng)操作。同時(shí)，必須定期進(jìn)行系統(tǒng)安全檢查工作，務(wù)必保證系統(tǒng)運(yùn)行于最佳狀態(tài)。

2.3網(wǎng)絡(luò)管理建設(shè)

為方便系統(tǒng)管理，需配置一套中心網(wǎng)管系統(tǒng)硬件設(shè)備和管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)交通部門(mén)管理人員可通過(guò)連接服務(wù)器對(duì)用戶和基站的獨(dú)立管理。同時(shí)也可以通過(guò)檢索服務(wù)器的日志文件對(duì)系統(tǒng)的歷史運(yùn)行情況進(jìn)行查看。

2.4錄音系統(tǒng)建設(shè)

系統(tǒng)配置一套錄音硬件設(shè)備和錄音系統(tǒng)（二套基站采用一套錄音系統(tǒng)），實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)的語(yǔ)音錄制，存儲(chǔ)，回放功能。在出現(xiàn)緊急事故時(shí)，能夠進(jìn)行語(yǔ)音回放及現(xiàn)場(chǎng)還原，方便分析。

3.總結(jié)及展望

總體來(lái)說(shuō)，我國(guó)沿海區(qū)域的海事通訊系統(tǒng)建設(shè)還有很長(zhǎng)的路要走，同時(shí)，要實(shí)現(xiàn)VHF海事數(shù)字通訊系統(tǒng)的整體覆蓋并不是一個(gè)短期的過(guò)程。本文提出的構(gòu)建VHF海事數(shù)字通訊系統(tǒng)更是需要飛速發(fā)展的信息技術(shù)為依托，依靠現(xiàn)代高科技手段，才能逐步完成構(gòu)建遍布海事系統(tǒng)的信息網(wǎng)絡(luò)，從而真正實(shí)現(xiàn)構(gòu)建完善的海事數(shù)字通信系統(tǒng)的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]王麗.基于SOA架構(gòu)的應(yīng)急平臺(tái)數(shù)據(jù)交換與共享系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn).河北工業(yè)大學(xué).2012