海上船載衛(wèi)星通信工程電磁環(huán)境影響評價特點淺析
——以海南應急通信指揮試驗船工程為例

文/ 黎麗華 陳凱 李小偉 張志華

一、引言

在沿海區(qū)域，傳統(tǒng)的陸上通信工程（如無線通信基站工程）建設只能覆蓋島嶼周邊海域，覆蓋范圍固定，且具有投資大、建設難度高等特點，對于海上應急處置、遠海漁業(yè)捕撈及漁政執(zhí)法的通信難以保障。因此，為了有效提升遠海覆蓋能力，增強海域通信能力，建設海上船載通信系統(tǒng)是十分必要的[1]。由于海上船載通信系統(tǒng)在國內(nèi)尚屬首次，因此，其相應的電磁環(huán)境影響評價亦屬首例，并無先行經(jīng)驗可借鑒。為此，本文通過海南通信指揮試驗船工程的電磁環(huán)境影響評價的實際案例，總結了海上船載衛(wèi)星通信工程在電磁環(huán)境影響評價范圍、環(huán)境保護目標、環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查與監(jiān)測、污染防治措施等方面的特點，其中針對目前海上船載衛(wèi)星通信工程電磁環(huán)境影響評價工作中實際遇到的一些問題提出了一些粗淺認識與建議供大家參考。

二、海上船載通信工程主要建設內(nèi)容及運行方式

為滿足海上指揮通信需求，船載指揮通信系統(tǒng)需要構建的軟硬件包括船只、衛(wèi)星通信設備、地面?zhèn)鬏斣O備、監(jiān)控管理設備及軟件、視頻監(jiān)控設備、VoIP設備、2/3/4G移動通信設備及相關的電源設備等。

本文案例海南通信指揮試驗船工程具體建設內(nèi)容為：在現(xiàn)有船只上新建船載動中通衛(wèi)星站，與陸地已有的固定站一起構建起連接船載系統(tǒng)與陸地通信網(wǎng)絡、應急指揮中心之間的衛(wèi)星鏈路。并在船上新部署電話調(diào)度系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)和監(jiān)控管理系統(tǒng)等。此外，還需在現(xiàn)有船只上新建移動通信基站，可選用現(xiàn)有電信、聯(lián)通、移動2/3/4G制式移動通信系統(tǒng)中的一種或幾種。衛(wèi)星天線安裝在通信試驗船上，?？吭诖a頭時不使用，只有在海域上（無通信信號區(qū)域，離岸至少20km以外）才運行使用[1]。

三、海上船載衛(wèi)星通信工程環(huán)境影響評價類型的確定

海上船載衛(wèi)星通信工程主要在已有船只上安裝衛(wèi)星天線提供傳輸信道使用，不涉及土建工程，也不涉及固定無線通信臺站的新建。根據(jù)《防治海洋工程建設項目污染損害海洋環(huán)境管理條例》以及《海洋工程環(huán)境影響評價技術導則（GB/T19485-2004）》，海上船載衛(wèi)星通信工程不屬于海洋工程建設項目。根據(jù)《建設項目環(huán)境保護分類管理名錄》（環(huán)保部令第44號）中的“W核與輻射中的189條、衛(wèi)星地球上行站規(guī)定：一站多臺的編制環(huán)境影響報告書，一站單臺的編制環(huán)境影響報告表”[2]，本項目為一站單臺，需要編制環(huán)境影響報告表。

四、海上船載衛(wèi)星通信工程電磁環(huán)境影響評價特點

（一）電磁環(huán)境影響評價范圍的特點

1.衛(wèi)星天線評價范圍：海上船載衛(wèi)星通信工程的衛(wèi)星天線發(fā)射機功率為100kW；船載天線與衛(wèi)星進行通信，為有方向性天線，天線指向衛(wèi)星。

根據(jù)《輻射環(huán)境保護管理導則——電磁輻射環(huán)境影響評價方法與標準》（HJ/T 10.3-1996）[3]第3.1.2款規(guī)定，當發(fā)射機功率小于等于100kW時，評價范圍為以天線中心、半徑0.5km。此外，如果發(fā)射天線具有方向性，則只需評價天線輻射主瓣半功率角內(nèi)0.5km的范圍。

由于衛(wèi)星天線安裝在通信試驗船上，其特點是停靠在碼頭時不使用，只有在海域上（無通信信號區(qū)域，離岸至少20km以外）才使用，且使用時為航行狀態(tài)。因此，衛(wèi)星天線電磁輻射評價范圍為通信試驗船使用時實際服務的海域范圍，無固定而明確的范圍。但在使用時的瞬時位置上，其評價范圍仍為：以天線為中心，評價到天線輻射主瓣的半功率角內(nèi)0.5km范圍。

2.基站天線評價范圍：基站天線為定向天線時，根據(jù)《移動通信基站電磁輻射環(huán)境監(jiān)測方法》（HJ972-2018）[4]第5.3條規(guī)定，優(yōu)先在基站定向天線主瓣內(nèi)、天線地面投影點為中心半徑50m的空間內(nèi)，選取有代表性的電磁環(huán)境敏感點進行布點監(jiān)測。因此，海上船載衛(wèi)星通信工程瞬時位置上基站定向天線評價范圍為，以發(fā)射天線在船面上的投影點為中心，半徑為50m，夾角為天線水平半功率角的扇形柱體空間。

綜上，海上船載衛(wèi)星通信工程環(huán)境影響評價范圍的特點是：評價范圍不是固定不變的，而是隨著船只的航行而實時變動的，但在船只航行的瞬時位置上其評價范圍是可以確定的。

（二）電磁環(huán)境保護目標的特點

與上述評價范圍的特點一樣，海上船載衛(wèi)星通信工程環(huán)境保護目標也不是固定不變的，而是隨著船只的航行而實時變動的。

根據(jù)海上船舶避碰規(guī)則，一般開闊水域兩船相距為2海里（約3.7km），狹窄水域為0.5海里（約0.93km）[5]，該距離已超過海上船載衛(wèi)星通信工程環(huán)境影響評價范圍，即正常情況下通信試驗船瞬時位置評價范圍內(nèi)無其他船只。因此，通信試驗船上衛(wèi)星天線、基站天線評價范圍內(nèi)的保護目標主要為船上的人員。

（三）海上電磁環(huán)境監(jiān)測的特點

《輻射環(huán)境保護管理導則——電磁輻射監(jiān)測儀器和方法》（HJ/T10.2-1996）[6]規(guī)定，在測量某個區(qū)域的電磁環(huán)境時，可將待測區(qū)域劃分為1×1km2或2×2km2的網(wǎng)格，在網(wǎng)格中心布點監(jiān)測。實際監(jiān)測時可根據(jù)情況在網(wǎng)格的非中心點處監(jiān)測。

由于海上船載衛(wèi)星通信工程為移動式衛(wèi)星地球站和基站，主要應用于海洋上（距離海岸大于20km），活動范圍廣闊，運行范圍內(nèi)的海洋環(huán)境單一，運行時周邊無固定環(huán)境敏感保護目標，而且環(huán)境影響評價單位或監(jiān)測單位乘坐的船只一般較小，考慮安全問題，也無法深入遠海區(qū)域進行監(jiān)測。由此可見，海上船載衛(wèi)星通信工程涉及的環(huán)境狀況、監(jiān)測條件與HJ/T10.2-1996中所規(guī)定的情況存在較大差異。因此，海上船載衛(wèi)星通信工程的環(huán)境現(xiàn)狀監(jiān)測無法完全按《輻射環(huán)境保護管理導則——電磁輻射監(jiān)測儀器和方法》HJ/T10.2-1996中的規(guī)定進行布點。

綜合考慮上述環(huán)境特征及安全因素，并參考《輻射環(huán)境保護管理導則——電磁輻射監(jiān)測儀器和方法》HJ/T10.2-1996中的布點原則后，最終確定本文案例海上船載衛(wèi)星通信工程在離岸20km以外（無通信信號區(qū)域）約10×10km2的通信試驗船擬活動海域范圍內(nèi)，選取了6個點位（2#～7#，近似于網(wǎng)格布點）進行海上電磁環(huán)境的現(xiàn)狀監(jiān)測，見圖1。由于目前國家尚無海上移動式項目電磁環(huán)境監(jiān)測的相關規(guī)范，因此建議類似項目的實際監(jiān)測點布設位置和數(shù)量可根據(jù)項目實際情況調(diào)整。

（四）電磁污染防治措施的特點

針對通信試驗船上衛(wèi)星天線、基站天線的電磁污染防治，主要通過劃定電磁環(huán)境達標區(qū)域及采取相關的管理手段來進行。

1.劃定電磁環(huán)境達標區(qū)域

與其它陸上衛(wèi)星地球站或陸上通信基站項目不同，海上船載衛(wèi)星通信工程的電磁環(huán)境達標區(qū)域劃定需要綜合考慮衛(wèi)星天線和基站天線的磁環(huán)境達標區(qū)域。

圖1 電磁環(huán)境現(xiàn)狀監(jiān)測布點示意圖

衛(wèi)星天線的電磁波為管狀波束，根據(jù)《衛(wèi)星通信地球站設備維護手冊》中管狀波束外離軸功率密度的計算公式，以及項目的電磁環(huán)境管理目標限值，按最不利情況計算出衛(wèi)星天線功率密度達到單個項目控制限值時的距離（r），即天線電磁環(huán)境達標控制距離（考慮級差0.05m），然后將船載衛(wèi)星通信天線前方距離管狀波束邊緣達標控制距離外的區(qū)域劃定為電磁環(huán)境達標區(qū)域。如本文案例海上船載衛(wèi)星通信工程的最大電磁環(huán)境達標區(qū)域為衛(wèi)星通信天線前方離開管狀波束邊緣6.05m外的區(qū)域。

根據(jù)《建設項目環(huán)境保護分類管理名錄》（環(huán)保部令第44號），無線通訊只需填寫環(huán)境影響等級表即可。但根據(jù)該名錄第五條，復合型建設項目的環(huán)評類別需按其中單項的最高等級確定。因此，本文案例海上船載衛(wèi)星通信工程中的基站環(huán)境影響評價按環(huán)境影響報告表要求進行。

同樣，計算最不利情況下基站天線的電磁環(huán)境達標控制距離后，劃定基站天線的電磁環(huán)境達標區(qū)域。由于本文案例海上船載衛(wèi)星通信工程的基站天線均安裝于船頭、船側(cè)邊緣處，且天線主射方向朝向船體外的海域，因此通信試驗船上的人員實際均處于基站天線的電磁環(huán)境達標區(qū)域內(nèi)，符合環(huán)境保護要求。

圖2 海南通信指揮試驗船工程電磁環(huán)境達標控制區(qū)域示意圖

如果衛(wèi)星天線與基站天線的電磁環(huán)境達標控制區(qū)域出現(xiàn)重疊情況，則需要按疊加區(qū)域的最外緣來劃定電磁環(huán)境達標控制區(qū)域。根據(jù)計算，本文案例海上船載衛(wèi)星通信工程衛(wèi)星天線與基站天線的電磁環(huán)境達標控制區(qū)域不發(fā)生重疊，其電磁環(huán)境達標控制區(qū)域示意圖如圖2所示。

2.相關管理措施

（1）建設單位和通信試驗船運營單位應設置專門人員或者兼職人員負責通信試驗船的環(huán)境保護管理工作，制定環(huán)境管理制度并組織實施，并應符合《地球站電磁環(huán)境保護要求》（GB13615-2009）、《電磁輻射環(huán)境保護管理辦法》等相關規(guī)定。

（2）衛(wèi)星天線基座周圍一定水平、高度范圍內(nèi)電磁輻射強度較大，需加強對無關人員的管理和控制，防止其長時間在基座周圍逗留；維修和工作人員因工作需要靠近衛(wèi)星天線時，應采取輻射防護措施。

（3）對通信試驗船環(huán)保工作人員、系統(tǒng)操作人員和維修人員進行崗前培訓時，應包括電磁輻射基礎知識及相關法律法規(guī)知識，并經(jīng)考核合格后方能上崗。

（4）正確設置發(fā)射機設備各項參數(shù)，改進發(fā)射機屏蔽的效果，避免造成屏蔽體輻射泄漏。

（5）建設單位和通信試驗船運營單位平時應定期檢查船載衛(wèi)星天線等設備的運行參數(shù)和性能，加強運行維護，防止饋線因老化、人為或其他原因造成破損而發(fā)生電磁輻射泄漏。

五、結束語

海上船載衛(wèi)星通信工程在有效提升遠海覆蓋能力、增強海域通信保障水平方面具有十分重要的意義。本文僅通過國內(nèi)首例海上船載衛(wèi)星通信工程的電磁環(huán)境影響評價工作，概括了此類項目電磁環(huán)境影響評價與其它陸上或海上固定項目不同的一些特點，以期為此類項目的電磁環(huán)境影響評價工作的逐步完善提供一定的實踐基礎。