船舶通信技術(shù)發(fā)展綜述

柳邦聲

一、引言

無(wú)線電通信在船舶上得到應(yīng)用始于100多年以前。當(dāng)時(shí)，海上無(wú)線電通信的主要目的是進(jìn)行商業(yè)信息傳輸，后來(lái)人們?cè)诤胶?shí)踐中逐漸認(rèn)識(shí)到無(wú)線電通信對(duì)于保證海上人命、財(cái)產(chǎn)安全的重要作用，并制定了包括遇險(xiǎn)報(bào)警信號(hào)在內(nèi)的一系列措施，以確保船舶在緊急情況下的通信順利進(jìn)行。1912年的“泰坦尼克”（Titanic）號(hào)事件使人們清晰地認(rèn)識(shí)到，海上無(wú)線電通信的首要目的應(yīng)該是保障海上人命、財(cái)產(chǎn)的安全。為此，1915年各海運(yùn)國(guó)家首次制定了《國(guó)際海上人命安全公約》，對(duì)船舶無(wú)線電通信提出以500 kHz為遇險(xiǎn)和呼叫頻率，每條船舶應(yīng)有固定的“船舶呼號(hào)”和配備由蓄電池供電的應(yīng)急無(wú)線電收發(fā)信機(jī)等項(xiàng)強(qiáng)制性要求，并建立了報(bào)務(wù)員的值班制度。后來(lái)，隨著無(wú)線電通信技術(shù)的發(fā)展以及人們對(duì)通信在保證海上人命、財(cái)產(chǎn)安全方面所起作用的認(rèn)識(shí)提高，船舶無(wú)線電通信系統(tǒng)被賦予了新的要求。這些要求具體體現(xiàn)在《1948年海上人命安全公約》《1974年國(guó)際海上人命安全公約》（簡(jiǎn)稱SOLAS公約）及其修正案中。目前正在使用的船舶無(wú)線電系統(tǒng)，就是以《1974年國(guó)際海上人命安全公約》1988年修正案（GMDSS）為依據(jù)配備的。

二、船舶通信技術(shù)發(fā)展回顧

自1899年11月美國(guó)“圣保羅”號(hào)實(shí)現(xiàn)人類歷史上第一次船舶無(wú)線電通信以來(lái)至上世紀(jì)90年代，船舶無(wú)線電通信技術(shù)發(fā)展比較緩慢——主要以人工摩爾斯電報(bào)為主。在上世紀(jì)70年代，電傳、電話、傳真等通信方式逐漸應(yīng)用到船舶通信中。這一時(shí)期的船舶通信有兩個(gè)主要特點(diǎn)：一是以地面通信為主，遇險(xiǎn)與安全通信和常規(guī)通信在通信設(shè)備、通信方式等方面完全一致。此外，不管是遇險(xiǎn)與安全通信還是常規(guī)通信，都要用摩爾斯電報(bào)或電話人工操作，即使使用了當(dāng)時(shí)先進(jìn)的電傳通信方式也不例外。為了突出遇險(xiǎn)通信的重要性，相關(guān)公約規(guī)定了專門的遇險(xiǎn)頻率和遇險(xiǎn)通信的特殊標(biāo)志以及船舶報(bào)務(wù)員的值班時(shí)間，以確保遇險(xiǎn)報(bào)警及通信的可靠發(fā)送，防止漏聽遇險(xiǎn)報(bào)警情況的發(fā)生。二是在經(jīng)驗(yàn)航海的模式下，船岸需要交流的信息比較少——主要是船位報(bào)、船舶請(qǐng)示電報(bào)、公司指示及其回復(fù)等，如無(wú)特殊情況，每天或幾天才有一份幾十字的電報(bào)往來(lái)，很少有船員與陸地進(jìn)行私人信息交流。我國(guó)各海岸電臺(tái)直到上世紀(jì)80年代中期才開放船員的私人電報(bào)業(yè)務(wù)，但是使用得并不廣泛。

上世紀(jì)七八十年代，在地面通信系統(tǒng)中，窄帶直接印字電報(bào)（NBDP）和無(wú)線電話（RT）技術(shù)在船舶通信中得到應(yīng)用，衛(wèi)星通信技術(shù)也偶有用之。為此，1973年政府間海事協(xié)商組織（IMCO）第八屆大會(huì)作出了《關(guān)于發(fā)展海上遇險(xiǎn)及安全系統(tǒng)的建議》的第A.283號(hào)決議案，正式開始了新的海上通信系統(tǒng)研究。經(jīng)過專家的努力，全球海上遇險(xiǎn)與安全系統(tǒng)（GMDSS）于1992年開始實(shí)施，當(dāng)時(shí)的先進(jìn)通信技術(shù)被廣泛地應(yīng)用到船舶通信當(dāng)中。在地面通信系統(tǒng)中，主要應(yīng)用的通信方式是數(shù)字選擇性呼叫（DSC）、窄帶直接印字電報(bào)（NBDP）和單邊帶無(wú)線電話（SSB）。這些通信方式除了DSC外，其他都既應(yīng)用于遇險(xiǎn)與安全通信，又應(yīng)用于常規(guī)通信。DSC業(yè)務(wù)“生不逢時(shí)”，受到衛(wèi)星通信的影響，最后只應(yīng)用在遇險(xiǎn)與安全通信服務(wù)中。在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，可以提供無(wú)線電傳（Telex）、電話（Telephone）、傳真（FAX）以及數(shù)據(jù)（DATA）傳輸?shù)韧ㄐ欧绞剑菄?guó)際海事組織（IMO）只認(rèn)可了Inmarsat中的Inmarsat-C系統(tǒng)提供的電傳形式遇險(xiǎn)與安全通信服務(wù)。Inmarsat-C系統(tǒng)屬于窄帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)，通信速率只有0.6 kbps，常規(guī)通信也主要提供電傳通信業(yè)務(wù)。Inmarsat中的其他通信系統(tǒng)，如Inmarsat-A、B、M、F、FB等系統(tǒng)，盡管也能提供遇險(xiǎn)與安全通信服務(wù)、電話和數(shù)據(jù)通信方式等，但不被GMDSS認(rèn)可。

無(wú)論是地面通信系統(tǒng)還是衛(wèi)星通信系統(tǒng)，目前GMDSS認(rèn)可的通信業(yè)務(wù)都是以電傳通信為主，另外還有地面系統(tǒng)的單邊帶無(wú)線電話（SSB）業(yè)務(wù)。這些業(yè)務(wù)都屬于窄帶通信業(yè)務(wù)。

三、現(xiàn)代船舶對(duì)通信的要求

船舶現(xiàn)代化程度及其管理水平的提高，對(duì)于船舶通信提出更高的要求。目前，船岸之間交流的信息不僅僅限于船舶報(bào)告及一些請(qǐng)示、匯報(bào)的電文，還包括影像、圖片、語(yǔ)音及各種船舶參數(shù)的海量的數(shù)據(jù)信息。本世紀(jì)初，VDR（航行數(shù)據(jù)記錄儀）和AIS（自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)）被強(qiáng)制要求安裝到船舶上，并將船舶的各種參數(shù)和信息數(shù)字化，奠定了由經(jīng)驗(yàn)航海過渡到數(shù)字航海的基礎(chǔ)，使船舶各種參數(shù)傳輸成為可能。

船舶現(xiàn)代化管理是建立在大量數(shù)據(jù)傳輸基礎(chǔ)之上的。目前的“云登輪”管理系統(tǒng)，就是以信息化、數(shù)字化等技術(shù)應(yīng)用為基礎(chǔ)，充分應(yīng)用船載VDR、CATV（閉路電視）、VSAT（甚小口徑衛(wèi)星終端站）及釘釘、微信等方式，由岸基管理人員通過視頻連線、視頻及圖片等電子資料的發(fā)送，以遠(yuǎn)程非接觸的形式，對(duì)船舶安全管理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)或部位進(jìn)行核查，對(duì)船舶的安全管理情況、運(yùn)行情況、船員工作狀態(tài)等進(jìn)行較為全面的遠(yuǎn)程抽查，從而強(qiáng)化船舶安全管理。

船員對(duì)于船舶通信也提出新的要求，即以船舶的手機(jī)通信替代郵件通信，而且在使用上與陸地沒有太大區(qū)別，如上網(wǎng)、QQ、微信等。這就要求船東在船舶建立船員信息平臺(tái)——一個(gè)小的“微站”，由船東負(fù)責(zé)發(fā)送服務(wù)船員的信息，如國(guó)內(nèi)外新聞、公司有關(guān)情況等。船員使用的手機(jī)不需連接到陸地，即不必花費(fèi)個(gè)人的通信費(fèi)用，就可得到陸地的重要信息。

目前，無(wú)人船成了一個(gè)熱門話題。但無(wú)人船是建立在海量數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕A(chǔ)上的，要求船舶新一代的通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速度更快、帶寬更寬、通信質(zhì)量更高。

以上這些，都要求未來(lái)的船舶通信系統(tǒng)帶寬更寬、速度更快，而且通信價(jià)格更低廉。

為了滿足船舶管理與船員日常通信的需求，大量的現(xiàn)代通信技術(shù)在船上得到廣泛應(yīng)用。目前，船舶應(yīng)用的通信技術(shù)主要有VSAT系統(tǒng)、Inmarsat的FBB系統(tǒng)以及銥星系統(tǒng)。這些系統(tǒng)在船舶上的應(yīng)用，使船舶通信向著寬帶化方向發(fā)展，基本滿足了船舶管理與船員的需求。

反觀GMDSS，從1992年開始實(shí)施，迄今快30年了。它剛實(shí)施時(shí)采用的通信方式早已被淘汰或邊緣化，但其通信設(shè)備仍為GMDSS強(qiáng)制要求配備。結(jié)果，這些設(shè)備除了在船舶遇到緊急情況時(shí)被用于遇險(xiǎn)與安全通信之外，平?；咎幱陂e置狀態(tài)，其設(shè)置多是為了應(yīng)對(duì)各種檢查。

以上原因?qū)е履壳按巴ㄐ懦霈F(xiàn)了一種非常尷尬的局面，即GMDSS強(qiáng)制要求的設(shè)備和通信手段在常規(guī)通信中是不用的，而常規(guī)通信中所用的通信設(shè)備和方式，又不是GMDSS所強(qiáng)制要求的。為了滿足公約和實(shí)際通信的需求，船東不得不購(gòu)置兩套設(shè)備，即公約強(qiáng)制要求的設(shè)備和船舶常規(guī)通信所需要的設(shè)備。GMDSS強(qiáng)制要求的設(shè)備幾乎處于閑置狀態(tài)，既造成了浪費(fèi)，也加重了船員的負(fù)擔(dān)，因?yàn)榇瑔T既要掌握淘汰、落后的通信方式，還要掌握先進(jìn)的通信方式。針對(duì)這些問題，IMO決心對(duì)GMDSS進(jìn)行改革。

四、GMDSS現(xiàn)代化進(jìn)程及船舶通信發(fā)展趨勢(shì)

早在2009年IMO第86次海安會(huì)上就核準(zhǔn)了對(duì)“GMDSS要素和程序”進(jìn)行全面審議，到2016年NCSR（導(dǎo)航、通信與搜救分委會(huì)）第3次會(huì)議最終認(rèn)可了GMDSS通信工作組提交的工作報(bào)告，批準(zhǔn)了詳細(xì)審議的成果。GMDSS審議工作結(jié)束，GMDSS現(xiàn)代化的工作進(jìn)入下一個(gè)階段——對(duì)SOLAS公約第Ⅳ章進(jìn)行修訂。

目前，對(duì)SOLAS公約的修訂工作已經(jīng)接近尾聲。修訂完成之后，在現(xiàn)代化的GMDSS（MGMDSS）中，船舶通信由四個(gè)部分組成，即衛(wèi)星通信系統(tǒng)、地面通信系統(tǒng)、海上安全信息播發(fā)系統(tǒng)和定位系統(tǒng)。

在未來(lái)的船舶通信系統(tǒng)中，寬帶衛(wèi)星業(yè)務(wù)將成為M-GMDSS的主流業(yè)務(wù)。IMO已經(jīng)在M-GMDSS中引入新的衛(wèi)星通信系統(tǒng)，美國(guó)的銥星系統(tǒng)加入GMDSS中確定無(wú)疑。中國(guó)的北斗系統(tǒng)盡管是一個(gè)導(dǎo)航系統(tǒng)，但是由于其具有短報(bào)文通信功能，也有希望加入到其中，以避免在M-GMDSS中出現(xiàn)Inmarsat一家獨(dú)大的現(xiàn)象。盡管如此，目前GMDSS所認(rèn)可的衛(wèi)星通信系統(tǒng)也只有Inmarsat和銥星系統(tǒng)。由于這兩個(gè)衛(wèi)星通信系統(tǒng)提供的帶寬不夠，通信價(jià)格也比較高，所以還不能完全滿足船舶通信的要求，而且GMDSS也不可能對(duì)于所有的衛(wèi)星通信系統(tǒng)進(jìn)行認(rèn)證。所以在今后一段時(shí)間內(nèi)，VAST系統(tǒng)雖然不能加入到GMDSS中，但是由于其具有帶寬比較寬和價(jià)格比較低廉的特點(diǎn)，仍然會(huì)受到船東的青睞。這將導(dǎo)致在即將實(shí)施的GMDSS中，公約要求的設(shè)備和船東選用的衛(wèi)星通信設(shè)備會(huì)同時(shí)并存，而那時(shí)GMDSS要求的衛(wèi)星通信設(shè)備將不再只是一個(gè)擺設(shè)。

地面通信系統(tǒng)中，盡管除了VHF設(shè)備外，MF/HF設(shè)備很少能夠在常規(guī)通信中得到應(yīng)用，但M-GMDSS還將被保留——主要用于遇險(xiǎn)與安全通信中，只是某些功能要求將被弱化。

關(guān)于海上安全信息接收系統(tǒng)，M-GMDSS還是由EGC（增強(qiáng)群呼接收設(shè)備）和NAVTEX（航行警告接收機(jī)）組成，但是利用其他渠道或手段獲取的海上安全信息，能否得到M-GMDSS的認(rèn)可尚處在討論中。IMO似乎認(rèn)可利用其他渠道或手段獲取的海上安全信息，這從NCSR6到NCSR7對(duì)于SOLAS公約第Ⅳ/7.1.4條的描述中可以看出。在2019年NCSR第6次會(huì)議上，把第Ⅳ/7.1.4條表述為：“接收MSI和SAR相關(guān)信息的接收機(jī)，并分兩種情況：在國(guó)際NAVTEX服務(wù)范圍內(nèi)由NAVTEX接收；若超過范圍，由認(rèn)可移動(dòng)衛(wèi)星業(yè)務(wù)EGC和/或HF直接印字電報(bào)MSI接收機(jī)接收?！钡牵?020年NCSR第7次會(huì)議上則對(duì)SOLAS公約第Ⅳ/7.1.4條提出修改要求：在有關(guān)接收MSI（海上安全信息）和搜救信息（SAR）的設(shè)備中，不再明確具體設(shè)備。這說(shuō)明只要能夠正確接收海上安全信息即可。

EPIRB（應(yīng)急無(wú)線電示位標(biāo)）和SART（搜救雷達(dá)應(yīng)答器）盡管根據(jù)相關(guān)系統(tǒng)的發(fā)展在性能指標(biāo)上作了一些修改，但其設(shè)備功能與原理變化不大。

五、IMO改革思路及航企需要考慮的問題

1.IMO關(guān)于GMDSS改革的主要思路

IMO通過對(duì)GMDSS進(jìn)行全面審議和現(xiàn)代化來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)于GMDSS的改革。改革的主要思路是，通過修改SOLAS第Ⅳ章的內(nèi)容，把新的通信系統(tǒng)引入GMDSS，淘汰目前落后的通信方式和業(yè)務(wù)。

2.履約需考慮的問題

對(duì)于我國(guó)來(lái)講，GMDSS是一個(gè)被動(dòng)實(shí)施的系統(tǒng)：GMDSS設(shè)備幾乎100%來(lái)自國(guó)外，技術(shù)、設(shè)備的維修和維護(hù)受制于人。除此之外，對(duì)于納入GMDSS的設(shè)備，航運(yùn)公司除了正常支付設(shè)備的購(gòu)置和維護(hù)以及通信費(fèi)用之外，還要考慮以下幾個(gè)問題：

（1）必須保證該設(shè)備一直處于良好的工作狀態(tài)。為此，設(shè)備必須由第三方定期進(jìn)行測(cè)試、檢驗(yàn)；船員必須對(duì)設(shè)備進(jìn)行日常維護(hù)，且有詳細(xì)的記錄。

（2）船員必須熟練掌握該設(shè)備的操作使用。為此，必須經(jīng)過強(qiáng)制培訓(xùn)和主管機(jī)關(guān)組織的考試和評(píng)估，獲得相關(guān)證書，以證明已經(jīng)熟練掌握該設(shè)備的操作使用。

（3）強(qiáng)制配備的設(shè)備由于故障或船員操作等原因，可能造成船舶滯留。

六、結(jié)語(yǔ)

對(duì)GMDSS強(qiáng)制要求配備的設(shè)備，船公司除了承擔(dān)通信設(shè)備購(gòu)置費(fèi)和通信費(fèi)用外，還要承擔(dān)由于上述原因而產(chǎn)生的額外費(fèi)用。因此，在對(duì)GMDSS進(jìn)行審議與現(xiàn)代化的過程中，航運(yùn)企業(yè)應(yīng)當(dāng)清楚地認(rèn)識(shí)到，在GMDSS中不宜引入過多新的通信系統(tǒng)，而是應(yīng)在GMDSS功能得到充分保障的情況下，由企業(yè)自己選擇公共通信系統(tǒng)。