北斗短報(bào)文技術(shù)運(yùn)用：北斗應(yīng)急無線電示位標(biāo)

陳華榮

摘 要：本文通過北斗應(yīng)急無線電示位標(biāo)簡(jiǎn)介，工作原理，認(rèn)可及檢驗(yàn)要求及運(yùn)用現(xiàn)狀分析，肯定了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)產(chǎn)品在我國具有廣闊的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：北斗應(yīng)急無線電示位標(biāo);報(bào)警;EPRIB;北斗RDSS;檢驗(yàn)

中圖分類號(hào)：U675.7 ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1006—7973（2021）07-0076-03

1 背景介紹

2015年6月長江船舶“東方之星”遭遇沉船事件后，為避免“東方之星”客輪悲劇再次發(fā)生，交通運(yùn)輸部希望對(duì)國內(nèi)航行船舶加強(qiáng)安全措施。部海事局首先考慮船舶配備應(yīng)急示位標(biāo)，即可在船舶遇險(xiǎn)下沉?xí)r，自動(dòng)快速向救助中心發(fā)送遇險(xiǎn)報(bào)警，為營救增加寶貴時(shí)間，將能把損失減少到最低?？紤]到中國北斗技術(shù)已成熟、廣泛應(yīng)用，且具有中國自主產(chǎn)權(quán)，調(diào)研基于北斗技術(shù)的應(yīng)急示位標(biāo)可行性。2016年初部海事局立項(xiàng)組建“北斗應(yīng)急無示位標(biāo)”標(biāo)準(zhǔn)研發(fā)小組，由東海航行保障部牽頭，中國船級(jí)社、上海計(jì)量院、企業(yè)技術(shù)代表等組成。研發(fā)小組先后在舟山、溫州進(jìn)行技術(shù)研討，最后委托CCS進(jìn)行《北斗應(yīng)急無線電示位標(biāo)性能標(biāo)準(zhǔn)和檢驗(yàn)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)》制定并順利通過評(píng)審，目前該標(biāo)準(zhǔn)已新增至《國內(nèi)航行海船法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則》2016修改通報(bào)中。

2 產(chǎn)品簡(jiǎn)介

北斗應(yīng)急無線電示位標(biāo)是一款中國自主研制的高性能船舶遇險(xiǎn)報(bào)警示位裝置，內(nèi)置RDSS收發(fā)機(jī)、121.5MHz發(fā)射機(jī)、GNSS接收機(jī)和一個(gè)控制單元，可通過衛(wèi)星向遍及全球的救援系統(tǒng)發(fā)射帶位置協(xié)議的RDSS短報(bào)文求救信號(hào)，該信號(hào)可以在全球任何地方被接收到并迅速識(shí)別及定位，并可發(fā)射121.5MHz的航空遇險(xiǎn)信號(hào)來引導(dǎo)幫助搜救。

采用北斗RDSS作為通訊鏈路，實(shí)現(xiàn)了北斗短報(bào)文功能在水上搜救領(lǐng)域的規(guī)范化應(yīng)用，推進(jìn)了北斗技術(shù)在海事安全保障領(lǐng)域的應(yīng)用，它具有自動(dòng)和手動(dòng)報(bào)警，功能完全符合緊急無線電示位標(biāo)406M-EPRIB的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)IEC 61097-2及COSPAS-SARSAT的要求。相比406MHz-EPRIB，它具有以下三點(diǎn)創(chuàng)新，結(jié)合北斗信號(hào)在我國的全面覆蓋，在國內(nèi)及內(nèi)河的運(yùn)用更具優(yōu)勢(shì)。

（1）報(bào)警取消功能：報(bào)警管理平臺(tái)能清楚顯示報(bào)警方已人工取消報(bào)警，減少無效的搜救調(diào)度;

（2）報(bào)警確認(rèn)指示：人工報(bào)警時(shí)能清楚知道報(bào)警信息已被報(bào)警平臺(tái)接收并確認(rèn)，搜救工作正在組織中，減少遇險(xiǎn)人員心理壓力;

（3）釋放的水深：精準(zhǔn)達(dá)到1.5-2.5米，更適合航行在內(nèi)江、內(nèi)河船舶使用。另外沿海船舶可選配2.5-4.0米的釋放水深。

3 工作原理

北斗應(yīng)急無線電示位標(biāo)采用北斗RDSS通訊衛(wèi)星作為通訊鏈路，結(jié)合岸上報(bào)警信息處理中心平臺(tái)為中國區(qū)域內(nèi)包括海上、陸地提供遇險(xiǎn)報(bào)警及定位。報(bào)警啟動(dòng)后，它通過北斗（RNSS+RDSS）和GPS定位獲取位置信息，再將事故地點(diǎn)的坐標(biāo)和船舶識(shí)別碼（ID）通過北斗短報(bào)文通訊周期發(fā)送到北斗應(yīng)急示位標(biāo)報(bào)警處理中心平臺(tái)，使得遇險(xiǎn)報(bào)警得到及時(shí)的救助。

3.1 系統(tǒng)工作原理

3.1.1 系統(tǒng)組成

遇險(xiǎn)安全系統(tǒng)包括：

（1）北斗示位標(biāo)：用于發(fā)送遇險(xiǎn)報(bào)警信息，包括121.5MHz航空引航信號(hào)。

（2）北斗/GPS定位衛(wèi)星：為事故發(fā)生提供精確有效的位置坐標(biāo)。

（3）北斗RD通訊衛(wèi)星：作為報(bào)警的通訊手段，支持中國范圍內(nèi)的通訊服務(wù)。

（4）衛(wèi)星應(yīng)用管理中心：提供示位標(biāo)報(bào)警信息的落地接收，并推送到報(bào)警信息處理中心。

（5）報(bào)警信息處理中心：用于處理示位標(biāo)報(bào)警信息，及時(shí)向救援機(jī)構(gòu)推送報(bào)警信息，同時(shí)給報(bào)警設(shè)備發(fā)送遇險(xiǎn)確認(rèn)。

（6）救援協(xié)調(diào)中心：為遇險(xiǎn)者提供救援調(diào)度，起到快速營救作用。

3.1.2 報(bào)警信號(hào)處理過程

（1）示位標(biāo)啟動(dòng)報(bào)警（手動(dòng)式/觸水自動(dòng)）;

（2）示位標(biāo)啟動(dòng)北斗/GPS定位獲取位置信息，以65s的周期發(fā)送遇險(xiǎn)報(bào)警信息，同時(shí)發(fā)送121.5MHz航空引導(dǎo)信號(hào);

（3）衛(wèi)星管理中心收到遇險(xiǎn)信息后，優(yōu)先把報(bào)警信息推送到報(bào)警處理中心;

（4）報(bào)警信息處理中心對(duì)報(bào)警信息進(jìn)行解析處理，得到報(bào)警者的身份及位置等信息，同時(shí)把該信息推送到搜救協(xié)調(diào)中心;

（5）搜救協(xié)調(diào)中心收到報(bào)警信息后，組織搜救;

（6）搜救過程中，示位標(biāo)實(shí)時(shí)發(fā)射位置信息，搜救空中直升機(jī)通過示位標(biāo)發(fā)送的121.5MHz航空遇險(xiǎn)引導(dǎo)信號(hào)確定遇險(xiǎn)者位置方位。

3.2 終端工作原理

3.2.1 終端組成

北斗應(yīng)急無線電示位標(biāo)內(nèi)置北斗RDSS模塊、北斗RNSS/GPS定位模塊、121.5MHz航空遇險(xiǎn)信號(hào)發(fā)射單元、CPU控制單元、鋰電池組、天線、報(bào)警開關(guān)、蜂鳴器及指示燈等電路，整機(jī)配帶釋放箱及靜水釋放器。

3.2.2 遇險(xiǎn)報(bào)警處理過程

（1）啟動(dòng)示位標(biāo)報(bào)警：①手動(dòng)報(bào)警：通過示位標(biāo)的專用開關(guān)可啟動(dòng)遇險(xiǎn)報(bào)警，為防止誤操作，手動(dòng)報(bào)警操作采用兩個(gè)獨(dú)立動(dòng)作才能啟動(dòng)報(bào)警，并且具備破壞性的開啟標(biāo)識(shí)。②落水自動(dòng)報(bào)警：當(dāng)示位標(biāo)沉入水中1.5米～4米時(shí)，由于壓力作用，靜水釋放器釋放脫離，示位標(biāo)自動(dòng)彈出釋放箱，上浮到水面。示位標(biāo)底部水敏開關(guān)遇水觸發(fā)，機(jī)器自動(dòng)啟動(dòng)下水遇險(xiǎn)報(bào)警。

（2）示位標(biāo)啟動(dòng)報(bào)警后，設(shè)備聲光指示進(jìn)入報(bào)警狀態(tài)，定位模塊搜星快速獲取位置信息、遇險(xiǎn)者的識(shí)別碼、報(bào)警時(shí)間和位置等信息，在60min內(nèi)以65秒的周期通過北斗短報(bào)文向報(bào)警處理中心發(fā)送遇險(xiǎn)報(bào)警，白色閃光燈以每分鐘20-30次周期閃亮，121.5MHz航空遇險(xiǎn)引導(dǎo)信號(hào)連續(xù)發(fā)射。

（3）報(bào)警信息處理中心收到報(bào)警后，給報(bào)警設(shè)備發(fā)送報(bào)警接收確認(rèn)。

（4）示位標(biāo)接收到岸上控制中心反饋的報(bào)警應(yīng)答信號(hào)后，設(shè)備LED燈指示中心已收到報(bào)警的標(biāo)志，這時(shí)設(shè)備以600s為周期發(fā)送長報(bào)文。若未收到岸上控制處理中心應(yīng)答和指令時(shí)，設(shè)備至開啟第61min起RDSS轉(zhuǎn)成每10min運(yùn)行RDSS接收90s，值守時(shí)間為每次報(bào)警信號(hào)發(fā)出后。

4 現(xiàn)行法規(guī)及檢驗(yàn)要求

北斗應(yīng)急無線電示位標(biāo)配備要求及性能標(biāo)準(zhǔn)已新增至《國內(nèi)航行海船法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則》2016修改通報(bào)。

4.1 審圖要求

（1）設(shè)備認(rèn)可時(shí)應(yīng)將下列圖紙資料提交審查：①整機(jī)外形圖、結(jié)構(gòu)圖;②電氣原理圖、接線圖、電氣功能框圖;③系統(tǒng)接線圖;④產(chǎn)品技術(shù)條件;⑤產(chǎn)品主要軟件模塊描述，軟件版本號(hào)說明，軟件維護(hù)及更新說明;⑥產(chǎn)品安裝手冊(cè)、操作手冊(cè)和維護(hù)手冊(cè);⑦型式試驗(yàn)大綱和出廠試驗(yàn)大綱。

（2）提交圖紙及技術(shù)資料的范圍及詳細(xì)程度，應(yīng)能審核及驗(yàn)證產(chǎn)品對(duì)應(yīng)于規(guī)定及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的符合性，并可對(duì)產(chǎn)品的外觀、結(jié)構(gòu)和電氣設(shè)計(jì)進(jìn)行檢查和試驗(yàn);

（3）所提交的文件應(yīng)按照制造廠質(zhì)量管理體系的規(guī)定予以管理和標(biāo)識(shí)，技術(shù)文件應(yīng)便于與相關(guān)技術(shù)要求進(jìn)行核查。

4.2 認(rèn)可檢驗(yàn)要求

（1）申請(qǐng)方提供的RDSS單元應(yīng)經(jīng)中國北斗衛(wèi)星系統(tǒng)應(yīng)用管理部門授權(quán)的檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)合格，并出具報(bào)告/證書，逐臺(tái)被授予北斗序列號(hào)。

（2）型式試驗(yàn)主要包含如下項(xiàng)目：①操作測(cè)試;②浮離裝置;③北斗RDSS功能及性能測(cè)試，可由廠家提供測(cè)試報(bào)告;④GNSS（北斗RNSS及GPS）性能測(cè)試;⑤121.5MHz信標(biāo)測(cè)試;⑥環(huán)境條件及電氣安全試驗(yàn)（包括環(huán)境試驗(yàn)、電磁兼容試驗(yàn)和羅經(jīng)安全距離等）。

4.3 出廠檢驗(yàn)要求

制造廠應(yīng)在產(chǎn)品出廠前申請(qǐng)CCS進(jìn)行單件/單批檢驗(yàn)，檢驗(yàn)合格后予以簽發(fā)船用產(chǎn)品證書。

在通過型式認(rèn)可后，制造廠應(yīng)按照認(rèn)可時(shí)提交的質(zhì)量控制文件，對(duì)產(chǎn)品的生產(chǎn)及試驗(yàn)過程進(jìn)行控制，并對(duì)每一臺(tái)船用產(chǎn)品進(jìn)行規(guī)定的出廠試驗(yàn)并出具出廠試驗(yàn)報(bào)告。驗(yàn)船師在審查出廠試驗(yàn)報(bào)告的基礎(chǔ)上，按照抽樣進(jìn)行檢驗(yàn)，單件/單批檢驗(yàn)至少應(yīng)進(jìn)行下述試驗(yàn)：①外觀檢查;②主要元器件（零部件）資料核查，含RDSS單元的入網(wǎng)測(cè)試報(bào)告，北斗專用SIM卡信息，電池及釋放裝置出廠證明等;③自檢;④浮離裝置的檢查;⑤遇險(xiǎn)功能確認(rèn);

如果CCS驗(yàn)船師認(rèn)為必要，可增加試驗(yàn)項(xiàng)目及抽樣數(shù)量。

5 運(yùn)用現(xiàn)狀及前景

目前CCS認(rèn)可產(chǎn)品制造企業(yè)有福建飛通通訊科技股份有限公司、上海普適導(dǎo)航科技股份有限公司、安徽四創(chuàng)電子股份有限公司。認(rèn)可檢測(cè)機(jī)構(gòu)有上海計(jì)量院和北京514所。CCS已按照部海事局要求在第一時(shí)間完成設(shè)備的認(rèn)可，交通部信息中心組織設(shè)備廠商進(jìn)行報(bào)警平臺(tái)接入聯(lián)調(diào)，并在長江干線進(jìn)行為期7天的實(shí)船設(shè)備落水報(bào)警測(cè)試，測(cè)試結(jié)果均能滿足預(yù)期要求，但是未有相關(guān)政策落實(shí)及部署接警平臺(tái)及管理辦法出臺(tái)，導(dǎo)致目前幾乎沒有相關(guān)產(chǎn)品檢驗(yàn)安裝上船。

北斗應(yīng)急無線電示位標(biāo)是我國自主研制，其功能、性能上完全可取代406MHz衛(wèi)星示位標(biāo)。目前國內(nèi)僅沿海運(yùn)輸船和小部分大型漁船配備406MHz衛(wèi)星示位標(biāo)，但仍有內(nèi)江內(nèi)河十幾萬艘各類交通運(yùn)輸船舶及沿海十幾萬艘大中型漁船未配備衛(wèi)星緊急示位標(biāo);另外在國家的一帶一路政策帶領(lǐng)下，北斗全球化的進(jìn)程在加速;北斗全球化后，沿海國家航行船舶有相當(dāng)大市場(chǎng)需求。

北斗短報(bào)文功能在水上搜救領(lǐng)域的規(guī)范化應(yīng)用也應(yīng)得到有力支持，國內(nèi)運(yùn)營的幾十萬條船舶可以裝備滿足法規(guī)要求的船用北斗應(yīng)急示位標(biāo)產(chǎn)品，推進(jìn)北斗技術(shù)在海事領(lǐng)域的應(yīng)用，提高海事安全保障的服務(wù)水平，避免“東方之星”事件的再次發(fā)生。為此建議：

第一，交通部海事局盡快確認(rèn)接警平臺(tái)的管理流程，設(shè)立主管負(fù)責(zé)部門，制定出臺(tái)設(shè)備安裝信息登記管理辦法;

第二，交通部信息中心盡快為企業(yè)提供北斗卡號(hào)申請(qǐng)，目前企業(yè)只拿到幾張測(cè)試卡;由于北斗卡號(hào)與報(bào)警平臺(tái)存在綁定關(guān)系，沒有北斗卡號(hào)企業(yè)無法進(jìn)行生產(chǎn)安裝使用;

第三，部海事主管機(jī)關(guān)盡快制定船舶配備規(guī)范及相關(guān)要求，促進(jìn)北斗應(yīng)急無線電示位標(biāo)在國內(nèi)海船及內(nèi)河船舶的安裝推廣使用。

6 總結(jié)

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)作為我國打破歐美衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)壟斷，全力實(shí)施的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、獨(dú)立運(yùn)行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，促進(jìn)了我國衛(wèi)星導(dǎo)航事業(yè)的發(fā)展，同時(shí)帶動(dòng)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在海洋船舶上的應(yīng)用。充分利用北斗衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)，研制人性化的、適用性強(qiáng)的海洋船舶北斗衛(wèi)星系統(tǒng)終端設(shè)備，這既符合國家發(fā)展自主衛(wèi)星系統(tǒng)方針政策，又實(shí)現(xiàn)海上安全保障暢通，建設(shè)“平安海洋”，提高政府部門對(duì)海上安全突出事件應(yīng)急處置主動(dòng)權(quán)及效率，避免或減少海上船舶事故發(fā)生，更好地為國家建設(shè)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展“保駕護(hù)航”，提高海洋國際競(jìng)爭(zhēng)力，具有重大的社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)效益，為我國建設(shè)海洋強(qiáng)國奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國海事局.船舶與海上設(shè)施法定檢驗(yàn)規(guī)則-國內(nèi)航行海船法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則 2016年修改通報(bào)[S].北京：人民交通出版社股份有限公司，2016.