船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)(AIS)岸基基站機(jī)房工作環(huán)境管理及維護(hù)模型

文 張?jiān)诩危钊沌虾：胶１Ｕ现行纳钲谕ㄐ胖行?，廣東 深圳518000）

一、引言

目前，大多數(shù)AIS岸基基站依托通信運(yùn)營(yíng)商或鐵塔公司的基站進(jìn)行建設(shè)，機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備多、發(fā)熱量大，且大部分基站建設(shè)在高山及偏遠(yuǎn)地區(qū)，環(huán)境不利于AIS基站設(shè)備的長(zhǎng)期穩(wěn)定工作。AIS岸基基站的建設(shè)涉及領(lǐng)域較為廣泛，主要包括電氣技術(shù)、AIS天饋設(shè)備及收發(fā)設(shè)備等，但目前大部分AIS岸基基站按照普通的通信基站進(jìn)行建設(shè)，針對(duì)性的管理和有效維護(hù)研究較少。通過介紹AIS岸基基站機(jī)房的構(gòu)成、環(huán)境管理現(xiàn)狀以及工作環(huán)境要求，提出AIS岸基基站機(jī)房的工作環(huán)境管理和維護(hù)模型，為高效管理和安全運(yùn)營(yíng)提供有力保證，強(qiáng)化AIS系統(tǒng)在海事監(jiān)管服務(wù)中的有效應(yīng)用。

二、AIS岸基基站機(jī)房構(gòu)成

AIS基站根據(jù)部署位置可分為岸基基站、空基基站和天基基站。AIS岸基基站機(jī)房一般建設(shè)在沿海、內(nèi)河岸上或島礁上，用來(lái)播發(fā)、接收、處理和轉(zhuǎn)發(fā)AIS報(bào)文，由收信機(jī)、發(fā)信機(jī)、天饋線設(shè)備、供配電設(shè)備、防雷與接地裝置、機(jī)房配套系統(tǒng)組成。

三、AIS岸基基站機(jī)房工作環(huán)境管理現(xiàn)狀

AIS岸基基站機(jī)房分為無(wú)人值守和有人值守，目前大部分為無(wú)人值守機(jī)房，采用月度、季度或年度定期巡檢與遠(yuǎn)程監(jiān)控相結(jié)合的方式實(shí)行管理，因不同基站的巡檢周期、巡檢間隔不同，導(dǎo)致部分基站可能帶病運(yùn)行，AIS系統(tǒng)設(shè)備高溫死機(jī)，甚高頻（VHF）、全球定位系統(tǒng)（GPS）饋線天線接口老化導(dǎo)致駐波比異常的情況偶有發(fā)生。另外，岸基基站的建設(shè)模式特殊，如基站溫度、濕度等環(huán)境參數(shù)一般由通信運(yùn)營(yíng)商或鐵塔公司負(fù)責(zé)監(jiān)控，而接地地阻、天線駐波比等參數(shù)需要特殊設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，AIS基站管理及維護(hù)人員無(wú)法獲取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，工作存在滯后性。以過往某年巡檢維護(hù)數(shù)據(jù)為例，巡檢結(jié)果發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)AIS岸基基站機(jī)房環(huán)境良好，設(shè)備工作正常，但2.4%的基站出現(xiàn)過網(wǎng)絡(luò)或供電設(shè)備故障，4.88%的基站存在環(huán)境溫度較高、空調(diào)制冷效果較差問題，4.88%的基站存在過天線故障或駐波比較高問題。此類故障隱患雖然可以在日常巡檢中進(jìn)行排查并及時(shí)進(jìn)行修復(fù)，但可能因巡檢間隔時(shí)間過長(zhǎng)、設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間工作在不適應(yīng)環(huán)境而進(jìn)一步引發(fā)嚴(yán)重的設(shè)備故障或損壞[1]。

四、AIS岸基基站機(jī)房工作環(huán)境條件

AIS基站機(jī)房?jī)?nèi)配置有AIS收發(fā)信機(jī)、天饋線設(shè)備、供配電設(shè)備等精密設(shè)備，對(duì)機(jī)房環(huán)境有較高要求，不良的電磁環(huán)境及溫濕度環(huán)境都會(huì)對(duì)機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備的工作壽命及安全運(yùn)行造成不良影響[2]。

（一）環(huán)境條件

AIS岸基基站機(jī)房站址在156 MHz～162 MHz頻段范圍內(nèi)，應(yīng)具有良好的電磁環(huán)境。在AIS工作頻率（161.975 MHz和162.025 MHz）上，站址附近要求背景噪聲不高于-117 dBm，其他頻點(diǎn)站址附近要求背景噪聲不高于-37 dBm。同時(shí)，機(jī)房電磁輻射公眾曝露控制限值應(yīng)滿足電磁環(huán)境控制限值（GB 8702—2014）的要求，電場(chǎng)強(qiáng)度應(yīng)不超過12 V/m，磁場(chǎng)強(qiáng)度應(yīng)不超于0.032 A/m。

AIS岸基基站機(jī)房應(yīng)至少符合電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50174—2017）中對(duì)C級(jí)數(shù)據(jù)中心及沿海AIS基站技術(shù)要求（GB/T 39620—2020）的規(guī)定。設(shè)備開機(jī)運(yùn)行時(shí)，溫度應(yīng)保持在5 ℃～45 ℃，濕度應(yīng)保持在8%～80%，同時(shí)露點(diǎn)溫度不大于27 ℃。機(jī)房?jī)?nèi)應(yīng)配備機(jī)房專用空調(diào)，同時(shí)可配備實(shí)時(shí)溫度采集設(shè)備監(jiān)測(cè)機(jī)房環(huán)境溫度變化，保證AIS設(shè)備在合適的溫濕度環(huán)境下穩(wěn)定安全工作。

（二）電氣系統(tǒng)

穩(wěn)定的電源供給是AIS設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)保障。機(jī)房供電電源應(yīng)采用穩(wěn)定、安全可靠的兩回線路供電，配備后備時(shí)間不低于4 h的不間斷電源（UPS），UPS輸出的電壓有效值應(yīng)為198 V～235 V，頻率為50 Hz±0.5 Hz，設(shè)備正常工作時(shí)電壓波形失真度小于5%。

設(shè)備接地是降低靜電擊穿、電磁干擾、雷擊燒毀等風(fēng)險(xiǎn)隱患的有效措施。按照建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范（GB 50343—2012）的規(guī)定，雷電防護(hù)等級(jí)應(yīng)定為B級(jí)，如建設(shè)在多雷強(qiáng)雷區(qū)域，可將防雷等級(jí)定為A級(jí)。除原有建筑物主體整體防雷措施外，還應(yīng)對(duì)設(shè)備做進(jìn)一步防雷保護(hù)，機(jī)房?jī)?nèi)電子設(shè)備應(yīng)做等電位連接后與接地地網(wǎng)連接?；驹O(shè)備的金屬外殼、機(jī)柜、機(jī)架、金屬管道、金屬線槽、屏蔽金屬外層等外露可導(dǎo)電部分應(yīng)接地良好，接觸電壓應(yīng)不大于50 V。

（三）其他條件

在巡檢周期和間隔上，目前大部分航海保障機(jī)構(gòu)每6個(gè)月對(duì)沿海AIS岸基基站進(jìn)行巡檢，每12個(gè)月對(duì)內(nèi)河AIS岸基基站進(jìn)行巡檢，對(duì)部分故障頻發(fā)站點(diǎn)開展二次加強(qiáng)巡檢。

另外，AIS岸基基站機(jī)房在日常管理維護(hù)中還應(yīng)重視火災(zāi)、水災(zāi)及老鼠昆蟲入侵等危害機(jī)房設(shè)備正常運(yùn)行的情況。

五、AIS岸基基站機(jī)房工作環(huán)境管理及維護(hù)模型

結(jié)合AIS岸基基站機(jī)房的實(shí)際工作環(huán)境要求，將環(huán)境管理維護(hù)要求總結(jié)如下，見表1。

表1 AIS岸基基站機(jī)房的環(huán)境管理維護(hù)表

續(xù)表

根據(jù)AIS岸基基站機(jī)房工作環(huán)境管理及維護(hù)要求，可根據(jù)時(shí)效性將其分為定期巡檢管理維護(hù)和實(shí)時(shí)監(jiān)控兩類。相關(guān)內(nèi)容模型如圖1所示。

圖1 AIS岸基基站機(jī)房工作環(huán)境管理模型

（一）AIS岸基基站機(jī)房?jī)?nèi)專用設(shè)備管理

每次巡檢維護(hù)時(shí)對(duì)專用設(shè)備中天饋線電測(cè)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，對(duì) AIS收發(fā)信機(jī)軟硬件配置、連通性、日志告警信息、設(shè)備性能等進(jìn)行專業(yè)檢測(cè)。根據(jù)AIS基站運(yùn)行效果及情況，補(bǔ)充增加連續(xù)運(yùn)行監(jiān)測(cè)、干擾/老化對(duì)比測(cè)試、AIS 數(shù)據(jù)收發(fā)質(zhì)量及覆蓋效果檢測(cè)等巡檢項(xiàng)目。

（二）AIS岸基基站機(jī)房?jī)?nèi)通用設(shè)備管理

每次巡檢維護(hù)時(shí)對(duì)機(jī)房環(huán)境、接地、設(shè)備指示燈報(bào)警、供電、接線工藝等進(jìn)行檢測(cè)，分別對(duì)通用設(shè)備中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備、服務(wù)器存儲(chǔ)配置、連通性、日志告警信息、設(shè)備性能等進(jìn)行檢測(cè)。

（三）AIS岸基基站機(jī)房巡檢維護(hù)管理要求

1.檢查室外GPS、VHF天線的固定是否可靠，天線表面是否有漆皮剝落，如存在以上現(xiàn)象，查找原因并及時(shí)修復(fù)。

2.檢查室外GPS、VHF天線的接頭情況，是否存在接頭進(jìn)水、滲水現(xiàn)象，如有松動(dòng)、虛焊、老化（接頭變色）情況及時(shí)修復(fù)。修復(fù)后，應(yīng)首先確認(rèn)GPS、VHF天線工作正常，并重新做好天線接頭的防水，確保防水層完整有效。

3.檢查避雷器狀態(tài)并確認(rèn)避雷器和接地銅條間是否連接可靠，如出現(xiàn)避雷器破損、失效情況，應(yīng)及時(shí)更換。

4.檢查GPS、VHF饋線和避雷器的連接狀態(tài)，對(duì)松動(dòng)的接頭應(yīng)重新連接牢固。

5.檢查GPS、VHF饋線外皮，應(yīng)無(wú)破損、老化現(xiàn)象，著重檢查饋線穿墻進(jìn)戶處，如有線纜老化、損壞、氧化嚴(yán)重或接觸不良，應(yīng)及時(shí)更換。

6.校準(zhǔn)天饋線測(cè)試儀后，測(cè)試156 MHz～164 MHz頻段內(nèi)的電壓駐波比（VSWR），儲(chǔ)存曲線圖形，記錄156 MHz～164 MHz頻段和162 MHz±0.5 MHz頻段內(nèi)最大的電壓駐波比，應(yīng)滿足以下要求：

VSWR≤1.3（162 MHz±0.5 MHz）（弱定向天線）

VSWR≤1.4（162 MHz±0.5 MHz）（定向天線）

VSWR≤1.5（156 MHz～164 MHz）

對(duì)比上次巡檢的電壓駐波比曲線圖形，如變化較大，應(yīng)檢查原因并記錄。

7.檢查基站的指示燈是否正常。

8.檢查基站之間的所有連接線纜，如存在松動(dòng)情況，重新插牢并固定。

9.檢查基站主備工作狀態(tài)，測(cè)試備用基站能否正常切換。

10.用軟件連接基站，檢查基站工作狀態(tài)及報(bào)警信號(hào)是否正常，確認(rèn)GPS、VHF天線工作狀態(tài)。

11.檢查并記錄GPS、VHF天線的接收情況，檢查衛(wèi)星接收數(shù)量及使用數(shù)量，VHF-A、VHF-B的天線接收范圍及接收船只數(shù)量，記錄15 min以上的原始數(shù)據(jù)。

12.對(duì)最近2次基站維護(hù)記錄的性能參數(shù)進(jìn)行對(duì)比分析。

13.對(duì)于巡檢中發(fā)現(xiàn)的故障或隱患，應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)解決，不具備現(xiàn)場(chǎng)解決條件的，應(yīng)與所在海區(qū)導(dǎo)航中心或相關(guān)業(yè)主單位商定維修計(jì)劃，并在約定時(shí)間內(nèi)進(jìn)行處置。

14.制定專項(xiàng)巡查記錄表，記錄巡檢數(shù)據(jù)和結(jié)果，現(xiàn)場(chǎng)巡檢時(shí)將同步核查設(shè)備機(jī)柜圖紙、拓?fù)鋱D、設(shè)備統(tǒng)計(jì)、IP地址、故障統(tǒng)計(jì)臺(tái)賬，核查資料完整性，并及時(shí)更新管理資料數(shù)據(jù)庫(kù)。

（四）AIS岸基基站機(jī)房巡檢維護(hù)周期要求

1.常規(guī)巡檢周期，每6個(gè)月對(duì)沿海AIS基站進(jìn)行巡檢，每12個(gè)月對(duì)內(nèi)河AIS基站進(jìn)行巡檢。

2.針對(duì)上一年度巡檢報(bào)告中發(fā)生過故障的基站，可按故障危害性、基站服務(wù)船舶數(shù)量、復(fù)發(fā)性等要素進(jìn)行排序，開展一定比例的抽檢，一般不低于20%。對(duì)于在值班中發(fā)現(xiàn)某基站曾發(fā)生故障但已自行恢復(fù)的，可就近安排巡檢計(jì)劃。

3.對(duì)部分故障頻發(fā)站點(diǎn)加強(qiáng)巡檢，通過復(fù)檢、抽檢等形式加強(qiáng)站點(diǎn)維護(hù)，同一故障原因重復(fù)發(fā)生3次以上的，應(yīng)充分分析故障原因，必要時(shí)對(duì)基站進(jìn)行重新規(guī)劃，采取新的合適的供電、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備設(shè)計(jì)。

4.每次巡檢結(jié)束后，梳理臺(tái)賬、日志，匯總資料，并向所在海區(qū)導(dǎo)航中心或相關(guān)業(yè)主單位提交區(qū)域巡檢報(bào)告、用戶網(wǎng)絡(luò)分析報(bào)告、合理化建議書等。

相關(guān)巡檢工作流程如圖2所示。

圖2 AIS岸基基站機(jī)房巡檢工作流程圖

六、結(jié)語(yǔ)

構(gòu)建AIS岸基基站機(jī)房工作環(huán)境管理及維護(hù)參考模型，有助于海事及航海保障單位進(jìn)一步探索完善AIS岸基基站機(jī)房的工作環(huán)境管理規(guī)范和操作流程，并以此為依據(jù)形成工作標(biāo)準(zhǔn)，保障AIS設(shè)備安全高效運(yùn)行。在此基礎(chǔ)上，可開展第三代海事通信系統(tǒng)暨甚高頻數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)（VDES）機(jī)房規(guī)范化建設(shè)的研究，進(jìn)而強(qiáng)化AIS加強(qiáng)和升級(jí)版等系統(tǒng)在海事監(jiān)管服務(wù)中的應(yīng)用。