我國海洋漁船北斗衛(wèi)星應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展建議

文|虞嘉祿 朱勇

1.上海市農(nóng)業(yè)農(nóng)村委員會

2.中國水產(chǎn)科學(xué)研究院漁業(yè)工程研究所

一、引言

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國自主建設(shè)運(yùn)行的繼美國GPS、俄羅斯GLONASS 之后第三個成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，可為全球用戶提供全天候、全天時、高精度的定位、導(dǎo)航和授時服務(wù)。2020 年7 月，北斗三號完成組網(wǎng)并正式開通，其在定位精度、測速精度、授時精度等各項服務(wù)指標(biāo)都處于全球領(lǐng)先水平，特別是可以實現(xiàn)1000 漢字/次的短報文發(fā)送，既能提供導(dǎo)航定位服務(wù)，也能在船與船、船與岸之間進(jìn)行方便快捷的文字信息傳遞，十分契合海洋漁業(yè)生產(chǎn)的實際需求。

漁船北斗終端是開展動態(tài)船位監(jiān)測、保障航行作業(yè)安全的重要船載安全通信導(dǎo)航設(shè)備。“十三五”期間，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部統(tǒng)籌漁業(yè)油價補(bǔ)助專項資金，支持和引導(dǎo)各地開展海洋漁船通導(dǎo)與安全裝備更新改造項目，為海洋漁船配備安裝北斗二號衛(wèi)星終端，建設(shè)漁船動態(tài)監(jiān)控管理系統(tǒng)及數(shù)據(jù)中心，漁船信息化和安全水平大幅提升。然而從實際效果看，現(xiàn)有北斗二號終端運(yùn)營管理模式與各地項目驅(qū)動型管理方式之間存在結(jié)構(gòu)性矛盾，北斗終端的管理面臨業(yè)務(wù)不協(xié)同、統(tǒng)一調(diào)度難、北斗ID 登記混亂等問題，客觀上制約了北斗衛(wèi)星在海洋漁業(yè)更為深入的融合應(yīng)用。

二、北斗漁業(yè)應(yīng)用現(xiàn)狀

1.北斗衛(wèi)星終端應(yīng)用的總體情況

由于海上環(huán)境的特殊性，通信導(dǎo)航設(shè)備是船與船、船與岸之間相互通信的重要手段，對保障漁船航行作業(yè)安全、提升應(yīng)急救援效率和輔助執(zhí)法監(jiān)管等可發(fā)揮重要作用。近年來，隨著經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展，各門類科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)，新的材料、機(jī)械、電器、電子、控制、信息技術(shù)逐步應(yīng)用于海洋漁業(yè)，漁船通導(dǎo)技術(shù)不斷發(fā)展，取得長足進(jìn)步。北斗衛(wèi)星終端憑借獨有的雙向短報文通信功能，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)船舶導(dǎo)航定位授時功能，還能夠幫助管理部門實時監(jiān)控漁船動態(tài)、提供遇險救助聯(lián)絡(luò)，從根本上解決漁船“看不到、呼不著”的問題。

在海洋漁業(yè)中，北斗衛(wèi)星終端主要應(yīng)用于以下場景。一是遇險報警和搜救協(xié)調(diào)服務(wù)。北斗終端提供海上遇險和安全通信，支撐船位監(jiān)控系統(tǒng)遇險中繼告警轉(zhuǎn)發(fā)、搜救協(xié)調(diào)通信和搜救緊急與安全通信。二是海上安全信息播發(fā)服務(wù)。向漁船提供航行警告、氣象預(yù)報和其他與航行有關(guān)的緊急信息，提供多預(yù)警手段、多時段和多區(qū)域的海上安全信息播發(fā)服務(wù)。三是船舶位置報告服務(wù)?；诒倍冯p向短報文提供船舶位置信息的轉(zhuǎn)發(fā)、儲存和查詢服務(wù)，通過電子地圖直觀顯示海上用戶位置，面向管理部門轉(zhuǎn)發(fā)轄區(qū)范圍內(nèi)船舶位置信息。四是行業(yè)擴(kuò)展應(yīng)用服務(wù)。根據(jù)漁民、船東、管理部門實際需求，提供行業(yè)特有的通信服務(wù)和數(shù)據(jù)推送服務(wù)，如電子漁撈日志填報、夜間值守點名、進(jìn)出港報告等。圖1 為福建省漁船動態(tài)監(jiān)控管理系統(tǒng)北斗衛(wèi)星典型應(yīng)用。

2.北斗衛(wèi)星終端應(yīng)用典型案例

（1）保障安全救助

2019 年12 月5 日凌晨6 點，“閩獅漁”某船在廈門東南方向120 海里附近海域，因大風(fēng)浪侵襲翻扣，船上17 人遇險，船上配備的北斗示位儀第一時間自動向管理平臺發(fā)出事故報警，實現(xiàn)漁船事故早發(fā)現(xiàn)、早報警、早處置，最終成功獲救13 人。

（2）輔助生產(chǎn)監(jiān)管

2021 年 9 月12 日上午，東港市漁業(yè)漁民漁船管理局通過監(jiān)控平臺發(fā)現(xiàn)28 艘漁船北斗信號集中在一個點位，經(jīng)逐船核查歷史軌跡、點位對比，判斷一艘漁船涉嫌攜帶多臺北斗終端逃避監(jiān)管。隨后，漁政執(zhí)法船趕赴相關(guān)海域，現(xiàn)場抓扣了遼某漁運(yùn)漁船后甲板藏匿的28 臺北斗終端設(shè)備，并移交海警、公安機(jī)關(guān)以涉嫌危險作業(yè)罪對涉事船只及人員開展立案調(diào)查。

（3）臺風(fēng)應(yīng)急防御

2020 年四號臺風(fēng)“黑格比”登陸福建之前，福建省漁業(yè)減災(zāi)中心工作人員通過北斗漁船動態(tài)監(jiān)控管理系統(tǒng)實時監(jiān)控臺風(fēng)可能經(jīng)過海域的船只動態(tài)，臺風(fēng)登陸前24 小時，福建省成功撤離作業(yè)漁船1290 艘，轉(zhuǎn)移上岸船員21540 人。

3.北斗衛(wèi)星終端建設(shè)情況

目前，各地應(yīng)用的北斗二號衛(wèi)星系統(tǒng)用戶數(shù)量已超過設(shè)計用戶最大承載量，國家層面已停止北斗二號系統(tǒng)用戶申請。由于衛(wèi)星長期超負(fù)荷運(yùn)行，定位信號、短報文延遲甚至丟失的情況時有發(fā)生。根據(jù)國家北斗衛(wèi)星整體運(yùn)營規(guī)劃，兩年內(nèi)北斗終端將完成從二號向三號的全面過渡。為適應(yīng)這一趨勢，2020 年7 月北斗三號正式開通后，漁業(yè)部門陸續(xù)啟動北斗三號衛(wèi)星應(yīng)用建設(shè)謀劃工作，青島、海南兩地已啟動3663 艘北斗三號終端建設(shè)工作，預(yù)計2023 年底前完成。漁船北斗三號終端除支持北斗三號衛(wèi)星最新技術(shù)體制和數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議外，還補(bǔ)充了自供電、防拆卸等技術(shù)特性，能夠滿足漁船全天候、全時段動態(tài)監(jiān)管需求，從技術(shù)角度阻斷了私自關(guān)機(jī)、拆卸設(shè)備等違法違規(guī)行為。結(jié)合漁船生產(chǎn)作業(yè)實際和船體客觀條件，對大中型和小型漁船配備的設(shè)備類型進(jìn)行了區(qū)別規(guī)劃。其中，大型漁船主要配備北斗三號浮離式終端，包含觸摸式顯控屏，具備短報文雙向通信、拆卸/ 離線報警等功能；小型漁船配備北斗三號一體式小型終端，集成太陽能、短報文回傳、拆卸/ 離線報警等功能。同時，配套建設(shè)的船位監(jiān)控管理平臺，可實現(xiàn)低電量預(yù)警、遠(yuǎn)程軟件升級、船舶進(jìn)出港報告，以及船舶區(qū)域分布、船舶報警、船舶離線時間統(tǒng)計等功能。

三、北斗衛(wèi)星終端運(yùn)營管理模式及存在的問題

1.北斗二號終端運(yùn)營服務(wù)管理模式

海洋漁業(yè)是北斗民用業(yè)務(wù)重要的應(yīng)用領(lǐng)域之一。中國衛(wèi)星導(dǎo)航定位應(yīng)用管理中心作為北斗民用業(yè)務(wù)的管理機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)北斗導(dǎo)航民用資質(zhì)管理、地面系統(tǒng)運(yùn)維、短報文卡（簡稱北斗ID 卡）審批、實名信息登記等工作。目前，海洋漁船以安裝北斗二號終端為主，其采用運(yùn)營商分理模式經(jīng)營（圖2）。分理級運(yùn)營商（約10 家，漁業(yè)行業(yè)主要有北斗星通、上海普適、福建飛通）具備獨立的發(fā)卡權(quán)限，通過網(wǎng)絡(luò)專線與北斗地面站連接，接收北斗ID 卡及終端數(shù)據(jù)，并采用企業(yè)協(xié)議對外提供分理級服務(wù)。各地漁業(yè)漁政主管部門與分理級運(yùn)營商建立網(wǎng)絡(luò)連接，通過船位監(jiān)控系統(tǒng)接收漁船北斗動態(tài)數(shù)據(jù)。

圖2 北斗二號運(yùn)營管理模式

2.北斗二號終端推廣應(yīng)用中存在的問題

（1）系統(tǒng)不連通、終端調(diào)度難

北斗短報文是船岸通信的重要技術(shù)手段，承載事故報警、災(zāi)害預(yù)警、指揮調(diào)度、安全救助等業(yè)務(wù)。目前，各地船位監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)用的北斗服務(wù)主要基于分理級運(yùn)營商自建系統(tǒng)平臺，所使用的通信協(xié)議、數(shù)據(jù)格式等均為分理級運(yùn)營商私有，無法實現(xiàn)跨區(qū)域、跨運(yùn)營商的北斗終端調(diào)度。隨著管理層級的提高，如部、省一級系統(tǒng)平臺，所轄漁船的實際運(yùn)營管理權(quán)限來自不同分理級運(yùn)營商。往往平臺層級越高越是只能實現(xiàn)船位匯總展示功能，通信調(diào)度能力較為有限，這一問題在靠泊港監(jiān)管、異地船舶通知、氣象預(yù)警服務(wù)等應(yīng)用中尤為突出。此外，各運(yùn)營商之間缺少統(tǒng)一的編碼命名規(guī)則，各地船使用指揮機(jī)發(fā)送的短報文沒有統(tǒng)一規(guī)范的平臺標(biāo)識，導(dǎo)致漁民不知道收到的短報文來自哪里，船岸信息傳遞不暢，雙向短報文效能沒有得到充分發(fā)揮。

（2）標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、數(shù)據(jù)共享難

由于所屬的分理級運(yùn)營商不同，漁船北斗傳輸協(xié)議不一致，數(shù)據(jù)格式不統(tǒng)一、不規(guī)范，給全國范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)共享交換和集中管理帶來不便。尤其是地區(qū)內(nèi)不同市縣配備不同運(yùn)營商設(shè)備后，數(shù)據(jù)融合方面會存在問題，導(dǎo)致船位監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)，船位監(jiān)控數(shù)據(jù)缺失或與實際漁船匹配不上，省內(nèi)監(jiān)控平臺需要對接多個運(yùn)營商，系統(tǒng)復(fù)雜度和穩(wěn)定性受到影響。從項目成本角度看，企業(yè)以盈利為目的，獲取數(shù)據(jù)成本高，各地重復(fù)對接數(shù)據(jù)，造成項目建設(shè)成本的浪費(fèi)。

（3）船號不對應(yīng)、信息掌握難

各省市利用漁業(yè)補(bǔ)助資金開展船載終端建設(shè)項目。具有分理級北斗資質(zhì)的企業(yè)中標(biāo)后，提供規(guī)定數(shù)量的終端設(shè)備，通過北斗入網(wǎng)檢測，提供運(yùn)輸、安裝、培訓(xùn)及售后服務(wù)。各省市漁業(yè)主管部門提供漁船登記的身份信息，匯總到中標(biāo)的分理級運(yùn)營商，由其統(tǒng)一申請辦理北斗ID 卡。這一模式屬于伴隨項目發(fā)生的“一次性”流程，在后續(xù)船舶發(fā)生跨地區(qū)買賣、設(shè)備變更、注銷拆解等情況時，極易出現(xiàn)北斗ID 卡所載信息與船舶實際信息不匹配情況，管理部門不能第一時間掌握信息變化，以致船位監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)漁船與北斗ID 對應(yīng)關(guān)系無法實時更新，“一船不能對應(yīng)一號，一號不能反映一船”的現(xiàn)象較為突出，船位數(shù)據(jù)無法追蹤，給安全監(jiān)管帶來較大隱患。

四、北斗衛(wèi)星終端管理政策建議

（1）做好頂層設(shè)計實現(xiàn)北斗ID 統(tǒng)一管理

制定全國統(tǒng)一的漁業(yè)北斗數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，統(tǒng)一報位、報警、報告格式，從頂層設(shè)計上對漁業(yè)北斗數(shù)據(jù)資源進(jìn)行集中管控。加強(qiáng)與中國衛(wèi)星導(dǎo)航定位應(yīng)用管理中心對接，通過專線形式接收行業(yè)管理的北斗動態(tài)數(shù)據(jù)，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)北斗衛(wèi)星通信資源，保障漁船用戶服務(wù)水平。針對北斗ID 管理混亂問題，借鑒漁船九位碼管理模式，通過全國漁業(yè)無電線綜合服務(wù)平臺統(tǒng)籌北斗ID 號碼資源，對北斗ID 號碼的分配、核發(fā)、變更、注銷等環(huán)節(jié)實施全周期管控，實現(xiàn)“一船一號、號隨船走”的終身制管理。

（2）建設(shè)行業(yè)分中心優(yōu)化信息支撐服務(wù)

加強(qiáng)北斗應(yīng)用與各地漁船船位監(jiān)管業(yè)務(wù)融合，建設(shè)北斗三號衛(wèi)星漁業(yè)行業(yè)分中心，承擔(dān)海洋漁船北斗ID 卡的制作分發(fā)和登記管理，漁船船載終端型式認(rèn)可和入網(wǎng)檢測等工作，提供基于全行業(yè)北斗數(shù)據(jù)的信息共享、短報文轉(zhuǎn)發(fā)、數(shù)據(jù)推送、指揮調(diào)度以及各類信息增值服務(wù)。探索拓展基于北斗三號圖像、語音傳輸功能的遇險報警和搜救協(xié)調(diào)、海上安全信息播發(fā)、商漁船會遇互聯(lián)等服務(wù)。

（3）由近海向遠(yuǎn)洋逐步推進(jìn)應(yīng)用示范

根據(jù)國家北斗發(fā)展規(guī)劃，兩年內(nèi)北斗終端將完成從二號向三號的全面過渡。為更好適應(yīng)這一發(fā)展趨勢，提前布局北斗二號存量用戶遷入工作，爭取延續(xù)現(xiàn)有服務(wù)，避免重復(fù)建設(shè)。同時引入有關(guān)企業(yè)、運(yùn)營商、制造商共同研究制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，進(jìn)一步驗證設(shè)備功能，提高設(shè)備運(yùn)行可靠性和數(shù)據(jù)回傳穩(wěn)定性，組織開展北斗三號終端示范應(yīng)用，由近海向遠(yuǎn)洋逐步鋪開，充分挖掘北斗三號在海洋漁業(yè)應(yīng)用潛力，提升管理服務(wù)水平，切實造福漁民。