基于海事衛星的交通安全應急技術應用與發展

鐘南

（中國交通通信信息中心）

基于海事衛星的交通安全應急技術應用與發展

鐘南

（中國交通通信信息中心）

1 國內應用現狀

國際海事衛星通信系統已被納入國家應急平臺體系。在2008年的南方冰雪災害、5·12汶川特大地震災害、2010年青海玉樹地震、2010甘肅舟曲泥石流以及2011年日本大地震的救災中，海事衛星成為救災前期主要依賴的通信手段，在國家歷次重大自然災害和緊急突發事件中為一線救援提供了有力的通信保障，發揮了關鍵時刻的關鍵作用。

30年來，海事衛星共經歷四代發展，第四代海事衛星被稱為全球最為先進的通信衛星。經歷過近10年的籌備和階段實驗準備，第四代海事衛星業務于2009年2月25日正式形成移動寬帶服務的全球覆蓋，全面提供海、陸、空業務。Inmarsat（國際海事衛星組織）原計劃只在全球設兩個第四代海事衛星關口站。在中國境內使用第四代海事衛星通信均將經由國外關口站轉接，這樣既不符合我國相關法規，也帶來通信安全和質量等一系列問題。經多次協調，2008年11月，Inmarsat同意遵照中國的法律要求，調整網絡結構部署，在中國設置關口站。由交通運輸部投資建設的該關口站，是整個亞太地區衛星和陸地網絡通信的關鍵節點，負責處理用戶終端的業務申請、交換，分配用戶資源、容量等，提供語音、數據、視頻等通信。從海事衛星的應用現狀和發展趨勢來看，正在建設的關口站對延續北京海事衛星地面站的業務提供，持續保持國家對國際海事衛星通信業務的掌控，對保障海上船舶航行安全，提高安全應急通信能力，維護我國通信主權和國家安全均具有重要意義。

全球海上遇險與安全系統（GMDSS）是國際海事組織（IMO）利用現代化的通信技術改善海上遇險與安全通信，建立新的海上搜救通信程序，并用來進一步完善現行常規海上通信的一套龐大的綜合的全球性的通信搜救系統。海事衛星因其性能穩定可靠，是目前唯一被IMO認可的GMDSS衛星通信服務系統，成為按GMDSS系統要求船舶必配的通信設備。海事衛星具有遇險安全通信功能，其優先級為所有通信中的最高級，其遇險報警的成功率可達99%，使得我國海上搜救效率提高了90%以上。

海事衛星通信不僅在我國和全球海上遇險安全領域作用突出，同時在交通和全國的陸上應急救助中表現出功能和適應性強的特點，目前北京地面站與交通運輸部網管中心實現了光纖直連，部與各省廳也通過專線直連，初步形成了支持應急處置的天地網。該網絡結構已經通過廣東海事局、浙江海事局搜救應急指揮通信保障系統得到了驗證。海事衛星通信系統作為國家應急平臺體系的重要組成部分，省、市、縣各級單位均有配備需求，產業化前景廣闊。

2 系統發展沿革

海事衛星通信系統伴隨信息通信技術的發展，不斷根據用戶的需求變化，循序漸進的發展自身的業務，業務系統從1982年開始的模擬體制A 標準業務，發展到B、C、M、Mini-M、M4、F標準，到陸上寬帶BGAN業務和衛星手持機業務以及海上寬帶BGAN業務，實現了技術從模擬向數字、從話音向數據、從傳統電路交換向互聯網IP業務、從窄帶低速數據向寬帶高速數據的轉化。目前海事衛星通信系統可以提供高達492 kbps的高速無線IP數據服務，并且可以和公共電話網相聯通。

第五代海事衛星系統主要采用Ka頻段實現寬頻通信，預計將于2014年開始運行，將支持下一代全球服務GlobalXpress，目標針對甚小孔徑終端（VSAT）服務等新增市場。Global Xpress 將為尺寸為20-60cm的客戶終端提供無縫全球覆蓋和高達50MB/s速度的移動寬帶服務，滿足海事、航空、能源、政府等領域以及現有VSAT通信服務市場的高帶寬傳輸需求。

3 行業應用意義

當遭遇重大突發事件時，災情現場往往常規通信、電力、道路中斷，無法及時與外界取得聯系，往往錯過最佳的救援時機。因此，有必要根據交通應急實際需求，將海事衛星終端通過技術集成，形成在任何時間、任何地點，都能方便的為用戶提供可靠通信保障的產品，幫助相關機構準確、及時的獲取災情信息，提高指揮部門反映速度，確保高質量完成搶險救災任務，最大限度的降低人員傷亡和財物損失。因此，應加快研究第四代海事衛星通信技術，跟蹤第五代海事衛星通信技術發展，開發具有自主知識產權的海事衛星綜合應用終端，降低安全應急領域對國外產品的依賴；研發基于海事衛星技術的應急裝備及增值業務系統，為交通安全應急應用提供裝備支撐。其意義主要在以下幾方面：

（1）加快新技術推廣及產業化應用的需要

目前，國內交通運輸行業在安全應急信息化裝備方面，集成研發的多，實際投入應用的少。安全應急信息裝備和新技術，難以產品化和應用推廣的一個主要原因在于缺乏技術研發力量的投入，且產品成熟的周期長。國內外大量的實踐證明，一項新技術和新裝備在進入行業應用前，特別是在安全應急領域，必須經過長時間技術研發及試驗驗證。因此，有必要加快海事衛星新產品和新技術的研究進程，提前跟蹤第五代海事衛星通信技術發展，滿足行業安全監管和應急需求。

（2）提高安全應急救援產品自主創新能力的需要

海事衛星通信系統是交通安全應急重要的基礎設施，但目前無論是從衛星、系統、終端等方面，還是相關基礎設施的建設和應用，都基本依賴進口技術，信息安全存在一定的隱患。針對交通應急搶險救援的專業性和系統性裝備，尤其是第一響應時間的輕型裝備比較匱乏。同時，購買國外設備存在著諸多問題：國情差別、災害特點的不同、設備維修保養不便等。迫切需要通過國家和行業的支持，吸引相關高校和企業研發力量共同參與，突破核心控制模塊研制、行業應用集成等關鍵技術，提高海事衛星和遇險安全與搜救核心裝備的國產化率和實用化水平，為全社會安全應急提供技術保障。

（3）提升行業應急救援處置能力的需要

在經歷南方低溫雨雪冰凍災害和汶川特大地震后，黨中央、國務院深入總結我國應急管理的成就和經驗，查找存在的問題，提出進一步加強應急管理的方針政策。突發事件最基本的特征是突發性、危害性和后果嚴重性。雖然突發事件帶來的特殊環境給領導提出了特殊要求，但是通過基于海事衛星通信技術裝備和相關系統的研發，架構領導力傳遞通暢的“綠色通道”等積極應對策略的實施，就能夠使行業安全應急現場的領導力得到充分發揮。

4 未來研究方向

海事衛星通信系統是交通信息通信的重要基礎設施。當前有必要根據行業用戶使用特點，通過海事衛星核心控制模塊研制、行業應用集成等關鍵技術，提高海事衛星核心裝備的國產化率和實用化水平，為面向全社會的安全應急提供技術保障。密切跟蹤第五代海事衛星通信技術發展，開發具有自主知識產權的海事衛星綜合應用終端及增值業務系統，根據安全應急通信信息保障不同層級的要求，實現基于海事衛星通信及多種無線方式傳輸的綜合安全應急業務支撐平臺。分層次滿足單兵通信和信息保障以及移動指揮所、移動指揮中心、固定指揮中心等通信和信息保障需求。

針對交通應急通信領域存在的核心問題，未來可逐步開展衛星寬帶通信編碼、衛星寬帶通信數字調制解調、移動通信衛星抗干擾、多網融合等試驗和應用研究。通過深入研究未來第五代海事衛星數據通信技術和信道傳輸特點，對其鏈路衰減特性進行分析，提出適應于應急通信鏈路的上下行編解碼方案。在此基礎上，整合利用交通行業已經成熟的安全應急信息傳輸技術，構建適合衛星網絡特點的業務應用軟件和應用終端產品。全面提升行業應對突發事件中急需的信息獲取、數據傳輸和應急救援能力，提高交通安全服務保障能力和水平。