CMMB技術應用于海事數據服務系統分析*

交通運輸部北海航海保障中心　孫洪剛　李　巍大連海大船舶導航國家工程研究中心有限責任公司　王文超

CMMB技術應用于海事數據服務系統分析*

交通運輸部北海航海保障中心孫洪剛李巍
大連海大船舶導航國家工程研究中心有限責任公司王文超

介紹CMMB技術應用于海事數據服務系統的現狀，指出基于CMMB技術可以解決海事數據服務系統數據傳輸速率低、數據類型單一等問題，從而提高海事數據服務系統的航海保障能力。根據研究成果，在選定的試點范圍內進行具有針對性的試點研究和實測，通過研究和實測得到CMMB技術可以應用于海事數據服務系統且能夠提高數據服務質量的結論，為中國近海領域船舶航行安全保障提供一種新的通信手段。

CMMB；海事數據服務系統；航海保障

隨著我國水上交通事業的不斷發展以及“一帶一路”戰略的提出，海上交通運輸領域必將日益蓬勃發展，海事系統等管理部門也將面臨巨大的管理、服務壓力，需要保障船岸之間通信數據鏈能夠高速、廉價、廣覆蓋地進行工作，從而保障海上交通運輸向著安全、有序、高性價比的目標發展。

目前，船岸通信數據鏈主要依靠衛星、短/超短波、公網等方式進行。衛星通信帶寬相對較高并且全球覆蓋，但資費較高，難以普及；傳統短波、超短波覆蓋距離較遠，但通信帶寬較窄，難以提供更多數據服務；公網資費較低，通信數據帶寬較高，但覆蓋距離有限。采用CMMB技術進行海事數據服務系統通信數據鏈構建，將較為合適地解決以上問題。

CMMB技術能夠為我國海事管轄區域范圍內船只提供多元化的數據服務，不僅能夠提供傳統管理信息傳輸，還能夠提供綜合服務等數據。利用CMMB技術構建海事數據服務系統是海事數據服務領域的重要發展方向之一。

一、海事信息服務系統現狀

目前海事信息服務系統主要包括AIS系統及海上安全信息播發系統。AIS系統主要用于船舶動態監控，實現船岸、船船之間的實時通信，但播發內容有限且無法進行多媒體和語音通信；海上安全信息播發系統主要由NAVTEX、EGC、NBDP三部分組成，以我國使用的NAVTEX系統為例，該系統發送周期10 min，數據量非常小，且只能為文本類型數據，無法滿足日益增長的大數據量業務傳輸如電子海圖的更新與發布、海事多媒體資訊信息發布與獲取、海事節目頻道的播出等的需求，嚴重影響了我國近海航海安全保障監管工作的進行，制約了我國海事整體水平的提高。

二、CMMB技術特點

中國移動多媒體廣播（China Mobile Multimedia Broadcasting，簡稱CMMB）是我國擁有自主知識產權的一項多媒體廣播技術，利用CMMB技術構建的通信網絡具有傳輸帶寬高、抗干擾性強、信號覆蓋范圍廣、用戶資費低等特點，［1-2］且CMMB技術已經成功應用于我國城市電視廣播系統，［2］覆蓋城市移動用戶，為應用于海航保障等海事數據服務系統積累了大量寶貴經驗。

三、研究現狀

1. 研究目標

利用CMMB技術可以實現海事信息服務數據對重點海域內通行船舶的全覆蓋，同時提高航行通告、航行警告等海事信息服務數據的播發接收率，以及重點海域的試點平臺建設研究，從而解決現有海事數據服務系統無法提供多元化、高速率數據服務的問題，促進航海保障服務系統的全面發展。

2. 研究方法

（1）發射基站選址研究。

以渤海海域為例進行試點研究，以最低成本實現最廣的覆蓋范圍，優先選擇海事現有臨近重要港口或航線發射站點位置并結合建設周邊地形，選擇面向海面且海拔不低于300 m的發射塔。根據上述情況將渤海海域進行分區域劃分，如圖1所示。其中，選取A區域為本研究實測區域。

（2）系統架構研究。

圖1　渤海海域選址區域劃分示意圖

在航保試點一級數據中心或類似地點部署海事數據服務子系統，用于實現業務數據的導入、編輯和審核；部署海事數據廣播平臺，實現數據融合處理、傳輸、音視頻資源管理、圖文內容管理以及節目播出安排管理等相關功能，同時為海事CMMB綜合信息服務管理平臺提供節目內容和播出安排表。在大連和蓬萊的地方數據播出中心部署海事地方數據播出前端系統，通過海事CMMB專網，實現船載終端對海事數據服務的接收，系統架構如圖2所示。

圖2　CMMB海事數據服務系統架構示意圖

3. 系統實測

（1）數據文件傳輸方式測試。

通過測試不同信號強度、不同文件拆分尺寸、不同文件廣播重復次數等各因素對通過CMMB廣播網絡傳輸模擬對海上船舶接收數據的影響。播出前將大文件按照特定尺寸拆分為小文件，分別考察在信號無干擾、中等干擾、強干擾情況下的連續和非連續接收耗時、丟包率等指標。

當信號無干擾，播發頻率為每分鐘2次和3次，文件大小分別為16 KB/32 KB/64 KB/128 KB，原始文件302 MB的情況下，實測得到信號的丟包率和接收時長，整理結果如圖3所示。

圖3　文件丟包率與傳輸時間測試結果

采取上述測試方法，分別對信號無干擾、拆分文件不同大小、不同輪播分鐘數，信號中等干擾、拆分文件不同大小、不同輪播分鐘數，信號強干擾、拆分文件不同大小、不同輪播分鐘數，錯開終端開機時間后不同拆分文件大小、不同輪播分鐘數等情況下的數據接收耗時、丟包率、接收次數等指標進行考察得知：信號在有無干擾、不同非連續接收次數等情況影響下，數據結果并無明顯區別，因此認為此三種信號強度下對終端接收測試結果影響不大。綜合考慮將文件拆分為32 KB大小，按照重復廣播2次/min的方式進行，可獲得相對較好的接收效率。

（2）終端接收實測。

在選取的試點研究區域進行終端信號接收實測，得到研究結果如表1、表2、表3所示。

表1　船載終端、天線高度10 m時接收信號強度測試

表3　便攜終端接收信號強度測試

根據上述實驗可知，專用終端明顯好于便攜式終端的接收效果；天線高度對接收效果影響明顯，當接收天線達到20 m高度時，可以保證信號傳輸距離達到60 km以上，滿足近海覆蓋要求。

四、展望

通過對基于CMMB技術的海事數據服務系統的研究，可以大幅提高我國近海領域航海保障部門的監管、服務工作水平和質量，解決船船、船岸間的數據通信速率低、周期長的問題，在保留原有數據服務不變的基礎上，為近海領域內通航船舶提供多元化的數據服務，例如電子海圖更新和海事服務信息的發布與廣播。這一方面豐富了航海保障與海事相關部門的監管手段，另一方面豐富了數據服務內容。利用CMMB海事數據服務系統平臺的高速、高周期的數據服務能力，既可以提高原有、必需的航海保障服務信息，又可以提供更多、更精彩的增值服務信息，為通航船舶提供更加現代化、信息化的數據服務。

五、結語

根據本項目研究發現，CMMB技術應用與海事數據服務系統具有可行性。航海保障部門應對現有的海事設備條件進行改造并建設CMMB海事數據服務系統，從而實現對我國近海領域中通航船舶的安全管理與數據服務。

［1］楊婉婉，徐家愷，劉紅星.基于CMMB數據廣播平臺的數據接收程序設計［J］.現代電子技術，2011（5）：1-16.

［2］王謙.CMMB系統特點和發射接收技術技術淺析［J］.黑龍江科技信息，2015（30）：1-4.

10.16176/j.cnki.21-1284.2015.12.005

*科研項目：CMMB海事數據服務研究測試（2015-028）