基于國際海事衛星通信海事寬帶系統的遠洋船舶遠程監控系統研究

江東坡　江衛華

摘要：本文介紹了基于國際海事衛星通信海事寬帶系統（INMARSAT-FleetBroadband）的遠洋船舶遠程監控系統設計，本套系統實現了實時、高速傳輸圖像、聲音等遠洋船舶動態信息，達到設立在陸地上的管理監測中心實時掌握船舶動態，確保了船舶的安全運行。

關鍵詞：海事衛星通信海事寬帶系統；遠洋船舶；遠程監控系統；海事閉路電視系統

中圖分類號：U665.261

文獻標識碼：A文章編號：1006-7973（2016）03-0033-03

現代遠洋船舶是一個人、機相結合的系統，要確保這樣一個復雜系統正常安全的運行，對遠洋船舶進行人員和設備的監測是非常必要的。相比遠洋船舶必須且常規使用的國際海事衛星c站系統（INMARSAT-C），國際海事衛星通信海事寬帶系統（INMARSAT-Fleet Broadband）從性能上有了巨大的提升，數據的傳輸速度也進一步提高。利用INTERNET-Fleet Broadband系統，可以實現對遠洋船舶航行情況的直觀監控，可以進一步掌握遠洋船舶的實時動態。

1系統目標

根據國際海事界權威統計，人為因素導致船舶事故比例中，擱淺占90%，火災占70%，碰撞占96%；可見人為因素是導致船舶事故的主要原因之一。而且人為失誤導致船舶事故的比例正在逐年上升，其后果也越來越嚴重。目前世界各國船員水平參差不齊，有些船員工作責任心不強，業務水平不高，這樣的船員往往容易操作失誤，導致船舶事故。

機械設備故障也是導致船舶發生事故的一個因素。根據1900年-2010年韓國船舶事故分類報告，機損事故中，主機事故占43.3%，副機事故占26.9%，發電機和鍋爐事故占12.8%。由此分析可知，機艙內主要設備故障也是事故發生的重大隱患。

由此可知，人為因素和機械設備因素是船舶事故發生的主要原因。本文中所介紹的遠程監控系統是對人一機遠程監控的有效手段，是確保遠洋船舶安全航行的重要保障。

2海事衛星通信海事寬帶系統

系統共有三個部分組成：INMARSAT地面站、INMARSAT-432星、船載衛星通信站。如圖1所示。

2.1INMARSAT地面站

INMARSAT地面站是遠洋船舶通過INMARSAT-4 q3星將船舶信息傳輸到地面控制中心的接收樞紐。它有通訊終端系統、射頻系統和控制系統等組成。INMARSAT地面站將海事衛星網絡和互聯網相互連接，如此一來，一艘安裝有INMARSAT-Fleet Broadband系統的船舶可以在任何時間和世界任何地區進行通話、傳真甚至是視頻會議。地面站還會負責處理船舶終端的業務申請、交換，分配用戶的資源、容量，提供數據通訊、語音對話等服務。目前中國交通通信信息中心是唯一被授權經營和管理中國境內INMARSAT業務的運營商，他們也負責地面站的日常維護和檢修。

2.2INMARSAT-4 33星

國際海事衛星組織斥資15億美元，在358000km高的赤道上空，安放了三顆和地球自轉方向一致且速度相同的同步軌道衛星，其覆蓋了南、北緯度在內所有區域。該衛星采用了先進的點波束技術，設計有200個窄點波束、19個寬點波束及1個全球波束，與上一代衛星相比功能強大了約60倍。INMARSAT-4海事衛星覆蓋圖如圖2所示

2.3船載衛星通信站

船載衛星通信站及船舶上安裝的IMARSAT-Fleet Broadband系統，該系統可以使用戶訪問互聯網以及企業網絡，實現了電子郵件傳輸、語音電話服務、視頻音頻監控、短信文本服務等業務。INMARSAT-Fleet Broadband系統作為目前為止國際海事衛星組織最先進的通信業務，它可以提供高達432kbiffs的數據寬帶能力，借助如此先進的衛星通信海事寬帶技術，可以滿足各種作業的應用需求。現歸納特點如下：

（1）性能出色。IMARSAT-FleetBroadband系統相比前一代通訊衛星，提供更加快捷、高效的數據傳輸服務。同時可以支持語音通話、電郵傳輸、電子傳真等多項業務同時進行。

（2）覆蓋廣泛。保障船舶除了在南北極外的任何地點得到高質量的通信業務。

（3）安全可靠。IMARSAT-Fleet Broadband業務不受天氣、海況的影響，為船舶提供穩定的通信服務業務。

（4）操作簡易。系統簡單易懂，方便船員學習，不需要專人服務指導。在緊急情況下，方便應急操作。

3遠洋船舶遠程監控系統

遠洋船舶遠程監控系統具體可以分為：船舶監控采集、數據通信傳輸、岸壁顯示監控。系統如圖3所示。

3.1船舶監控采集

船舶監控采集是在船舶當地進行，具體由海試閉路電視系統（CCTV）和船端海事衛星通信海事寬帶系統（INMARSAT-Fleet Broadband）組合形成。

對于船舶上配備的海試閉路電視系統，不少船員認為CCTV系統限制了船員的自由，對該系統持反對安裝的意見。但是，從船舶安全航行的角度出發，CCTV系統從以下四點發揮了其重要作用，應該得到大力的推廣和支持。

（1）在船舶駕駛甲板瞭望處安裝CCTV系統，有效提高了阻止海盜登船的行動效率；

（2）船長可以通過CCTV系統第一時間采取措施，糾正船員不正當的操作行為；

（3）不同監視區域的CCTV系統能匯總船舶設備的工況，保障船舶安全航行；

（4）無形中調整了駕駛臺和集控室值班人員的工作狀態，減少了人為失誤的發生。

在駕駛臺兩翼的瞭望處各安裝了一個室外云臺攝像頭，支持鏡頭變焦和云臺視角控制，實現船舶甲板無死角區域監控。這兩個攝像機采用紅外攝像技術，實現了日夜監視的需求。在駕駛臺和集控室各設置一個攝像云臺，全天候對核心工作區域進行監控，防止操作人員的懈怠。在主機、發電機等重要設備區域設置攝像云臺，對重要設備的工況實時監控，如發現設備異常，可迅速檢查維修。