淺談無線通信技術在海事監管平臺系統的應用

黃 玲/武漢海事局通信信息中心通信技術服務中心

淺談無線通信技術在海事監管平臺系統的應用

黃 玲/武漢海事局通信信息中心通信技術服務中心

海洋是一片廣闊的天地，由于距離寬廣，導致海上通信存在一些盲區，且我國水上通信基礎設施薄弱，嚴重阻礙了海船交通業的正常通信。并且隨著海上日益繁榮的航運業務，傳統海事監管方式已經不能適應其發展。傳統的海事管理綜合協調性不強；在管理上還是更多地依賴傳統手段；缺乏主動的、全面的、及時的監督管理，新技術沒有廣泛使用，導致海事管理部門經常處于被動的狀態。由此可見，采用傳統的海事管理手段和方式已經遠遠不能滿足現代海事管理的要求。因此，本文主要闡述無線通信技術在智慧海事交通中發揮出來的主要作用，并且為地方海事水上監控與搜救指揮中心公共服務與業務辦理平臺信息化建設與開發提供了發展思路。

無線通信；智慧海事；報港系統

1.引言

隨著我國內陸經濟發展的不斷成熟與壯大，海上貿易運輸量不斷增長，于是海上通信問題隨之引發關注，被提升到越來越重要的地位。通過海上移動通信系統，內陸基站可以隨時掌握海上船只發送回來的航行數據信息，從而有效地對航行船只進行管控。我國海上運輸承載80% 以上的國際貿易運輸量，海上事故所造成的經濟損失巨大，人員傷亡慘重。于是，為了保障船舶海上日常航行順利，船員生命安全，及時有效地應對海上意外遇險報警，對海上通信的及時性和有效性提出更高的要求。而隨著船只數量的不斷增多，帶來的問題隨之越來越棘手。

海洋水域遼闊，環境復雜，船舶進行海上航行時移動的范圍很廣，這些自然條件都導致了海上通信的難度增大，尤其是在部分海域還存在通信盲點的問題。雖然我國已經開通了海上無線通信，但是，這些通信系統存在易受干擾，數據傳輸慢等問題。因此，如何增強信號的強度，消除信號盲區，增進海上船只信息的互通成為改善海上通信問題的關鍵所在。構造一套效率高，且穩定的通信系統，是現在海船舶點急需解決的一個問題，對海上無線通信起著重大的意義，這就需要借助到GPRS網絡技術與公共服務與業務辦理平臺作為水上監控與搜救指揮中心中關鍵的軟件平臺相結合使用，讓海事工作人員更好地去監管地方海域。

2.GPRS技術在智慧海事中的應用

在船舶航運期間，地方海事監控系統需要對航行船舶進行遠程的監控監測方案如下，在通信信號較弱的區域，首先，由目標船只上的設備采集船舶航行數據，將數據打包后經功率放大器放大處理，發送到信號機，然后通過GPRS網絡發送回陸地監控中心和其他臨近船只，同時借助SMS短消息的方式發送出去，最后由陸地監控中心對收到的數據進行處理，并將有效指揮信息返還給相應的目標船只，而其他臨近船只也可以對該目標船只的航行信息有所了解，繼而實現了船舶之間的點對點通信手段。

2.1 海陸監控通信系統

海上船只與陸地監控端的通信方式采用GPRS技術。GPRS技術是在GSM 網絡的基礎上，通過進行數據分組交換來實現高效數據傳輸的無線通信技術。它充分利用了現有移動公眾網絡的資源，具有實時在線、按量計費、快捷登錄、高速傳輸、自如切換等無可比擬的優勢。但由于GSM公眾網絡資源主要針對大眾性消費，因此在專業使用時存在頻道資源有限、有通信盲區等問題。

目前，普通公眾網基站的最大功率距離一般在35km 左右，實際通信距離受地形、障礙物影響會減小。海上船舶使用GP R S 數據傳輸主要問題是船舶離岸過遠，導致通信信號衰弱甚至會脫離基站覆蓋范圍。移動基站是無線通信信號和數據處理算法與硬件計算資源結合最緊密的地方，通過各種計算處理設備完成與無線收發相關的信號處理和控制，完成移動通信網相關的通信協議轉換和處理。在無線接入網的環境中，基站的功能、作用至關重要。由于在海上搭建移動基站成本花費巨大，而依靠現有的基站，只能保證在附近的海域接收到可靠信號，當超出一定范圍，信號強度衰減到一定值以后，就無法繼續正常通信，完全成熟的解決方案目前在業界仍然未有大規模使用案例。而該點對點無線通信監測方案通過在船只上安裝功率放大器設備，來增大信號強度，以解決距離陸地基站較遠，通信信號較弱區域的通信質量差問題。

2.2 船與船之間的通信方式

另一方面，當船只處于海上這一特殊地形區域時，單一的船舶與陸地間通信并不能滿足安全行駛的要求，船舶之間急需相互航行信息的互通，以加強對海面航行數據情況的掌握，及時采取應對突發險情的措施，保障船只航行順利，提高海上搜救工作的效率。此外，根據海上運輸船只的班次是按照固定時刻表進行的，通過增加船與船之間的通信手段，多個船只間能夠前后中繼，相互之間又構成了連續可靠的通信網絡。并且，附近海域的私人船只、漁船等也可以通過安裝GPRS終端設備，自由的訪問網絡。

3.公共服務與業務辦理平臺架構

當船只處于海上信號強度較弱的區域時，信號收發機將船舶航行數據信息進行一系列處理后，經功率放大器放大，通過全向增益天線發送出去。同樣，接收過程是對接收到的微弱的移動信號進行相關處理，以獲取有效數據信息。這樣，在現有的船舶終端設備中引入功率放大器，作為信號放大轉發中繼，不需要改變現有系統的基站和終端就可以得到很好的信號收發效果，解決了信號微弱區域的通信問題。并將無線接收終端與公共服務與業務辦理平臺相結合使用，實現現代海事信息化監管功能。

公眾服務與業務處理平臺軟件功能分布如下所示：

（1）遠程報港系統

當船快要進港前，船主可在遠程報港系統移動App端上輸入要到達的港口的名稱；或者系統根據船主的衛星定位系統，搜索出船主附近的港口，由船主進行港口的選擇。就能直接進行遠程的報港，報港信息發出后，指揮中心將收到信息并自動回復給船主是否報港成功后。

具體實施步驟如下：

1.網上申報

實現報港申請的互聯網填報、接收和存儲。

2.電話報港申請錄入

對通過服務電話提交的簽證申請，由受理中心人員將船舶所報始發港、目的港、裝載貨物種類數量和應繳納的船舶港務費數額等要素信息錄入簽證數據庫。

3.報港輔助核查

利用船舶監測數據以及系統中各類業務數據對申請信息進行智能判定和人工核查，確認后通過手機短信將審核（備案）信息反饋給船員。

4.結果告知

對核查沒有問題的船舶，受理中心以短信方式告知報港辦理結果，相關申請信息存儲作為電子申請表單備案。對核查有問題的船舶或危險品運輸船舶，受理中心人員通知就近的海事執法人員進行實船檢查，或要求船舶到附近海事固定站點接受檢查。

（2）違章查詢系統

可提供違章信息的查詢，船主能通過違章查詢系統的移動App客戶端就能對自己的違章的信息進行查詢（查詢信息包括違章時間、違章地點、違章原因等）。并能查詢歷史的違章記錄。

（3）規費交納系統

系統支持規費的網上繳納，而不需要到現場去繳納。查詢內容包括規費類型、規費金額、到期時間等。并能提供規費繳納的歷史記錄的查詢。

（4）航道交通信息與氣象信息系統

航道交通信息：可提供航道交通的相關信息（比如航道流量、擁堵情況、斷面流量等）進行實時查詢。

氣象信息：可查詢實時的航道的氣象信息（溫度、濕度、超高水位、超低水位、風災、大霧、水位風速等指標）

（5）報警與救援信息處理系統

提供報警與救援的服務熱線，工作人員接到報警和救援的電話時，實時錄入相關信息。并通過視頻監控等多種渠道了解實際發生的情況并采取相應的救援措施，對于處理的事件需要及時錄入系統，實現報警與救援信息的可追溯的功能

（6）船舶引導系統

當船舶需要引導時，可通過水上交通安全監控中心來實時監控引導過程并進行監督，當現場船舶引導出現問題時，還可以遠程操控整個引導的過程。

4.結語

本文將無線通信系統GPRS網絡技術與水上監控與搜救指揮中心公共服務與業務辦理平臺的相結合，厘清了現代海事監管平臺的建設思路，闡述了無線通信技術在現代海事中的應用，明確了公共服務與業務辦理平臺的軟件建設目標與內容，為實現海事信息化、監管方式后臺化、監管手段智能化、監管粒度精細化等目標，提供了重要的軟件支撐，對實現海事基層執法模式的改革具有重大意義。

[1]《江蘇交通運輸信息化“十二五”發展規劃》.

[2]《江蘇省內河交通管理條例》.

[3]施勇.上海市城市軌道交通無線通信系統簡介[J].電信快報,2004(5).

[4]沈金龍，楊庚主編． 計算機通信與網絡． 北京:人民郵電出版社，2011．9.

黃玲(1970-)女，湖北武漢人，武漢海事局通信信息中心通信技術服務中心副主仼，通信工程，從事船舶無線電通信管理。