衛星通信技術在漁政執法中的應用

●文 | .中國空間技術研究院 .航天恒星科技有限公司 龍珂 何大海 朱峰

一、漁政執法衛星視頻系統建設背景

當前，海洋事業在我國經濟社會發展中的戰略地位日益凸顯，黨的十八大報告提出“提高海洋資源開發能力，發展海洋經濟，堅決維護國家海洋權益，建設海洋強國”。隨著海洋在沿海國家戰略全局中的地位不斷提升，各國以維護海洋權益、拓展空間為核心的海洋綜合實力競爭愈演愈烈。建設海洋強國戰略對于推動經濟持續健康發展，維護國家主權、安全、發展利益，對實現全面建成小康社會目標、進而實現中華民族偉大復興都具有重大而深遠的意義。

為切實提升廣東省海上執法信息化水平，建立健全長效、統一的海上通信指揮機制，對現有100 噸級以上的執法船和赴南沙生產重點監控漁船加裝衛星視頻通信設備，保障船岸、船船之間通信；對現有300噸位以上的執法船升級改造雷達、加裝光電跟蹤取證系統，形成目標探測偵查、成像取證、融合處理、實時回傳等整套海上執法保障機制，全面提升海洋執法能力。

廣東省下轄海域和南海等海域，面積廣闊、海洋資源豐富、地理位置極為重要。開展執法船和南沙漁船衛星視頻系統項目建設，有助于提高廣東省海上執法信息化水平，進一步全面提升廣東省在開發海洋、利用海洋、保護海洋、管控海洋方面的綜合實力。

二、漁政執法衛星視頻系統需求分析

為切實提高廣東省海上執法信息化水平，需綜合運用衛星通信、計算機網絡、雷達探測識別、光電跟蹤成像、音視頻處理等多種技術手段，搭建衛星視頻系統和海上監控系統，形成“探測、監控、通信、指揮”一體化的海上執法體系。

在執法船上，升級探測雷達、光電跟蹤取證系統等設備，加裝單兵無線圖傳系統，對雷達、光電跟蹤取證系統、船舶自動識別系統（AIS）等進行業務融合，整合各類設備的數據優勢，形成基于執法船的海上態勢監控平臺。

基于甚小口徑衛星終端（VSAT）衛星通信鏈路構建海陸一體化高速通信網絡，實現岸-船、船-船之間的實時數據交互，承載音視頻會議流數據、雷達數據、光電圖像數據、文電數據等多種數據，實現遠程監控指揮、實時音視頻會議協商、海陸一體化辦公等典型應用業務。

在漁政總隊構建網絡與數據處理中心，整合各類態勢資源，形成海上執法管理工作的“數據處理中樞”和“通信指揮中樞”。一方面對各類數據進行融合處理，提供海上執法工作的輔助決策；另一方面實時與各個節點“面對面”交流，實現及時高效的通信指揮。

1.業務類型需求

（1）高清音視頻會議業務需求

在總隊辦公區、直屬支隊辦公區以及執法船之間搭建音視頻會議業務系統，提供系統內部各節點之間的點對點、多點音視頻會議服務，視頻畫面質量根據需求具備標清、高清等級別。

針對音視頻會議業務，常態化支持至少一路以上岸船之間的高清或者標清視頻會議，同時可快速擴展業務，滿足網絡內部多路視頻會議并發需求。

（2）電話和傳真業務需求

在總隊辦公區、直屬支隊辦公區以及執法船之間搭建電話和傳真業務系統，提供系統內各節點之間的多路電話和傳真業務，要求電話業務7×24小時可用。

（3）光電跟蹤取證業務需求

根據執法船光電設備部署情況，針對已經具有光電跟蹤設備的船只，進行兼容設計，將數據接入衛星通信網絡；針對沒有光電跟蹤設備的船只，部署光電跟蹤設備；對執法船周邊海域進行全天時、全天候視頻監控，執法船可對視頻進行本地存儲和上傳，存儲空間可滿足一個月以上的高清視頻存儲。

（4）無線圖傳業務需求

配備無線圖傳系統，支持以執法船為中心，動態延伸圖像采集功能，當有抵達現場等任務需求時，工作人員可攜帶單兵圖傳設備抵達目標現場實施圖像采集工作，并實時回傳至執法船進行處理后上傳至漁政總隊指揮中心。

（5）AIS數據獲取需求

通過在漁政執法船上安裝AIS接收設備，可以實現執法船對某一水域內安裝AIS設備的通航船舶動態監視和跟蹤。通過VSAT通信鏈路將AIS接收設備接收的數據進行回傳，接入漁政總隊的AIS統一平臺，擴大AIS統一平臺的感知能力。指揮中心可對AIS數據進行存儲。

（6）雷達探測業務需求

升級現有船載雷達探測系統，具備目標自動錄取、標繪、自動跟蹤等功能，能批次性輸出目標的定位、航向、航速等信息，提升目標探測能力。

2.數據融合處理需求

本項目中，需要對執法船回傳至總隊指揮中心的各類數據進行處理，主要包括以下幾個方面：

1）對回傳至指揮中心的雷達數據、AIS數據等，經過融合后期處理后，接入漁業安全生產通信指揮系統，在海圖上動態顯示。

2）對回傳至指揮中心的目標圖像，需要接入漁業安全生產通信指揮系統進行動態關聯顯示。

3）在后臺軟件界面上，可遠程控制光電跟蹤平臺，可根據雷達數據遠程引導光電跟蹤取證系統工作。

4）對執法船上傳回來的AIS數據、雷達目標數據進行本地存儲，以供數據調用工作。

3.網絡管理需求

（1）衛星網絡管理

該項目中，執法船通過衛星通信設備接入整個系統，需要對船載通信節點進行數據接入、業務調度等管理工作。需配置衛星通信系統主控平臺，完成衛星通信網絡的調度和管理。

（2）業務系統管理

需配置網絡管理中心，負責音視頻會議、遠程目標監控、電話和傳真等業務的調度和管理。網絡管理中心支持遠程訪問和權限劃分，總隊辦公區、直屬支隊辦公區以及執法船均可訪問網絡管理中心，實施業務調度與管理工作。

4.通信范圍需求

廣東省漁政總隊下轄執法船的作業范圍包括廣東省下轄海域與南海等全部海域。需要衛星信號對上述海域形成有效覆蓋，滿足執法船在這些海域范圍內能夠隨時、隨地接入系統，與其他網絡節點開展通信業務。

5.信道資源保障需求

該項目中，利用衛星通信鏈路實現海上執法船的數據接入，需提供必要的衛星通信信道頻率帶寬，承載系統業務。在通信衛星的選取上，應考慮“多星備份”原則，從而可根據實際使用區域提供信號質量最好的鏈路；在頻率帶寬的規劃上，應考慮規劃常態化運行和臨時擴容兩種模式。

常態化運行模式，在沿海海域、北部灣等衛星信號較強區域，保障2路岸-船之間的雙向高清音視頻流（可承載音視頻會議、遠程監控視頻等），在南沙等衛星信號較弱區域至少保障1路岸-船之間的雙向高清音視頻流（可承載音視頻會議、遠程監控視頻等）；臨時擴容模式下可根據需求快速開通多路岸-船之間的雙向音視頻流業務。

6.系統運行保障需求

該系統是一個多功能的綜合性業務通信系統，涉及到衛星通信網絡、地面光纜網絡以及各業務系統，為保證系統全天時、全天候穩定運行，需配置專業的技術人員開展系統運行保證工作，包括網絡運行、系統巡檢、設備維護等各項運行保障服務。

7.系統安全需求

本系統是一個復雜而龐大的系統，需要考慮系統的安全性，確保系統在物理上、網絡上以及管理上等方面的安全。采取科學的安全防護措施，建立合理的安全防護體系。

三、漁政執法視頻系統建設內容

1.建設目標

為切實提升廣東省海上執法信息化水平，建立高效的海域監控、侵權事件處置、海上生產管理等工作的海陸一體化通信指揮機制，對現有100 噸級以上的執法船和赴南沙生產重點監控漁船加裝衛星視頻通信設備，保障船岸、船船之間開展高質量、高可靠性的各類業務通信傳輸，同時對300噸位以上執法船升級雷達、加裝光電取證跟蹤系統，提升執法船的目標探測能力、現場態勢監控能力，全面輔助漁政總隊開展各項維權、執法與監管工作。

本項目的總體建設目標分為以下幾個方面：

分級管理：衛星視頻系統按照“業務整合，分級管理”原則，以廣東省漁政總隊為網絡中心，對全網進行數據和業務管理；直屬一、二、三支隊可接入網絡，在總隊授權下實現網絡的業務調度和管理。

業務多元：滿足海上維權、執法與監管等工作的業務多樣化需求，提供雙向音視頻會議、電話與傳真、光電跟蹤取證、雷達探測跟蹤等多種業務模式，提供海上目標態勢探測與采集、音視頻會議實時協商交流、海上目標數據回傳顯示等多種功能。

性能可靠：綜合利用理論計算、工程經驗指導、先進技術保障等手段，確保系統的可靠性，在衛星網絡覆蓋范圍、通信鏈路質量、業務傳輸性能、雷達探測識別性能、光電跟蹤性能、設備的海上環境適應性能等方面滿足需求。

經濟節約：采用“以租代建、購買服務”的方式，租賃成熟的系統平臺和產品，購買優質的業務運營服務。做到科學合理的資源調度、及時有效的故障規避、最大程度的業務服務能力挖掘，切實為海上漁政執法提供有力保障。

2.建設內容

執法船衛星視頻系統分四期完成建設，第一期（即第一年）建設內容分為以下兩個部分：

一是租賃各類業務設備完成系統業務的部署和開通，業務部署和開通具體安排如下：

1）為廣東省漁政總隊部署網絡管理和數據處理中心，提供網絡調度管理和通信指揮中樞服務；

2）為總隊辦公區、直屬支隊部署業務系統，提供音視頻會議、電話和傳真、雷達探測、光電跟蹤取證等業務；

3）為中國海警某號、中國海監某號新增部署衛星通信、單兵無線圖傳、音視頻會議等業務系統，同時升級雷達探測系統，與船上光電跟蹤取證系統、AIS接收設備等設備進行業務融合升級；

4）為中國漁政某號部署衛星通信、單兵無線圖傳、音視頻會議等業務系統，同時升級雷達探測系統，與船上光電跟蹤取證系統、AIS接收設備等設備進行業務融合升級；

5）為中國漁政某號部署衛星通信、單兵無線圖傳、音視頻會議、光電跟蹤取證系統等，同時升級雷達探測系統，將光電、雷達、AIS接收設備等設備進行業務融合。

二是租賃衛星信道資源、地面光纜專線資源、衛星網絡管理等服務，確保系統可靠穩定地運行各類業務，租賃期限為1年。詳細內容如表1所示。

表1 項目建設內容表（第一年）

四、漁政執法衛星視頻系統總體架構

執法船和南沙漁船衛星視頻系統總體架構如圖1所示，在漁政總隊配置網絡管理和數據處理中心，負責匯聚衛星通信網絡、總隊辦公區局域網絡和直屬支隊辦公區網絡，實施整個網絡的業務調度和管理工作；對雷達數據、AIS數據、光電圖像等進行融合處理，提取有用信息。

網絡內的通信節點包括總隊辦公區各會議室值班室、直屬支隊辦公區以及海上執法船。其中海上執法船通過衛星通信鏈路接入業務網絡，由衛星主控站負責海上各個通信節點的信號接入和管理，衛星主控站通過光纜專線與總隊網絡管理中心互聯互通；陸上各節點通過光纜專線組成網絡。各通信節點均配置音視頻會議、電話和傳真、光電跟蹤取證等業務設備，通過基礎網絡實現業務內容的傳輸。

五、漁政執法衛星視頻系統建設效益

1.經濟效益

本項目主要的經濟效益在于可以為廣東省漁政總隊陸、直屬支隊以及海上各節點提供一體化的執法指揮和辦公平臺，大大減小由于信息不暢通、不及時導致的海洋執法工作開銷。

圖1 系統網絡架構示意圖

2.社會效益

廣東省所轄海域以及南海等重點海域擁有豐富的海洋資源，包括島礁資源、漁業資源等。通過本項目的建設，將使得漁政總隊管控海域的能力穩步增強。主要表現在以下幾個方面。

（1）升級船岸、船船數據通信能力

項目建成后，執法船和南沙重點漁船可通過衛星通信系統開展話音、圖像、視頻流等寬帶數據傳輸，大大提高通信能力，為陸海之間構建大數據傳輸通道。

（2）提升海洋應急指揮和執法管控能力

船載衛星通信系統的建設，使得執法船可隨時、隨地接入衛星網絡，支持召開音視頻會議、監控視頻上傳、撥打電話和傳真等多種業務交流和指揮管控模式，實現陸地指揮中心與海上執法船之間的“面對面”交流指揮。

同時，通過廣電跟蹤取證、雷達探測、單兵無線圖傳等多種目標探測和成像手段，可對周圍海域進行全天時、全天候動態監控，第一時間為執法工作提供輔助決策依據，大大提升海上執法的管控能力。

（3）完善海陸一體化信息網絡

漁政總隊衛星網絡管理中心的建設，后期可將衛星通信網絡與3G/4G移動通信、短波、北斗、地面光纜專網等網絡互聯互通，真正形成機制多元、優勢互補的海陸一體化信息網絡，實現全海域的高速信息網絡覆蓋。

（4）助推“智慧海洋”建設

“智慧海洋”工程建設需以陸海寬帶互聯網絡為基礎，衛星通信系統是陸海寬帶互聯網絡的有效補充，可將高速互聯節點延伸到遠海任一船艇，為建立由“互聯網+漁船”、“互聯網+執法管理”、“互聯網+大數據+漁港”共同組建的智慧海洋平臺提供網絡保障。

（5）提升整體形象

項目建成后，能夠進一步體現廣東省在完善海洋信息化建設、提升海洋執法能力等方面所做的工作，向各級領導、全省海洋漁業系統內的各級單位展示系統提供的“零距離”執法保障、陸海一體化政務協商等應用模式，可為其他兄弟省市乃至國家海洋與漁業信息化建設提供可借鑒的實施經驗。

六、結語

執法船是我國海洋與漁業管理機構行使漁政執法管理的重要裝備，其職責是維護國家海洋權益和開展漁業執法，主要包括群島守礁、執法和護漁護航任務、200海里專屬經濟區管理、國家漁業法規賦予的漁政執法職能以及國家下達的其他任務。廣東為海洋與漁業大省，航天企業利用衛星通信系統，并結合光電雷達等手段，為廣東省海洋漁政總隊進一步加強海域漁業執法管理力度，提高漁業執法裝備和基礎設施建設水平，加強聯合執法管理，積極參與國家護漁維權巡航行動，充分維護廣東省海洋主權和漁業權益提供幫助。