北斗短報文技術(shù)運用：北斗應(yīng)急無線電示位標(biāo)

陳華榮

摘 要：本文通過北斗應(yīng)急無線電示位標(biāo)簡介，工作原理，認可及檢驗要求及運用現(xiàn)狀分析，肯定了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)產(chǎn)品在我國具有廣闊的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：北斗應(yīng)急無線電示位標(biāo);報警;EPRIB;北斗RDSS;檢驗

中圖分類號：U675.7 ? ? ? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ?文章編號：1006—7973（2021）07-0076-03

1 背景介紹

2015年6月長江船舶“東方之星”遭遇沉船事件后，為避免“東方之星”客輪悲劇再次發(fā)生，交通運輸部希望對國內(nèi)航行船舶加強安全措施。部海事局首先考慮船舶配備應(yīng)急示位標(biāo)，即可在船舶遇險下沉?xí)r，自動快速向救助中心發(fā)送遇險報警，為營救增加寶貴時間，將能把損失減少到最低。考慮到中國北斗技術(shù)已成熟、廣泛應(yīng)用，且具有中國自主產(chǎn)權(quán)，調(diào)研基于北斗技術(shù)的應(yīng)急示位標(biāo)可行性。2016年初部海事局立項組建“北斗應(yīng)急無示位標(biāo)”標(biāo)準(zhǔn)研發(fā)小組，由東海航行保障部牽頭，中國船級社、上海計量院、企業(yè)技術(shù)代表等組成。研發(fā)小組先后在舟山、溫州進行技術(shù)研討，最后委托CCS進行《北斗應(yīng)急無線電示位標(biāo)性能標(biāo)準(zhǔn)和檢驗檢測標(biāo)準(zhǔn)》制定并順利通過評審，目前該標(biāo)準(zhǔn)已新增至《國內(nèi)航行海船法定檢驗技術(shù)規(guī)則》2016修改通報中。

2 產(chǎn)品簡介

北斗應(yīng)急無線電示位標(biāo)是一款中國自主研制的高性能船舶遇險報警示位裝置，內(nèi)置RDSS收發(fā)機、121.5MHz發(fā)射機、GNSS接收機和一個控制單元，可通過衛(wèi)星向遍及全球的救援系統(tǒng)發(fā)射帶位置協(xié)議的RDSS短報文求救信號，該信號可以在全球任何地方被接收到并迅速識別及定位，并可發(fā)射121.5MHz的航空遇險信號來引導(dǎo)幫助搜救。

采用北斗RDSS作為通訊鏈路，實現(xiàn)了北斗短報文功能在水上搜救領(lǐng)域的規(guī)范化應(yīng)用，推進了北斗技術(shù)在海事安全保障領(lǐng)域的應(yīng)用，它具有自動和手動報警，功能完全符合緊急無線電示位標(biāo)406M-EPRIB的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)IEC 61097-2及COSPAS-SARSAT的要求。相比406MHz-EPRIB，它具有以下三點創(chuàng)新，結(jié)合北斗信號在我國的全面覆蓋，在國內(nèi)及內(nèi)河的運用更具優(yōu)勢。

（1）報警取消功能：報警管理平臺能清楚顯示報警方已人工取消報警，減少無效的搜救調(diào)度;

（2）報警確認指示：人工報警時能清楚知道報警信息已被報警平臺接收并確認，搜救工作正在組織中，減少遇險人員心理壓力;

（3）釋放的水深：精準(zhǔn)達到1.5-2.5米，更適合航行在內(nèi)江、內(nèi)河船舶使用。另外沿海船舶可選配2.5-4.0米的釋放水深。

3 工作原理

北斗應(yīng)急無線電示位標(biāo)采用北斗RDSS通訊衛(wèi)星作為通訊鏈路，結(jié)合岸上報警信息處理中心平臺為中國區(qū)域內(nèi)包括海上、陸地提供遇險報警及定位。報警啟動后，它通過北斗（RNSS+RDSS）和GPS定位獲取位置信息，再將事故地點的坐標(biāo)和船舶識別碼（ID）通過北斗短報文通訊周期發(fā)送到北斗應(yīng)急示位標(biāo)報警處理中心平臺，使得遇險報警得到及時的救助。

3.1 系統(tǒng)工作原理

3.1.1 系統(tǒng)組成

遇險安全系統(tǒng)包括：

（1）北斗示位標(biāo)：用于發(fā)送遇險報警信息，包括121.5MHz航空引航信號。

（2）北斗/GPS定位衛(wèi)星：為事故發(fā)生提供精確有效的位置坐標(biāo)。

（3）北斗RD通訊衛(wèi)星：作為報警的通訊手段，支持中國范圍內(nèi)的通訊服務(wù)。

（4）衛(wèi)星應(yīng)用管理中心：提供示位標(biāo)報警信息的落地接收，并推送到報警信息處理中心。

（5）報警信息處理中心：用于處理示位標(biāo)報警信息，及時向救援機構(gòu)推送報警信息，同時給報警設(shè)備發(fā)送遇險確認。

（6）救援協(xié)調(diào)中心：為遇險者提供救援調(diào)度，起到快速營救作用。

3.1.2 報警信號處理過程

（1）示位標(biāo)啟動報警（手動式/觸水自動）;

（2）示位標(biāo)啟動北斗/GPS定位獲取位置信息，以65s的周期發(fā)送遇險報警信息，同時發(fā)送121.5MHz航空引導(dǎo)信號;

（3）衛(wèi)星管理中心收到遇險信息后，優(yōu)先把報警信息推送到報警處理中心;

（4）報警信息處理中心對報警信息進行解析處理，得到報警者的身份及位置等信息，同時把該信息推送到搜救協(xié)調(diào)中心;

（5）搜救協(xié)調(diào)中心收到報警信息后，組織搜救;

（6）搜救過程中，示位標(biāo)實時發(fā)射位置信息，搜救空中直升機通過示位標(biāo)發(fā)送的121.5MHz航空遇險引導(dǎo)信號確定遇險者位置方位。

3.2 終端工作原理

3.2.1 終端組成

北斗應(yīng)急無線電示位標(biāo)內(nèi)置北斗RDSS模塊、北斗RNSS/GPS定位模塊、121.5MHz航空遇險信號發(fā)射單元、CPU控制單元、鋰電池組、天線、報警開關(guān)、蜂鳴器及指示燈等電路，整機配帶釋放箱及靜水釋放器。

3.2.2 遇險報警處理過程

（1）啟動示位標(biāo)報警：①手動報警：通過示位標(biāo)的專用開關(guān)可啟動遇險報警，為防止誤操作，手動報警操作采用兩個獨立動作才能啟動報警，并且具備破壞性的開啟標(biāo)識。②落水自動報警：當(dāng)示位標(biāo)沉入水中1.5米～4米時，由于壓力作用，靜水釋放器釋放脫離，示位標(biāo)自動彈出釋放箱，上浮到水面。示位標(biāo)底部水敏開關(guān)遇水觸發(fā)，機器自動啟動下水遇險報警。

（2）示位標(biāo)啟動報警后，設(shè)備聲光指示進入報警狀態(tài)，定位模塊搜星快速獲取位置信息、遇險者的識別碼、報警時間和位置等信息，在60min內(nèi)以65秒的周期通過北斗短報文向報警處理中心發(fā)送遇險報警，白色閃光燈以每分鐘20-30次周期閃亮，121.5MHz航空遇險引導(dǎo)信號連續(xù)發(fā)射。

（3）報警信息處理中心收到報警后，給報警設(shè)備發(fā)送報警接收確認。

（4）示位標(biāo)接收到岸上控制中心反饋的報警應(yīng)答信號后，設(shè)備LED燈指示中心已收到報警的標(biāo)志，這時設(shè)備以600s為周期發(fā)送長報文。若未收到岸上控制處理中心應(yīng)答和指令時，設(shè)備至開啟第61min起RDSS轉(zhuǎn)成每10min運行RDSS接收90s，值守時間為每次報警信號發(fā)出后。

4 現(xiàn)行法規(guī)及檢驗要求

北斗應(yīng)急無線電示位標(biāo)配備要求及性能標(biāo)準(zhǔn)已新增至《國內(nèi)航行海船法定檢驗技術(shù)規(guī)則》2016修改通報。

4.1 審圖要求

（1）設(shè)備認可時應(yīng)將下列圖紙資料提交審查：①整機外形圖、結(jié)構(gòu)圖;②電氣原理圖、接線圖、電氣功能框圖;③系統(tǒng)接線圖;④產(chǎn)品技術(shù)條件;⑤產(chǎn)品主要軟件模塊描述，軟件版本號說明，軟件維護及更新說明;⑥產(chǎn)品安裝手冊、操作手冊和維護手冊;⑦型式試驗大綱和出廠試驗大綱。

（2）提交圖紙及技術(shù)資料的范圍及詳細程度，應(yīng)能審核及驗證產(chǎn)品對應(yīng)于規(guī)定及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的符合性，并可對產(chǎn)品的外觀、結(jié)構(gòu)和電氣設(shè)計進行檢查和試驗;

（3）所提交的文件應(yīng)按照制造廠質(zhì)量管理體系的規(guī)定予以管理和標(biāo)識，技術(shù)文件應(yīng)便于與相關(guān)技術(shù)要求進行核查。

4.2 認可檢驗要求

（1）申請方提供的RDSS單元應(yīng)經(jīng)中國北斗衛(wèi)星系統(tǒng)應(yīng)用管理部門授權(quán)的檢測機構(gòu)檢測合格，并出具報告/證書，逐臺被授予北斗序列號。

（2）型式試驗主要包含如下項目：①操作測試;②浮離裝置;③北斗RDSS功能及性能測試，可由廠家提供測試報告;④GNSS（北斗RNSS及GPS）性能測試;⑤121.5MHz信標(biāo)測試;⑥環(huán)境條件及電氣安全試驗（包括環(huán)境試驗、電磁兼容試驗和羅經(jīng)安全距離等）。

4.3 出廠檢驗要求

制造廠應(yīng)在產(chǎn)品出廠前申請CCS進行單件/單批檢驗，檢驗合格后予以簽發(fā)船用產(chǎn)品證書。

在通過型式認可后，制造廠應(yīng)按照認可時提交的質(zhì)量控制文件，對產(chǎn)品的生產(chǎn)及試驗過程進行控制，并對每一臺船用產(chǎn)品進行規(guī)定的出廠試驗并出具出廠試驗報告。驗船師在審查出廠試驗報告的基礎(chǔ)上，按照抽樣進行檢驗，單件/單批檢驗至少應(yīng)進行下述試驗：①外觀檢查;②主要元器件（零部件）資料核查，含RDSS單元的入網(wǎng)測試報告，北斗專用SIM卡信息，電池及釋放裝置出廠證明等;③自檢;④浮離裝置的檢查;⑤遇險功能確認;

如果CCS驗船師認為必要，可增加試驗項目及抽樣數(shù)量。

5 運用現(xiàn)狀及前景

目前CCS認可產(chǎn)品制造企業(yè)有福建飛通通訊科技股份有限公司、上海普適導(dǎo)航科技股份有限公司、安徽四創(chuàng)電子股份有限公司。認可檢測機構(gòu)有上海計量院和北京514所。CCS已按照部海事局要求在第一時間完成設(shè)備的認可，交通部信息中心組織設(shè)備廠商進行報警平臺接入聯(lián)調(diào)，并在長江干線進行為期7天的實船設(shè)備落水報警測試，測試結(jié)果均能滿足預(yù)期要求，但是未有相關(guān)政策落實及部署接警平臺及管理辦法出臺，導(dǎo)致目前幾乎沒有相關(guān)產(chǎn)品檢驗安裝上船。

北斗應(yīng)急無線電示位標(biāo)是我國自主研制，其功能、性能上完全可取代406MHz衛(wèi)星示位標(biāo)。目前國內(nèi)僅沿海運輸船和小部分大型漁船配備406MHz衛(wèi)星示位標(biāo)，但仍有內(nèi)江內(nèi)河十幾萬艘各類交通運輸船舶及沿海十幾萬艘大中型漁船未配備衛(wèi)星緊急示位標(biāo);另外在國家的一帶一路政策帶領(lǐng)下，北斗全球化的進程在加速;北斗全球化后，沿海國家航行船舶有相當(dāng)大市場需求。

北斗短報文功能在水上搜救領(lǐng)域的規(guī)范化應(yīng)用也應(yīng)得到有力支持，國內(nèi)運營的幾十萬條船舶可以裝備滿足法規(guī)要求的船用北斗應(yīng)急示位標(biāo)產(chǎn)品，推進北斗技術(shù)在海事領(lǐng)域的應(yīng)用，提高海事安全保障的服務(wù)水平，避免“東方之星”事件的再次發(fā)生。為此建議：

第一，交通部海事局盡快確認接警平臺的管理流程，設(shè)立主管負責(zé)部門，制定出臺設(shè)備安裝信息登記管理辦法;

第二，交通部信息中心盡快為企業(yè)提供北斗卡號申請，目前企業(yè)只拿到幾張測試卡;由于北斗卡號與報警平臺存在綁定關(guān)系，沒有北斗卡號企業(yè)無法進行生產(chǎn)安裝使用;

第三，部海事主管機關(guān)盡快制定船舶配備規(guī)范及相關(guān)要求，促進北斗應(yīng)急無線電示位標(biāo)在國內(nèi)海船及內(nèi)河船舶的安裝推廣使用。

6 總結(jié)

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)作為我國打破歐美衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)壟斷，全力實施的具有自主知識產(chǎn)權(quán)、獨立運行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，促進了我國衛(wèi)星導(dǎo)航事業(yè)的發(fā)展，同時帶動衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在海洋船舶上的應(yīng)用。充分利用北斗衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)，研制人性化的、適用性強的海洋船舶北斗衛(wèi)星系統(tǒng)終端設(shè)備，這既符合國家發(fā)展自主衛(wèi)星系統(tǒng)方針政策，又實現(xiàn)海上安全保障暢通，建設(shè)“平安海洋”，提高政府部門對海上安全突出事件應(yīng)急處置主動權(quán)及效率，避免或減少海上船舶事故發(fā)生，更好地為國家建設(shè)與經(jīng)濟發(fā)展“保駕護航”，提高海洋國際競爭力，具有重大的社會意義和經(jīng)濟效益，為我國建設(shè)海洋強國奠定堅實的基礎(chǔ)。

參考文獻：

[1]中華人民共和國海事局.船舶與海上設(shè)施法定檢驗規(guī)則-國內(nèi)航行海船法定檢驗技術(shù)規(guī)則 2016年修改通報[S].北京：人民交通出版社股份有限公司，2016.