一種新型舢板帆船訓(xùn)練遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

張尚悅 王郁茗 于政國(guó)

（海軍大連艦艇學(xué)院 航海系 大連116018）

引 言

目前海軍院校學(xué)員海上舢板帆船訓(xùn)練日益增多，為增強(qiáng)學(xué)員海上訓(xùn)練科目的難度以及鍛煉學(xué)員戰(zhàn)風(fēng)斗浪的意志品質(zhì)，通常會(huì)增加大風(fēng)浪條件和能見(jiàn)度不良情況下的海上訓(xùn)練。這為組織指揮、氣象保障部門(mén)提出一個(gè)難題：既要開(kāi)展訓(xùn)練，又要安全第一。因此研制一套符合海軍院校海上訓(xùn)練實(shí)際的指揮監(jiān)控系統(tǒng)很有必要。

本文構(gòu)建的新型舢板帆船訓(xùn)練監(jiān)控系統(tǒng)是集成北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)［1］、AIS作戰(zhàn)訓(xùn)練一體化支持系統(tǒng)、實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)［2］等方面所取得的成果，著眼提高海軍院校在信息化條件下學(xué)員海上舢板帆船訓(xùn)練指揮的自動(dòng)化水平，提高組織指揮部門(mén)指揮調(diào)度的科學(xué)化水平，完善海上訓(xùn)練航海氣象保障機(jī)制。

1 系統(tǒng)總體功能

1.1 舢板帆船集群指揮

出海訓(xùn)練的舢板或帆船組成一個(gè)海上群，由保障艦或舢板（帆船）指揮艦負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)指揮、監(jiān)控、引導(dǎo)。每一個(gè)舢板（帆船）都裝有小型AIS設(shè)備，保障艦船裝有AIS接收機(jī)，可自動(dòng)采集各舢板（帆船）的目標(biāo)位置信息，定時(shí)更新艦位，所有信息自動(dòng)轉(zhuǎn)換為圖形、表單、文字、符號(hào)并顯示［3］。保障艦船可在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行指揮監(jiān)控，必要時(shí)可對(duì)離隊(duì)或失控舢板（帆船）進(jìn)行引導(dǎo)及援救。

1.2 岸基遠(yuǎn)程指揮監(jiān)控

岸基指揮中心利用接收到的保障艦船及各舢板（帆船）的運(yùn)動(dòng)要素及海上水文氣象環(huán)境信息數(shù)據(jù)，通過(guò)北斗衛(wèi)星通信信道實(shí)施遠(yuǎn)程指揮監(jiān)控，通過(guò)報(bào)文形式進(jìn)行遠(yuǎn)程指揮，對(duì)重點(diǎn)船艇進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。岸基指揮中心所見(jiàn)海上態(tài)勢(shì)與海上保障艦船所見(jiàn)態(tài)勢(shì)一致，舢板訓(xùn)練信息由廟島群島傳輸，帆船信息由三亞訓(xùn)練基地遠(yuǎn)程傳輸，使學(xué)院各級(jí)指揮及業(yè)務(wù)人員頗有身臨其境的感覺(jué)。

1.3 保障業(yè)務(wù)遠(yuǎn)程支持

岸基指揮中心利用學(xué)院雄厚的氣象水文資料信息及優(yōu)秀的氣象保障專(zhuān)家，對(duì)海上訓(xùn)練環(huán)境進(jìn)行會(huì)商，利用遠(yuǎn)程指揮監(jiān)控信道，對(duì)海上舢板（帆船）訓(xùn)練進(jìn)行保障遠(yuǎn)程支持，能充分利用海上潮流、風(fēng)向的有利因素，規(guī)避災(zāi)害性天氣的影響，保障舢板（帆船）海上訓(xùn)練的順利實(shí)施。

1.4 訓(xùn)練數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程互傳

通過(guò)北斗衛(wèi)星通信信道［4］實(shí)施的遠(yuǎn)程目標(biāo)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)及報(bào)文形式匯報(bào)的訓(xùn)練小結(jié)，可將海上舢板（帆船）的訓(xùn)練數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程互傳，以便岸基指揮中心每天掌握訓(xùn)練進(jìn)度及質(zhì)量，進(jìn)行遠(yuǎn)程施訓(xùn)。

1.5 訓(xùn)練數(shù)據(jù)存儲(chǔ)回放

可自動(dòng)記錄保障艦船及各舢板（帆船）的位置信息、航向、航速和岸基與保障艦船之間的往來(lái)報(bào)文信息，可在訓(xùn)練結(jié)束后按需查詢(xún)和回放海上訓(xùn)練過(guò)程。

2 系統(tǒng)組成及分系統(tǒng)功能

2.1 系統(tǒng)組成

“舢板帆船訓(xùn)練遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)”遵循一系列國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，綜合采用VHF甚高頻射頻技術(shù)、TDMA無(wú)線通訊協(xié)議、GPS/北斗定位、完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的GIS引擎等技術(shù)，為岸上指揮所提供移動(dòng)目標(biāo)定位、監(jiān)控、報(bào)警、信息溝通等功能。

該系統(tǒng)由岸基指揮中心、海上指揮監(jiān)控裝備、艇載定位裝備三部分組成。

2.1.1 岸基指揮中心

包括指揮監(jiān)控情報(bào)中心臺(tái)和報(bào)文管理臺(tái)組成，海上態(tài)勢(shì)由投影儀投影顯示。配置北斗指揮機(jī)，通過(guò)北斗衛(wèi)星信道與海上保障艦艇聯(lián)系。

2.1.2 海上指揮監(jiān)控裝備

該裝備安裝在跟隨海上舢板帆船訓(xùn)練的保障艦船上。內(nèi)置GPS/北斗雙模定位模塊、內(nèi)置語(yǔ)音模塊和功放、提供17吋寸彩色顯示屏。利用VHF甚高頻接收來(lái)自本艦船周?chē)鶎偻隙ㄎ谎b備發(fā)出的定位及環(huán)境數(shù)據(jù)信息。提供電子海圖顯示功能、本船定位信息和周?chē)鶎俜?、舢板的定位信息顯示功能。為便于監(jiān)控周?chē)鶎偻魄闆r，提供漂移門(mén)限設(shè)置和報(bào)警等功能。

2.1.3 艇載定位裝備

該裝備安裝在舢板或帆船上。該裝備主要包括定位裝備和供電電源。供電電源提供必要的電源給定位裝備，定位裝備內(nèi)置VHF射頻模塊、GPS/北斗雙模定位模塊、電源保護(hù)和管理模塊。通過(guò)VHF甚高頻將當(dāng)前該艇（船）的位置信息按一定時(shí)間間隔對(duì)外廣播。

2.2 分系統(tǒng)組成及功能

“舢板帆船訓(xùn)練遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)”組成結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

2.2.1 海上指揮監(jiān)控裝備主要功能

（1）所屬舢板（帆船）信息管理功能

為每條所屬舢板（帆船）、每個(gè)分配唯一識(shí)別號(hào)碼，并建立數(shù)據(jù)庫(kù)。所屬艇（船）相關(guān)信息包括：艇（船）名稱(chēng)、唯一識(shí)別碼、核載人數(shù)等信息。提供信息的信息導(dǎo)入、查詢(xún)、增加、刪除、修改功能。

（2）電子海圖顯示功能

提供中國(guó)沿海電子海圖顯示功能，支持放大、縮小、漫游。

（3）定位信息接收、顯示功能

顯示本艦船當(dāng)前位置信息；接收艦船所屬舢板（帆船）位置信息，并以列表、圖形兩種形式顯示；在電子海圖上動(dòng)態(tài)疊加所屬艇的位置信息，并以不同圖形符號(hào)顯示。列表顯示時(shí)，提供排序和查找功能。

（4）告警設(shè)置和報(bào)警功能

防碰撞距離和時(shí)間告警設(shè)置；所屬艇漂移距離告警設(shè)置；語(yǔ)音報(bào)警信息播報(bào)功能。

2.2.2 艇載定位裝備主要功能

（1）定位功能

采用GPS/北斗雙模定位技術(shù)，獲取當(dāng)前舢板（帆船）所在位置信息，包括：經(jīng)度、緯度、航速、航向等。

（2）定位信息上傳功能

該舢板（帆船）位置信息按一定時(shí)間間隔對(duì)外廣播，便于海上指揮監(jiān)控裝備接收和監(jiān)控。

圖1 “舢板帆船訓(xùn)練遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)”組成結(jié)構(gòu)圖

3 結(jié) 論

本文分析了“舢板帆船訓(xùn)練遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)”的功能及主要工作流程，主要突出“北斗+AIS”遠(yuǎn)程指揮監(jiān)控的訓(xùn)練模式，其功能可滿足系統(tǒng)“AIS信息全，北斗傳輸遠(yuǎn)，態(tài)勢(shì)掌握明”的設(shè)計(jì)要求，可保障海軍院校各級(jí)訓(xùn)練指揮機(jī)關(guān)對(duì)于所屬舢板、帆船的航行訓(xùn)練數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，為提高海上舢板帆船訓(xùn)練指揮的自動(dòng)化水平提供技術(shù)支持。

［1］ 許冬彥，馬麗娜，王維嘉.北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用產(chǎn)品開(kāi)展合格評(píng)定工作的思考［J］.導(dǎo)航定位學(xué)報(bào)，2015（1）：4-9.

［2］ 姜洪濤，楊曉峰.基于AIS時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)的船舶實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)［J］.測(cè)繪通報(bào)，2014（1）：114-117.

［3］ 薛玉成.AIS的解碼及其在航道通航環(huán)境評(píng)估中的應(yīng)用［J］.電子設(shè)計(jì)工程，2014（1）：20-23.

［4］ 于淵，雷利軍，景澤濤，等.北斗衛(wèi)星導(dǎo)航在國(guó)內(nèi)智能交通等領(lǐng)域的應(yīng)用分析［J］.工程研究-跨學(xué)科視野中的工程，2014（1）：86-91.

［5］ 郭薇，廖林煒.基于MEMS的GPS/SINS艦船組合導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.船舶，2013（1）：63-65.