基于北斗的海上遇險報警管理系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

田為民（北海航海保障中心天津通信中心，天津 300456）

基于北斗的海上遇險報警管理系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

田為民
（北海航海保障中心天津通信中心，天津 300456）

基于北斗的海上遇險報警管理系統(tǒng)是將傳統(tǒng)的海上安全信息播發(fā)、遇險報警與北斗導航和短報文等應用相結合，該系統(tǒng)的使用提高安全信息播發(fā)和遇險報警的時效性、準確性和針對性，能夠在很大程度上彌補當前海上重大安全信息播發(fā)能力的不足、遇險報警發(fā)現(xiàn)不及時或無法有效發(fā)現(xiàn)的問題，是對現(xiàn)有海上遇險報警管理系統(tǒng)的有益補充，本文主要闡述該系統(tǒng)的主要功能和軟硬件構成。

北斗衛(wèi)星導航；遇險報警；短報文通信；安全信息播發(fā)

1　引言

近幾年，隨著海洋交通運輸業(yè)的發(fā)展，特別是國家提出的“一帶一路”和“海上絲綢之路”建設等國家戰(zhàn)略的實施，為航運發(fā)展提供了良好的發(fā)展機遇。隨著科學技術的發(fā)展，現(xiàn)代船舶越來越趨向高速化和大型化，船舶數(shù)量、港口的交通密度及危險貨物裝載量都在不斷增加[1]，海上交通事故和經(jīng)濟損失也呈現(xiàn)了增長的趨勢，嚴重威脅到了航行安全。同時，隨著國家大力推進北斗導航系統(tǒng)建設，北斗系統(tǒng)得到了廣泛的應用，為國民經(jīng)濟生活和安全出行提供了保障。在大力發(fā)展海洋交通的大環(huán)境下，應該充分利用北斗導航系統(tǒng)的定位和短報文功能所帶來的優(yōu)勢，提高海上交通的安全，提升航海報警及遇險管理的能力。

本系統(tǒng)正是利用北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)所具備的衛(wèi)星定位功能進行海上船舶遇險報警管理，并利用北斗短報文功能實現(xiàn)與岸上手機互通和播發(fā)區(qū)域報警信息的設計，以提高海事管理部門對日常船舶的航行安全管理能力和船舶處于危險情況下的應急響應能力，同時也降低船舶發(fā)生事故的概率。

2　系統(tǒng)設計

本系統(tǒng)由北斗衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)、岸上指揮控制中心、船載北斗終端、短報文手機與北斗互通模塊等構成。為海上船舶提供基于北斗的全天候實時的定位導航、應急報警、北斗與手機短報文互通等服務。

系統(tǒng)采用C/S架構設計開發(fā)，分為客戶端和服務器端。服務器端是岸上指揮控制中心的服務器，用于存儲接收到的北斗終端的定位信息、報警信息和短報文等?？蛻舳税惭b在指揮控制中心，用于實時監(jiān)控系統(tǒng)中船舶的運行情況，并負責遇險信息的接收和報警信息播發(fā)。系統(tǒng)整體結構如圖1所示。

圖1　系統(tǒng)整體結構

3　模塊與功能設計

系統(tǒng)包括軟件與硬件。硬件主要包括北斗指揮機、船載終端、短信轉發(fā)模塊等；軟件部分包括數(shù)據(jù)庫、軟件中間件、電子海圖、應用軟件等。圖2為系統(tǒng)的軟硬件架構圖。

系統(tǒng)的功能主要有北斗船位監(jiān)控、遇險報警信息接收、安全信息播發(fā)、短報文轉發(fā)等，根據(jù)功能并結合系統(tǒng)的硬件[2]，設計分為船載北斗終端設備、陸地數(shù)據(jù)處理中心、船舶監(jiān)控與安全信息播發(fā)中心（管理中心）、短報文轉發(fā)模塊四部分。

圖2　系統(tǒng)軟硬件架構示意圖

3.1船載終端設備

船載終端為通用的船載北斗終端設備，通用的船載北斗終端都具有定時發(fā)送北斗定位信息、一鍵報警、短報文發(fā)送等功能。通過接入到系統(tǒng)中，定時向系統(tǒng)播發(fā)船位信息并可以編輯短報文發(fā)送到系統(tǒng)，由系統(tǒng)轉發(fā)到岸上手機，實現(xiàn)船岸直接的直接溝通。

3.2陸地數(shù)據(jù)處理中心

陸上數(shù)據(jù)處理中心負責匯聚接收所有的數(shù)據(jù)并進行處理保存，主要包括電子海圖數(shù)據(jù)信息、船舶信息、北斗定位的實時信息、短報文信息等。通過數(shù)據(jù)處理中心的數(shù)據(jù)處理和存儲，可以建立國旗、船名、MMSI、呼號、IMO與北斗號碼的對應，建立起船舶位置數(shù)據(jù)、通信請求信息等統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。為查詢船舶位置信息、航行軌跡、遇險狀況等提供技術支撐。

系統(tǒng)的陸上數(shù)據(jù)處理中心設計采用orcal數(shù)據(jù)庫，用于存放船位、船舶信息等。同時，數(shù)據(jù)處理中心的服務器上還安裝有電子海圖和北斗船舶定位信息結合處理軟件，負責將北斗船舶信息與電子海圖相結合并與數(shù)據(jù)庫中的船舶信息對應，實現(xiàn)在海圖中既可以查看船位信息又可以了解船舶的具體信息。

此外，數(shù)據(jù)處理中心還具有短報文轉發(fā)的信息處理功能。數(shù)據(jù)處理中心主要負責對接收到的短報文進行解析，確定是轉發(fā)到手機端還是需要轉發(fā)到系統(tǒng)管理中心，根據(jù)定義的短報文包頭格式的不同進行不同的篩選。

3.3船舶監(jiān)控與安全信息播發(fā)中心

船舶監(jiān)控與安全信息播發(fā)中心（管理中心）是船舶的監(jiān)控與管理中心，用戶通過管理中心實時掌控著系統(tǒng)的安全信息播發(fā)、遇險報警接收、北斗與手機短信轉接等工作。

3.3.1船舶監(jiān)控

北斗船載終端按照設定的時間間隔，將船舶的動態(tài)信息（位置、航向、航速等）實時傳送到系統(tǒng)管理中心的海圖上，值守人員只需要通過海圖就可以實時掌握船舶的運行狀態(tài)。圖3為系統(tǒng)管理中心運行情況。3.3.2 安全信息播發(fā)中心

圖3　系統(tǒng)管理中心運行圖

管理人員在安全信息播發(fā)中心設定安全信息播發(fā)內容、類型、次數(shù)等，數(shù)據(jù)發(fā)送到安全信息播發(fā)服務器后，經(jīng)過處理和編譯等，轉發(fā)到北斗指揮機，北斗指揮機將數(shù)據(jù)信息發(fā)送到目標船載北斗終端。目標北斗終端如果確認某條安全信息未接收到或不完整，可以發(fā)送指令經(jīng)北斗指揮機到安全信息播發(fā)服務器，安全信息播發(fā)服務器會自動響應并完成重復發(fā)送。圖4為安全信息播發(fā)流程圖。

圖4　安全信息播發(fā)流程圖

3.4短報文通信模塊設計

系統(tǒng)所設計的短報文通信模塊主要負責對岸船之間的短報文進行轉發(fā)，從而實現(xiàn)岸船之間北斗終端與手機的直接通信，同時還具有船載北斗終端與北斗指揮機之間的直接通信。

短報文通信模塊通過RS232與系統(tǒng)管理中心連接，系統(tǒng)管理中心包括有SQL Server2008數(shù)據(jù)庫和轉發(fā)管理模塊（包括在管理中心軟件上），船載北斗終端將編輯好的短報文發(fā)送到其指定的手機號碼時，首先發(fā)送到管理中心，管理中心解析報文頭，確認是發(fā)送到手機的信息，則通過RS232接口啟動短報文通信模塊，并將短報文發(fā)送到指定用戶手機[3]。當用戶回復短報文給船載北斗終端時則按照上述數(shù)據(jù)流的反向進行。

4　結束語

北斗系統(tǒng)在安全信息播發(fā)和遇險報警接收管理業(yè)務中的應用，將有效提高安全信息播發(fā)覆蓋范圍，提升管理效率，是拓寬水上通信服務渠道的有效手段。北斗導航系統(tǒng)在航海保障領域尤其是北方海區(qū)具有廣泛的應用前景，北斗系統(tǒng)及其相關技術產(chǎn)品在轄區(qū)的推廣應用，是提升中心航海保障能力的有益嘗試，是響應國家發(fā)展需要的必然舉措，是服務地方經(jīng)濟發(fā)展和維護航行安全的重要手段。

本系統(tǒng)的實現(xiàn)正是基于北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)進行的，是對現(xiàn)有海事信息服務系統(tǒng)的功能補充。在傳統(tǒng)的安全信息播發(fā)和遇險報警接收系統(tǒng)基礎上，實現(xiàn)本區(qū)域注冊的船舶在全國范圍內有效的安全信息播發(fā)和遇險報警接收，擴充了傳統(tǒng)海事信息系統(tǒng)的管理范圍和有效性。

[1] 周立，趙新生，王繼剛，李微曉，湯均博．基于“北斗”海上智能交通系統(tǒng)安全模型研究[J]現(xiàn)代測繪，2014(3)

[2] 錢越，薛原．基于北斗導航系統(tǒng)的移動導航定位終端設計[J]．現(xiàn)代計算機，2010(6):165-166

[3] 姚作新．基于北斗衛(wèi)星短信通信方式的無人值守自動氣象站網(wǎng)[J]．氣象科技，2012,40(3):340-344

The Design and Implementation of Marine Distress Alerting Management System Based on BD

Tian Weimin
(The Navigation Guarantee Center of North China Sea, Tianjin Communications Center, Tianjin, 300456)

The maritime distress alerting management system based on the BD-Satellite Navigation is conjunction with the traditional maritime safety information broadcast, emergency alarm and BD navigation and short message. The system can improve the timeliness and accuracy of security information broadcast and distress alarm, can solve the problems of the lack of critical safety information broadcast capability of the sea, the shortage of distress alerting, and effective alarm not to find. It is a useful supplement to the existing maritime distress alarm management system. This paper mainly expounds the main functions and software and hardware of the system.

BD-Satellite Navigation; Distress Alerting; Sort-message Communication; Security Information Broadcast.

10.3969/J.ISSN.1672-7274.2016.02.002

TN96文獻標示碼：A

1672-7274（2016）02-0006-03