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      衛(wèi)星通信技術在漁政執(zhí)法中的應用

      2018-03-01 06:03:08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
      衛(wèi)星應用 2018年1期
      關鍵詞:漁政音視頻總隊

      ●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(zhí)法衛(wèi)星視頻系統(tǒng)建設背景

      當前,海洋事業(yè)在我國經濟社會發(fā)展中的戰(zhàn)略地位日益凸顯,黨的十八大報告提出“提高海洋資源開發(fā)能力,發(fā)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(zhàn)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(zhàn)略對于推動經濟持續(xù)健康發(fā)展,維護國家主權、安全、發(fā)展利益,對實現(xiàn)全面建成小康社會目標、進而實現(xiàn)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(zhí)法信息化水平,建立健全長效、統(tǒng)一的海上通信指揮機制,對現(xiàn)有100 噸級以上的執(zhí)法船和赴南沙生產重點監(jiān)控漁船加裝衛(wèi)星視頻通信設備,保障船岸、船船之間通信;對現(xiàn)有300噸位以上的執(zhí)法船升級改造雷達、加裝光電跟蹤取證系統(tǒng),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(zhí)法保障機制,全面提升海洋執(zhí)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(zhí)法船和南沙漁船衛(wèi)星視頻系統(tǒng)項目建設,有助于提高廣東省海上執(zhí)法信息化水平,進一步全面提升廣東省在開發(fā)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(zhí)法衛(wèi)星視頻系統(tǒng)需求分析

      為切實提高廣東省海上執(zhí)法信息化水平,需綜合運用衛(wèi)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(wèi)星視頻系統(tǒng)和海上監(jiān)控系統(tǒng),形成“探測、監(jiān)控、通信、指揮”一體化的海上執(zhí)法體系。

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

      基于甚小口徑衛(wèi)星終端(VSAT)衛(wèi)星通信鏈路構建海陸一體化高速通信網絡,實現(xiàn)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(xiàn)遠程監(jiān)控指揮、實時音視頻會議協(xié)商、海陸一體化辦公等典型應用業(yè)務。

      在漁政總隊構建網絡與數據處理中心,整合各類態(tài)勢資源,形成海上執(zhí)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(zhí)法工作的輔助決策;另一方面實時與各個節(jié)點“面對面”交流,實現(xiàn)及時高效的通信指揮。

      1.業(yè)務類型需求

      (1)高清音視頻會議業(yè)務需求

      在總隊辦公區(qū)、直屬支隊辦公區(qū)以及執(zhí)法船之間搭建音視頻會議業(yè)務系統(tǒng),提供系統(tǒng)內部各節(jié)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(yè)務,常態(tài)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(yè)務,滿足網絡內部多路視頻會議并發(fā)需求。

      (2)電話和傳真業(yè)務需求

      在總隊辦公區(qū)、直屬支隊辦公區(qū)以及執(zhí)法船之間搭建電話和傳真業(yè)務系統(tǒng),提供系統(tǒng)內各節(jié)點之間的多路電話和傳真業(yè)務,要求電話業(yè)務7×24小時可用。

      (3)光電跟蹤取證業(yè)務需求

      根據執(zhí)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(wèi)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(zhí)法船周邊海域進行全天時、全天候視頻監(jiān)控,執(zhí)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(yè)務需求

      配備無線圖傳系統(tǒng),支持以執(zhí)法船為中心,動態(tài)延伸圖像采集功能,當有抵達現(xiàn)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(xiàn)場實施圖像采集工作,并實時回傳至執(zhí)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(zhí)法船上安裝AIS接收設備,可以實現(xiàn)執(zhí)法船對某一水域內安裝AIS設備的通航船舶動態(tài)監(jiān)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(tǒng)一平臺,擴大AIS統(tǒng)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(yè)務需求

      升級現(xiàn)有船載雷達探測系統(tǒng),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(zhí)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(yè)安全生產通信指揮系統(tǒng),在海圖上動態(tài)顯示。

      2)對回傳至指揮中心的目標圖像,需要接入漁業(yè)安全生產通信指揮系統(tǒng)進行動態(tài)關聯(lián)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(tǒng)工作。

      4)對執(zhí)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(wèi)星網絡管理

      該項目中,執(zhí)法船通過衛(wèi)星通信設備接入整個系統(tǒng),需要對船載通信節(jié)點進行數據接入、業(yè)務調度等管理工作。需配置衛(wèi)星通信系統(tǒng)主控平臺,完成衛(wèi)星通信網絡的調度和管理。

      (2)業(yè)務系統(tǒng)管理

      需配置網絡管理中心,負責音視頻會議、遠程目標監(jiān)控、電話和傳真等業(yè)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(qū)、直屬支隊辦公區(qū)以及執(zhí)法船均可訪問網絡管理中心,實施業(yè)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(zhí)法船的作業(yè)范圍包括廣東省下轄海域與南海等全部海域。需要衛(wèi)星信號對上述海域形成有效覆蓋,滿足執(zhí)法船在這些海域范圍內能夠隨時、隨地接入系統(tǒng),與其他網絡節(jié)點開展通信業(yè)務。

      5.信道資源保障需求

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

      常態(tài)化運行模式,在沿海海域、北部灣等衛(wèi)星信號較強區(qū)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(jiān)控視頻等),在南沙等衛(wèi)星信號較弱區(qū)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(jiān)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(yè)務。

      6.系統(tǒng)運行保障需求

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

      7.系統(tǒng)安全需求

      本系統(tǒng)是一個復雜而龐大的系統(tǒng),需要考慮系統(tǒng)的安全性,確保系統(tǒng)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(zhí)法視頻系統(tǒng)建設內容

      1.建設目標

      為切實提升廣東省海上執(zhí)法信息化水平,建立高效的海域監(jiān)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(xiàn)有100 噸級以上的執(zhí)法船和赴南沙生產重點監(jiān)控漁船加裝衛(wèi)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(yè)務通信傳輸,同時對300噸位以上執(zhí)法船升級雷達、加裝光電取證跟蹤系統(tǒng),提升執(zhí)法船的目標探測能力、現(xiàn)場態(tài)勢監(jiān)控能力,全面輔助漁政總隊開展各項維權、執(zhí)法與監(jiān)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(wèi)星視頻系統(tǒng)按照“業(yè)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(yè)務管理;直屬一、二、三支隊可接入網絡,在總隊授權下實現(xiàn)網絡的業(yè)務調度和管理。

      業(yè)務多元:滿足海上維權、執(zhí)法與監(jiān)管等工作的業(yè)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(yè)務模式,提供海上目標態(tài)勢探測與采集、音視頻會議實時協(xié)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(tǒng)的可靠性,在衛(wèi)星網絡覆蓋范圍、通信鏈路質量、業(yè)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(huán)境適應性能等方面滿足需求。

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

      2.建設內容

      執(zhí)法船衛(wèi)星視頻系統(tǒng)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(yè)務設備完成系統(tǒng)業(yè)務的部署和開通,業(yè)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(qū)、直屬支隊部署業(yè)務系統(tǒng),提供音視頻會議、電話和傳真、雷達探測、光電跟蹤取證等業(yè)務;

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

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

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

      二是租賃衛(wèi)星信道資源、地面光纜專線資源、衛(wèi)星網絡管理等服務,確保系統(tǒng)可靠穩(wěn)定地運行各類業(yè)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(zhí)法衛(wèi)星視頻系統(tǒng)總體架構

      執(zhí)法船和南沙漁船衛(wèi)星視頻系統(tǒng)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(wèi)星通信網絡、總隊辦公區(qū)局域網絡和直屬支隊辦公區(qū)網絡,實施整個網絡的業(yè)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(jié)點包括總隊辦公區(qū)各會議室值班室、直屬支隊辦公區(qū)以及海上執(zhí)法船。其中海上執(zhí)法船通過衛(wèi)星通信鏈路接入業(yè)務網絡,由衛(wèi)星主控站負責海上各個通信節(jié)點的信號接入和管理,衛(wèi)星主控站通過光纜專線與總隊網絡管理中心互聯(lián)互通;陸上各節(jié)點通過光纜專線組成網絡。各通信節(jié)點均配置音視頻會議、電話和傳真、光電跟蹤取證等業(yè)務設備,通過基礎網絡實現(xiàn)業(yè)務內容的傳輸。

      五、漁政執(zhí)法衛(wèi)星視頻系統(tǒng)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(jié)點提供一體化的執(zhí)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(zhí)法工作開銷。

      圖1 系統(tǒng)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(yè)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(wěn)步增強。主要表現(xiàn)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(zhí)法船和南沙重點漁船可通過衛(wèi)星通信系統(tǒng)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(zhí)法管控能力

      船載衛(wèi)星通信系統(tǒng)的建設,使得執(zhí)法船可隨時、隨地接入衛(wèi)星網絡,支持召開音視頻會議、監(jiān)控視頻上傳、撥打電話和傳真等多種業(yè)務交流和指揮管控模式,實現(xiàn)陸地指揮中心與海上執(zhí)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(tài)監(jiān)控,第一時間為執(zhí)法工作提供輔助決策依據,大大提升海上執(zhí)法的管控能力。

      (3)完善海陸一體化信息網絡

      漁政總隊衛(wèi)星網絡管理中心的建設,后期可將衛(wèi)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(lián)互通,真正形成機制多元、優(yōu)勢互補的海陸一體化信息網絡,實現(xiàn)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(lián)網絡為基礎,衛(wèi)星通信系統(tǒng)是陸海寬帶互聯(lián)網絡的有效補充,可將高速互聯(lián)節(jié)點延伸到遠海任一船艇,為建立由“互聯(lián)網+漁船”、“互聯(lián)網+執(zhí)法管理”、“互聯(lián)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(xiàn)廣東省在完善海洋信息化建設、提升海洋執(zhí)法能力等方面所做的工作,向各級領導、全省海洋漁業(yè)系統(tǒng)內的各級單位展示系統(tǒng)提供的“零距離”執(zhí)法保障、陸海一體化政務協(xié)商等應用模式,可為其他兄弟省市乃至國家海洋與漁業(yè)信息化建設提供可借鑒的實施經驗。

      六、結語

      執(zhí)法船是我國海洋與漁業(yè)管理機構行使?jié)O政執(zhí)法管理的重要裝備,其職責是維護國家海洋權益和開展?jié)O業(yè)執(zhí)法,主要包括群島守礁、執(zhí)法和護漁護航任務、200海里專屬經濟區(qū)管理、國家漁業(yè)法規(guī)賦予的漁政執(zhí)法職能以及國家下達的其他任務。廣東為海洋與漁業(yè)大省,航天企業(yè)利用衛(wèi)星通信系統(tǒng),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(yè)執(zhí)法管理力度,提高漁業(yè)執(zhí)法裝備和基礎設施建設水平,加強聯(lián)合執(zhí)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(yè)權益提供幫助。

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