遙測遙控技術(shù)在航標(biāo)管理中的應(yīng)用

陳婕珺

摘 要：隨著通訊、衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)的不斷成熟，通訊、導(dǎo)航系統(tǒng)呈現(xiàn)出擴(kuò)大應(yīng)用范圍，增加功能，增加針對(duì)性的趨勢。電子導(dǎo)航，互聯(lián)網(wǎng)+等新興技術(shù)的興起，為遙測遙控技術(shù)融入航標(biāo)管理，為航標(biāo)標(biāo)識(shí)信息化增添了新的元素 。本文以遙測遙控的技術(shù)特點(diǎn)為切入點(diǎn)，探討遙測遙控技術(shù)在航標(biāo)管理上的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：航標(biāo)遙測遙控終端 航標(biāo)運(yùn)行管理系統(tǒng) 信息化

1.遙測遙控系統(tǒng)及航標(biāo)運(yùn)行管理系統(tǒng)

1.1遙測遙控系統(tǒng)與航標(biāo)遙測遙控系統(tǒng)的內(nèi)涵

1.1.1遙測遙控系統(tǒng)的內(nèi)涵

遙測遙控系統(tǒng)是由遙測系統(tǒng)和遙控系統(tǒng)組成。

遙測系統(tǒng)主要涵蓋了傳感、通訊和數(shù)據(jù)處理技術(shù)。主要用于對(duì)分散、不易接近的，特別是距離遙遠(yuǎn)，所處環(huán)境惡劣的對(duì)象進(jìn)行監(jiān)測。遙控系統(tǒng)主要通過通信媒介對(duì)監(jiān)測對(duì)象進(jìn)行技術(shù)操控的系統(tǒng)。主要由操作裝置、編碼裝置、發(fā)送裝置、信道、接收裝置、譯碼裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)等組成。

遙測遙控系統(tǒng)中，遙測系統(tǒng)獲取被測控對(duì)象的工作狀態(tài)技術(shù)參數(shù)，并以此作為遙控系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行管理和控制的重要依據(jù)；遙控的效果再由遙測分系統(tǒng)反饋到測控中心作為下次遙控的參考。

1.1.2遙測遙控系統(tǒng)在航標(biāo)上的運(yùn)用

航標(biāo)，顧名思義就是海上助航標(biāo)志。航標(biāo)按照不同的類型，表示了不同的助航功能。通航船舶通過不同類型的航標(biāo)，判斷該水域的航行規(guī)則與路線，從而達(dá)到安全通航的效果。

航標(biāo)的特殊性決定了我們不可能通過傳統(tǒng)的航標(biāo)巡檢全天候把握航標(biāo)的工作狀態(tài)，遙測遙控技術(shù)在航標(biāo)管理上的應(yīng)用，在很大程度上解決了航標(biāo)設(shè)置距離遠(yuǎn)，通航環(huán)境復(fù)雜，無法及時(shí)檢測航標(biāo)狀態(tài)的難題。

位置準(zhǔn)確、涂色鮮明、燈質(zhì)正常、結(jié)構(gòu)良好是航標(biāo)的四要素。其中位置為首，顯示了航標(biāo)位置的重要性。在航標(biāo)遙測遙控系統(tǒng)中，定位系統(tǒng)是核心裝置之一，通過定位系統(tǒng)測定的位置從而判斷浮標(biāo)是否移位，確保了航標(biāo)異常移位及時(shí)發(fā)現(xiàn)并得以快速修復(fù)。同時(shí)，通過位置測定的歷史數(shù)據(jù)及航標(biāo)移動(dòng)軌跡，判斷風(fēng)、流等水文氣象情況，為航標(biāo)的合理設(shè)置提供重要依據(jù)。 遙測遙控系統(tǒng)對(duì)電流、電壓的監(jiān)測，可判斷燈器工作是否正常，確保燈器異常及時(shí)發(fā)現(xiàn)并對(duì)異常燈器分析故障原因及時(shí)修復(fù)。同時(shí)，通過電流、電壓歷史記錄，判斷燈器、電池更換周期等。

1.1.3 航標(biāo)遙測遙控終端的分類

按遙測遙控載體區(qū)分，分為燈器一體化遙測遙控終端及獨(dú)立遙測遙控終端。燈器一體化遙測遙控終端，顧名思義就是將遙測遙控定位模塊與燈器、電池等集于一體與燈器一同使用內(nèi)置電池。其優(yōu)點(diǎn)在于安裝方便且占位少。缺點(diǎn)是，無論燈器、遙測遙控模塊或電池中其中任何一個(gè)部件損壞，必須整體更換。獨(dú)立遙測遙控終端，就是一個(gè)遙測遙控傳感除了特有的定位裝置外，能通過外置電線與燈器、電池連接，在獲取工作能源的同時(shí)檢測航標(biāo)設(shè)備的電流、電壓。

按遙測遙控導(dǎo)航系統(tǒng)區(qū)分，分為GPS航標(biāo)遙測遙控終端及北斗航標(biāo)遙測遙控終端。GPS航標(biāo)遙測遙控終端，其采用的是GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)信號(hào)為定位數(shù)據(jù)采集源。GPS全球定位系統(tǒng)是20世紀(jì)70年代，由美國陸、海、空三軍聯(lián)合研制的新一代空間衛(wèi)星導(dǎo)航GPS定位系統(tǒng) 。其工作原理簡單來說就是根據(jù)星載時(shí)鐘所記錄的時(shí)間在衛(wèi)星星歷中查出衛(wèi)星的位置，由計(jì)算機(jī)選擇衛(wèi)星與用戶聯(lián)線之間張角較大的四顆衛(wèi)星作為觀測對(duì)象， 測量出已知位置的衛(wèi)星到用戶接收機(jī)之間的距離，然后綜合多顆衛(wèi)星的數(shù)據(jù)就可知道接收機(jī)的具體位置。GPS航標(biāo)遙測遙控終端的數(shù)據(jù)傳輸信道一般是移動(dòng)公共網(wǎng)絡(luò)（如GPRS、CDMA、3G、4G等），因此 GPS航標(biāo)遙測遙控系統(tǒng)在通訊基站覆蓋的區(qū)域，信號(hào)較穩(wěn)定 。

北斗航標(biāo)遙測遙控系統(tǒng)，是采用北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號(hào)為定位數(shù)據(jù)采集源。北斗系統(tǒng)是中國著眼于國家安全和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要，自主建設(shè)、獨(dú)立運(yùn)行的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，可在全球范圍內(nèi)全天候、全天時(shí)為各類用戶提供高精度、高可靠定位、導(dǎo)航、授時(shí)服務(wù)，并具短報(bào)文通信能力。系統(tǒng)由空面段、地面段和用戶段三部分組成。若干地球靜止軌道衛(wèi)星、傾斜地球同步軌道衛(wèi)星和中圓地球軌道衛(wèi)星組成空間段。地面段包括主控站、時(shí)間同步/注入站和監(jiān)測站等若干地面站，以及星間鏈路運(yùn)行管理設(shè)施。用戶段主要是指北斗及兼容其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的芯片、模塊、天線等基礎(chǔ)產(chǎn)品，以及終端設(shè)備、應(yīng)用系統(tǒng)與應(yīng)用服務(wù)等。地面段的工作過程簡單的說就是監(jiān)測站接收衛(wèi)星的信號(hào)并發(fā)送給主控站，主控站接收數(shù)據(jù)后進(jìn)行處理，生成衛(wèi)星導(dǎo)航電文和差分完好性信息，而后交由注入站向衛(wèi)星發(fā)送信號(hào)。用戶的終端，可以是專用于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的信號(hào)接收機(jī)，也可以是同時(shí)兼容其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的接收機(jī)。接收機(jī)需要捕獲并跟蹤衛(wèi)星的信號(hào)，根據(jù)數(shù)據(jù)按一定的方式進(jìn)行定位計(jì)算，得到最終定位。北斗航標(biāo)遙測遙控終端的通訊信道為北斗通訊，因此北斗遙測遙控系統(tǒng)在航標(biāo)上的運(yùn)用，能解決離岸距離遠(yuǎn)，通訊基站無法覆蓋的水域通訊不暢的問題。

1.2 航標(biāo)運(yùn)行管理系統(tǒng)

“航標(biāo)運(yùn)行管理系統(tǒng)” 系統(tǒng)涵蓋范圍包括航標(biāo)公用航標(biāo)設(shè)置管理、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理、航標(biāo)巡檢視管理、航標(biāo)維護(hù)保養(yǎng)管理、航標(biāo)動(dòng)態(tài)管理、航標(biāo)應(yīng)急反應(yīng)、航標(biāo)故障管理、航標(biāo)工作任務(wù)派遣及航標(biāo)器材管理，并將航標(biāo)遙測遙控產(chǎn)生的故障數(shù)據(jù)融入到航標(biāo)故障管理模塊，對(duì)航標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)一管理，能夠迅速確定航標(biāo)設(shè)備故障，提高航標(biāo)可利用率，及時(shí)跟蹤、追溯、分析航標(biāo)運(yùn)行、處理情況。

2.航標(biāo)遙測遙控引入航標(biāo)運(yùn)行管理系統(tǒng)

航標(biāo)運(yùn)行管理系統(tǒng)通過航標(biāo)遙測遙控系統(tǒng)平臺(tái)對(duì)安裝有遙測遙控終端的航標(biāo)的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)管理。遙測方面，航標(biāo)遙測遙控終端通過信道以報(bào)文形式傳送至航標(biāo)遙測遙控系統(tǒng)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)服務(wù)器后，數(shù)據(jù)服務(wù)器會(huì)定期檢測收到的航標(biāo)終端返回信息，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效性處理，最終保存到數(shù)據(jù)庫中，由應(yīng)用服務(wù)器對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行調(diào)用整合，將最終結(jié)果展示在應(yīng)用服務(wù)器提供的web界面也就是我們看到的遙測遙控系統(tǒng)平臺(tái)（用戶終端）。通過平臺(tái)我們可以直觀看到航標(biāo)的定位，電流、電壓等實(shí)時(shí)信息。遙控方面，在遙測遙控系統(tǒng)平臺(tái)發(fā)送遙測遙控?cái)?shù)據(jù)，指令通過數(shù)據(jù)處理服務(wù)器過濾編碼后保存于數(shù)據(jù)庫中，服務(wù)器發(fā)現(xiàn)新的指令后服務(wù)器將遙測遙控?cái)?shù)據(jù)重新封裝通過指定端口發(fā)送到編碼服務(wù)器后，由編碼服務(wù)器將信息轉(zhuǎn)發(fā)通過信道將數(shù)據(jù)到達(dá)航標(biāo)終端后，航標(biāo)終端解碼并執(zhí)行相關(guān)指令。理論上，可以通過平臺(tái)終端，對(duì)海上裝有遙測遙控終端的航標(biāo)燈器進(jìn)行燈質(zhì)的調(diào)整。

航標(biāo)遙測遙控系統(tǒng)是一個(gè)集電子海圖、航標(biāo)運(yùn)行監(jiān)測、區(qū)域管理、碰撞分析等功能于一體的平臺(tái)系統(tǒng)。航標(biāo)電子海圖可以分類顯示航標(biāo)標(biāo)繪，如岸標(biāo)、水標(biāo)、遙測遙控航標(biāo)、無遙測遙控航標(biāo)、AIS實(shí)體航標(biāo)、AIS虛擬航標(biāo)等。在電子海圖上的航標(biāo)與該航標(biāo)上的遙測遙控終端內(nèi)置的通訊運(yùn)營商SIM卡號(hào)碼或北斗通訊卡號(hào)碼進(jìn)行連接綁定后，航標(biāo)位置可打開與航標(biāo)遙測遙控回傳定位做對(duì)比。

在電子海圖上的航標(biāo)比對(duì)，除位置外，電流、電壓也是重點(diǎn)遙測內(nèi)容。經(jīng)過比對(duì)，位置超過安全距離，電壓、電流超過正常值范圍即視為故障航標(biāo)。如存在故障，則在航標(biāo)圖標(biāo)上方會(huì)出現(xiàn)紅色電波圖，提醒該航標(biāo)存在故障，同時(shí)在信息欄顯示故障類型（如圖1）。當(dāng)觀察故障修復(fù)后，將在列表上自動(dòng)消失，也可通過操作欄中的“遙控”、“誤報(bào)”、“報(bào)障”按鈕對(duì)待觀察故障進(jìn)行處理。 轄區(qū)內(nèi)的航標(biāo)故障，以數(shù)字、文字、圖形等形式展示。

通過上述一系列的系統(tǒng)功能，實(shí)現(xiàn)了通過遙測遙控系統(tǒng)平臺(tái)對(duì)航標(biāo)的信息化、精細(xì)化管理 。

3.結(jié)束語

20世紀(jì)90年代初，歐美航運(yùn)國家利用電子和通信技術(shù)建立了航海遙測遙控系統(tǒng)，為航運(yùn)業(yè)提供了有效的服務(wù)。2000年，中國開始了巡檢遙測遙控系統(tǒng)的研究工作。雖然遙測遙控系統(tǒng)在航標(biāo)管理中的應(yīng)用目前仍然處于探索發(fā)展階段，許多通訊技術(shù)問題仍然在解決中，但加大航標(biāo)巡檢遙測遙控應(yīng)用和開發(fā)力度，提高航標(biāo)管理信息化、智能化是時(shí)代發(fā)展趨勢，也是提升航海保障服務(wù)的重要內(nèi)容。

參考文獻(xiàn)：

[1]航標(biāo)遙測遙控通信技術(shù)要求.交通運(yùn)輸部南海航海保障中心.