淺談公務(wù)艦船通信技術(shù)

陳 波，陳建霞

（武警海警總隊(duì)廣東支隊(duì)廣州船艇修理廠 廣東 廣州 510000）

1 引言

隨著現(xiàn)代通信技術(shù)的快速發(fā)展，特別是近年來(lái)現(xiàn)代移動(dòng)通信技術(shù)、衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)在海洋船舶的推廣和應(yīng)用，使我國(guó)公務(wù)船舶通信設(shè)備整體水平得到迅速提高。無(wú)線移動(dòng)通信網(wǎng)的發(fā)展已經(jīng)超越了有線固定通信網(wǎng)，不僅能同時(shí)傳送語(yǔ)音及數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)和國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)（Internet）的互聯(lián)，其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)發(fā)展到第五代移動(dòng)通信技術(shù)（5G），能夠提供高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，傳輸更穩(wěn)定。進(jìn)一步研究通信技術(shù)、通信設(shè)備問(wèn)題，制訂具有一定先進(jìn)性的通信設(shè)備配備，規(guī)范配備要求，提升通信水平，使公務(wù)船舶通信能力真正適應(yīng)日益繁重的海上管理工作需要，適應(yīng)海難救助、搶險(xiǎn)指揮的緊急通信要求，適應(yīng)現(xiàn)代海洋事業(yè)發(fā)展的需求。全面提高公務(wù)艦船通信設(shè)備的現(xiàn)狀，分析研究通信技術(shù)存在的問(wèn)題，以適應(yīng)海洋管理的新形勢(shì)、通信設(shè)備的新技術(shù)需要，使公務(wù)艦船通信具有語(yǔ)音、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)傳輸、視頻監(jiān)控及多媒體傳輸?shù)榷喾N功能的通信系統(tǒng)，進(jìn)一步加強(qiáng)和完善公務(wù)船舶通信系統(tǒng)建設(shè)與管理，有效提升我國(guó)海洋管理機(jī)構(gòu)的應(yīng)急指揮處理能力和綜合管理水平[1]。

2 公務(wù)艦船通信技術(shù)

通過(guò)對(duì)我國(guó)公務(wù)艦船通信設(shè)備的現(xiàn)狀分析，了解公務(wù)艦船通信設(shè)備的情況，分析通信技術(shù)規(guī)范的必要性、可行性，本標(biāo)準(zhǔn)確定我國(guó)公務(wù)艦船通信技術(shù)要求。這些無(wú)線通信設(shè)備能提供中長(zhǎng)距離語(yǔ)音無(wú)線電通信、全覆蓋的衛(wèi)星電話通信、短距離的公共移動(dòng)通信，以及高速數(shù)據(jù)通信、自動(dòng)識(shí)別、應(yīng)急遇險(xiǎn)通信等功能，完全能滿足我國(guó)公務(wù)艦船的通信需求，并具有一定先進(jìn)性。

2.1 GPS系統(tǒng)在公務(wù)船舶中的應(yīng)用

GPS(Global Positioning System)衛(wèi)星全球定位系統(tǒng)是通過(guò)接收GPS衛(wèi)星信號(hào)以達(dá)到定位和導(dǎo)航等功能，GPS系統(tǒng)主要由3部分組成：底座、地面監(jiān)控系統(tǒng)、信號(hào)接收設(shè)備。

2.2 GPS定位導(dǎo)航功能

隨著無(wú)線通信技術(shù)和GPS發(fā)展，GPS移動(dòng)定位技術(shù)在公務(wù)艦船也得到了很大發(fā)展。GPS船舶定位導(dǎo)航系統(tǒng)包含通信技術(shù)、GPS技術(shù)、計(jì)算機(jī)管理技術(shù)和GIS技術(shù)，能夠達(dá)到多方面監(jiān)管及應(yīng)用，GPS定位建立非常簡(jiǎn)單，不需要建立基站，通信方式也和手機(jī)一樣，只需船舶上安裝GPS模塊收集數(shù)據(jù)信號(hào)，中央處理單位對(duì)定位信號(hào)進(jìn)行處理，然后傳遞到監(jiān)控服務(wù)器上。

2.3 GPS導(dǎo)航功能

GPS導(dǎo)航原理依賴(lài)全球定位系統(tǒng)，精準(zhǔn)定位當(dāng)前位置，并且能顯示船舶的具體方位、前進(jìn)速度、航行方向等動(dòng)態(tài)的信息，輔助規(guī)劃設(shè)計(jì)船舶航線等，能夠幫助用戶(hù)準(zhǔn)確定位當(dāng)前位置，并且根據(jù)當(dāng)前位置計(jì)算航程距離。

2.4 北斗衛(wèi)星船載系統(tǒng)

北斗衛(wèi)星船載系統(tǒng)是基于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，集北斗定位、短報(bào)文通信、兼容GPS衛(wèi)星定位及海洋業(yè)務(wù)處理等功能為一體的衛(wèi)星通信設(shè)備。該設(shè)備具有船位監(jiān)測(cè)、船舶航行資料管理、漁區(qū)管理、緊急救援、短報(bào)文互通、進(jìn)出港報(bào)告、遇險(xiǎn)求助、航海通告、增值信息（如天氣、海浪、漁場(chǎng)、魚(yú)訊、魚(yú)市等）服務(wù)及定位導(dǎo)航服務(wù)等功能。特別是向海上生產(chǎn)作業(yè)者及其關(guān)聯(lián)者提供多種通信網(wǎng)絡(luò)間的船岸、船間短報(bào)文互通服務(wù)的功能，深受海洋管理部門(mén)和海洋船舶用戶(hù)的歡迎。對(duì)于進(jìn)一步提高海洋作業(yè)生產(chǎn)的安全性，保障海上作業(yè)人員的人身及財(cái)產(chǎn)安全，加速海洋事業(yè)產(chǎn)業(yè)化和信息化進(jìn)程，具有重要的意義。

2.5 AIS船載終端

AIS船載終端是AIS系統(tǒng)中船上部分的最小單元，船舶安裝AIS船載終端是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別和避碰的基本要素。AIS船載終端可以通過(guò)顯示屏顯示船舶周?chē)ㄐ欧秶鷥?nèi)所有其他裝備AIS電臺(tái)的船只的國(guó)籍、船名、呼號(hào)、船位、航線、航速、航向、轉(zhuǎn)向速度等航行數(shù)據(jù)和航行動(dòng)態(tài)等信息，避免船舶碰撞，有效保障船舶航行的安全。

目前，我國(guó)各海洋部門(mén)正逐步有序地為條件成熟的海洋船舶安裝B類(lèi)AIS船載終端，將AIS系統(tǒng)和全國(guó)海洋船舶安全通信網(wǎng)結(jié)合起來(lái)，提供海洋船舶的實(shí)時(shí)海上信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)海洋船舶的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)信息的收集、監(jiān)控和管理，保障海洋作業(yè)生產(chǎn)安全。其有效實(shí)現(xiàn)了公務(wù)艦船自身的自動(dòng)識(shí)別、避碰，保證公務(wù)船舶的航行安全。

3 衛(wèi)星通信設(shè)備

衛(wèi)星通信設(shè)備包括海事衛(wèi)星船載終端C/MiniC、M/MINIM和F/BGAN站、北斗衛(wèi)星船載終端、氣象傳真接收機(jī)等。

3.1 海事衛(wèi)星船載終端（C/MiniC站）

海事衛(wèi)星船載終端（C/MiniC站）是用于全球存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)式低速數(shù)據(jù)傳輸?shù)男⌒徒K端。船載C型終端采用全向天線，能在行進(jìn)中通信。信息信道傳輸速率為600 bps，支持?jǐn)?shù)據(jù)、傳真業(yè)務(wù)，但不支持電話業(yè)務(wù)。其廣泛用于船舶管理、遙測(cè)、遙控和數(shù)據(jù)采集，例如位置報(bào)告、船位監(jiān)控以及遇險(xiǎn)報(bào)警等，以字符計(jì)費(fèi)，通信費(fèi)用很低，體積小、重量輕，便于安裝。

3.2 海事衛(wèi)星船載終端（M/MINIM站）

海事衛(wèi)星船載終端（M/MINIM站）的主要功能有：語(yǔ)音通信、傳真通信、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN）通信、移動(dòng)分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)（MPDS）通信、電子郵件/Internet、加密通信、船員呼叫等。其可支持?jǐn)?shù)字電話（4.8 kbps）、傳真（2.4 kbps）和數(shù)據(jù)（24 kbps）業(yè)務(wù)，十分適合漁業(yè)執(zhí)法船舶在陸地移動(dòng)通信信號(hào)覆蓋盲區(qū)使用，并可作為其他通信設(shè)備的備份。

3.3 海事衛(wèi)星船載終端（F/BGAN站）

海事衛(wèi)星船載終端（F/BGAN站）屬于海事衛(wèi)星船用寬帶終端，是能夠在全球范圍內(nèi)同時(shí)提供語(yǔ)音和寬帶數(shù)據(jù)服務(wù)的移動(dòng)通信系統(tǒng)。移動(dòng)寬帶服務(wù)的速率可高達(dá)0.5 M，電子郵件、互聯(lián)網(wǎng)及企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)通過(guò)VPN連接共享傳輸速率高達(dá)492 kbps，流媒體IP按需求確保數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)384 kbps，還可以靈活地根據(jù)自己的應(yīng)用和實(shí)際情況選擇數(shù)據(jù)傳輸速率。

3.4 氣象傳真接收機(jī)

氣象傳真接收機(jī)具有接收通過(guò)衛(wèi)星播發(fā)的天氣傳真圖的功能，用于在公務(wù)艦船上進(jìn)行天氣預(yù)報(bào)，其是氣象分析的一種重要手段。水文氣象資料是船舶安全航行的根本，是船舶調(diào)度和航線選擇的重要參考依據(jù)，也是公務(wù)艦船必不可少的航海資料。

4 其他現(xiàn)代通信技術(shù)在公務(wù)艦船中的應(yīng)用

4.1 視頻監(jiān)控/采集系統(tǒng)

視頻監(jiān)控/采集系統(tǒng)主要部件有鏡頭和控制云臺(tái)，通過(guò)安裝鏡頭24 h進(jìn)行船體重要部位監(jiān)視、圖像錄制，并根據(jù)工作需要，對(duì)錄像的文件可以進(jìn)行查詢(xún)、回放等，可隨時(shí)掌握海上現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控的狀況。對(duì)于噸位較大、航行海區(qū)較遠(yuǎn)以及參加200海里專(zhuān)屬經(jīng)濟(jì)區(qū)巡航執(zhí)勤任務(wù)的公務(wù)艦船，面對(duì)復(fù)雜的工作情況，特別是處理涉外紛爭(zhēng)時(shí)，對(duì)事件進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)取證就顯得尤其重要，需要考慮配備必要的視頻監(jiān)控、采集、傳輸系統(tǒng)等功能。

4.2 基于衛(wèi)星通信船舶移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)

面對(duì)海上風(fēng)云多變，很多情況無(wú)法預(yù)料等情況，為了船舶的運(yùn)行安全，采取更加有效措施，便于與陸地及時(shí)聯(lián)系溝通，利用海事衛(wèi)星的特點(diǎn)，通過(guò)接收和發(fā)射等設(shè)備，建立KU或C波段船舶移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，船員可以通過(guò)系統(tǒng)上網(wǎng)查詢(xún)相關(guān)信息，并與陸地進(jìn)行聯(lián)系溝通，陸地可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控設(shè)備或視頻設(shè)備及時(shí)了解船舶情況，更好地保障船舶聯(lián)系指揮，開(kāi)展維權(quán)執(zhí)法科研任務(wù)。

4.3 電子海圖導(dǎo)航儀

電子海圖導(dǎo)航儀是一種電子海圖及綜合信息系統(tǒng)。其基本工作方式是將來(lái)自GPS等位置信息、AIS、電羅經(jīng)、ARPA雷達(dá)、船舶搖擺儀及氣象信息等，經(jīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換后，由以工業(yè)控制計(jì)算機(jī)為主的數(shù)據(jù)采集器實(shí)時(shí)采集，根據(jù)系統(tǒng)處理和使用要求分兩路推送，一路供給“船舶電子海圖導(dǎo)航系統(tǒng)”（駕駛臺(tái)與操作室分屏同步），實(shí)現(xiàn)本船自導(dǎo)航及目標(biāo)追蹤；一路經(jīng)北斗、海事衛(wèi)星、CDMA通信終端等通信設(shè)備，發(fā)送給陸地指揮臺(tái)或船舶動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)。同時(shí)，“船舶電子海圖導(dǎo)航系統(tǒng)”可為駕駛?cè)藛T提供通信平臺(tái)，通過(guò)北斗、海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)、CDMA或GSM及陸地轉(zhuǎn)發(fā)等多種通信手段，實(shí)現(xiàn)從船舶到陸地，船舶到船舶的通信。

4.4 RFID管理系統(tǒng)

公務(wù)艦船RFID系統(tǒng)設(shè)備的主要功能是利用RFID技術(shù)和后臺(tái)管理數(shù)據(jù)庫(kù)，遠(yuǎn)距離讀取電子標(biāo)簽，對(duì)管理船舶進(jìn)行非登船方式的身份識(shí)別和查詢(xún)船舶的基本信息，如進(jìn)出港情況、年審情況、年檢情況、違規(guī)情況、違規(guī)情節(jié)、處罰情況等。

在公務(wù)艦船上配備RFID系統(tǒng)設(shè)備，可以使公務(wù)船舶對(duì)執(zhí)法水域內(nèi)的船舶電子標(biāo)簽進(jìn)行掃描讀取，根據(jù)RFID系統(tǒng)設(shè)備讀取的船舶具體情況，對(duì)違規(guī)船舶做出現(xiàn)場(chǎng)處罰決定，或通過(guò)移動(dòng)執(zhí)法終端存儲(chǔ)在IC卡和移動(dòng)終端數(shù)據(jù)庫(kù)中（該信息通過(guò)移動(dòng)終端在線或定期與管理中心數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行更新），當(dāng)船舶到船舶管理部門(mén)接受處罰或者進(jìn)行年審、年檢出示IC卡時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)與后臺(tái)中心數(shù)據(jù)庫(kù)同步比對(duì)，修改數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)[2]。

5 現(xiàn)代通信技術(shù)在公務(wù)艦船的發(fā)展前景及未來(lái)

通過(guò)分析我國(guó)海洋公務(wù)艦船現(xiàn)代通信技術(shù)的現(xiàn)狀，了解公務(wù)船舶通信設(shè)備的需求，分析通信設(shè)備配備的必要性、可行性，以確定我國(guó)海洋公務(wù)艦船應(yīng)該配備的通信設(shè)備。未來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)越來(lái)越先進(jìn)，人工智能不斷完善，衛(wèi)星技術(shù)和空間技術(shù)飛躍發(fā)展，未來(lái)海洋通信技術(shù)更加自動(dòng)化，更加人性化，無(wú)線通信技術(shù)將更加先進(jìn)，公務(wù)艦船通信技術(shù)將有飛躍發(fā)展[3]。

6 結(jié)語(yǔ)

傳統(tǒng)的短波單邊帶通信和新型超短波對(duì)講機(jī)、移動(dòng)通信終端、衛(wèi)星通信終端等在海洋通信中得到逐步推廣和應(yīng)用。隨著通信技術(shù)發(fā)展迅速，全面掌握公務(wù)船舶通信設(shè)備的現(xiàn)狀，研究通信技術(shù)，以適應(yīng)海洋管理的新形勢(shì)、通信設(shè)備的新技術(shù)需要，從根本上解決目前公務(wù)船舶通信技術(shù)不能規(guī)范配備，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不清的問(wèn)題，使?jié)O業(yè)執(zhí)法船舶通信具有語(yǔ)音、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)傳輸、視頻監(jiān)控及多媒體傳輸?shù)榷喾N功能的通信系統(tǒng)，進(jìn)一步加強(qiáng)和完善公務(wù)船舶通信系統(tǒng)建設(shè)與管理，有效提升我國(guó)漁政管理機(jī)構(gòu)的應(yīng)急指揮處理能力和綜合管理水平，進(jìn)一步加強(qiáng)和完善公務(wù)船舶通信設(shè)備配備與管理，滿足當(dāng)前迫切的海洋管理安全生產(chǎn)需求，構(gòu)建和諧社會(huì)的平安海洋，讓技術(shù)帶動(dòng)海洋通信技術(shù)變革，以使未來(lái)公務(wù)船舶航行更加安全。