基于海事卫星的交通安全应急技术应用与发展

钟南

（中国交通通信信息中心）

基于海事卫星的交通安全应急技术应用与发展

钟南

（中国交通通信信息中心）

1 国内应用现状

国际海事卫星通信系统已被纳入国家应急平台体系。在2008年的南方冰雪灾害、5·12汶川特大地震灾害、2010年青海玉树地震、2010甘肃舟曲泥石流以及2011年日本大地震的救灾中，海事卫星成为救灾前期主要依赖的通信手段，在国家历次重大自然灾害和紧急突发事件中为一线救援提供了有力的通信保障，发挥了关键时刻的关键作用。

30年来，海事卫星共经历四代发展，第四代海事卫星被称为全球最为先进的通信卫星。经历过近10年的筹备和阶段实验准备，第四代海事卫星业务于2009年2月25日正式形成移动宽带服务的全球覆盖，全面提供海、陆、空业务。Inmarsat（国际海事卫星组织）原计划只在全球设两个第四代海事卫星关口站。在中国境内使用第四代海事卫星通信均将经由国外关口站转接，这样既不符合我国相关法规，也带来通信安全和质量等一系列问题。经多次协调，2008年11月，Inmarsat同意遵照中国的法律要求，调整网络结构部署，在中国设置关口站。由交通运输部投资建设的该关口站，是整个亚太地区卫星和陆地网络通信的关键节点，负责处理用户终端的业务申请、交换，分配用户资源、容量等，提供语音、数据、视频等通信。从海事卫星的应用现状和发展趋势来看，正在建设的关口站对延续北京海事卫星地面站的业务提供，持续保持国家对国际海事卫星通信业务的掌控，对保障海上船舶航行安全，提高安全应急通信能力，维护我国通信主权和国家安全均具有重要意义。

全球海上遇险与安全系统（GMDSS）是国际海事组织（IMO）利用现代化的通信技术改善海上遇险与安全通信，建立新的海上搜救通信程序，并用来进一步完善现行常规海上通信的一套庞大的综合的全球性的通信搜救系统。海事卫星因其性能稳定可靠，是目前唯一被IMO认可的GMDSS卫星通信服务系统，成为按GMDSS系统要求船舶必配的通信设备。海事卫星具有遇险安全通信功能，其优先级为所有通信中的最高级，其遇险报警的成功率可达99%，使得我国海上搜救效率提高了90%以上。

海事卫星通信不仅在我国和全球海上遇险安全领域作用突出，同时在交通和全国的陆上应急救助中表现出功能和适应性强的特点，目前北京地面站与交通运输部网管中心实现了光纤直连，部与各省厅也通过专线直连，初步形成了支持应急处置的天地网。该网络结构已经通过广东海事局、浙江海事局搜救应急指挥通信保障系统得到了验证。海事卫星通信系统作为国家应急平台体系的重要组成部分，省、市、县各级单位均有配备需求，产业化前景广阔。

2 系统发展沿革

海事卫星通信系统伴随信息通信技术的发展，不断根据用户的需求变化，循序渐进的发展自身的业务，业务系统从1982年开始的模拟体制A 标准业务，发展到B、C、M、Mini-M、M4、F标准，到陆上宽带BGAN业务和卫星手持机业务以及海上宽带BGAN业务，实现了技术从模拟向数字、从话音向数据、从传统电路交换向互联网IP业务、从窄带低速数据向宽带高速数据的转化。目前海事卫星通信系统可以提供高达492 kbps的高速无线IP数据服务，并且可以和公共电话网相联通。

第五代海事卫星系统主要采用Ka频段实现宽频通信，预计将于2014年开始运行，将支持下一代全球服务GlobalXpress，目标针对甚小孔径终端（VSAT）服务等新增市场。Global Xpress 将为尺寸为20-60cm的客户终端提供无缝全球覆盖和高达50MB/s速度的移动宽带服务，满足海事、航空、能源、政府等领域以及现有VSAT通信服务市场的高带宽传输需求。

3 行业应用意义

当遭遇重大突发事件时，灾情现场往往常规通信、电力、道路中断，无法及时与外界取得联系，往往错过最佳的救援时机。因此，有必要根据交通应急实际需求，将海事卫星终端通过技术集成，形成在任何时间、任何地点，都能方便的为用户提供可靠通信保障的产品，帮助相关机构准确、及时的获取灾情信息，提高指挥部门反映速度，确保高质量完成抢险救灾任务，最大限度的降低人员伤亡和财物损失。因此，应加快研究第四代海事卫星通信技术，跟踪第五代海事卫星通信技术发展，开发具有自主知识产权的海事卫星综合应用终端，降低安全应急领域对国外产品的依赖；研发基于海事卫星技术的应急装备及增值业务系统，为交通安全应急应用提供装备支撑。其意义主要在以下几方面：

（1）加快新技术推广及产业化应用的需要

目前，国内交通运输行业在安全应急信息化装备方面，集成研发的多，实际投入应用的少。安全应急信息装备和新技术，难以产品化和应用推广的一个主要原因在于缺乏技术研发力量的投入，且产品成熟的周期长。国内外大量的实践证明，一项新技术和新装备在进入行业应用前，特别是在安全应急领域，必须经过长时间技术研发及试验验证。因此，有必要加快海事卫星新产品和新技术的研究进程，提前跟踪第五代海事卫星通信技术发展，满足行业安全监管和应急需求。

（2）提高安全应急救援产品自主创新能力的需要

海事卫星通信系统是交通安全应急重要的基础设施，但目前无论是从卫星、系统、终端等方面，还是相关基础设施的建设和应用，都基本依赖进口技术，信息安全存在一定的隐患。针对交通应急抢险救援的专业性和系统性装备，尤其是第一响应时间的轻型装备比较匮乏。同时，购买国外设备存在着诸多问题：国情差别、灾害特点的不同、设备维修保养不便等。迫切需要通过国家和行业的支持，吸引相关高校和企业研发力量共同参与，突破核心控制模块研制、行业应用集成等关键技术，提高海事卫星和遇险安全与搜救核心装备的国产化率和实用化水平，为全社会安全应急提供技术保障。

（3）提升行业应急救援处置能力的需要

在经历南方低温雨雪冰冻灾害和汶川特大地震后，党中央、国务院深入总结我国应急管理的成就和经验，查找存在的问题，提出进一步加强应急管理的方针政策。突发事件最基本的特征是突发性、危害性和后果严重性。虽然突发事件带来的特殊环境给领导提出了特殊要求，但是通过基于海事卫星通信技术装备和相关系统的研发，架构领导力传递通畅的“绿色通道”等积极应对策略的实施，就能够使行业安全应急现场的领导力得到充分发挥。

4 未来研究方向

海事卫星通信系统是交通信息通信的重要基础设施。当前有必要根据行业用户使用特点，通过海事卫星核心控制模块研制、行业应用集成等关键技术，提高海事卫星核心装备的国产化率和实用化水平，为面向全社会的安全应急提供技术保障。密切跟踪第五代海事卫星通信技术发展，开发具有自主知识产权的海事卫星综合应用终端及增值业务系统，根据安全应急通信信息保障不同层级的要求，实现基于海事卫星通信及多种无线方式传输的综合安全应急业务支撑平台。分层次满足单兵通信和信息保障以及移动指挥所、移动指挥中心、固定指挥中心等通信和信息保障需求。

针对交通应急通信领域存在的核心问题，未来可逐步开展卫星宽带通信编码、卫星宽带通信数字调制解调、移动通信卫星抗干扰、多网融合等试验和应用研究。通过深入研究未来第五代海事卫星数据通信技术和信道传输特点，对其链路衰减特性进行分析，提出适应于应急通信链路的上下行编解码方案。在此基础上，整合利用交通行业已经成熟的安全应急信息传输技术，构建适合卫星网络特点的业务应用软件和应用终端产品。全面提升行业应对突发事件中急需的信息获取、数据传输和应急救援能力，提高交通安全服务保障能力和水平。