搜救定位系统在海洋石油的应用

朱可尚

(中国石化集团公司安全监管局，北京 100728)

搜救定位系统在海洋石油的应用

朱可尚

(中国石化集团公司安全监管局，北京100728)

介绍了基于GPS和电子海图搜救定位原理，解决目前落水人员救援缺陷而开发的一整套智能化水上救生系统，该系统可以自动广播海上遇险人员的精确位置，从而使接收到求救信息的船舶第一时间发现遇险人员并及时展开施救。该系统在胜利油田推广使用，应用效果良好。

海洋石油 落水人员 搜救 定位系统

落水人员搜救定位系统是一套技术先进、可靠、实用的求救装置，在海上遇险人员搜救过程中，能够快速确定落水人员位置，有效提高我国海上作业人员遇险搜救效率，因此得到了包括中国海事局在内的诸多单位关注。为了使落水人员搜救定位设备能够更加稳定、可靠、贴近实际应用，有必要在科技支撑计划项目初步研究成果的基础上，进行落水人员搜救定位系统的专项深入研究，以提高系统的可用性、可靠性、实用性。

1 系统结构及原理

基于GPS和电子海图的落水人员搜救定位系统是为了解决目前落水人员救援缺陷而开发的一整套智能化水上救生系统，可以自动广播海上遇险人员的精确位置，从而使接收到求救信息的其他系统及时发现遇险人员并展开施救，同时为救援船舶及时跟踪定位海上遇险人员提供可靠依据。具体结构见图1。

当海难发生、船员落水时，船员随身携带的微型发射终端自动开启。微型发射终端通过GPS进行定位，把包含自身位置坐标和识别信息(ID)的求救信息通过海事紧急救援频道发送给附近救援船舶或者搜救中心。救援船舶接收到求救信息或者收到岸上搜救的命令之后迅速到达船员落水海域进行搜救。救援船舶通过船载搜救显示终端接收求救信息，并将落水人员的位置信息在搜救显示设备上标识出来。在电子海图的指引下，搜救人员可以很快发现落水人员并将其安全救出。

该系统采用现代数字化通信、GPS卫星定位、地理信息系统、电子海图、数据库同步等多种技术相结合。通过时分多址技术，实现多个位置的同时求救，并且在信息接收终端中不会产生相互干扰。海上救援系统采用微电子技术，将微型无线电发射机、微型GPS接收模块、微型控制电路有机综合成为一体的搜救定位信息发送终端，并采用固定频率以无线电方式发射求救信息。通过信息接收终端接收求救信息，进行解码调制后将海上遇险人员的位置信息在电子海图上标识出来，为搜救力量的快速搜救提供准确可靠的技术保障。

2 系统组成

基于GPS和电子海图的落水人员搜救定位系统主要由微型发射终端、船载搜救显示设备组成。

2.1 船载搜救显示设备

图1 海上落水人员搜救定位系统结构

船载搜救显示设备内置GPS、工控计算机核心以及各种网络通道以便跟岸上指挥中心保持联系。配备有船载搜救显示设备的搜救船舶，在失事海域附近巡视，可以接收到附近一定范围内落水人员救生衣内发射终端发出的求救信号，并在系统海图里面准确的标识出落水人员的具体位置的经纬度以及确切的海图位置。

船载搜救显示设备符合ECS规范要求可作为船舶导航系统或作为船舶ECDIS的后备布置。船用搜救显示设备配备了航保部出版的官方电子海图，数据覆盖范围包括所有中国海域。船载搜救显示设备由信号接收机、搜救显示设备、系统软件三部分构成。

2.1.1信号接收平台(机)

搜救船只通过专用的信号接收平台开始接收落水人员的求救信号，并将此数据通过船上的通信设备及时通报指挥中心，以协调其他船只或救援人员的布置，进而对落水人员进行救援。

接收平台安置在救援船舶上，主要完成落水人员搜救定位终端所发出的求救信息的接收、解析和数据格式转换，将最终的数据发给搜救显示设备。同时，它采用时分多址技术接收来自求救主体的信号，使得该信号在信息接收终端中不会与来自其它求救主体的信号产生干扰，即信息接收终端采用按序方式显示所接收到的信号。

2.1.2搜救显示设备

搜救显示设备可以将接收终端转换的数据在电子海图上显示，准确标识出落水人员的位置。

搜救显示设备用于显示求救主体的识别信息和对应的位置信息，它由液晶显示器(LCD)和LCD控制器组成。通过发送终端的编号升序或降序依次排列显示在电子显示的大屏幕上或液晶显示屏上，可以将MCU所识别的经度、纬度数据在电子地图显示出来。另外，搜救显示设备可以同步显示多个求救信号，并且其刷新频率可以达到为30秒/次。

搜救显示设备还包括相关数据库和电子海图，用于使电子显示屏同步显示船员资料、船舶资料、以及求救主体的位置信息。

搜救显示设备通过存储器预先保存广域的电子海图，可以改变和调节显示地图的比例，并可以根据接收的求救信号，以求救主体的经度、纬度数据为中心在电子地图上显示出来。

2.1.3系统软件

系统由数据模块、网络模块、外围模块、海图引擎、UI模块和连接模块构成。落水人员救生系统软件集GPS信息处理系统、通讯导航系统、地理信息系统等多种信息与一体，以电子海图为平台，将船舶以及发射终端的位置、轨迹、时间、速度等信息实时显示出来。

2.2 微型发射终端

微型发射终端主要由微型GPS模块、射频发射模块、微型控制器(MCU)、锂离子电池、机械按键开关、电容式检测开关和LED指示灯组成。微型发射终端根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据，采用空间距离后方交会的方法，确定自身的具体位置，并通过射频发射器将位置数据发送至搜救平台。该终端具有体积小、射频输出功率大、感应灵敏度高、输出频率相对稳定等特点，落水后即刻自动开始呼救工作，发送求救信号,通过接收GPS信号进行定位，并将定位信息发送给救援船只或救援中心。微型发射终端采用磁性传感控制开关来控制终端的开关状态，在关闭状态时，系统功耗为零；在工作状态时，控制模块根据运行状态和电池电量信息通过控制终端内部的GPS模块和射频发射模块的供电来控制系统的功耗，将功耗降到最低。

同时，在不同时间和电池电量状态下，各个功能模块按照程序设置控制工作和休眠状态之间的切换，从而减少系统耗电，达到降低终端功耗、延长使用时间的目的。

微型发射终端用于海上搜救的信息(主要是求救信号)发送。其中，该求救信号包括求救主体的位置信息和识别信息，求救主体的位置信息可以为经度、纬度的坐标点，求救主体的识别信息可以为该信息发送终端的编号、船员编号或船舶编号等。

3 系统应用情况

2011年5月，胜利油田物探公司开始对 “落水人员搜救定位系统”进行试用，2012年9月，物探公司第四大队对“落水人员搜救定位系统”实际使用情况、测试效果以及使用后的建议进行全面总结，认为该系统在保障海上作业安全过程中发挥了特殊效果。根据使用效果，胜利油田其他涉海单位也相继开展了试用和推广。

2013年，海洋石油船舶中心在胜利253船、胜利291船、胜利251船安装3台搜救平台，搜救定位终端40个。胜利油田分公司海洋采油厂在中心一号、中心二号、中心三号安装3台搜救平台，搜救定位终端90个。胜利油建工程有限公司在胜利901船、902船、胜建驳1安装3台搜救平台，搜救定位终端70个。2014年，胜利石油工程有限公司井下作业公司胜利作业4号平台、胜利作业5号平台、胜利615船安装搜救平台3台；搜救定位终端57个。2015年，该系统在胜利油田分公司海洋采油厂进一步完善和补充，全部覆盖到长期出海人员。

该系统的推广为出海作业人员增添了安全保护屏障，特别是突发意外情况下，为发现落水人员，及时开展有效救援赢得了宝贵的时间，同时提高救援的有效性和针对性。该系统在胜利油田海上的应用，受到基层员工和管理人员的一致认可。

4 结语

落水人员搜救定位系统经历研制、测试、改进与应用，至今各项技术参数已成熟，该系统几经升级改版，适用性和可靠性逐渐完善，使用前景广阔。油田海上的试用和推广也为各单位提供了借鉴和参考，国内海事、海洋渔业等部门逐步开展系统安装和使用。

[1] 王冬冬.基于GPS和电子海图的落水人员定位搜救系统[J].航空电子技术,2012(43):14-19.

[2] 潘旭东.物联网技术在水上人命搜寻救助的应用[J].中国水运,2010(07):38-39.

TheApplicationofWaterSearchandRescuePersonnelPositioningSysteminOffshoreOilField

Zhu Keshang

(SINOPEC Safety Supervision Bureau，Beijing, 100728)

This paper introduces a set of intelligent water rescue system based on GPS and electronic chart search and rescue, which can solve the current rescue problem of the drowning personnel. The system can automatically broadcast the precise location of the distressing persons at sea, so that the ships receiving the distress information A time to find distress and timely rescue. The system is popularized and running well in Shengli Oilfield.

offshore oil; overboard personnel; search and rescue; localization system

2016-08-02

朱可尚，高级工程师，1998年毕业于西南石油大学油气田应用化学专业，2005年取得上海交通大学船舶与海洋工程专业工程硕士，现在中国石化安全监管局从事海上安全监管工作。