浅谈无线通信技术在海事监管平台系统的应用

黄 玲/武汉海事局通信信息中心通信技术服务中心

浅谈无线通信技术在海事监管平台系统的应用

黄 玲/武汉海事局通信信息中心通信技术服务中心

海洋是一片广阔的天地，由于距离宽广，导致海上通信存在一些盲区，且我国水上通信基础设施薄弱，严重阻碍了海船交通业的正常通信。并且随着海上日益繁荣的航运业务，传统海事监管方式已经不能适应其发展。传统的海事管理综合协调性不强；在管理上还是更多地依赖传统手段；缺乏主动的、全面的、及时的监督管理，新技术没有广泛使用，导致海事管理部门经常处于被动的状态。由此可见，采用传统的海事管理手段和方式已经远远不能满足现代海事管理的要求。因此，本文主要阐述无线通信技术在智慧海事交通中发挥出来的主要作用，并且为地方海事水上监控与搜救指挥中心公共服务与业务办理平台信息化建设与开发提供了发展思路。

无线通信；智慧海事；报港系统

1.引言

随着我国内陆经济发展的不断成熟与壮大，海上贸易运输量不断增长，于是海上通信问题随之引发关注，被提升到越来越重要的地位。通过海上移动通信系统，内陆基站可以随时掌握海上船只发送回来的航行数据信息，从而有效地对航行船只进行管控。我国海上运输承载80% 以上的国际贸易运输量，海上事故所造成的经济损失巨大，人员伤亡惨重。于是，为了保障船舶海上日常航行顺利，船员生命安全，及时有效地应对海上意外遇险报警，对海上通信的及时性和有效性提出更高的要求。而随着船只数量的不断增多，带来的问题随之越来越棘手。

海洋水域辽阔，环境复杂，船舶进行海上航行时移动的范围很广，这些自然条件都导致了海上通信的难度增大，尤其是在部分海域还存在通信盲点的问题。虽然我国已经开通了海上无线通信，但是，这些通信系统存在易受干扰，数据传输慢等问题。因此，如何增强信号的强度，消除信号盲区，增进海上船只信息的互通成为改善海上通信问题的关键所在。构造一套效率高，且稳定的通信系统，是现在海船舶点急需解决的一个问题，对海上无线通信起着重大的意义，这就需要借助到GPRS网络技术与公共服务与业务办理平台作为水上监控与搜救指挥中心中关键的软件平台相结合使用，让海事工作人员更好地去监管地方海域。

2.GPRS技术在智慧海事中的应用

在船舶航运期间，地方海事监控系统需要对航行船舶进行远程的监控监测方案如下，在通信信号较弱的区域，首先，由目标船只上的设备采集船舶航行数据，将数据打包后经功率放大器放大处理，发送到信号机，然后通过GPRS网络发送回陆地监控中心和其他临近船只，同时借助SMS短消息的方式发送出去，最后由陆地监控中心对收到的数据进行处理，并将有效指挥信息返还给相应的目标船只，而其他临近船只也可以对该目标船只的航行信息有所了解，继而实现了船舶之间的点对点通信手段。

2.1 海陆监控通信系统

海上船只与陆地监控端的通信方式采用GPRS技术。GPRS技术是在GSM 网络的基础上，通过进行数据分组交换来实现高效数据传输的无线通信技术。它充分利用了现有移动公众网络的资源，具有实时在线、按量计费、快捷登录、高速传输、自如切换等无可比拟的优势。但由于GSM公众网络资源主要针对大众性消费，因此在专业使用时存在频道资源有限、有通信盲区等问题。

目前，普通公众网基站的最大功率距离一般在35km 左右，实际通信距离受地形、障碍物影响会减小。海上船舶使用GP R S 数据传输主要问题是船舶离岸过远，导致通信信号衰弱甚至会脱离基站覆盖范围。移动基站是无线通信信号和数据处理算法与硬件计算资源结合最紧密的地方，通过各种计算处理设备完成与无线收发相关的信号处理和控制，完成移动通信网相关的通信协议转换和处理。在无线接入网的环境中，基站的功能、作用至关重要。由于在海上搭建移动基站成本花费巨大，而依靠现有的基站，只能保证在附近的海域接收到可靠信号，当超出一定范围，信号强度衰减到一定值以后，就无法继续正常通信，完全成熟的解决方案目前在业界仍然未有大规模使用案例。而该点对点无线通信监测方案通过在船只上安装功率放大器设备，来增大信号强度，以解决距离陆地基站较远，通信信号较弱区域的通信质量差问题。

2.2 船与船之间的通信方式

另一方面，当船只处于海上这一特殊地形区域时，单一的船舶与陆地间通信并不能满足安全行驶的要求，船舶之间急需相互航行信息的互通，以加强对海面航行数据情况的掌握，及时采取应对突发险情的措施，保障船只航行顺利，提高海上搜救工作的效率。此外，根据海上运输船只的班次是按照固定时刻表进行的，通过增加船与船之间的通信手段，多个船只间能够前后中继，相互之间又构成了连续可靠的通信网络。并且，附近海域的私人船只、渔船等也可以通过安装GPRS终端设备，自由的访问网络。

3.公共服务与业务办理平台架构

当船只处于海上信号强度较弱的区域时，信号收发机将船舶航行数据信息进行一系列处理后，经功率放大器放大，通过全向增益天线发送出去。同样，接收过程是对接收到的微弱的移动信号进行相关处理，以获取有效数据信息。这样，在现有的船舶终端设备中引入功率放大器，作为信号放大转发中继，不需要改变现有系统的基站和终端就可以得到很好的信号收发效果，解决了信号微弱区域的通信问题。并将无线接收终端与公共服务与业务办理平台相结合使用，实现现代海事信息化监管功能。

公众服务与业务处理平台软件功能分布如下所示：

（1）远程报港系统

当船快要进港前，船主可在远程报港系统移动App端上输入要到达的港口的名称；或者系统根据船主的卫星定位系统，搜索出船主附近的港口，由船主进行港口的选择。就能直接进行远程的报港，报港信息发出后，指挥中心将收到信息并自动回复给船主是否报港成功后。

具体实施步骤如下：

1.网上申报

实现报港申请的互联网填报、接收和存储。

2.电话报港申请录入

对通过服务电话提交的签证申请，由受理中心人员将船舶所报始发港、目的港、装载货物种类数量和应缴纳的船舶港务费数额等要素信息录入签证数据库。

3.报港辅助核查

利用船舶监测数据以及系统中各类业务数据对申请信息进行智能判定和人工核查，确认后通过手机短信将审核（备案）信息反馈给船员。

4.结果告知

对核查没有问题的船舶，受理中心以短信方式告知报港办理结果，相关申请信息存储作为电子申请表单备案。对核查有问题的船舶或危险品运输船舶，受理中心人员通知就近的海事执法人员进行实船检查，或要求船舶到附近海事固定站点接受检查。

（2）违章查询系统

可提供违章信息的查询，船主能通过违章查询系统的移动App客户端就能对自己的违章的信息进行查询（查询信息包括违章时间、违章地点、违章原因等）。并能查询历史的违章记录。

（3）规费交纳系统

系统支持规费的网上缴纳，而不需要到现场去缴纳。查询内容包括规费类型、规费金额、到期时间等。并能提供规费缴纳的历史记录的查询。

（4）航道交通信息与气象信息系统

航道交通信息：可提供航道交通的相关信息（比如航道流量、拥堵情况、断面流量等）进行实时查询。

气象信息：可查询实时的航道的气象信息（温度、湿度、超高水位、超低水位、风灾、大雾、水位风速等指标）

（5）报警与救援信息处理系统

提供报警与救援的服务热线，工作人员接到报警和救援的电话时，实时录入相关信息。并通过视频监控等多种渠道了解实际发生的情况并采取相应的救援措施，对于处理的事件需要及时录入系统，实现报警与救援信息的可追溯的功能

（6）船舶引导系统

当船舶需要引导时，可通过水上交通安全监控中心来实时监控引导过程并进行监督，当现场船舶引导出现问题时，还可以远程操控整个引导的过程。

4.结语

本文将无线通信系统GPRS网络技术与水上监控与搜救指挥中心公共服务与业务办理平台的相结合，厘清了现代海事监管平台的建设思路，阐述了无线通信技术在现代海事中的应用，明确了公共服务与业务办理平台的软件建设目标与内容，为实现海事信息化、监管方式后台化、监管手段智能化、监管粒度精细化等目标，提供了重要的软件支撑，对实现海事基层执法模式的改革具有重大意义。

[1]《江苏交通运输信息化“十二五”发展规划》.

[2]《江苏省内河交通管理条例》.

[3]施勇.上海市城市轨道交通无线通信系统简介[J].电信快报,2004(5).

[4]沈金龙，杨庚主编． 计算机通信与网络． 北京:人民邮电出版社，2011．9.

黄玲(1970-)女，湖北武汉人，武汉海事局通信信息中心通信技术服务中心副主仼，通信工程，从事船舶无线电通信管理。