海南辖区RBN-DGNSS台站远程信息化辅助值守模式的探讨及建议

林芳

摘 要：随着《智能航运发展指导意见》战略目标的颁发，RBN-DGNSS台站作为智能航保的重要组成部分，积极推动北斗导航技术应用。同时，海南辖区台站在确保性能良好的前提下，逐步探索其远程集中监控和智能通信方面的升级改造。

关键词：RBN-DGNSS 远程集中监控 智能通信

1.前言

为进一步完善中国沿海无线电指向标差分系统服务性能，保障海上船舶航行安全，从2016年起交通运输部海事局统一部署，逐步将南海海区RBN-DGPS台站进行差分北斗双模改造为RBN-DGNSS台站，截至现今共完成7座，其中海南辖区抱虎、洋浦、三亚3座环海南岛分布差分台站全部完成双模改造。

2.海南辖区RBN-DGNSS台站实施远程信息化辅助值守的必要性

目前海南辖区差分台站面临着值班人员老化、退休，现有的用工制度没有渠道招聘合适人员到台站长期工作，各台站均不同程度出现配员不足问题。按照国家劳动法相关值班时间标准配置，24小时不间断值班模式需每台站配置至少5名值班员，但洋浦、三亚差分台站截至2018年10月都仅剩2名值班员，无法满足正常值班配置需求，将严重影响差分台系统正常运转，急需制定出合理的值班模式。

3.远程信息化辅助值守模式的可行性

近几年，“互联网+交通”开始引领智能交通的发展，智能交通2.0时代已经到来，其核心就在于智能管控与大数据应用。未来智能交通前沿发展的大思路是万物互联和信息的智能交互，交通运输部定了个小目标：2019年将加快推进智慧交通和绿色交通发展，提高行业科技创新能力，加快大数据、云计算、物联网和北斗导航、高分遥感等技术应用，推进实现基础设施 “可视、可测、可控”。在这样的大背景下，现有差分台站相互独立、分散的管理模式已不适合当前发展的需要。

（1）北斗双模差分系统建设提供平台基础。美国、德国、韩国等国家的差分台站均已实现软差分集中监控值班模式。借鉴近年来上述发达国家差分系统的最新研究成果和实践经验，我国于2016年开始实施差分台北斗双模改造，实现了BDS/ GPS多星兼容下的更高精度导航定位服务，将原旧模式硬差分升级为软差分。采用IALA推荐的软件RSIM方案，将设备基于网络化的系统通信与部署，即通过网络按照RSIM标准与完善性监测站、控制站、发射单元进行交互实现监控中心对台站设备远程监控。

（2）远程监控配套系统的运载技术成熟。当前在专业机房领域，远程监控配套系统如环境动力监控系统、安防监控系统属于可靠性高、功能强大的电信级机房综合管理系统，可以根据用户需求实现不同程度的检测、智能预判和告警联动功能。柴油发电机组自动发电系统使用也较为广泛，为机房应急供配电具有重要作用。

4.试运行的RBN-DGNSS台站远程信息化辅助值守模式

海南辖区差分台站从2016年开始探索可行的远程信息化辅助值守模式，经过2年时间的反复测试和逐步改造，2018年12月南海航海保障中心组织海区各差分台管理机构对《海南辖区差分台远程监控方案》进行审查，一致认为从技术层面上具备了差分台远程监控的试运行条件，原则上同意实施。海南轄区主管机构于2019年1月份将3座差分台投入试运行为远程信息化辅助值守模式，即原台站值班员集中到辖区中心监控室值班，当地由所辖航标管理站安排人员每日定时巡查差分台相关设备和发电机组。

海南辖区RBN-DGNSS远程集中监控系统是基于在凯盾双模差分提供的网络化系统通信及部署结构基础上，对兼容性不佳的发射机监测部分进行改造并将原先“IO接口单元”升级为网络接口，完成对其监测数据的并网接入统一监控平台，同时将机房环境动力监控的各项监测数据和视频信号也接入该监控平台。

（1）凯盾双模RBN-DGNSS差分台站工作原理。①基准站接收机只作为原始卫星观测数据接收设备，由RS服务器中的差分数据生成算法模块生成差分数据，通过MSK调制器对该数据进行调制后，再经由发射机进行播发。②完善性监测站接收机只作为原始卫星观测数据接收设备，同时通过信标模块接收基准站播发的差分数据，将两路数据传输至IM服务器中的差分数据解算算法模块进行解算，将解算的结果与实际位置实时的比较，来监测基准站播发的差分数据的准确性。

（2）RBN-DGNSS远程集中监控系统对发射机监控的改造。将原先存在发射机与凯盾软件监控系统存在部分不兼容因素进行升级改造。通过数字输入、输出接口电路实现对发射机的开、关机控制，以及发射机告警提示信息；通过模拟输入监测电路完成发射机入射功率、反射功率、天线电流以及驻波比监测，发射机各模块工作电源的电压、电流监测，发射机交流供电的电压、电流监测等。对发射机的控制部分涉及到二套不同软件的操作问题，总体思路是维持“凯盾双模改造软件”功能不变的原则上，对发射机的开关机、换机控制采用二选一，通过开关控制选择控制方，优先“凯盾双模改造软件”的控制功能（见图2），完善部分新增发射机的控制功能作为备份。值班员只需在完善性监测工控机上通过RBN-DGNSS远程集中监控软件操作“IO接口单元”对发射机实施开关机、换机控制和参数监测。

（3）远程集中监控配套系统。海南辖区3座RBN-DGNSS台站于2014年完成了机房环境动力监控系统的建设及统一监控平台，主要是包括机房温/湿度，交流电电压、电流、UPS电源、灯控、烟感等参数的监测及每个机房2路视频模拟信号。RBN-DGNSS远程集中监控系统将环境动力监控系统也融合进统一平台，实现辖区监控中心通过统一平台即可实时监测到台站机房各项参数，并对各项参数设置了门限报警值，增加报警提醒功能。

5.当前实施值守模式存在的不足和建议

海南辖区RBN-DGNSS远程信息化辅助值守系统自投入试运行以来，稳定性良好，但仍存在以下不足：

（1）由于该系统基础网络传输平台，数字链路的质量性能和稳定性尤为重要，当前仅租用一条运营商的数字链路，当出现链路故障时无法监控当地情况，这在恶劣天气或出现应急事件时存在隐患。

（2）当前使用的天谐系统仍未实现完全网络化监控功能，仅能监控发射机的数值，当出现天调和发射机不匹配失协时，必须安排人员在现场进行逐一调试，无法实现自动调谐匹配功能。

（3）机房环境动力监控系统是2014年建设的模拟设备，图像清晰度和监控功能项技术滞后且逐渐无法满足远程监控的需求；备用发电机组需人工操作，未实现网络接入远程操控功能。

（4）差分台站由“硬差分”向“软差分”升级和配套监控系统的增加，涉及到更多网络信息技术和新知识，原差分台值班员在这部分的知识和技术能力较为薄弱，无法熟练掌握调试及排障技能。系统管理员的专业知识和技能均只能进行简单排障，大部分依赖外包专业维护单位，存在应急响应时效性滞后的问题。

针对上述存在的不足，提出以下建议：

（1）为了保障远程监控系统的可靠性，建议每座台站至辖区监控中心部署双链路。双链路应采用不同运营商，链路质量至少达到传输比特差错率<1×10（-8），可用率达到99.9%的标准，运营商需提供7×24小时的不间断服务响应。这样即可达到一家运营商链路中断，另一家运营商链路可替换，确保通信链路畅通。

（2）天谐系统主要包括发射机、天调设备和天线等，现使用的天调设备和发射机出现失协时，无法完成自动匹配也无法实现网络远程操控，需要人员到达现场手工逐步对焦调试，建议该部分功能可进行研发升级完善，实现通过网络兼容入远程集中监控系统完成对设备的远程调控匹配或自动匹配。

（3）随着“5G+AI”技术的发展，未来5G在音视频监控和AI传感器领域应用于远程集中监控系统必然越来越普及，其人工智能化处理能力将大大有助于远程监控的操作，因此配套系统的升级要着眼从该方向总体部署。

（4）为更好地推动远程信息化辅助值守模式的正常运转，应定期加强对系统管理员和值班员进行业务知识和技能培训，争取每位值班员尽早独立具备信息化排障能力。可考虑与相关专业院校合作，培养出航保体系在差分台方面的应用型核心技术人才，提升队伍技术水平。

6.结语

航海科技在改变，航海保障技术也在求变。RBN-DGNSS系统的升级改造，对于沿海大地测量、港口引航、航道测量和疏浚、海上船舶航行定位、海上石油探测、海洋工程以及船舶自动识别系统（AIS）和地理信息系统（GIS）的建立，都具有廣泛的社会效益和巨大的经济效益。因此，我们应不断探索台站的技术革新和运维管理模式，为实现交通强国建设目标做贡献。

参考文献：

[1]北京凯盾环宇科技有限公司. CATON 9001 RBNDGNSS.差分台站系统设计方案.