船舶自动识别系统(AIS)岸基基站机房工作环境管理及维护模型

文 张在嘉，李茹琨（南海航海保障中心深圳通信中心，广东 深圳518000）

一、引言

目前，大多数AIS岸基基站依托通信运营商或铁塔公司的基站进行建设，机房内设备多、发热量大，且大部分基站建设在高山及偏远地区，环境不利于AIS基站设备的长期稳定工作。AIS岸基基站的建设涉及领域较为广泛，主要包括电气技术、AIS天馈设备及收发设备等，但目前大部分AIS岸基基站按照普通的通信基站进行建设，针对性的管理和有效维护研究较少。通过介绍AIS岸基基站机房的构成、环境管理现状以及工作环境要求，提出AIS岸基基站机房的工作环境管理和维护模型，为高效管理和安全运营提供有力保证，强化AIS系统在海事监管服务中的有效应用。

二、AIS岸基基站机房构成

AIS基站根据部署位置可分为岸基基站、空基基站和天基基站。AIS岸基基站机房一般建设在沿海、内河岸上或岛礁上，用来播发、接收、处理和转发AIS报文，由收信机、发信机、天馈线设备、供配电设备、防雷与接地装置、机房配套系统组成。

三、AIS岸基基站机房工作环境管理现状

AIS岸基基站机房分为无人值守和有人值守，目前大部分为无人值守机房，采用月度、季度或年度定期巡检与远程监控相结合的方式实行管理，因不同基站的巡检周期、巡检间隔不同，导致部分基站可能带病运行，AIS系统设备高温死机，甚高频（VHF）、全球定位系统（GPS）馈线天线接口老化导致驻波比异常的情况偶有发生。另外，岸基基站的建设模式特殊，如基站温度、湿度等环境参数一般由通信运营商或铁塔公司负责监控，而接地地阻、天线驻波比等参数需要特殊设备进行检测，AIS基站管理及维护人员无法获取实时数据，工作存在滞后性。以过往某年巡检维护数据为例，巡检结果发现绝大多数AIS岸基基站机房环境良好，设备工作正常，但2.4%的基站出现过网络或供电设备故障，4.88%的基站存在环境温度较高、空调制冷效果较差问题，4.88%的基站存在过天线故障或驻波比较高问题。此类故障隐患虽然可以在日常巡检中进行排查并及时进行修复，但可能因巡检间隔时间过长、设备长时间工作在不适应环境而进一步引发严重的设备故障或损坏[1]。

四、AIS岸基基站机房工作环境条件

AIS基站机房内配置有AIS收发信机、天馈线设备、供配电设备等精密设备，对机房环境有较高要求，不良的电磁环境及温湿度环境都会对机房内设备的工作寿命及安全运行造成不良影响[2]。

（一）环境条件

AIS岸基基站机房站址在156 MHz～162 MHz频段范围内，应具有良好的电磁环境。在AIS工作频率（161.975 MHz和162.025 MHz）上，站址附近要求背景噪声不高于-117 dBm，其他频点站址附近要求背景噪声不高于-37 dBm。同时，机房电磁辐射公众曝露控制限值应满足电磁环境控制限值（GB 8702—2014）的要求，电场强度应不超过12 V/m，磁场强度应不超于0.032 A/m。

AIS岸基基站机房应至少符合电子信息系统机房设计规范（GB 50174—2017）中对C级数据中心及沿海AIS基站技术要求（GB/T 39620—2020）的规定。设备开机运行时，温度应保持在5 ℃～45 ℃，湿度应保持在8%～80%，同时露点温度不大于27 ℃。机房内应配备机房专用空调，同时可配备实时温度采集设备监测机房环境温度变化，保证AIS设备在合适的温湿度环境下稳定安全工作。

（二）电气系统

稳定的电源供给是AIS设备安全稳定运行的基础保障。机房供电电源应采用稳定、安全可靠的两回线路供电，配备后备时间不低于4 h的不间断电源（UPS），UPS输出的电压有效值应为198 V～235 V，频率为50 Hz±0.5 Hz，设备正常工作时电压波形失真度小于5%。

设备接地是降低静电击穿、电磁干扰、雷击烧毁等风险隐患的有效措施。按照建筑物电子信息系统防雷技术规范（GB 50343—2012）的规定，雷电防护等级应定为B级，如建设在多雷强雷区域，可将防雷等级定为A级。除原有建筑物主体整体防雷措施外，还应对设备做进一步防雷保护，机房内电子设备应做等电位连接后与接地地网连接。基站设备的金属外壳、机柜、机架、金属管道、金属线槽、屏蔽金属外层等外露可导电部分应接地良好，接触电压应不大于50 V。

（三）其他条件

在巡检周期和间隔上，目前大部分航海保障机构每6个月对沿海AIS岸基基站进行巡检，每12个月对内河AIS岸基基站进行巡检，对部分故障频发站点开展二次加强巡检。

另外，AIS岸基基站机房在日常管理维护中还应重视火灾、水灾及老鼠昆虫入侵等危害机房设备正常运行的情况。

五、AIS岸基基站机房工作环境管理及维护模型

结合AIS岸基基站机房的实际工作环境要求，将环境管理维护要求总结如下，见表1。

表1 AIS岸基基站机房的环境管理维护表

续表

根据AIS岸基基站机房工作环境管理及维护要求，可根据时效性将其分为定期巡检管理维护和实时监控两类。相关内容模型如图1所示。

图1 AIS岸基基站机房工作环境管理模型

（一）AIS岸基基站机房内专用设备管理

每次巡检维护时对专用设备中天馈线电测指标进行检测，对 AIS收发信机软硬件配置、连通性、日志告警信息、设备性能等进行专业检测。根据AIS基站运行效果及情况，补充增加连续运行监测、干扰/老化对比测试、AIS 数据收发质量及覆盖效果检测等巡检项目。

（二）AIS岸基基站机房内通用设备管理

每次巡检维护时对机房环境、接地、设备指示灯报警、供电、接线工艺等进行检测，分别对通用设备中的网络设备、网络安全设备、服务器存储配置、连通性、日志告警信息、设备性能等进行检测。

（三）AIS岸基基站机房巡检维护管理要求

1.检查室外GPS、VHF天线的固定是否可靠，天线表面是否有漆皮剥落，如存在以上现象，查找原因并及时修复。

2.检查室外GPS、VHF天线的接头情况，是否存在接头进水、渗水现象，如有松动、虚焊、老化（接头变色）情况及时修复。修复后，应首先确认GPS、VHF天线工作正常，并重新做好天线接头的防水，确保防水层完整有效。

3.检查避雷器状态并确认避雷器和接地铜条间是否连接可靠，如出现避雷器破损、失效情况，应及时更换。

4.检查GPS、VHF馈线和避雷器的连接状态，对松动的接头应重新连接牢固。

5.检查GPS、VHF馈线外皮，应无破损、老化现象，着重检查馈线穿墙进户处，如有线缆老化、损坏、氧化严重或接触不良，应及时更换。

6.校准天馈线测试仪后，测试156 MHz～164 MHz频段内的电压驻波比（VSWR），储存曲线图形，记录156 MHz～164 MHz频段和162 MHz±0.5 MHz频段内最大的电压驻波比，应满足以下要求：

VSWR≤1.3（162 MHz±0.5 MHz）（弱定向天线）

VSWR≤1.4（162 MHz±0.5 MHz）（定向天线）

VSWR≤1.5（156 MHz～164 MHz）

对比上次巡检的电压驻波比曲线图形，如变化较大，应检查原因并记录。

7.检查基站的指示灯是否正常。

8.检查基站之间的所有连接线缆，如存在松动情况，重新插牢并固定。

9.检查基站主备工作状态，测试备用基站能否正常切换。

10.用软件连接基站，检查基站工作状态及报警信号是否正常，确认GPS、VHF天线工作状态。

11.检查并记录GPS、VHF天线的接收情况，检查卫星接收数量及使用数量，VHF-A、VHF-B的天线接收范围及接收船只数量，记录15 min以上的原始数据。

12.对最近2次基站维护记录的性能参数进行对比分析。

13.对于巡检中发现的故障或隐患，应进行现场解决，不具备现场解决条件的，应与所在海区导航中心或相关业主单位商定维修计划，并在约定时间内进行处置。

14.制定专项巡查记录表，记录巡检数据和结果，现场巡检时将同步核查设备机柜图纸、拓扑图、设备统计、IP地址、故障统计台账，核查资料完整性，并及时更新管理资料数据库。

（四）AIS岸基基站机房巡检维护周期要求

1.常规巡检周期，每6个月对沿海AIS基站进行巡检，每12个月对内河AIS基站进行巡检。

2.针对上一年度巡检报告中发生过故障的基站，可按故障危害性、基站服务船舶数量、复发性等要素进行排序，开展一定比例的抽检，一般不低于20%。对于在值班中发现某基站曾发生故障但已自行恢复的，可就近安排巡检计划。

3.对部分故障频发站点加强巡检，通过复检、抽检等形式加强站点维护，同一故障原因重复发生3次以上的，应充分分析故障原因，必要时对基站进行重新规划，采取新的合适的供电、网络设备设计。

4.每次巡检结束后，梳理台账、日志，汇总资料，并向所在海区导航中心或相关业主单位提交区域巡检报告、用户网络分析报告、合理化建议书等。

相关巡检工作流程如图2所示。

图2 AIS岸基基站机房巡检工作流程图

六、结语

构建AIS岸基基站机房工作环境管理及维护参考模型，有助于海事及航海保障单位进一步探索完善AIS岸基基站机房的工作环境管理规范和操作流程，并以此为依据形成工作标准，保障AIS设备安全高效运行。在此基础上，可开展第三代海事通信系统暨甚高频数据交换系统（VDES）机房规范化建设的研究，进而强化AIS加强和升级版等系统在海事监管服务中的应用。