文/趙嶸 方貴慶

 

　　碧波無垠，萬里海疆，幾片孤帆。

 

　　“嘀、嘀！”

 

　　船上的一個終端顯示屏上顯示“東經***北緯**有大魚群，行駛路線****”。海船紛紛調頭，迅速開往新漁場。

 

　　“嘀、嘀！”

 

　　一艘船上的顯示屏上信息顯示“閩***號漁船，你將駛出中國海域，進入***國海域，請趕快調頭返回，行駛路線****”。該船迅速調頭返回，一起漁業外事糾紛避免了。

 

　　“嘀、嘀！”

 

　　終端顯示屏上顯示：“未來兩天將有臺風經過，請**號漁船到**號漁港躲避，行駛路線*****”。所有漁船收起漁網，滿載豐碩的捕撈成果，開始返航；在返程的途中，親人們、政府人員不斷通過海事衛星通話與船員交流、了解情況，船員也回復給家人平安歸來的信息。

 

　　這就是福建省正在建設實施的福建省海洋漁業北斗應用示范工程。

 

 

　　福建省是海洋大省，又是漁業大省，擁有各類海洋漁業船舶近6.4萬余艘，近年來在省委、省政府建設海洋經濟強省戰略的實施推動下，漁業經濟獲得持續、健康、快速發展，在海西新農村建設中日益發揮重要支撐作用。但由于福建瀕臨臺灣海峽，地理環境特殊，海況復雜、氣候惡劣，傳統漁場與商船習慣航線相互交疊，而且隨著近年來經貿往來的不斷擴大，特別在臺灣海峽航線上日趨繁忙，僅2009年，經過臺灣海峽的各類商船達90萬多艘，日均多達2500艘，給漁業安全生產帶來嚴峻形勢，特別是漁船被商船碰撞等重大惡性事故時有發生，據統計數據表明在2007至2009三年間，福建省共發生漁業船舶水上安全事故190起，事故造成死亡（包括失蹤）139人，沉（毀/失蹤）漁船93艘，直接經濟損失029.2萬元，其中碰撞事故約占40％，漁船與商船碰撞發生事故已成為當前影響福建漁業安全生產的主要因素之一,給福建漁民的生命財產造成了重大損失。另外伴隨著遠洋捕撈業的深入開展，涉外事件逐年增多，外籍船只侵犯我國領海、驅趕和抓扣福建漁船等涉及我國主權和經濟安全的事件時有發生。

 

　　此外海洋漁業還具有下述特點：

 

　　1、海洋漁業屬于高投入、高風險的行業，漁船在海上航行和作業時可能遭受的風險遠遠大于陸地一般行業，多種人力不可抗拒的因素諸如臺風、暴雨、巨浪、海嘯以及其他極端氣候現象給漁民的生命財產安全造成了極大的威脅，與此同時操作不當等人為因素也容易給船舶和船員造成重大損害（與商船相撞事故等），于是安全救助體系的建立與維護升級一直是海洋漁業監管部門重點關注與投入的領域。

 

　　2、漁船體積較小，雷達回波有限，進行遠洋捕撈作業時無手機信號覆蓋，傳統單邊帶無線電臺在復雜氣象條件下存在信號干擾嚴重的問題，同時發射功率較大，在船舶遇險失去供電時續航能力有限。傳統衛星電話設備投入較高，通信費用一般漁船難以承受。

 

　　3、漁政監管部門很難利用現有設備實現高精度動態監測漁船位置與狀態。指揮調度的互動性不強。為了提高漁船突發事件應急處置能力，造福漁區百姓，福建省開始建設福建省海洋漁業北斗應用示范工程，為全省1萬艘功率44.1千瓦以上海洋捕撈漁船和漁政海監執法船配備基于北斗芯片的船載終端設備，為漁船提供基于北斗衛星的通信和定位服務，實現船舶海上作業安全監控。

 

 

　　1、系統架構

 

　　根據項目建設目標，結合系統的技術架構特點，本示范工程的總體布局圖、系統技術架構圖分別如圖1、2所示。

 

圖1  示范工程總體布局圖


圖2  示范工程系統技術架構圖

 

　　2、系統功能

 

　　該系統實現的主要功能如下：

 

　　（1）船位監測功能

 

　　本系統具有的船位監測功能包括：

 

　　·漁船可定時、定距、定次自動發回船位，陸地監測指揮平臺可隨時調取船位，并顯示在電子海圖上進行實時監測；

 

　　·船舶歷史航行軌跡回放功能；

 

　　·通過用不同顏色圖標區分漁船為正在作業或航行狀態；

 

　　·漁船船位具有歷史回放和船舶資料、船位信息數據庫以及數據自動處理等功能。

 

　　（2）跨區域跨部門信息共享

 

　　形成全行業共享、四級聯動的漁船動態監控信息平臺；擴展平臺間信息交換范圍，支持對外地注冊船舶的監控；支持跨行業數據交換。

 

　　（3）漁船定位功能

 

　　漁船上安裝的北斗設備具備有定位功能，能夠在船載電子海圖上實時顯示當前位置點，航跡信息可存儲并進行航行歷史軌跡回放。

 

　　（4）漁船海上通話功能

 

　　配備終端具備有海事衛星電話功能，可以實現船舶與船舶，船舶與陸地指揮中心以及船舶與陸地家屬固話和手機之間的通話功能。

 

　　（5）船舶集中管理

 

　　本系統將船上北斗的信息，集中顯示在省數據中心平臺的電子海圖顯示平臺，實現船位集中監控。

 

　　（6）電子海圖管理功能

 

　　本系統各個漁業管理部門安裝的漁船安全監管信息系統船位監控系統支持電子海圖功能，可實現如下的操作：

 

　　·海圖放大、海圖縮小、海圖漫游功能；

 

　　·測量距離、測量面積功能；

 

　　·禁漁區、休漁區、報警區域顯示與控制功能；

 

　　·船只圖標、尾跡顯示與控制功能；

 

　　（7）自動預警功能

 

　　·當漁船靠近敏感禁止作業水域時，終端發出聲光信號報警，提示船上人員離開；并向省數據中心平臺發送預警信息；

 

　　·根據需要，省數據中心平臺可臨時向終端設定特定區域（或危險海域）的預警，以提高應急機動應變能力。

 

　　·省數據中心平臺可向漁船發布氣象、政務等信息，提高漁船應對突發災害或事件的預防能力。

 

　　（8）報警與救助輔助功能

 

　　·主動報警功能：當漁船在海上發生緊急情況請求援助時，可人工按下終端按鈕自動向省數據中心平臺發出求救信號和船位信息，以后每隔一段時間傳送一次報警信息，直至陸地人工確認或船上人工解除為止，同時也可以通過終端上的通話功能向其他船舶進行求救；

 

　　·緊急救助輔助功能：省數據中心平臺確認海上警報后，根據報警性質，決定救援或撤離方案，并在電子海圖上顯示報警漁船及其附近海域其它船的實時船位和船舶資料，建立并鎖定包括報警船、救援船隊、監控指揮臺在內的專用救援通信信道。

 

　　（9）指揮調度功能

 

　　監控指揮臺可根據需要向終端發送調取當前船位或發送短信息，方式為：

 

　　·群呼（所有船）；

 

　　·組呼（按單位、區域）；

 

　　·單呼（單船）；

 

　　·臨時組呼（不同單位、不同海域）。

 

　　（10）中英文短報文通信功能

 

　　本系統支持漁船與漁船之間、漁船與漁業管理部門之間、漁船與岸上相關者之間的短報文通信功能，通信方式包括：中英文文字短信（含進出港報、數碼電報）、數據通信等。

 

　　（11）出入港報告功能

 

　　通過船載終端設備，漁船出港及入港位置定位信息可報告出入港信息，并可為漁業管理部門提供燃油補助發放依據。

 

　　（12）漁船船舶資料管理功能

 

　　本系統漁船安全監管需要船舶資料信息的輔助，包括：船舶基本信息管理，通過漁船基本信息的錄入，可實現對漁船基本情況的了解和掌握；

 

　　·船位歷史軌跡信息實時記錄，并支持回放功能，可調取任意船舶、任何時間的航行軌跡；

 

　　·可對漁船基本信息、航行動態信息、生產作業信息、各類事件信息、報警信息、終端工作狀態信息等信息進行查詢和統計，同時生成各類統計報表，并提供打印功能；

 

　　·用戶信息管理，為各級漁政管理部門提供分級、分組管理機制，通過級別權限的設置，形成有效的管理手段；

 

　　·報警區域管理，可靈活設置不少于20個報警區域，實現對漁船違規作業進行有效的監測和預防；

 

　　·船只分組管理，可根據船位、船舶類型等條件靈活分組，進行統一管理和調度，提高船舶管理與調度的機動性；

 

　　·船舶事件管理，對船舶各類事件進行統一管理，實現資源合理調配；

 

　　（13）航程航次統計功能

 

　　可根據終端出入港報告信息、位置信息等，統計航行航程和航次功能。

 

　　（14）公告信息發布服務

 

　　通過本系統，可向海上漁船提供氣象信息、航行通告和市場信息等公眾性信息服務。

 

　　（15）系統擴展功能

 

　　根據管理需要和技術發展，預留接口，可進行二次開發，實現多系統的信息融合。

 

 

　　在該示范工程項目中北斗系統起到重要作用，其主要工作原理如下（如圖3所示）

圖3 工程項目中北斗系統的主要工作原理示意圖

 

　　1、船位監控原理

 

　　船位監控包括兩種方式：自動位置報告和點名調取船位。

 

　　本項目中船載終端設置自動位置報告的間隔圖3工程項目中北斗系統的主要工作原理示意圖時間或其它條件，滿足條件下，終端自動發送北斗RNSS或GPS位置。

 

　　省數據中心平臺根據需要對終端或終端組發送點名定位指令，北斗運營服務中心和北斗衛星地面站發送給指定的終端，終端接收指令并解析執行，把當前的北斗RNSS位置信息（北斗RNSS位置不可用下，采用GPS位置）通過北斗衛星和北斗運營服務中心，經過存儲處理后，共享發送給漁船管轄所屬的省數據中心平臺。

 

　　省數據中心平臺接收終端的自動位置報告信息或點名返回的位置信息，顯示在電子海圖上。

 

　　2、緊急報警與救助原理

 

　　漁船遇險、傷病、被抓扣等緊急情況下，持續3秒按下終端“緊急”報警按鈕，緊急報警信息（該報警信息包含當前船位、航速、航向信息）通過北斗RDSS發送到北斗運營服務中心，經過存儲處理后，共享發送給漁船管轄所屬的省數據中心平臺。

 

　　省數據中心平臺接收漁船的緊急報警信息，聲光方式提示值班人員，并可轉發到值班人員手機上。

 

　　省數據中心平臺自動把告警漁船動態航跡，當地海域情況同時在電子海圖上疊加顯示。同時，在值班人員確認的情況下，自動將報警船船位，動態播發給遇險船周圍的所有作業漁船。

 

　　在收到海上作業漁船發來的報警信號后，省數據中心平臺將進入緊急情況處理狀態，省數據中心平臺操作人員可以指定求助船活動區域內一艘或多艘船加入救援預案，將這些船臨時分組成一個救援船隊，建立起包括求助船、救援船隊、省數據中心平臺、漁政船在內的救援專用通信通道，在此通道內，所有有關各船船舶航行的狀態，相互之間的通信將被統一以最高優先級別處理，同時發送給有關終端和各省數據中心平臺。

 

　　在建立救援專用通信通道后，求助船、救援船隊各船、漁政船都被自動設定為以數分鐘的較高密度自動回報船位和航行動態，省數據中心平臺的指揮人員可以根據在電子海圖上顯示的各船實時船位情況，了解求救船狀況、附近救援船、漁政船分布情況，同時參考船舶檔案庫中各船的基本資料，制定出一套應急救援方案，通過救援專用通信通道，分發給各救援船、漁政船。此外，指揮人員也可以連接到交通部搜救中心、交通部所屬參與救援的救撈船。

 

　　3、短消息互通原理

 

　　本系統設計的通信功能包括以下幾個方面實現：

 

　　·省數據中心平臺與終端之問的中英文短消息互通；

 

　　·手機與終端之間中英文短消息互通；

 

　　·終端之間的中英文短消息互通。

 

　　終端顯控單元可編輯輸入短信息，目的地址可選擇為手機、省數據中心平臺或其它的船載終端設備，點擊“發送”后，該信息發出。如果目的地址為船載終端設備，則短信息經過北斗衛星導航系統，直接傳送到其它漁船；如果目的地址為手機或省數據中心平臺，則信息經過北斗衛星導航系統，傳輸到北斗運營服務中心，北斗運營服務中心解析地址為手機或省數據中心平臺，相應的分發。

 

　　手機或省數據中心平臺給漁船上終端發送的短信息，也先傳送到北斗運營服務中心，由北斗運營服務中心的船載終端播發設備，向終端發送。終端接收短信息，顯示在顯控單元上。

 

 

　　1、工程項目的相關技術指標如下：

 

　　（1）船位信息精度水平定位誤差不大于15m，速度誤差不大于2m／s。

 

　　（2）信息傳輸時間漁船報警信息和位置信息可在60秒內，從終端到達省數據中心平臺，顯示在電子海圖上。

 

　　（3）歷史數據存儲時間數據庫應支持不少于12個月的歷史數據查詢、統計。

 

　　（4）管理漁船數量可同時支持5萬個在網船舶的監控。

 

　　（5）定位頻度系統定位頻度可根據航速等信息實時變化，最快時不低于每分鐘更新一個定位點。

 

　　（6）電子海圖顯示具有大容量動態目標（>50000）顯示跟蹤，無明顯閃爍；靈活便捷的海圖引擎。

 

　　2、工程項目的特色

 

　　（1）福建省海洋漁業北斗應用示范工程船載北斗終端部署量為1萬艘漁船，是目前國內最大的海洋北斗應用系統；

 

　　（2）工程應用的船載北斗海事通信一體終端設備是國內首款北斗定位通信與海事衛星通信結合產品（如圖4所示）。

圖4船載北斗海事一體終端
 

　　（3）福建省海洋漁業北斗應用示范工程是福建省政府的政府主導、市場運作的一個嘗試案例。福建省政府引進央企中國航天科工集團公司與福建省電子信息（集團）有限責任公司對接，共同出資設立福建航天星聯信息科技有限公司以承接運作福建省海洋漁業北斗應用示范工程項目，同時以此構建東南區域位置信息服務（LBS）公共基礎設施，推動福建省北斗衛星信息應用服務產業的發展。