對話海洋—在碧波上自由“沖浪”

蔡文博

1912年4月14日晚，世界上體積最龐大、內(nèi)部設施最豪華的客運輪船—泰坦尼克號正在風平浪靜的大西洋上全速航行，船上充溢著歡聲笑語，然而乘客們并不知道，這趟從南安普頓至紐約的首航將成為一場死亡航行，等待他們的將是冰冷的海底。

隨著海水源源不斷地涌進船頭，所有人都意識到大事不妙。船長決定求救，他下令發(fā)出煙火彈，同時使用老式的CQD遇難信號及國際通用的摩爾斯電碼遇難信號SOS求救，遺憾的是離泰坦尼克號最近的加利福尼亞號關閉了電報機，沒能接收到求救信息。其他相距500海里內(nèi)的7艘郵輪雖然全速前進，也來不及趕往現(xiàn)場，次日凌晨2時20分泰坦尼克號沉入大西洋底。

一個世紀過去了，船舶在海上航行又有了哪些通信手段？船舶又是如何接收氣象及海況信息，如何發(fā)送救援信息的呢？泰坦尼克號的悲劇是否還會再次發(fā)生？

無線電呼叫：傳統(tǒng)的海上通信

無線電通信是一種傳統(tǒng)的海上通信方式。20世紀初，不少船舶就裝備了簡易的無線電通信電臺。100年來，船舶無線電臺的巨大發(fā)展也是由慘痛的教訓換來的。泰坦尼克號海難事故中，盡管有超過700人在無線電臺的幫助下獲救，但同時也揭示了海上無線電通信在保障船舶航行安全的機制和技術上存在缺陷。1913年，英國倫敦因此舉行了第一屆國際海上人命安全會議，規(guī)定船上無線電電臺必須24小時開通，額外配備備用電池，同時對船上無線電臺值班人員的值守時間做了明確的規(guī)定。

隨著航海業(yè)務和無線電技術的發(fā)展，船舶無線電臺由最開始的長波和中波電臺，轉(zhuǎn)變成現(xiàn)在的短波電臺，通信手段越來越豐富，通信的業(yè)務量也大幅增長。無線電臺憑借著低廉的價格和較遠的通信距離成為了船舶通信和救援的標配。現(xiàn)代船舶電臺裝備種類繁多，有主（備用）收發(fā)信機、甚高頻無線電話、無線電報自動報警器等，其原理都是利用電報、傳真、電話等方式實現(xiàn)中頻（MF）、高頻（HF）、甚高頻（VHF）等不同頻段無線電信號的通信。

大喇叭開始廣播了：海上安全信息播發(fā)系統(tǒng)

從泰坦尼克號海難事故中可以看出，海上救援僅依靠船舶間的互救顯然是不夠的，還需要建立一個船舶與岸上、不同船籍、不同海域的救援協(xié)調(diào)和通信機制。為了保障全球船舶的航行安全，海上安全信息播發(fā)系統(tǒng)負責及時有效地由岸上向航行的船舶提供包括航行警告、氣象警告、氣象預報和其他海上緊急信息在內(nèi)的海上航行的安全信息。這項海上安全信息播發(fā)業(yè)務稱為世界航行警告業(yè)務（WWNWS）。

國際海事組織（IMO）和國際海道測量組織（IHO）為了協(xié)調(diào)各區(qū)域的世界航行警告業(yè)務，按地理位置和電波可能覆蓋的范圍，把世界劃分為16個航行警告區(qū)，每一區(qū)域都由一個指定的協(xié)調(diào)國負責。世界航行警告業(yè)務由遠海域的NAVAREA（Navigation Area）業(yè)務、岸基的NAVTEX（Navigation Telex）業(yè)務和本地業(yè)務組成。前兩項業(yè)務涉及國際間協(xié)調(diào)的航行警告，本地警告業(yè)務完全由本國主管部門協(xié)調(diào)完成。

1987年，中國沿海部署建立了海上安全信息播發(fā)系統(tǒng)，正式開展NAVTEX業(yè)務。2016年，海上安全信息數(shù)字廣播系統(tǒng)（NAVDAT）在上海試運行，覆蓋了中國近海400海里的范圍。NAVDAT系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率也達到15～25千比特/秒，是NAVTEX的360倍，可以高速傳輸海洋、氣象預警報等圖表信息。

千里眼和順風耳：海上衛(wèi)星通信

盡管無線電海上通信成本低、方便快捷，但由于海上風云莫測，受電離層起伏和大氣干擾影響，限制了通信的距離和穩(wěn)定性。1976年，美國先后發(fā)射了3顆海事通信衛(wèi)星，從此船舶無線電通信便跨入了采用衛(wèi)星微波頻段通信的新時期。海事衛(wèi)星（INMARSAT）與船站、岸站之間分別采用“L波段”和“C波段”的微波進行通信，其中“L波段”降低了信號在大氣中的傳播損耗和雨水衰減，“C波段”則便于與國際衛(wèi)星通信系統(tǒng)的連接，由此可以實現(xiàn)全球范圍的服務。

沒出過海的朋友們可能會有一個誤區(qū)，以為開通了移動的“全球通”業(yè)務就可以跨國在海上打電話了。“全球通”之所以能在全球范圍內(nèi)通話，是因為移動通信運營商租用了國外的基站。但是在基站輻射不到的茫茫海面上，“全球通”也無法聯(lián)通。目前，各大移動通信運營商都在海邊的山頂、島嶼上建立了一些基站，這些基站可以覆蓋80千米左右。所以當船舶航行在近岸靠近陸地的海面上，手機還是有信號的。但如果離岸邊太遠，就會出現(xiàn)手機信號弱、無法雙向聯(lián)通、掉線、通話時斷時續(xù)等通話問題。

在乘坐大型郵輪出海的時候，可以在甲板上找到海事衛(wèi)星終端，它可以為游客提供通話、上網(wǎng)等服務。由于遠洋船舶遍布各大洋甚至兩極海域，通信業(yè)務分散且服務范圍廣，海事衛(wèi)星通信采用按需分配的方式通信，通信的成本相當高。手機撥打衛(wèi)星電話比較貴，大概一分鐘60元，衛(wèi)星電話撥打手機每分鐘也要5～8元，所以在郵輪上盡量多享受美食和娛樂節(jié)目，少煲電話粥或刷朋友圈。

海事衛(wèi)星通話費這么貴，那還有沒有相對便宜的通信方式呢？答案是肯定的。中國自主研發(fā)的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)，除了具有定位、導航、授時三大服務外，還支持短報文的通信。北斗衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)于2007年就已經(jīng)開始在“南沙漁船船位監(jiān)控管理系統(tǒng)”中得到應用。隨后，沿海省或直轄市陸續(xù)開展了“漁船安全救助信息系統(tǒng)”建設。截至2012年7月，中國有近4.5萬艘海洋漁船配備了北斗衛(wèi)星終端設備。要知道海洋捕撈業(yè)是世界公認的風險度較高的行業(yè)之一，每年都造成大量的人員傷亡和漁船海難事故。2007—2016年《中國海洋災害公報》的統(tǒng)計結(jié)果顯示：受風暴潮、海浪、海冰災害的侵襲，十年間中國沿海各省（自治區(qū)、直轄市），沉沒損毀船只超過6萬艘。現(xiàn)在利用船上的北斗終端，在中國近海范圍內(nèi)從事海上作業(yè)的漁民可以用手機APP與岸上漁船安全救助中心取得聯(lián)絡，也可以跟家人互發(fā)消息。漁民接收家屬的短信完全免費，漁民往家里發(fā)一條短信的價格也不過0.3元。

漁船不但可以接收到岸上的海洋和氣象預報，還可以將船上觀測到的風速、風向等氣象信息回傳到岸上，這些實時觀測數(shù)據(jù)又能進一步提高海洋氣象預報的精度。要知道，面向茫茫大海，衛(wèi)星、浮標等觀測手段的精度、覆蓋范圍還遠遠不及陸上。2017年11月5日，中國第三代導航衛(wèi)星順利升空，它標志著中國正式開始建造“北斗”全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)。2018年年底前，還將發(fā)射18顆北斗三號組網(wǎng)衛(wèi)星，覆蓋“一帶一路”沿線，到時候?qū)⒃凇皵?shù)據(jù)傳輸帶寬”和“覆蓋范圍”等方面為遠洋漁業(yè)、遠洋運輸提供更好的通信服務。

集大成者：全球海上遇險與安全系統(tǒng)

全球海上遇險與安全系統(tǒng)（即GMDSS， Global Maritime Distress and Safety System），主要由前面提到的無線電通信系統(tǒng)、海上安全信息播發(fā)系統(tǒng)和衛(wèi)星通信系統(tǒng)—海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)（INMARSAT）和全球衛(wèi)星搜救系統(tǒng)[COS-PAS/SARSAT，采用由近地軌道衛(wèi)星（LEOSAR）和靜止軌道衛(wèi)星（GEOSAR）組成的網(wǎng)絡]三大部分構成，為船舶從近海、遠洋到兩極航行提供有力的安全保障。

著名的極地考察船雪龍?zhí)柧脱b備了一套A類GMDSS系統(tǒng)，以及海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)（INMARSAT）B站、C站各一套。從2013年雪龍?zhí)枠O地考察船成功營救被困南極的俄羅斯客輪，到組織雪龍?zhí)栕跃龋罱K利用氣象、海冰監(jiān)測及預報信息設計撤離方案，沖出浮冰區(qū)，在此過程中海上通信系統(tǒng)都發(fā)揮了很重要的作用。應該說，有了這么多有效的海上通信和安全航行保障手段，現(xiàn)代版的泰坦尼克號事件已經(jīng)很難再次出現(xiàn)了。