遙測遙控技術在航標管理中的應用

陳婕珺

摘 要：隨著通訊、衛星導航技術的不斷成熟，通訊、導航系統呈現出擴大應用范圍，增加功能，增加針對性的趨勢。電子導航，互聯網+等新興技術的興起，為遙測遙控技術融入航標管理，為航標標識信息化增添了新的元素 。本文以遙測遙控的技術特點為切入點，探討遙測遙控技術在航標管理上的應用。

關鍵詞：航標遙測遙控終端 航標運行管理系統 信息化

1.遙測遙控系統及航標運行管理系統

1.1遙測遙控系統與航標遙測遙控系統的內涵

1.1.1遙測遙控系統的內涵

遙測遙控系統是由遙測系統和遙控系統組成。

遙測系統主要涵蓋了傳感、通訊和數據處理技術。主要用于對分散、不易接近的，特別是距離遙遠，所處環境惡劣的對象進行監測。遙控系統主要通過通信媒介對監測對象進行技術操控的系統。主要由操作裝置、編碼裝置、發送裝置、信道、接收裝置、譯碼裝置和執行機構等組成。

遙測遙控系統中，遙測系統獲取被測控對象的工作狀態技術參數，并以此作為遙控系統對其進行管理和控制的重要依據；遙控的效果再由遙測分系統反饋到測控中心作為下次遙控的參考。

1.1.2遙測遙控系統在航標上的運用

航標，顧名思義就是海上助航標志。航標按照不同的類型，表示了不同的助航功能。通航船舶通過不同類型的航標，判斷該水域的航行規則與路線，從而達到安全通航的效果。

航標的特殊性決定了我們不可能通過傳統的航標巡檢全天候把握航標的工作狀態，遙測遙控技術在航標管理上的應用，在很大程度上解決了航標設置距離遠，通航環境復雜，無法及時檢測航標狀態的難題。

位置準確、涂色鮮明、燈質正常、結構良好是航標的四要素。其中位置為首，顯示了航標位置的重要性。在航標遙測遙控系統中，定位系統是核心裝置之一，通過定位系統測定的位置從而判斷浮標是否移位，確保了航標異常移位及時發現并得以快速修復。同時，通過位置測定的歷史數據及航標移動軌跡，判斷風、流等水文氣象情況，為航標的合理設置提供重要依據。 遙測遙控系統對電流、電壓的監測，可判斷燈器工作是否正常，確保燈器異常及時發現并對異常燈器分析故障原因及時修復。同時，通過電流、電壓歷史記錄，判斷燈器、電池更換周期等。

1.1.3 航標遙測遙控終端的分類

按遙測遙控載體區分，分為燈器一體化遙測遙控終端及獨立遙測遙控終端。燈器一體化遙測遙控終端，顧名思義就是將遙測遙控定位模塊與燈器、電池等集于一體與燈器一同使用內置電池。其優點在于安裝方便且占位少。缺點是，無論燈器、遙測遙控模塊或電池中其中任何一個部件損壞，必須整體更換。獨立遙測遙控終端，就是一個遙測遙控傳感除了特有的定位裝置外，能通過外置電線與燈器、電池連接，在獲取工作能源的同時檢測航標設備的電流、電壓。

按遙測遙控導航系統區分，分為GPS航標遙測遙控終端及北斗航標遙測遙控終端。GPS航標遙測遙控終端，其采用的是GPS衛星定位系統信號為定位數據采集源。GPS全球定位系統是20世紀70年代，由美國陸、海、空三軍聯合研制的新一代空間衛星導航GPS定位系統 。其工作原理簡單來說就是根據星載時鐘所記錄的時間在衛星星歷中查出衛星的位置，由計算機選擇衛星與用戶聯線之間張角較大的四顆衛星作為觀測對象， 測量出已知位置的衛星到用戶接收機之間的距離，然后綜合多顆衛星的數據就可知道接收機的具體位置。GPS航標遙測遙控終端的數據傳輸信道一般是移動公共網絡（如GPRS、CDMA、3G、4G等），因此 GPS航標遙測遙控系統在通訊基站覆蓋的區域，信號較穩定 。

北斗航標遙測遙控系統，是采用北斗衛星導航系統信號為定位數據采集源。北斗系統是中國著眼于國家安全和經濟社會發展需要，自主建設、獨立運行的衛星導航系統，可在全球范圍內全天候、全天時為各類用戶提供高精度、高可靠定位、導航、授時服務，并具短報文通信能力。系統由空面段、地面段和用戶段三部分組成。若干地球靜止軌道衛星、傾斜地球同步軌道衛星和中圓地球軌道衛星組成空間段。地面段包括主控站、時間同步/注入站和監測站等若干地面站，以及星間鏈路運行管理設施。用戶段主要是指北斗及兼容其他衛星導航系統的芯片、模塊、天線等基礎產品，以及終端設備、應用系統與應用服務等。地面段的工作過程簡單的說就是監測站接收衛星的信號并發送給主控站，主控站接收數據后進行處理，生成衛星導航電文和差分完好性信息，而后交由注入站向衛星發送信號。用戶的終端，可以是專用于北斗衛星導航系統的信號接收機，也可以是同時兼容其他衛星導航系統的接收機。接收機需要捕獲并跟蹤衛星的信號，根據數據按一定的方式進行定位計算，得到最終定位。北斗航標遙測遙控終端的通訊信道為北斗通訊，因此北斗遙測遙控系統在航標上的運用，能解決離岸距離遠，通訊基站無法覆蓋的水域通訊不暢的問題。

1.2 航標運行管理系統

“航標運行管理系統” 系統涵蓋范圍包括航標公用航標設置管理、基礎數據管理、航標巡檢視管理、航標維護保養管理、航標動態管理、航標應急反應、航標故障管理、航標工作任務派遣及航標器材管理，并將航標遙測遙控產生的故障數據融入到航標故障管理模塊，對航標進行統一管理，能夠迅速確定航標設備故障，提高航標可利用率，及時跟蹤、追溯、分析航標運行、處理情況。

2.航標遙測遙控引入航標運行管理系統

航標運行管理系統通過航標遙測遙控系統平臺對安裝有遙測遙控終端的航標的實現系統管理。遙測方面，航標遙測遙控終端通過信道以報文形式傳送至航標遙測遙控系統的遠程數據服務器后，數據服務器會定期檢測收到的航標終端返回信息，并對數據進行有效性處理，最終保存到數據庫中，由應用服務器對數據庫進行調用整合，將最終結果展示在應用服務器提供的web界面也就是我們看到的遙測遙控系統平臺（用戶終端）。通過平臺我們可以直觀看到航標的定位，電流、電壓等實時信息。遙控方面，在遙測遙控系統平臺發送遙測遙控數據，指令通過數據處理服務器過濾編碼后保存于數據庫中，服務器發現新的指令后服務器將遙測遙控數據重新封裝通過指定端口發送到編碼服務器后，由編碼服務器將信息轉發通過信道將數據到達航標終端后，航標終端解碼并執行相關指令。理論上，可以通過平臺終端，對海上裝有遙測遙控終端的航標燈器進行燈質的調整。

航標遙測遙控系統是一個集電子海圖、航標運行監測、區域管理、碰撞分析等功能于一體的平臺系統。航標電子海圖可以分類顯示航標標繪，如岸標、水標、遙測遙控航標、無遙測遙控航標、AIS實體航標、AIS虛擬航標等。在電子海圖上的航標與該航標上的遙測遙控終端內置的通訊運營商SIM卡號碼或北斗通訊卡號碼進行連接綁定后，航標位置可打開與航標遙測遙控回傳定位做對比。

在電子海圖上的航標比對，除位置外，電流、電壓也是重點遙測內容。經過比對，位置超過安全距離，電壓、電流超過正常值范圍即視為故障航標。如存在故障，則在航標圖標上方會出現紅色電波圖，提醒該航標存在故障，同時在信息欄顯示故障類型（如圖1）。當觀察故障修復后，將在列表上自動消失，也可通過操作欄中的“遙控”、“誤報”、“報障”按鈕對待觀察故障進行處理。 轄區內的航標故障，以數字、文字、圖形等形式展示。

通過上述一系列的系統功能，實現了通過遙測遙控系統平臺對航標的信息化、精細化管理 。

3.結束語

20世紀90年代初，歐美航運國家利用電子和通信技術建立了航海遙測遙控系統，為航運業提供了有效的服務。2000年，中國開始了巡檢遙測遙控系統的研究工作。雖然遙測遙控系統在航標管理中的應用目前仍然處于探索發展階段，許多通訊技術問題仍然在解決中，但加大航標巡檢遙測遙控應用和開發力度，提高航標管理信息化、智能化是時代發展趨勢，也是提升航海保障服務的重要內容。

參考文獻：

[1]航標遙測遙控通信技術要求.交通運輸部南海航海保障中心.