基于錨泊浮臺組網的海洋信息網絡在海上交通安全監管的應用思考

李玉輝 張立偉 周雄偉 趙淑莉 鄭作亞

【摘? 要】海上交通安全是人們非常關心的問題，有效的安全監管手段是海上安全的有力支撐。目前我國海上交通安全監管的技術手段諸多集中在近岸，制約了新時期航行監管能力的提高。因此，通過新一代網絡信息系統技術提升中遠海安全監管能力顯得尤為重要。文中總結了我國主要海域安全監管系統存在的問題，介紹了一種可在中遠海部署的錨泊浮臺系統，提出了基于錨泊浮臺組網的海洋信息網絡在海上交通安全監管的應用思考。

【關鍵詞】海上交通安全監管;海洋信息網絡;錨泊浮臺

引言

海上交通安全是人們非常關心的問題，有效的安全監管手段是海上交通安全的有力支撐。隨著國際貿易的發展和海上通導技術的發展，海上通航船舶數量多、噸位大，對交通安全監管提出了更高、更嚴峻的要求。世界各國通過各種安全監管手段不斷降低通航安全風險，但諸如撞船、翻船、漏油、火災等海上事故仍會不時發生，給海洋經濟和環境造成巨大的損失和破壞。目前，我國交通海事部門的監管手段多以行政手段為主，而技術支撐手段諸多集中在近岸，制約了新時期海上航行安全監管能力的提高。因此，通過新一代網絡信息系統技術提升中遠海重點海域安全監管能力顯得尤為重要。

1.我國海上交通安全監管現狀

經過多年建設，尤其是自2007年《國家水上交通安全監管和救助系統布局規劃（2006～2020 年）》經國務院批準實施以來，我國水上交通安全監管系統建設實現了重大突破，目前，已形成以船舶交通管理系統（VTS）、甚高頻通信系統（VHF）、船舶自動識別系統（AIS）、電視監控系統（CCTV）等為主體的通信監控系統，目前該系統可有效覆蓋我國沿海水域，并在沿海近岸水域和內水重要航段水域實現多重覆蓋，覆蓋范圍離岸約20公里;同時，我國當前的海上安全通信業務主要是通過建設在沿海的多座海岸電臺承擔和完成的，其主要進行窄帶通信，傳輸數據量很低。當下的近岸安全監管系統可滿足沿海近岸20公里內的監管需求，但仍存在諸多問題，以南中國海為例，主要包括以下幾個方面：

1.1監管系統覆蓋能力不夠

南海是世界上最繁忙的運輸通道之一，37條國際航線和全球商船（按噸位計算）的50%、貨運總量的1/3途經南海。我國外貿貨物總量的40%以上、進口石油總量的80%以上通過南海運輸。船舶交通量的增長，隨之帶來的南海海域的海上交通事故和險情發生數量的增加。我國的安全監管手段，在近岸海域已全面實時覆蓋，但對中遠海的監管手段比較薄弱。目前我國在中遠海，僅在有島礁依托的海域，建設了具有目視航標功能的燈塔，其服務覆蓋范圍約20km，未能覆蓋西沙重點航路。由于缺乏可供安全監管設備搭載的平臺以及穩定可靠的海上寬帶通信傳輸手段，一體化安全監管系統無法在中遠海進行部署，因此，不能滿足日益繁忙的海上交通對安全監管系統的迫切需求。

1.2監控手段相對單一且融合度不夠

目前，海上安全監管手段以VTS、VHF、AIS、CCTV等手段為主，但各數據間的融合度不夠，雖在近岸完成了實時、連續覆蓋，但手段相對單一，針對一些特殊情況，如木質船只，單純靠VTS雷達就很難發現，若針對一些非法船只，惡意關閉臺站，無法正常有效監控;同時各手段間，缺乏數據融合及應用，對船舶的一些異常行為不能進行有效的事前預判及事后分析。

1.3近岸監管系統與中遠海島礁基監管系統相對孤立

我國近岸及中遠海島礁基安全監管系統，雖各自發揮著有效作用，但由于缺乏穩定可靠的海上寬帶通信傳輸手段，不能有效協同，信息無法互通及共享，無法實現一體化協同監管。

2.錨泊浮臺信息系統介紹

2.1系統概況

錨泊浮臺系統是一新型集海洋多維信息感知、海上信息傳送、多源信息融合處理和綜合信息應用服務等多功能于一體的海洋信息網絡節點，具備靈活機動、無人值守、生存能力強、可持續工作、能源自保障等特點。該系統以半潛式海上錨泊平臺為載體，以智能化能源系統為保障，可搭載雷達（VTS雷達）、CCTV監控、AIS、海洋環境監測設備、通信設備（衛通、VHF、LTE、短波、北斗等）、航標燈等設備，可部署于中遠海重點航道周邊，為海上交通安全監管提供信息采集、傳輸節點中繼等服務。

浮臺系統海域部署圖

2.2主要組成及功能

錨泊浮臺系統主要由承載平臺、任務載荷、能源系統三大部分組成。

承載平臺是任務載荷的搭載平臺，為任務載荷在惡劣海況中可靠運行提供空間基礎和安全保障。其主要包括臺體和系泊系統，臺體用于提供所有搭載設備所需的空間。系泊系統用于對臺體進行限位，通過系泊系統的設計，可以有效提升臺體的水動力學性能，提高臺體的安全性和可靠性。

任務載荷由信息感知、信息傳送、信息服務等分系統組成。可為航道過往船只提供通信接入服務、VHF通信服務、感知信息就近服務接入、助航信息播發、遇險救助信息播發等服務。

能源系統是一種智能化的離網自主供電系統，利用光/柴/風等多種能源互補形成發電系統，可滿足系統在不同工作模式下的能源自供給。

系統的主要功能指標如下：

（1）全系統可抵御8級海況;

（2）系統可接收20km內民用船只發送的AIS信息;

（3）系統可實現衛星通信、短波通信和北斗通信，其中寬帶通信速率不小于6Mbps;

（4）具有對濕度、溫度、氣壓風速風向、雨量和輻射數據等海洋環境要素進行測量的能力。

3.錨泊浮臺組網的海洋信息網絡在海上安全監管的應用

為解決中遠海域海上交通安全監管系統覆蓋能力不足問題，可綜合考慮利錨泊浮臺組網的海洋信息網絡，通過在中遠海重點海域部署錨泊浮臺組網形成的海洋網絡，實現對其周邊信息的實時感知及穩定可靠的傳輸，結合岸基綜合處理中心的大數據處理能力，為海事監管部門提供有效的數據服務支撐。主要解決以下幾個主要問題：

（1）利用?；^泊浮臺等各組網節點，部署海上交通安全監管設備，實現監管系統由近岸向中遠海的覆蓋延伸，提升安全監管能力，有效降低海上交通事故、減少機動巡航頻次;

（2）利用海洋信息網絡，可實現島基、海基、岸基等安全監管系統的有效連接，實現我國管轄海域安全監管系統的互聯互通;

（3）利用岸基綜合處理中心，可實現多源數據的匯聚、融合處理、態勢生成及分發等，為海事部門的決策及應急指揮提供支撐。

4.結語

本文分析了目前我國南海海上交通安全監管系統發展現狀，介紹了錨泊浮臺信息系統的基本能力，提出了利用錨泊浮臺組網的海洋信息網絡，使近岸安全監管系統的覆蓋范圍向中遠海延伸，進一步提升我國海上交通安全監管能力，適應航運經濟和航海技術發展的更高需求。

參考文獻

[1]楊立波.水上交通安全監管和救助裝備綜合評估.中國水運，2017.01.

[2]云澤雨.E_航海下的海上安全通信保障研究.數字通信世界，2018.03.

[3]王福齋，王世偉，易中立，等.南中國海海事監管問題研究.中國水運，2014.11.

作者簡介：李玉輝（1983-），男，山東人，工程師，主要研究方向為海洋信息網絡系統。張立偉（1986-），男，山東人，高級工程師，主要研究方向為海洋信息網絡系統。

周雄偉（1968-），男，江西人，高級工程師，主要研究方向為電子信息系統總體。

趙淑莉（1983-），女，河北人，工程師，主要研究方向為海洋信息網絡系統。

郭明瑞（1986-），男，山東人，工程師，主要研究方向為海洋信息網絡系統。

鄭作亞（1978-），男，浙江人，高級工程師，主要研究方向為衛星導航與定位、空間信息服務、衛星應用等。