5G通訊技術在船舶實時遠程檢驗的應用及展望

楊應榮

摘 要：伴隨通訊科技的不斷進步，遠程檢驗的發展及應用使得船舶檢驗更加方便快捷，現已在各大船級社臨時檢驗中進行了廣泛的應用。

關鍵詞：5G通訊技術;遠程檢驗;MESH自組網;5G CPE

中圖分類號：U675.7? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2021）05-0058-03

1遠程檢驗產生的背景

在疫情的影響下，加快了檢驗方式的變革。為適應新的社會需求，檢驗方式不斷向科技方向縱深發展。不久的將來，常規的檢驗必將被新型的檢驗方式所替代。DNVGL，NV，ABS等知名船級社，在2019年已推出遠程檢驗，并已在一些船舶的臨時檢驗中進行了應用和實施。伴隨時代的進步，緊跟科技的步伐，5G信息技術的應用進入了農業、醫療、教育、工業制造等各行各業。CCS在創建一流船級社的道路上奮起直追，勇創一流，開拓創新，引進5G通訊技術應用于遠程檢驗。

2 探索實時遠程檢驗所遇到的困難

船舶由鋼鐵構造，幾乎是一個封閉式電磁屏蔽結構，正常外部信號在機艙、舵機艙內幾乎完全屏蔽。第一任務首先突破機艙、舵機艙等封閉處所信號屏蔽的缺陷。其次船舶通常停靠碼頭，船廠碼頭船廠高架行車導致甲板露天區域信號間接性中斷現象，導致發射信號時斷時續，影響終端信號的接受，不能達到檢驗預期的目的。再次若采用常規的4G信號，傳輸信息量少，傳輸率低，視頻、聲音信號被減壓后，導致終端接收到的視頻、聲音信號卡頓，圖像模糊，視頻不連續等一系列現象。

采用5G通訊技術，突破實時遠程檢驗的瓶頸。設計出一套可以完全解決問題的可行性方案。采用：MESH自組網（一種移動通信和計算機網絡相結合的網絡），5G CPE（Customer Premise Equipment，客戶前置設備）+WIFI路由器+分布式路由器，現場采集設備接收WIFI信號。

信號采用5G信號，解決了原4G信號傳輸到終端出現卡頓的現象;采用WIFI路由器+分布式路由器，使得船舶各個區域覆蓋WIFI，確保船舶信號無死點，使得傳輸船舶圖像、聲音信息連續，也解決了高架行車導致甲板露天區域信號間接性中斷的問題。

3 實時遠程檢驗硬件設備及構建簡介

3.1現場5G傳輸設備的布置放置與船舶生活區外高處，便于鏈接岸上5G基站

5G CPE設備（見圖1）用于接收5G宏站發射的信號。

WIFI路由器（見圖2）應用發送WIFI信號。

3.2個人設備及交互軟件：智能視頻、音頻傳輸穿戴設備、FacePro 系統

智能視頻、音頻傳輸穿戴設備（見圖3）用于采集現場視頻、音頻信息。FacePro軟件系統（效果圖見圖4）用于船與岸交互，達到親臨現場的效果。

3.3船舶網絡覆蓋構建方案：CPE+MESH無線自組網

上層建筑區： 1個CPE+3個分布式路由器

機艙/舵機艙：1個CPE+3個分布式路由器/1個分布式路由器

首樓： 1個CPE+1個分布式路由器

4 按照設計方案進行實時遠程檢驗的探索

2020年3月首次測試，選取舟山中遠船廠某輪進行了測試，采用遠程檢驗對鍋爐進行了內部檢查、對壓載水艙進行了近觀檢驗。

按照預定的網絡覆蓋構建方案給該輪布置好5G傳輸設備，并連接上網絡。采集了鍋爐內部狀況信息并抽取一個壓載水艙內部狀況，將視頻信息實時傳輸到岸基辦公室，測試現場效果見圖5。

船舶檢驗視頻信息首次傳輸到岸基辦公室，現場接收信息正常，并進行了實況交流。通過首次測試，關注視頻的清晰度、流暢性以及互動性，通過5G信號的傳輸，完全有把握把現場的船舶狀況傳輸到辦公室，為實時遠程檢驗打下了可行性基礎。

不斷推進實時遠程檢驗向更深更廣領域發展。2020年4月選取舟山中遠船廠另一條船進行了船舶營運檢驗試驗驗證。試驗項目均在封閉式場所，試驗時，船舶停泊在船廠碼頭，船舶當時采用的船電，更貼近船舶檢驗的常規狀態。對下列檢驗項目進行了測試。

（1）油水分離器功能測試。

（2）高壓油管泄漏報警。

（3）機艙油柜速閉閥試驗。

辦公室捕捉到的油水分離器試驗照片見圖6。

對油水分離器進行功能性試驗，當油分計檢測超過15ppm時，觀察電池閥動作情況，并對動作結合進行照片捕捉。辦公室捕捉到的高壓油管泄漏報警試驗照片見圖7。

對主機高壓油管泄漏報警裝置進行了模擬測試，在主機高壓油管收集盒中倒入燃油，直至產生報警。分別采用兩組攝像裝置，一組采集模擬測試現場，另一組采集機艙集控室監視屏的報警信息。兩組信號可以同時傳輸到辦公室終端顯示屏上。上圖捕捉到集控室采集到的照片。辦公室捕捉到的滑油日用柜速閉閥試驗照片見圖8。

對滑油日用柜速閉閥動進行了效用試驗，觀察速閉閥動作結果，當時安排船舶二管輪在機艙外進行關閉試驗。同時采集了關閉動作信息與速閉閥動作信息一同傳輸到辦公室，試驗結果成功。上圖為滑油日用柜速閉閥動作捕捉到的照片。

這次的實時遠程檢驗測試圓滿完成了預定的目標任務，為將來遠程檢驗的發展打下了堅實的基礎。也填補了CCS實現遠程檢驗的薄利環節。

5 5G通訊技術在船舶實時遠程檢驗的應用展望

未來船舶實時遠程檢驗將逐步替代現場檢驗。中國船級社已著手成立了遠程檢驗開發小組，制定遠程檢驗相關流程，以及細化各個檢驗項目的具體要求，并開發相應的軟件系統，用于保存遠程檢驗的圖文、錄像等信息。

交通運輸部海事局于2021年1月發文，對于不具備到現場檢驗條件的，可采取遠程檢驗，指導船舶自檢并報送相關視頻資料等方式替代現場檢驗。

伴隨著政策的推進以及5G通訊技術的不斷普及，遠程檢驗將是未來船舶檢驗發展必然趨勢。

參考文獻：

[1] 5G移動通信系統及關鍵技術[J].北京：電子工業出版社，2018.11.

[2]交通運輸部海事局關于做好疫情防控期間船舶檢驗工作的通知（海船檢函[2021]53號）.