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(jīng)***北緯**有大魚群，行駛路線****”。海船紛紛調(diào)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(jìn)入***國海域，請趕快調(diào)頭返回，行駛路線****”。該船迅速調(diào)頭返回，一起漁業(yè)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(fēng)經(jīng)過，請**號漁船到**號漁港躲避，行駛路線*****”。所有漁船收起漁網(wǎng)，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(wèi)星通話與船員交流、了解情況，船員也回復(fù)給家人平安歸來的信息。

 

　　這就是福建省正在建設(shè)實(shí)施的福建省海洋漁業(yè)北斗應(yīng)用示范工程。

 

 

　　福建省是海洋大省，又是漁業(yè)大省，擁有各類海洋漁業(yè)船舶近6.4萬余艘，近年來在省委、省政府建設(shè)海洋經(jīng)濟(jì)強(qiáng)省戰(zhàn)略的實(shí)施推動下，漁業(yè)經(jīng)濟(jì)獲得持續(xù)、健康、快速發(fā)展，在海西新農(nóng)村建設(shè)中日益發(fā)揮重要支撐作用。但由于福建瀕臨臺灣海峽，地理環(huán)境特殊，海況復(fù)雜、氣候惡劣，傳統(tǒng)漁場與商船習(xí)慣航線相互交疊，而且隨著近年來經(jīng)貿(mào)往來的不斷擴(kuò)大，特別在臺灣海峽航線上日趨繁忙，僅2009年，經(jīng)過臺灣海峽的各類商船達(dá)90萬多艘，日均多達(dá)2500艘，給漁業(yè)安全生產(chǎn)帶來嚴(yán)峻形勢，特別是漁船被商船碰撞等重大惡性事故時有發(fā)生，據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明在2007至2009三年間，福建省共發(fā)生漁業(yè)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(jīng)濟(jì)損失029.2萬元，其中碰撞事故約占40％，漁船與商船碰撞發(fā)生事故已成為當(dāng)前影響福建漁業(yè)安全生產(chǎn)的主要因素之一,給福建漁民的生命財(cái)產(chǎn)造成了重大損失。另外伴隨著遠(yuǎn)洋捕撈業(yè)的深入開展，涉外事件逐年增多，外籍船只侵犯我國領(lǐng)海、驅(qū)趕和抓扣福建漁船等涉及我國主權(quán)和經(jīng)濟(jì)安全的事件時有發(fā)生。

 

　　此外海洋漁業(yè)還具有下述特點(diǎn)：

 

　　1、海洋漁業(yè)屬于高投入、高風(fēng)險(xiǎn)的行業(yè)，漁船在海上航行和作業(yè)時可能遭受的風(fēng)險(xiǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于陸地一般行業(yè)，多種人力不可抗拒的因素諸如臺風(fēng)、暴雨、巨浪、海嘯以及其他極端氣候現(xiàn)象給漁民的生命財(cái)產(chǎn)安全造成了極大的威脅，與此同時操作不當(dāng)?shù)热藶橐蛩匾踩菀捉o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(hù)升級一直是海洋漁業(yè)監(jiān)管部門重點(diǎn)關(guān)注與投入的領(lǐng)域。

 

　　2、漁船體積較小，雷達(dá)回波有限，進(jìn)行遠(yuǎn)洋捕撈作業(yè)時無手機(jī)信號覆蓋，傳統(tǒng)單邊帶無線電臺在復(fù)雜氣象條件下存在信號干擾嚴(yán)重的問題，同時發(fā)射功率較大，在船舶遇險(xiǎn)失去供電時續(xù)航能力有限。傳統(tǒng)衛(wèi)星電話設(shè)備投入較高，通信費(fèi)用一般漁船難以承受。

 

　　3、漁政監(jiān)管部門很難利用現(xiàn)有設(shè)備實(shí)現(xiàn)高精度動態(tài)監(jiān)測漁船位置與狀態(tài)。指揮調(diào)度的互動性不強(qiáng)。為了提高漁船突發(fā)事件應(yīng)急處置能力，造福漁區(qū)百姓，福建省開始建設(shè)福建省海洋漁業(yè)北斗應(yīng)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(jiān)執(zhí)法船配備基于北斗芯片的船載終端設(shè)備，為漁船提供基于北斗衛(wèi)星的通信和定位服務(wù)，實(shí)現(xiàn)船舶海上作業(yè)安全監(jiān)控。

 

 

　　1、系統(tǒng)架構(gòu)

 

　　根據(jù)項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo)，結(jié)合系統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)特點(diǎn)，本示范工程的總體布局圖、系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)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(tǒng)技術(shù)架構(gòu)圖

 

　　2、系統(tǒng)功能

 

　　該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的主要功能如下：

 

　　（1）船位監(jiān)測功能

 

　　本系統(tǒng)具有的船位監(jiān)測功能包括：

 

　　·漁船可定時、定距、定次自動發(fā)回船位，陸地監(jiān)測指揮平臺可隨時調(diào)取船位，并顯示在電子海圖上進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測；

 

　　·船舶歷史航行軌跡回放功能；

 

　　·通過用不同顏色圖標(biāo)區(qū)分漁船為正在作業(yè)或航行狀態(tài)；

 

　　·漁船船位具有歷史回放和船舶資料、船位信息數(shù)據(jù)庫以及數(shù)據(jù)自動處理等功能。

 

　　（2）跨區(qū)域跨部門信息共享

 

　　形成全行業(yè)共享、四級聯(lián)動的漁船動態(tài)監(jiān)控信息平臺；擴(kuò)展平臺間信息交換范圍，支持對外地注冊船舶的監(jiān)控；支持跨行業(yè)數(shù)據(jù)交換。

 

　　（3）漁船定位功能

 

　　漁船上安裝的北斗設(shè)備具備有定位功能，能夠在船載電子海圖上實(shí)時顯示當(dāng)前位置點(diǎn)，航跡信息可存儲并進(jìn)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(wèi)星電話功能，可以實(shí)現(xiàn)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(jī)之間的通話功能。

 

　　（5）船舶集中管理

 

　　本系統(tǒng)將船上北斗的信息，集中顯示在省數(shù)據(jù)中心平臺的電子海圖顯示平臺，實(shí)現(xiàn)船位集中監(jiān)控。

 

　　（6）電子海圖管理功能

 

　　本系統(tǒng)各個漁業(yè)管理部門安裝的漁船安全監(jiān)管信息系統(tǒng)船位監(jiān)控系統(tǒng)支持電子海圖功能，可實(shí)現(xiàn)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(qū)、休漁區(qū)、報(bào)警區(qū)域顯示與控制功能；

 

　　·船只圖標(biāo)、尾跡顯示與控制功能；

 

　　（7）自動預(yù)警功能

 

　　·當(dāng)漁船靠近敏感禁止作業(yè)水域時，終端發(fā)出聲光信號報(bào)警，提示船上人員離開；并向省數(shù)據(jù)中心平臺發(fā)送預(yù)警信息；

 

　　·根據(jù)需要，省數(shù)據(jù)中心平臺可臨時向終端設(shè)定特定區(qū)域（或危險(xiǎn)海域）的預(yù)警，以提高應(yīng)急機(jī)動應(yīng)變能力。

 

　　·省數(shù)據(jù)中心平臺可向漁船發(fā)布?xì)庀蟆⒄?wù)等信息，提高漁船應(yīng)對突發(fā)災(zāi)害或事件的預(yù)防能力。

 

　　（8）報(bào)警與救助輔助功能

 

　　·主動報(bào)警功能：當(dāng)漁船在海上發(fā)生緊急情況請求援助時，可人工按下終端按鈕自動向省數(shù)據(jù)中心平臺發(fā)出求救信號和船位信息，以后每隔一段時間傳送一次報(bào)警信息，直至陸地人工確認(rèn)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(jìn)行求救；

 

　　·緊急救助輔助功能：省數(shù)據(jù)中心平臺確認(rèn)海上警報(bào)后，根據(jù)報(bào)警性質(zhì)，決定救援或撤離方案，并在電子海圖上顯示報(bào)警漁船及其附近海域其它船的實(shí)時船位和船舶資料，建立并鎖定包括報(bào)警船、救援船隊(duì)、監(jiān)控指揮臺在內(nèi)的專用救援通信信道。

 

　　（9）指揮調(diào)度功能

 

　　監(jiān)控指揮臺可根據(jù)需要向終端發(fā)送調(diào)取當(dāng)前船位或發(fā)送短信息，方式為：

 

　　·群呼（所有船）；

 

　　·組呼（按單位、區(qū)域）；

 

　　·單呼（單船）；

 

　　·臨時組呼（不同單位、不同海域）。

 

　　（10）中英文短報(bào)文通信功能

 

　　本系統(tǒng)支持漁船與漁船之間、漁船與漁業(yè)管理部門之間、漁船與岸上相關(guān)者之間的短報(bào)文通信功能，通信方式包括：中英文文字短信（含進(jìn)出港報(bào)、數(shù)碼電報(bào)）、數(shù)據(jù)通信等。

 

　　（11）出入港報(bào)告功能

 

　　通過船載終端設(shè)備，漁船出港及入港位置定位信息可報(bào)告出入港信息，并可為漁業(yè)管理部門提供燃油補(bǔ)助發(fā)放依據(jù)。

 

　　（12）漁船船舶資料管理功能

 

　　本系統(tǒng)漁船安全監(jiān)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(shí)現(xiàn)對漁船基本情況的了解和掌握；

 

　　·船位歷史軌跡信息實(shí)時記錄，并支持回放功能，可調(diào)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(tài)信息、生產(chǎn)作業(yè)信息、各類事件信息、報(bào)警信息、終端工作狀態(tài)信息等信息進(jìn)行查詢和統(tǒng)計(jì)，同時生成各類統(tǒng)計(jì)報(bào)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(jī)制，通過級別權(quán)限的設(shè)置，形成有效的管理手段；

 

　　·報(bào)警區(qū)域管理，可靈活設(shè)置不少于20個報(bào)警區(qū)域，實(shí)現(xiàn)對漁船違規(guī)作業(yè)進(jìn)行有效的監(jiān)測和預(yù)防；

 

　　·船只分組管理，可根據(jù)船位、船舶類型等條件靈活分組，進(jìn)行統(tǒng)一管理和調(diào)度，提高船舶管理與調(diào)度的機(jī)動性；

 

　　·船舶事件管理，對船舶各類事件進(jìn)行統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)資源合理調(diào)配；

 

　　（13）航程航次統(tǒng)計(jì)功能

 

　　可根據(jù)終端出入港報(bào)告信息、位置信息等，統(tǒng)計(jì)航行航程和航次功能。

 

　　（14）公告信息發(fā)布服務(wù)

 

　　通過本系統(tǒng)，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(wù)。

 

　　（15）系統(tǒng)擴(kuò)展功能

 

　　根據(jù)管理需要和技術(shù)發(fā)展，預(yù)留接口，可進(jìn)行二次開發(fā)，實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)的信息融合。

 

 

　　在該示范工程項(xiàng)目中北斗系統(tǒng)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(xiàng)目中北斗系統(tǒng)的主要工作原理示意圖

 

　　1、船位監(jiān)控原理

 

　　船位監(jiān)控包括兩種方式：自動位置報(bào)告和點(diǎn)名調(diào)取船位。

 

　　本項(xiàng)目中船載終端設(shè)置自動位置報(bào)告的間隔圖3工程項(xiàng)目中北斗系統(tǒng)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(fā)送北斗RNSS或GPS位置。

 

　　省數(shù)據(jù)中心平臺根據(jù)需要對終端或終端組發(fā)送點(diǎn)名定位指令，北斗運(yùn)營服務(wù)中心和北斗衛(wèi)星地面站發(fā)送給指定的終端，終端接收指令并解析執(zhí)行，把當(dāng)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(wèi)星和北斗運(yùn)營服務(wù)中心，經(jīng)過存儲處理后，共享發(fā)送給漁船管轄所屬的省數(shù)據(jù)中心平臺。

 

　　省數(shù)據(jù)中心平臺接收終端的自動位置報(bào)告信息或點(diǎn)名返回的位置信息，顯示在電子海圖上。

 

　　2、緊急報(bào)警與救助原理

 

　　漁船遇險(xiǎn)、傷病、被抓扣等緊急情況下，持續(xù)3秒按下終端“緊急”報(bào)警按鈕，緊急報(bào)警信息（該報(bào)警信息包含當(dāng)前船位、航速、航向信息）通過北斗RDSS發(fā)送到北斗運(yùn)營服務(wù)中心，經(jīng)過存儲處理后，共享發(fā)送給漁船管轄所屬的省數(shù)據(jù)中心平臺。

 

　　省數(shù)據(jù)中心平臺接收漁船的緊急報(bào)警信息，聲光方式提示值班人員，并可轉(zhuǎn)發(fā)到值班人員手機(jī)上。

 

　　省數(shù)據(jù)中心平臺自動把告警漁船動態(tài)航跡，當(dāng)?shù)睾Ｓ蚯闆r同時在電子海圖上疊加顯示。同時，在值班人員確認(rèn)的情況下，自動將報(bào)警船船位，動態(tài)播發(fā)給遇險(xiǎn)船周圍的所有作業(yè)漁船。

 

　　在收到海上作業(yè)漁船發(fā)來的報(bào)警信號后，省數(shù)據(jù)中心平臺將進(jìn)入緊急情況處理狀態(tài)，省數(shù)據(jù)中心平臺操作人員可以指定求助船活動區(qū)域內(nèi)一艘或多艘船加入救援預(yù)案，將這些船臨時分組成一個救援船隊(duì)，建立起包括求助船、救援船隊(duì)、省數(shù)據(jù)中心平臺、漁政船在內(nèi)的救援專用通信通道，在此通道內(nèi)，所有有關(guān)各船船舶航行的狀態(tài)，相互之間的通信將被統(tǒng)一以最高優(yōu)先級別處理，同時發(fā)送給有關(guān)終端和各省數(shù)據(jù)中心平臺。

 

　　在建立救援專用通信通道后，求助船、救援船隊(duì)各船、漁政船都被自動設(shè)定為以數(shù)分鐘的較高密度自動回報(bào)船位和航行動態(tài)，省數(shù)據(jù)中心平臺的指揮人員可以根據(jù)在電子海圖上顯示的各船實(shí)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(yīng)急救援方案，通過救援專用通信通道，分發(fā)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(tǒng)設(shè)計(jì)的通信功能包括以下幾個方面實(shí)現(xiàn)：

 

　　·省數(shù)據(jù)中心平臺與終端之問的中英文短消息互通；

 

　　·手機(jī)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(jī)、省數(shù)據(jù)中心平臺或其它的船載終端設(shè)備，點(diǎn)擊“發(fā)送”后，該信息發(fā)出。如果目的地址為船載終端設(shè)備，則短信息經(jīng)過北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，直接傳送到其它漁船；如果目的地址為手機(jī)或省數(shù)據(jù)中心平臺，則信息經(jīng)過北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，傳輸?shù)奖倍愤\(yùn)營服務(wù)中心，北斗運(yùn)營服務(wù)中心解析地址為手機(jī)或省數(shù)據(jù)中心平臺，相應(yīng)的分發(fā)。

 

　　手機(jī)或省數(shù)據(jù)中心平臺給漁船上終端發(fā)送的短信息，也先傳送到北斗運(yùn)營服務(wù)中心，由北斗運(yùn)營服務(wù)中心的船載終端播發(fā)設(shè)備，向終端發(fā)送。終端接收短信息，顯示在顯控單元上。

 

 

　　1、工程項(xiàng)目的相關(guān)技術(shù)指標(biāo)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(bào)警信息和位置信息可在60秒內(nèi)，從終端到達(dá)省數(shù)據(jù)中心平臺，顯示在電子海圖上。

 

　　（3）歷史數(shù)據(jù)存儲時間數(shù)據(jù)庫應(yīng)支持不少于12個月的歷史數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計(jì)。

 

　　（4）管理漁船數(shù)量可同時支持5萬個在網(wǎng)船舶的監(jiān)控。

 

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

 

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

 

　　2、工程項(xiàng)目的特色

 

　　（1）福建省海洋漁業(yè)北斗應(yīng)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(nèi)最大的海洋北斗應(yīng)用系統(tǒng)；

 

　　（2）工程應(yīng)用的船載北斗海事通信一體終端設(shè)備是國內(nèi)首款北斗定位通信與海事衛(wèi)星通信結(jié)合產(chǎn)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(yè)北斗應(yīng)用示范工程是福建省政府的政府主導(dǎo)、市場運(yùn)作的一個嘗試案例。福建省政府引進(jìn)央企中國航天科工集團(tuán)公司與福建省電子信息（集團(tuán)）有限責(zé)任公司對接，共同出資設(shè)立福建航天星聯(lián)信息科技有限公司以承接運(yùn)作福建省海洋漁業(yè)北斗應(yīng)用示范工程項(xiàng)目，同時以此構(gòu)建東南區(qū)域位置信息服務(wù)（LBS）公共基礎(chǔ)設(shè)施，推動福建省北斗衛(wèi)星信息應(yīng)用服務(wù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。