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浅谈船舶通信新技术的发展趋势

2018-12-15康向阳

卷宗 2018年30期
关键词:新技术发展趋势

摘 要:船舶通信是整个远洋运输行业不可替代的组成部分。船舶通信始终与陆地通信保持着同步发展,本文主要从社会进步和科技发展的角度出发,列举出船舶通信的历史演化过程,以供船舶通信人员研究船舶通信的历史发展提供参考。

关键词:船舶通信;新技术;GMDSS;发展趋势

船舶通信是整个远洋运输行业不可替代的组成部分。它的基本任务是以保证船舶航行安全通信为中心,兼负责相应海域的海难救助、船舶与船公司各相关处室就生产运输过程中的协调指挥电文及国际、国内船舶公众等具有不同优先等级的通信业务。

1 船舶通信的历史演化

1.1 船舶通信的产生

自古以来人与人的交流和信息的沟通就离不开通信的概念,不论是简单的手语还是发明了语言和文字。随着人类社会的发展,烽火台和锣鼓、旗帜等在战争中的应用更丰富了通信的手段。而美国人莫尔斯发明的莫尔斯有线电报通信方式,通过人工敲动电键形成点、划及空闲信号,并配以莫尔斯电码来传输英文字母,为日后的人类通信开拓了一个崭新的空间,随后贝尔的电话机发明以及托马斯-爱迪生的改进和更新,使得通信手段更加丰富,电磁理论的形成并快速应用于通信领域,无线电报从此诞生,为人类通信掀开了崭新的一页。船舶通信就是在这种社会背景下从无到有慢慢发展起来了。

1.2 近代船舶通信的演化

近代的船舶通信得益于电磁波的发现,随后无线电报和无线电话成为了近代船舶通信的标准配置,相比于早期的旗语通信和灯光通信等,已经是一个飞跃了。船舶配备发信机和接收机,沿海国家在重要港口附近设置规模不同的大、中、小型海岸电台,这样船舶和陆地的通信网络已初具规模。

随着1946年人类历史上第一台电子计算机的诞生、1957年第一颗人造卫星的升空,船舶通信也进入了计算机时代和卫星通信时代。在此期间产生了窄带直接印字电报技术,对莫尔斯电报的通信方式进行了有益的补充。1979年国际海事卫星(INMARSAT)组织成立并于1987年将卫星通信的业务拓展到船舶通信中来,这些都大大提高了船舶通信的质量,也丰富了船舶通信的内容。为船—船通信和船—岸通信实现第二次飞跃打下了坚实的基础。

2 GMDSS在船舶通信中的应用

2.1 GMDSS的产生

1992年开始实施的全球海上遇险与安全系统(Maritime Distress and Safety System, GMDSS),该系统将过去船舶旧的通信系统进行了有益的更新,把数字的NBDP(窄带直接印字电报)系统完全替代了老式的莫尔斯电报通信系统、先进的单边带(SSB)收发一体机取代了旧式的老收发单体机,增添了VHF和MF/HF DSC(数字选择性呼叫设备),NAVTEX(航警电传接收机)等先进的通信设备,通信系统使用Inmarsat和COAPAS—SARSAT两种卫星通信系统为船舶提供了A船站、B船站、C船站、F船站、M船站等多种船站终端,至此在船舶通信中规范了地面通信系统和卫星通信系统双翼齐飞的模式。

2.2 GMDSS通信系统的优势

GMDSS系统的实施满足了船舶间、船舶与陆地岸台之间可以实现全天候、全方位的海上通信。船舶一旦发生海难时,岸上的搜救当局、遇难船或其附近船舶能够迅速有效地收到遇险报警,他们同时能以最小的延迟时间参与协调搜救通信和相关具体的搜救行动。GMDSS还能提供紧急、安全等级的通信业务和海上安全信息(MSI)的播发,以及完成常规通信任务。GMDSS在船上的普及推动了驾驶与通信专业合二为一,传统的船舶报务员最终被取消。可以说GMDSS系统的应用是船舶通信自动化的重要标志,是船舶通信的第二次重大飞跃。

3 船舶通信新技术的发展趋势

3.1 E-Navigation与GMDSS现代化

近年来,随着航海技术的高速发展以及现代导航技术的应用,在航海观念和模式上发生了巨变。2007年国际海事组织(IMO)采纳了E-navigation的概念即:通过电子方式在船舶和岸上协调收集、集成、交换、显示和分析海事信息,以增强船舶从码头至码头之间的航行及相关服务,实现海上安全、保安和海上环境保护的目的。E-Navigation概念所涉及的内容相当广泛,既包括了传统的导航手段,也包括了各种通信手段,作为船上即将使用的新技术,通信系统是E航海战略的关键因素,为了充分实施E航海战略,需要更新现有的通信系统,包括第二代AIS(AIS2.0)、基于VHF的数字通信、500KHZ的NAVDAT系统等,GMDSS系统的现代化进程迫在眉睫。

3.2 VDES系统

从技术层面上,基于VHF通信技术、AIS技术在E-Navigation和GMDSS现代化中的重要作用,国际航标协会(IALA)、国际电信联盟(ITU)等国际组织根据ITU-R M.1842-1技术建议方案,于2013年提出了水上VDES(VHF数据交换系统)的概念。 VDES系统预计将集成了自动识别系统(AIS)、宽带甚高频数据交换(VDE)和特殊应用报文(ASM)等三项功能,不仅能实现船-船、船-岸间的数据交换,还为未来实现卫星与船舶的远程双向数字通信预留了足够的空间,数据传输带宽更是可以达到150Kbps,远优于目前的船舶数据通信。

3.3 LRIT/远程识别和跟踪系统

美国“9.11”恐怖袭击事件后,国际航运界纷纷加强海上保安规范与操作。2006年5月,国际海事组织(IMO)通过了经修订的1974年SOLAS公约修正案,公约增加了强制实施船舶远程识别和跟踪(LRIT)系统的相关内容。该修正案已于2008年12月31日开始实施。

公約对LRIT系统的功能要求如下:

船载LRIT设备能够在无人干预的情况下每隔6小时的间隔自动向数据中心发送LRIT信息。信息内容包括:船舶ID、船位、与船位信息相对应的日期和时间;可以在陆地远程控制船载LRIT设备的发射时间间隔,时间间隔可控制在15min~6h之间;可通过“询呼”功能启动船载LRIT设备发送位置信息;LRIT设备可直接与船舶卫星导航系统接口连接,或有内置定位功能;应由船舶主电源和应急电源供电。由于Inmarsat-C/Mini-C系统稳定、可靠、设备小巧,适合安装在各种类型的船舶上,且目前大多船舶的GMDSS系统都配备了该分系统,因此Inmarsat-C/Mini-C是LRIT方案实施的首选船载设备。

4 结束语

E航海战略的实施,将为改进航行安全,增强环境保护和提高运输效率等方面带来益处,我国目前对E航海的研究和重视正在逐步加深,我们主管机关和各个航运企业应抓住实施E航海战略的机遇,推动和引导国内相关单位进行技术攻关和创新,快速提升我国船舶通信导航设备的生产能力,满足我国成为航运大国的需要。

参考文献

[1]张桂清,李蕴来.北斗导航系统在海上遇险与安全信息播发中的应用[J].科技经济导刊,2016(29).

[2]蒋锋锋.DSC业务实时监控与显示系统在东海航海保障中心试运行[J].中国海事,2016(6):74-74.

[3]梁红云.水陆两栖飞机通信导航系统在海上搜索体系中的应用研究[J].中国新通信,2017(10).

作者简介

康向阳(1971-),男,天津市,副教授,大学,研究方向:船舶无线电通信,导航。

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