郭银辉，魏 畅，梁桂林

（1.中国卫通集团股份有限公司，北京 100080；2.中国航天系统科学与工程研究，北京 100048）

随着“一带一路”倡议、国家建设海洋强国战略的推进，海上电子商务、船舶物联网信息同传、远洋航运等应用将越来越普及，传统的通信和信息模式已不能满足互联互通的需求。尤其在远洋航运领域，作为世界海洋交通的新趋势，远洋航运具有涉外性、专业性、独立性，航行范围广、流动性大、危险系数高等特性。世界重要水道越来越拥挤，海洋事故时有发生，给航行安全和海洋生态环境造成了巨大威胁，船舶航行安全对岸船、船舶之间的通信提出更高的要求。

因此，发展远洋航运高通量卫星系统，不仅有利于开展远程监控、视频会议、远程维修、远程医疗等工作，同时可为船员提供宽带互联网服务。对海上随时可能出现的各类事故，系统也可将画面实时传输至陆地，形成海陆一体联动机制，妥善处理各类突发事件，提高远洋航运的安全性。安装在船舶上的主机监控系统可以实时获取船舶数据，通过卫星传输，陆地办公人员可以直接获得船舶主机运行情况、油耗、设备健康等信息，结合天气、洋流等海洋信息，经数据分析得出可靠的船舶运营决策，提高运营效率和效益。

据国家信息中心“一带一路”大数据统计，通过73个公路和水路口岸，中国与“一带一路”相关国家开通了356条国际道路客货运输线路；海上运输服务已覆盖“一带一路”沿线所有国家。发展高通量卫星在航海中的应用，不仅可以拓展我国航天卫星运营服务的国际市场，同时也可为实现我国“一带一路”地区海上“空间信息走廊”做出战略贡献。

1 范围界定

“动中通”终端天线成熟的技术为船舶通过卫星通信接入互联网提供了有效途径，船舶通过机载移动通信依赖通信卫星实现了海上互联网服务，其中尤以航运发达的国家对高通量卫星的带宽需求最多。《世界海运发展评述报告》对各国海运船舶数量进行了统计（如表1所示），本文选取“一带一路”地区国家中海运较为发达8个国家，即希腊、中国（包括香港、台湾）、土耳其、印度、伊朗、印度尼西亚、越南、泰国。同时，参考“一带一路”地区各个国家的地理位置，选取了沿海国家中可重点选择的两个国家，即伊朗和埃及。

目前，航海互联网接入服务的应用主要针对远洋船舶、远洋渔船、海上执法船和邮（游）轮等七大类船舶的船载通信，其中“一带一路”地区科考船船只有限，需求量较小；海上工程船、政府公务船和游艇大部分船载Wi-Fi可依靠近海基站，需求量相对有限；故本文主要针对需求量较高的远洋货运船舶、邮轮及远洋渔船等三类船舶进行需求评估。

表1 世界主要海运国家船只数量统计

2 估算方法

收集重点国家和可拓展国家及地区2010-2016年以来各类船只数量S，以此计算船舶数量的年复合增长率P；结合各类船舶的特点，明确各类船舶需求带宽M；结合近年装载移动终端的船舶数量，求出每年船舶移动终端的装机比K：每年船舶市场带宽的需求容量=S*（1+P）*K*M。

3 数据来源

4 分类估算结果

4.1 远洋货运船舶

远洋货运是使用船舶跨越大洋的运输。从地理概念理解，远洋运输是指以船舶为工具，从事跨越海洋运送货物和旅客的运输。然而，从运输业务的关系来理解，远洋货运则是指以船舶为工具，从事本国港口与外国港口之间或者完全从事外国港口之间的货物和旅客的运输，即国与国之间的海洋运输，或者称为国际航运。远洋货运船舶主要包括集装箱船、油轮、普通货轮、散货船、化学品运输船、气体运载船等货运船舶。

表2 数据参考源

图1 中国主要远洋航线分布

中国主要的远洋航线：

（1）中国至红海航线。主要停靠港口有亚丁、吉达、亚喀巴、苏丹等。

（2）中国至东非航线。主要停靠港口有摩加迪沙、蒙巴萨、达累斯萨拉姆、马普托、路易港等。

（3）中国至西非航线。主要停靠港口有罗安达、马塔迪、黑角、杜阿拉、拉各斯、科纳克里、达喀尔、达尔贝达等。

（4）中国至地中海航线。主要停靠地中海南北两岸的各港口有敖萨、康斯坦萨、瓦尔纳、伊斯坦布尔、里耶卡、威尼斯、热那亚、马赛、巴塞罗那、巴伦西亚、亚历山大、的黎波里、班加西、突尼斯、阿尔及尔等。

（5）中国至西欧航线。主要停靠港口有里斯本、勒阿弗尔、敦刻尔克、伦敦、利物浦、鹿特丹、阿姆斯特丹、安特卫普、不来梅、汉堡等。

（6）中国至北欧航线。主要停靠港口有哥本哈根、奥斯陆、斯德哥尔摩、哥德堡、赫尔辛基、圣彼得堡、里加、塔林、格但斯克等。

（7）中国至南、北美西海岸航线。是指横跨太平洋至美国、加拿大、墨西哥、秘鲁、智利等国西岸各港口航线，主要停靠港口有温哥华、西雅图、旧金山、洛杉矶、马萨特兰、卡亚俄、瓦尔帕来索等。

（8）中国至加勒比、北美东岸航线。横跨太平洋，经巴拿马运河，尤卡坦海峡或向风海峡、莫纳海峡至中美洲各国、西印度群岛、墨西哥、美国和加拿大东岸各港，主要有科隆、坦皮科、韦腊克鲁斯、休斯敦、新奥尔良、纽约、巴尔的摩、哈利法克斯、魁北克、蒙特利尔、多伦多等。

（9）中国至南美东海岸航线。该航线一般经马六甲海峡，印度洋，绕过好望角，进入大西洋至南美东岸，主要港口有圣多斯，里约热内卢，蒙德维的亚，布宜诺斯艾利斯等。

据《世界海运发展评述报告》统计，2016年，世界总船舶数量49223艘，其中，中国远洋运输船舶数大约有4960艘，占世界总船只数的10.08%。“一带一路”沿线国家船舶数量约为16336艘，占世界总船舶数量的33.19%，十个主要海运国家约占“一带一路”地区全部船舶数量的90.78%，各主要国家海运船舶数量可详见表3。

表3 “一带一路”主要国家海运船舶的数量统计

据欧洲咨询报告统计，2010年-2016年间，以货船为代表的海洋移动应用，实现了12%的年复合增长率，装载的VSAT数量达到1.2万个。结合该复合增长率，通过反推可得出2016年海运船舶移动终端的装机比大约为30%。现假设2019年-2020年，随着高通量卫星市场的快速发展，船舶装机比的年增长速度为10%；装机比达到70%后，2021-2025年增长速度逐渐变缓，约为5%。按照上述估算方法，参考欧洲咨询报告，设定带宽需求为低、中、高三档，即2Mb/s、4Mb/s和8Mb/s。估算2019年-2025年“一带一路”地区远洋货运船舶互联网接入服务的总带宽需求（见表4）。计算可得：2025年装机比达到95%后，“一带一路”海运船舶市场最高宽带容量将达到170.75Gb/s（8Mb/s），最低市场容量将达到42.69Gb/s（2Mb/s）。

表4 “一带一路”地区远洋货运船舶通信卫星容量需求估算

图2 “一带一路”主要国家海运船舶市场带宽需求容量估算

4.2 邮轮

自2000年以来，国际邮轮游客持续保持增长趋势，游客已从2000年的721.4万人次增加到2016年的2470万人次，年均增长8%。据《中国在线邮轮市场专题研究报告》显示，2015年全球邮轮市场游客规模达到217万，同比增长19.9%。其中，中国游客总数位列全球邮轮数量第8位，但中国邮轮的市场渗透率只有0.05%。市场发展潜力大。

在过去两年中，包括皇家加勒比、挪威邮轮、精致邮轮等在内的各大邮轮公司纷纷不惜上百万的花费，推出了更加稳定、速度更快的Wi-Fi网络。例如，加勒比邮轮不仅可以提供在线办理登船手续、无线网。皇家加勒比推出了一种叫VOOM的无线网服务，在现有的23艘船上全部设置了Wi-Fi服务，具有强大的无线网系统、可播放流媒体上的音乐、电影或者是电视节目，或者像在家里一样，上传旅途中的各种照片、和朋友们聊天等。由于当前卫星上网成本较高，导致收费昂贵，因此，发展高通量卫星成为必然趋势。

按照每艘邮轮的带宽容量=平均载客数*个人需求带宽/共享比，对邮轮带宽容量进行设定。如平均载客数2500人/艘，个人需求带宽为12Mb/s，最高共享比为100，最低共享比为50，经计算可得，每艘邮轮的带宽容量需求在300Mb/s-600Mb/s，现设定低、中、高三档，即300Mb/s、500Mb/s、600Mb/s，对途径“一带一路”地区邮轮带宽需求容量进行评估。按照邮轮数5%的增长比，经计算可得，当2025年，高通量卫星完全覆盖“一带一路”地区，邮轮装机比达到100%后，估算途经“一带一路”区域航线的最需求量为：

表5 全球主要邮轮公司数量统计情况

低档方案：93*（1+10%）^9*300/1024=27.3Gb/s；

中档方案：93*（1+10%）^9*500/1024=45.4Gb/s；

高档方案：93*（1+10%）^9*600/1024=54.5Gb/s。

4.3 远洋渔船

远洋渔业是指远离本国渔港或渔业基地，在非本国管辖海域（外国专属经济区、大陆架或公海）从事的渔业生产活动。远洋渔业是由机械化、自动化程度较高，助渔、导航仪器设备先进、完善，续航能力较长的大型加工母船（具有冷冻、冷藏、水产品加工、综合利用等设备）和若干捕捞子船、加油船、运输船组成的捕捞船队。

中国远洋渔业兴起于1985年，到了1995年，因为近海渔业资源减少，国内很多渔业公司转型大力发展远洋渔业。经过30多年来的发展，从无到有，从小到大，从弱到强，取得了较大的成就。中国远洋渔船主要分布在27个项目中，大洋性渔船占37%、过洋性渔船占63%。作业的海域也由几个西非国家扩展到40个国家和地区专属经济区以及太平洋、印度洋、大西洋公海和南极海域。中国远洋渔业在实施“走出去”战略中已积累了丰富的经验，培养和造就了一批远洋渔业企业家、技术骨干和船员队伍，为进一步拓展中国远洋渔业事业奠定了坚实的基础。未来远洋渔业企业的海外基地建设力度将有所加大，资源和渔场将进一步利用和开发，沿岸国渔场入渔的可能性增大，发展空间有望拓展。

图3 国内远洋渔业公司拥有渔船数量份额统计

远洋渔业主要包括大洋性渔业和过洋性渔业，大洋性渔业主要有金枪鱼渔业、鱿鱼渔业、竹筴鱼渔业、秋刀鱼渔业和南极磷虾渔业，作业方式以拖、围、钓为主，作业区域遍布太平洋、大西洋、印度洋公海及南极海域。大洋性渔业中，金枪鱼生产分为延绳钓金枪鱼（包括超低温金枪鱼、低温金枪鱼和冰鲜金枪鱼）和围网金枪鱼两种作业方式，太平洋海域是中国超低温金枪鱼生产的主要海域；鱿鱼生产主要在北太平洋（包括日本海）、东南太平洋和西南太平洋海域；西北太平洋秋刀鱼为中国新开发的项目，主要生产国（地区）为日本、俄罗斯、韩国和中国台湾，其中韩国和中国台湾在公海进行生产。

图4 中国远洋渔船的全球分布

在国家大力开发海洋资源，充分发挥海洋应用的同时，宽带连接、卫星通信、船员的福利保障等应用均在不断增加。广东、山东、浙江三省渔政执法队的小型渔政船只上，均配备了卫星导航与卫星移动电话，由海监地面专网、地面卫星站、船载卫星通信站组成的中国海监自有卫星通信网，已覆盖全部管辖海域，结合海洋救援系统的运营均具有较大的发展空间。远洋渔船在从事大洋性捕捞生产作业的过程中，对移动船载Wi-Fi具有迫切的需求，船载通信、气象、水文、渔汛、环境、定位等均需要卫星技术的服务，卫星通信对于远洋渔船的安全保障、监督与监控等具有重要的作用。

表6 中国远洋渔业渔船历年数量与水产品统计

图5 中国远洋渔业渔船历年数量的估算

参考上述统计，推算中国远洋渔业渔船的年复合增长率为7.95%。结合货船2～8M的带宽需求，拟定渔船带宽需求的低中高三档，分别为5M、10M、15M的。进而估算2019年-2025年我国远洋渔船互联网接入服务的总带宽需求，见表7。计算可得：2025年装机比将达到75%后，中国远洋渔船市场最高宽带容量将达到59.18Gb/s（15Mb/s），最低市场容量达到19.73Gb/s（5Mb/s）。

表7 我国远洋渔业渔船带宽需求估算

5 结论

5.1 三类船只带宽需求对比分析

当前，远洋航运的数据通信主要依靠无线电话、电报、海事卫星及其他移动通信卫星，具有卫星容量小，资费高，信息延后性，难以满足远洋航运的需求。随着高通量卫星的发展，未来海上通信将朝着通信无障碍方向发展，使船舶与陆地具有一样便捷的通信方式，实现海上通信的无障碍。

当前，航海的带宽需求主要集中在远洋货运、邮轮、远洋渔船共三类船舶上，按照上述方法评估可以看出，当前“一带一路”国家地区对海上通信需求量较高的是远洋货运，占需求总量的60%，最高需求量大约为170.75Gb/s；其次是远洋渔船，占需求总量的21%，最高需求量大约为59.18Gb/s；需求量最少的是邮轮，占需求总量的19%，最高需求量为54.6Gb/s。

图6 航海各类带宽需求统计（中方案）

表8 航海各类带宽需求评估统计

5.2 主要国家带宽需求评估

图7 主要国家的带宽需求评估

“一带一路”地区中，远洋货运对航海带宽需求较高的国家主要有中国、希腊和印度尼西亚，三个国家占总需求的比例高达72.9%。随着中国经济的蓬勃发展，中国已经成为世界上最重要的海运大国之一，尤其近年来，中国海运市场发展迅猛，港口吞吐量和集装箱吞吐量均保持快速增长，发展势头良好，拥有超过4000多艘的海洋货运船舶，其船载Wi-Fi的带宽需求最高可达57.11Gb/s。希腊虽然国土面积不大，但是拥有世界级的航运枢纽以及4000多艘商船，占世界商船总吨位的15%，是名副其实的海运大国。据统计，2016年希腊商队资产总值约为105605亿美元，同比增长4.5%的市场份额也呈现增长趋势，处于全球领先地位。因此，希腊海上对互联网接入服务的需求巨大，需求量最高可达47.62Gb/s。

印度尼西亚是群岛国家，与外界互联互通的方式主要是海路、航空等。印尼水路运输较为发达，特别是航运，具有各类港口约670个，其中主要港口25个，拥有各类货运船舶接近2000艘，对互联网接入带宽的需求量最高可达19.71Gb/s。