一种新型舢板帆船训练远程监控系统

张尚悦 王郁茗 于政国

（海军大连舰艇学院 航海系 大连116018）

引 言

目前海军院校学员海上舢板帆船训练日益增多，为增强学员海上训练科目的难度以及锻炼学员战风斗浪的意志品质，通常会增加大风浪条件和能见度不良情况下的海上训练。这为组织指挥、气象保障部门提出一个难题：既要开展训练，又要安全第一。因此研制一套符合海军院校海上训练实际的指挥监控系统很有必要。

本文构建的新型舢板帆船训练监控系统是集成北斗卫星导航系统［1］、AIS作战训练一体化支持系统、实时监控系统［2］等方面所取得的成果，着眼提高海军院校在信息化条件下学员海上舢板帆船训练指挥的自动化水平，提高组织指挥部门指挥调度的科学化水平，完善海上训练航海气象保障机制。

1 系统总体功能

1.1 舢板帆船集群指挥

出海训练的舢板或帆船组成一个海上群，由保障舰或舢板（帆船）指挥舰负责现场指挥、监控、引导。每一个舢板（帆船）都装有小型AIS设备，保障舰船装有AIS接收机，可自动采集各舢板（帆船）的目标位置信息，定时更新舰位，所有信息自动转换为图形、表单、文字、符号并显示［3］。保障舰船可在现场进行指挥监控，必要时可对离队或失控舢板（帆船）进行引导及援救。

1.2 岸基远程指挥监控

岸基指挥中心利用接收到的保障舰船及各舢板（帆船）的运动要素及海上水文气象环境信息数据，通过北斗卫星通信信道实施远程指挥监控，通过报文形式进行远程指挥，对重点船艇进行远程监控。岸基指挥中心所见海上态势与海上保障舰船所见态势一致，舢板训练信息由庙岛群岛传输，帆船信息由三亚训练基地远程传输，使学院各级指挥及业务人员颇有身临其境的感觉。

1.3 保障业务远程支持

岸基指挥中心利用学院雄厚的气象水文资料信息及优秀的气象保障专家，对海上训练环境进行会商，利用远程指挥监控信道，对海上舢板（帆船）训练进行保障远程支持，能充分利用海上潮流、风向的有利因素，规避灾害性天气的影响，保障舢板（帆船）海上训练的顺利实施。

1.4 训练数据远程互传

通过北斗卫星通信信道［4］实施的远程目标监控数据及报文形式汇报的训练小结，可将海上舢板（帆船）的训练数据进行远程互传，以便岸基指挥中心每天掌握训练进度及质量，进行远程施训。

1.5 训练数据存储回放

可自动记录保障舰船及各舢板（帆船）的位置信息、航向、航速和岸基与保障舰船之间的往来报文信息，可在训练结束后按需查询和回放海上训练过程。

2 系统组成及分系统功能

2.1 系统组成

“舢板帆船训练远程监控系统”遵循一系列国际标准，综合采用VHF甚高频射频技术、TDMA无线通讯协议、GPS/北斗定位、完全自主知识产权的GIS引擎等技术，为岸上指挥所提供移动目标定位、监控、报警、信息沟通等功能。

该系统由岸基指挥中心、海上指挥监控装备、艇载定位装备三部分组成。

2.1.1 岸基指挥中心

包括指挥监控情报中心台和报文管理台组成，海上态势由投影仪投影显示。配置北斗指挥机，通过北斗卫星信道与海上保障舰艇联系。

2.1.2 海上指挥监控装备

该装备安装在跟随海上舢板帆船训练的保障舰船上。内置GPS/北斗双模定位模块、内置语音模块和功放、提供17吋寸彩色显示屏。利用VHF甚高频接收来自本舰船周围所属艇上定位装备发出的定位及环境数据信息。提供电子海图显示功能、本船定位信息和周围所属帆船、舢板的定位信息显示功能。为便于监控周围所属艇漂移情况，提供漂移门限设置和报警等功能。

2.1.3 艇载定位装备

该装备安装在舢板或帆船上。该装备主要包括定位装备和供电电源。供电电源提供必要的电源给定位装备，定位装备内置VHF射频模块、GPS/北斗双模定位模块、电源保护和管理模块。通过VHF甚高频将当前该艇（船）的位置信息按一定时间间隔对外广播。

2.2 分系统组成及功能

“舢板帆船训练远程监控系统”组成结构图如图1所示。

2.2.1 海上指挥监控装备主要功能

（1）所属舢板（帆船）信息管理功能

为每条所属舢板（帆船）、每个分配唯一识别号码，并建立数据库。所属艇（船）相关信息包括：艇（船）名称、唯一识别码、核载人数等信息。提供信息的信息导入、查询、增加、删除、修改功能。

（2）电子海图显示功能

提供中国沿海电子海图显示功能，支持放大、缩小、漫游。

（3）定位信息接收、显示功能

显示本舰船当前位置信息；接收舰船所属舢板（帆船）位置信息，并以列表、图形两种形式显示；在电子海图上动态叠加所属艇的位置信息，并以不同图形符号显示。列表显示时，提供排序和查找功能。

（4）告警设置和报警功能

防碰撞距离和时间告警设置；所属艇漂移距离告警设置；语音报警信息播报功能。

2.2.2 艇载定位装备主要功能

（1）定位功能

采用GPS/北斗双模定位技术，获取当前舢板（帆船）所在位置信息，包括：经度、纬度、航速、航向等。

（2）定位信息上传功能

该舢板（帆船）位置信息按一定时间间隔对外广播，便于海上指挥监控装备接收和监控。

图1 “舢板帆船训练远程监控系统”组成结构图

3 结 论

本文分析了“舢板帆船训练远程监控系统”的功能及主要工作流程，主要突出“北斗+AIS”远程指挥监控的训练模式，其功能可满足系统“AIS信息全，北斗传输远，态势掌握明”的设计要求，可保障海军院校各级训练指挥机关对于所属舢板、帆船的航行训练数据进行远程监控，为提高海上舢板帆船训练指挥的自动化水平提供技术支持。

［1］ 许冬彦，马丽娜，王维嘉.北斗卫星导航系统应用产品开展合格评定工作的思考［J］.导航定位学报，2015（1）：4-9.

［2］ 姜洪涛，杨晓峰.基于AIS时态数据库的船舶实时监控系统［J］.测绘通报，2014（1）：114-117.

［3］ 薛玉成.AIS的解码及其在航道通航环境评估中的应用［J］.电子设计工程，2014（1）：20-23.

［4］ 于渊，雷利军，景泽涛，等.北斗卫星导航在国内智能交通等领域的应用分析［J］.工程研究-跨学科视野中的工程，2014（1）：86-91.

［5］ 郭薇，廖林炜.基于MEMS的GPS/SINS舰船组合导航系统设计［J］.船舶，2013（1）：63-65.