CMMB技术应用于海事数据服务系统分析*

交通运输部北海航海保障中心　孙洪刚　李　巍大连海大船舶导航国家工程研究中心有限责任公司　王文超

CMMB技术应用于海事数据服务系统分析*

交通运输部北海航海保障中心孙洪刚李巍
大连海大船舶导航国家工程研究中心有限责任公司王文超

介绍CMMB技术应用于海事数据服务系统的现状，指出基于CMMB技术可以解决海事数据服务系统数据传输速率低、数据类型单一等问题，从而提高海事数据服务系统的航海保障能力。根据研究成果，在选定的试点范围内进行具有针对性的试点研究和实测，通过研究和实测得到CMMB技术可以应用于海事数据服务系统且能够提高数据服务质量的结论，为中国近海领域船舶航行安全保障提供一种新的通信手段。

CMMB；海事数据服务系统；航海保障

随着我国水上交通事业的不断发展以及“一带一路”战略的提出，海上交通运输领域必将日益蓬勃发展，海事系统等管理部门也将面临巨大的管理、服务压力，需要保障船岸之间通信数据链能够高速、廉价、广覆盖地进行工作，从而保障海上交通运输向着安全、有序、高性价比的目标发展。

目前，船岸通信数据链主要依靠卫星、短/超短波、公网等方式进行。卫星通信带宽相对较高并且全球覆盖，但资费较高，难以普及；传统短波、超短波覆盖距离较远，但通信带宽较窄，难以提供更多数据服务；公网资费较低，通信数据带宽较高，但覆盖距离有限。采用CMMB技术进行海事数据服务系统通信数据链构建，将较为合适地解决以上问题。

CMMB技术能够为我国海事管辖区域范围内船只提供多元化的数据服务，不仅能够提供传统管理信息传输，还能够提供综合服务等数据。利用CMMB技术构建海事数据服务系统是海事数据服务领域的重要发展方向之一。

一、海事信息服务系统现状

目前海事信息服务系统主要包括AIS系统及海上安全信息播发系统。AIS系统主要用于船舶动态监控，实现船岸、船船之间的实时通信，但播发内容有限且无法进行多媒体和语音通信；海上安全信息播发系统主要由NAVTEX、EGC、NBDP三部分组成，以我国使用的NAVTEX系统为例，该系统发送周期10 min，数据量非常小，且只能为文本类型数据，无法满足日益增长的大数据量业务传输如电子海图的更新与发布、海事多媒体资讯信息发布与获取、海事节目频道的播出等的需求，严重影响了我国近海航海安全保障监管工作的进行，制约了我国海事整体水平的提高。

二、CMMB技术特点

中国移动多媒体广播（China Mobile Multimedia Broadcasting，简称CMMB）是我国拥有自主知识产权的一项多媒体广播技术，利用CMMB技术构建的通信网络具有传输带宽高、抗干扰性强、信号覆盖范围广、用户资费低等特点，［1-2］且CMMB技术已经成功应用于我国城市电视广播系统，［2］覆盖城市移动用户，为应用于海航保障等海事数据服务系统积累了大量宝贵经验。

三、研究现状

1. 研究目标

利用CMMB技术可以实现海事信息服务数据对重点海域内通行船舶的全覆盖，同时提高航行通告、航行警告等海事信息服务数据的播发接收率，以及重点海域的试点平台建设研究，从而解决现有海事数据服务系统无法提供多元化、高速率数据服务的问题，促进航海保障服务系统的全面发展。

2. 研究方法

（1）发射基站选址研究。

以渤海海域为例进行试点研究，以最低成本实现最广的覆盖范围，优先选择海事现有临近重要港口或航线发射站点位置并结合建设周边地形，选择面向海面且海拔不低于300 m的发射塔。根据上述情况将渤海海域进行分区域划分，如图1所示。其中，选取A区域为本研究实测区域。

（2）系统架构研究。

图1　渤海海域选址区域划分示意图

在航保试点一级数据中心或类似地点部署海事数据服务子系统，用于实现业务数据的导入、编辑和审核；部署海事数据广播平台，实现数据融合处理、传输、音视频资源管理、图文内容管理以及节目播出安排管理等相关功能，同时为海事CMMB综合信息服务管理平台提供节目内容和播出安排表。在大连和蓬莱的地方数据播出中心部署海事地方数据播出前端系统，通过海事CMMB专网，实现船载终端对海事数据服务的接收，系统架构如图2所示。

图2　CMMB海事数据服务系统架构示意图

3. 系统实测

（1）数据文件传输方式测试。

通过测试不同信号强度、不同文件拆分尺寸、不同文件广播重复次数等各因素对通过CMMB广播网络传输模拟对海上船舶接收数据的影响。播出前将大文件按照特定尺寸拆分为小文件，分别考察在信号无干扰、中等干扰、强干扰情况下的连续和非连续接收耗时、丢包率等指标。

当信号无干扰，播发频率为每分钟2次和3次，文件大小分别为16 KB/32 KB/64 KB/128 KB，原始文件302 MB的情况下，实测得到信号的丢包率和接收时长，整理结果如图3所示。

图3　文件丢包率与传输时间测试结果

采取上述测试方法，分别对信号无干扰、拆分文件不同大小、不同轮播分钟数，信号中等干扰、拆分文件不同大小、不同轮播分钟数，信号强干扰、拆分文件不同大小、不同轮播分钟数，错开终端开机时间后不同拆分文件大小、不同轮播分钟数等情况下的数据接收耗时、丢包率、接收次数等指标进行考察得知：信号在有无干扰、不同非连续接收次数等情况影响下，数据结果并无明显区别，因此认为此三种信号强度下对终端接收测试结果影响不大。综合考虑将文件拆分为32 KB大小，按照重复广播2次/min的方式进行，可获得相对较好的接收效率。

（2）终端接收实测。

在选取的试点研究区域进行终端信号接收实测，得到研究结果如表1、表2、表3所示。

表1　船载终端、天线高度10 m时接收信号强度测试

表3　便携终端接收信号强度测试

根据上述实验可知，专用终端明显好于便携式终端的接收效果；天线高度对接收效果影响明显，当接收天线达到20 m高度时，可以保证信号传输距离达到60 km以上，满足近海覆盖要求。

四、展望

通过对基于CMMB技术的海事数据服务系统的研究，可以大幅提高我国近海领域航海保障部门的监管、服务工作水平和质量，解决船船、船岸间的数据通信速率低、周期长的问题，在保留原有数据服务不变的基础上，为近海领域内通航船舶提供多元化的数据服务，例如电子海图更新和海事服务信息的发布与广播。这一方面丰富了航海保障与海事相关部门的监管手段，另一方面丰富了数据服务内容。利用CMMB海事数据服务系统平台的高速、高周期的数据服务能力，既可以提高原有、必需的航海保障服务信息，又可以提供更多、更精彩的增值服务信息，为通航船舶提供更加现代化、信息化的数据服务。

五、结语

根据本项目研究发现，CMMB技术应用与海事数据服务系统具有可行性。航海保障部门应对现有的海事设备条件进行改造并建设CMMB海事数据服务系统，从而实现对我国近海领域中通航船舶的安全管理与数据服务。

［1］杨婉婉，徐家恺，刘红星.基于CMMB数据广播平台的数据接收程序设计［J］.现代电子技术，2011（5）：1-16.

［2］王谦.CMMB系统特点和发射接收技术技术浅析［J］.黑龙江科技信息，2015（30）：1-4.

10.16176/j.cnki.21-1284.2015.12.005

*科研项目：CMMB海事数据服务研究测试（2015-028）