基于北斗的海上遇险报警管理系统设计与实现

田为民（北海航海保障中心天津通信中心，天津 300456）

基于北斗的海上遇险报警管理系统设计与实现

田为民
（北海航海保障中心天津通信中心，天津 300456）

基于北斗的海上遇险报警管理系统是将传统的海上安全信息播发、遇险报警与北斗导航和短报文等应用相结合，该系统的使用提高安全信息播发和遇险报警的时效性、准确性和针对性，能够在很大程度上弥补当前海上重大安全信息播发能力的不足、遇险报警发现不及时或无法有效发现的问题，是对现有海上遇险报警管理系统的有益补充，本文主要阐述该系统的主要功能和软硬件构成。

北斗卫星导航；遇险报警；短报文通信；安全信息播发

1　引言

近几年，随着海洋交通运输业的发展，特别是国家提出的“一带一路”和“海上丝绸之路”建设等国家战略的实施，为航运发展提供了良好的发展机遇。随着科学技术的发展，现代船舶越来越趋向高速化和大型化，船舶数量、港口的交通密度及危险货物装载量都在不断增加[1]，海上交通事故和经济损失也呈现了增长的趋势，严重威胁到了航行安全。同时，随着国家大力推进北斗导航系统建设，北斗系统得到了广泛的应用，为国民经济生活和安全出行提供了保障。在大力发展海洋交通的大环境下，应该充分利用北斗导航系统的定位和短报文功能所带来的优势，提高海上交通的安全，提升航海报警及遇险管理的能力。

本系统正是利用北斗卫星导航系统所具备的卫星定位功能进行海上船舶遇险报警管理，并利用北斗短报文功能实现与岸上手机互通和播发区域报警信息的设计，以提高海事管理部门对日常船舶的航行安全管理能力和船舶处于危险情况下的应急响应能力，同时也降低船舶发生事故的概率。

2　系统设计

本系统由北斗卫星导航定位系统、岸上指挥控制中心、船载北斗终端、短报文手机与北斗互通模块等构成。为海上船舶提供基于北斗的全天候实时的定位导航、应急报警、北斗与手机短报文互通等服务。

系统采用C/S架构设计开发，分为客户端和服务器端。服务器端是岸上指挥控制中心的服务器，用于存储接收到的北斗终端的定位信息、报警信息和短报文等。客户端安装在指挥控制中心，用于实时监控系统中船舶的运行情况，并负责遇险信息的接收和报警信息播发。系统整体结构如图1所示。

图1　系统整体结构

3　模块与功能设计

系统包括软件与硬件。硬件主要包括北斗指挥机、船载终端、短信转发模块等；软件部分包括数据库、软件中间件、电子海图、应用软件等。图2为系统的软硬件架构图。

系统的功能主要有北斗船位监控、遇险报警信息接收、安全信息播发、短报文转发等，根据功能并结合系统的硬件[2]，设计分为船载北斗终端设备、陆地数据处理中心、船舶监控与安全信息播发中心（管理中心）、短报文转发模块四部分。

图2　系统软硬件架构示意图

3.1船载终端设备

船载终端为通用的船载北斗终端设备，通用的船载北斗终端都具有定时发送北斗定位信息、一键报警、短报文发送等功能。通过接入到系统中，定时向系统播发船位信息并可以编辑短报文发送到系统，由系统转发到岸上手机，实现船岸直接的直接沟通。

3.2陆地数据处理中心

陆上数据处理中心负责汇聚接收所有的数据并进行处理保存，主要包括电子海图数据信息、船舶信息、北斗定位的实时信息、短报文信息等。通过数据处理中心的数据处理和存储，可以建立国旗、船名、MMSI、呼号、IMO与北斗号码的对应，建立起船舶位置数据、通信请求信息等统一的数据库系统。为查询船舶位置信息、航行轨迹、遇险状况等提供技术支撑。

系统的陆上数据处理中心设计采用orcal数据库，用于存放船位、船舶信息等。同时，数据处理中心的服务器上还安装有电子海图和北斗船舶定位信息结合处理软件，负责将北斗船舶信息与电子海图相结合并与数据库中的船舶信息对应，实现在海图中既可以查看船位信息又可以了解船舶的具体信息。

此外，数据处理中心还具有短报文转发的信息处理功能。数据处理中心主要负责对接收到的短报文进行解析，确定是转发到手机端还是需要转发到系统管理中心，根据定义的短报文包头格式的不同进行不同的筛选。

3.3船舶监控与安全信息播发中心

船舶监控与安全信息播发中心（管理中心）是船舶的监控与管理中心，用户通过管理中心实时掌控着系统的安全信息播发、遇险报警接收、北斗与手机短信转接等工作。

3.3.1船舶监控

北斗船载终端按照设定的时间间隔，将船舶的动态信息（位置、航向、航速等）实时传送到系统管理中心的海图上，值守人员只需要通过海图就可以实时掌握船舶的运行状态。图3为系统管理中心运行情况。3.3.2 安全信息播发中心

图3　系统管理中心运行图

管理人员在安全信息播发中心设定安全信息播发内容、类型、次数等，数据发送到安全信息播发服务器后，经过处理和编译等，转发到北斗指挥机，北斗指挥机将数据信息发送到目标船载北斗终端。目标北斗终端如果确认某条安全信息未接收到或不完整，可以发送指令经北斗指挥机到安全信息播发服务器，安全信息播发服务器会自动响应并完成重复发送。图4为安全信息播发流程图。

图4　安全信息播发流程图

3.4短报文通信模块设计

系统所设计的短报文通信模块主要负责对岸船之间的短报文进行转发，从而实现岸船之间北斗终端与手机的直接通信，同时还具有船载北斗终端与北斗指挥机之间的直接通信。

短报文通信模块通过RS232与系统管理中心连接，系统管理中心包括有SQL Server2008数据库和转发管理模块（包括在管理中心软件上），船载北斗终端将编辑好的短报文发送到其指定的手机号码时，首先发送到管理中心，管理中心解析报文头，确认是发送到手机的信息，则通过RS232接口启动短报文通信模块，并将短报文发送到指定用户手机[3]。当用户回复短报文给船载北斗终端时则按照上述数据流的反向进行。

4　结束语

北斗系统在安全信息播发和遇险报警接收管理业务中的应用，将有效提高安全信息播发覆盖范围，提升管理效率，是拓宽水上通信服务渠道的有效手段。北斗导航系统在航海保障领域尤其是北方海区具有广泛的应用前景，北斗系统及其相关技术产品在辖区的推广应用，是提升中心航海保障能力的有益尝试，是响应国家发展需要的必然举措，是服务地方经济发展和维护航行安全的重要手段。

本系统的实现正是基于北斗卫星导航系统进行的，是对现有海事信息服务系统的功能补充。在传统的安全信息播发和遇险报警接收系统基础上，实现本区域注册的船舶在全国范围内有效的安全信息播发和遇险报警接收，扩充了传统海事信息系统的管理范围和有效性。

[1] 周立，赵新生，王继刚，李微晓，汤均博．基于“北斗”海上智能交通系统安全模型研究[J]现代测绘，2014(3)

[2] 钱越，薛原．基于北斗导航系统的移动导航定位终端设计[J]．现代计算机，2010(6):165-166

[3] 姚作新．基于北斗卫星短信通信方式的无人值守自动气象站网[J]．气象科技，2012,40(3):340-344

The Design and Implementation of Marine Distress Alerting Management System Based on BD

Tian Weimin
(The Navigation Guarantee Center of North China Sea, Tianjin Communications Center, Tianjin, 300456)

The maritime distress alerting management system based on the BD-Satellite Navigation is conjunction with the traditional maritime safety information broadcast, emergency alarm and BD navigation and short message. The system can improve the timeliness and accuracy of security information broadcast and distress alarm, can solve the problems of the lack of critical safety information broadcast capability of the sea, the shortage of distress alerting, and effective alarm not to find. It is a useful supplement to the existing maritime distress alarm management system. This paper mainly expounds the main functions and software and hardware of the system.

BD-Satellite Navigation; Distress Alerting; Sort-message Communication; Security Information Broadcast.

10.3969/J.ISSN.1672-7274.2016.02.002

TN96文献标示码：A

1672-7274（2016）02-0006-03