卫星通信技术在渔政执法中的应用

●文 | .中国空间技术研究院 .航天恒星科技有限公司 龙珂 何大海 朱峰

一、渔政执法卫星视频系统建设背景

当前，海洋事业在我国经济社会发展中的战略地位日益凸显，党的十八大报告提出“提高海洋资源开发能力，发展海洋经济，坚决维护国家海洋权益，建设海洋强国”。随着海洋在沿海国家战略全局中的地位不断提升，各国以维护海洋权益、拓展空间为核心的海洋综合实力竞争愈演愈烈。建设海洋强国战略对于推动经济持续健康发展，维护国家主权、安全、发展利益，对实现全面建成小康社会目标、进而实现中华民族伟大复兴都具有重大而深远的意义。

为切实提升广东省海上执法信息化水平，建立健全长效、统一的海上通信指挥机制，对现有100 吨级以上的执法船和赴南沙生产重点监控渔船加装卫星视频通信设备，保障船岸、船船之间通信；对现有300吨位以上的执法船升级改造雷达、加装光电跟踪取证系统，形成目标探测侦查、成像取证、融合处理、实时回传等整套海上执法保障机制，全面提升海洋执法能力。

广东省下辖海域和南海等海域，面积广阔、海洋资源丰富、地理位置极为重要。开展执法船和南沙渔船卫星视频系统项目建设，有助于提高广东省海上执法信息化水平，进一步全面提升广东省在开发海洋、利用海洋、保护海洋、管控海洋方面的综合实力。

二、渔政执法卫星视频系统需求分析

为切实提高广东省海上执法信息化水平，需综合运用卫星通信、计算机网络、雷达探测识别、光电跟踪成像、音视频处理等多种技术手段，搭建卫星视频系统和海上监控系统，形成“探测、监控、通信、指挥”一体化的海上执法体系。

在执法船上，升级探测雷达、光电跟踪取证系统等设备，加装单兵无线图传系统，对雷达、光电跟踪取证系统、船舶自动识别系统（AIS）等进行业务融合，整合各类设备的数据优势，形成基于执法船的海上态势监控平台。

基于甚小口径卫星终端（VSAT）卫星通信链路构建海陆一体化高速通信网络，实现岸-船、船-船之间的实时数据交互，承载音视频会议流数据、雷达数据、光电图像数据、文电数据等多种数据，实现远程监控指挥、实时音视频会议协商、海陆一体化办公等典型应用业务。

在渔政总队构建网络与数据处理中心，整合各类态势资源，形成海上执法管理工作的“数据处理中枢”和“通信指挥中枢”。一方面对各类数据进行融合处理，提供海上执法工作的辅助决策；另一方面实时与各个节点“面对面”交流，实现及时高效的通信指挥。

1.业务类型需求

（1）高清音视频会议业务需求

在总队办公区、直属支队办公区以及执法船之间搭建音视频会议业务系统，提供系统内部各节点之间的点对点、多点音视频会议服务，视频画面质量根据需求具备标清、高清等级别。

针对音视频会议业务，常态化支持至少一路以上岸船之间的高清或者标清视频会议，同时可快速扩展业务，满足网络内部多路视频会议并发需求。

（2）电话和传真业务需求

在总队办公区、直属支队办公区以及执法船之间搭建电话和传真业务系统，提供系统内各节点之间的多路电话和传真业务，要求电话业务7×24小时可用。

（3）光电跟踪取证业务需求

根据执法船光电设备部署情况，针对已经具有光电跟踪设备的船只，进行兼容设计，将数据接入卫星通信网络；针对没有光电跟踪设备的船只，部署光电跟踪设备；对执法船周边海域进行全天时、全天候视频监控，执法船可对视频进行本地存储和上传，存储空间可满足一个月以上的高清视频存储。

（4）无线图传业务需求

配备无线图传系统，支持以执法船为中心，动态延伸图像采集功能，当有抵达现场等任务需求时，工作人员可携带单兵图传设备抵达目标现场实施图像采集工作，并实时回传至执法船进行处理后上传至渔政总队指挥中心。

（5）AIS数据获取需求

通过在渔政执法船上安装AIS接收设备，可以实现执法船对某一水域内安装AIS设备的通航船舶动态监视和跟踪。通过VSAT通信链路将AIS接收设备接收的数据进行回传，接入渔政总队的AIS统一平台，扩大AIS统一平台的感知能力。指挥中心可对AIS数据进行存储。

（6）雷达探测业务需求

升级现有船载雷达探测系统，具备目标自动录取、标绘、自动跟踪等功能，能批次性输出目标的定位、航向、航速等信息，提升目标探测能力。

2.数据融合处理需求

本项目中，需要对执法船回传至总队指挥中心的各类数据进行处理，主要包括以下几个方面：

1）对回传至指挥中心的雷达数据、AIS数据等，经过融合后期处理后，接入渔业安全生产通信指挥系统，在海图上动态显示。

2）对回传至指挥中心的目标图像，需要接入渔业安全生产通信指挥系统进行动态关联显示。

3）在后台软件界面上，可远程控制光电跟踪平台，可根据雷达数据远程引导光电跟踪取证系统工作。

4）对执法船上传回来的AIS数据、雷达目标数据进行本地存储，以供数据调用工作。

3.网络管理需求

（1）卫星网络管理

该项目中，执法船通过卫星通信设备接入整个系统，需要对船载通信节点进行数据接入、业务调度等管理工作。需配置卫星通信系统主控平台，完成卫星通信网络的调度和管理。

（2）业务系统管理

需配置网络管理中心，负责音视频会议、远程目标监控、电话和传真等业务的调度和管理。网络管理中心支持远程访问和权限划分，总队办公区、直属支队办公区以及执法船均可访问网络管理中心，实施业务调度与管理工作。

4.通信范围需求

广东省渔政总队下辖执法船的作业范围包括广东省下辖海域与南海等全部海域。需要卫星信号对上述海域形成有效覆盖，满足执法船在这些海域范围内能够随时、随地接入系统，与其他网络节点开展通信业务。

5.信道资源保障需求

该项目中，利用卫星通信链路实现海上执法船的数据接入，需提供必要的卫星通信信道频率带宽，承载系统业务。在通信卫星的选取上，应考虑“多星备份”原则，从而可根据实际使用区域提供信号质量最好的链路；在频率带宽的规划上，应考虑规划常态化运行和临时扩容两种模式。

常态化运行模式，在沿海海域、北部湾等卫星信号较强区域，保障2路岸-船之间的双向高清音视频流（可承载音视频会议、远程监控视频等），在南沙等卫星信号较弱区域至少保障1路岸-船之间的双向高清音视频流（可承载音视频会议、远程监控视频等）；临时扩容模式下可根据需求快速开通多路岸-船之间的双向音视频流业务。

6.系统运行保障需求

该系统是一个多功能的综合性业务通信系统，涉及到卫星通信网络、地面光缆网络以及各业务系统，为保证系统全天时、全天候稳定运行，需配置专业的技术人员开展系统运行保证工作，包括网络运行、系统巡检、设备维护等各项运行保障服务。

7.系统安全需求

本系统是一个复杂而庞大的系统，需要考虑系统的安全性，确保系统在物理上、网络上以及管理上等方面的安全。采取科学的安全防护措施，建立合理的安全防护体系。

三、渔政执法视频系统建设内容

1.建设目标

为切实提升广东省海上执法信息化水平，建立高效的海域监控、侵权事件处置、海上生产管理等工作的海陆一体化通信指挥机制，对现有100 吨级以上的执法船和赴南沙生产重点监控渔船加装卫星视频通信设备，保障船岸、船船之间开展高质量、高可靠性的各类业务通信传输，同时对300吨位以上执法船升级雷达、加装光电取证跟踪系统，提升执法船的目标探测能力、现场态势监控能力，全面辅助渔政总队开展各项维权、执法与监管工作。

本项目的总体建设目标分为以下几个方面：

分级管理：卫星视频系统按照“业务整合，分级管理”原则，以广东省渔政总队为网络中心，对全网进行数据和业务管理；直属一、二、三支队可接入网络，在总队授权下实现网络的业务调度和管理。

业务多元：满足海上维权、执法与监管等工作的业务多样化需求，提供双向音视频会议、电话与传真、光电跟踪取证、雷达探测跟踪等多种业务模式，提供海上目标态势探测与采集、音视频会议实时协商交流、海上目标数据回传显示等多种功能。

性能可靠：综合利用理论计算、工程经验指导、先进技术保障等手段，确保系统的可靠性，在卫星网络覆盖范围、通信链路质量、业务传输性能、雷达探测识别性能、光电跟踪性能、设备的海上环境适应性能等方面满足需求。

经济节约：采用“以租代建、购买服务”的方式，租赁成熟的系统平台和产品，购买优质的业务运营服务。做到科学合理的资源调度、及时有效的故障规避、最大程度的业务服务能力挖掘，切实为海上渔政执法提供有力保障。

2.建设内容

执法船卫星视频系统分四期完成建设，第一期（即第一年）建设内容分为以下两个部分：

一是租赁各类业务设备完成系统业务的部署和开通，业务部署和开通具体安排如下：

1）为广东省渔政总队部署网络管理和数据处理中心，提供网络调度管理和通信指挥中枢服务；

2）为总队办公区、直属支队部署业务系统，提供音视频会议、电话和传真、雷达探测、光电跟踪取证等业务；

3）为中国海警某号、中国海监某号新增部署卫星通信、单兵无线图传、音视频会议等业务系统，同时升级雷达探测系统，与船上光电跟踪取证系统、AIS接收设备等设备进行业务融合升级；

4）为中国渔政某号部署卫星通信、单兵无线图传、音视频会议等业务系统，同时升级雷达探测系统，与船上光电跟踪取证系统、AIS接收设备等设备进行业务融合升级；

5）为中国渔政某号部署卫星通信、单兵无线图传、音视频会议、光电跟踪取证系统等，同时升级雷达探测系统，将光电、雷达、AIS接收设备等设备进行业务融合。

二是租赁卫星信道资源、地面光缆专线资源、卫星网络管理等服务，确保系统可靠稳定地运行各类业务，租赁期限为1年。详细内容如表1所示。

表1 项目建设内容表（第一年）

四、渔政执法卫星视频系统总体架构

执法船和南沙渔船卫星视频系统总体架构如图1所示，在渔政总队配置网络管理和数据处理中心，负责汇聚卫星通信网络、总队办公区局域网络和直属支队办公区网络，实施整个网络的业务调度和管理工作；对雷达数据、AIS数据、光电图像等进行融合处理，提取有用信息。

网络内的通信节点包括总队办公区各会议室值班室、直属支队办公区以及海上执法船。其中海上执法船通过卫星通信链路接入业务网络，由卫星主控站负责海上各个通信节点的信号接入和管理，卫星主控站通过光缆专线与总队网络管理中心互联互通；陆上各节点通过光缆专线组成网络。各通信节点均配置音视频会议、电话和传真、光电跟踪取证等业务设备，通过基础网络实现业务内容的传输。

五、渔政执法卫星视频系统建设效益

1.经济效益

本项目主要的经济效益在于可以为广东省渔政总队陆、直属支队以及海上各节点提供一体化的执法指挥和办公平台，大大减小由于信息不畅通、不及时导致的海洋执法工作开销。

图1 系统网络架构示意图

2.社会效益

广东省所辖海域以及南海等重点海域拥有丰富的海洋资源，包括岛礁资源、渔业资源等。通过本项目的建设，将使得渔政总队管控海域的能力稳步增强。主要表现在以下几个方面。

（1）升级船岸、船船数据通信能力

项目建成后，执法船和南沙重点渔船可通过卫星通信系统开展话音、图像、视频流等宽带数据传输，大大提高通信能力，为陆海之间构建大数据传输通道。

（2）提升海洋应急指挥和执法管控能力

船载卫星通信系统的建设，使得执法船可随时、随地接入卫星网络，支持召开音视频会议、监控视频上传、拨打电话和传真等多种业务交流和指挥管控模式，实现陆地指挥中心与海上执法船之间的“面对面”交流指挥。

同时，通过广电跟踪取证、雷达探测、单兵无线图传等多种目标探测和成像手段，可对周围海域进行全天时、全天候动态监控，第一时间为执法工作提供辅助决策依据，大大提升海上执法的管控能力。

（3）完善海陆一体化信息网络

渔政总队卫星网络管理中心的建设，后期可将卫星通信网络与3G/4G移动通信、短波、北斗、地面光缆专网等网络互联互通，真正形成机制多元、优势互补的海陆一体化信息网络，实现全海域的高速信息网络覆盖。

（4）助推“智慧海洋”建设

“智慧海洋”工程建设需以陆海宽带互联网络为基础，卫星通信系统是陆海宽带互联网络的有效补充，可将高速互联节点延伸到远海任一船艇，为建立由“互联网+渔船”、“互联网+执法管理”、“互联网+大数据+渔港”共同组建的智慧海洋平台提供网络保障。

（5）提升整体形象

项目建成后，能够进一步体现广东省在完善海洋信息化建设、提升海洋执法能力等方面所做的工作，向各级领导、全省海洋渔业系统内的各级单位展示系统提供的“零距离”执法保障、陆海一体化政务协商等应用模式，可为其他兄弟省市乃至国家海洋与渔业信息化建设提供可借鉴的实施经验。

六、结语

执法船是我国海洋与渔业管理机构行使渔政执法管理的重要装备，其职责是维护国家海洋权益和开展渔业执法，主要包括群岛守礁、执法和护渔护航任务、200海里专属经济区管理、国家渔业法规赋予的渔政执法职能以及国家下达的其他任务。广东为海洋与渔业大省，航天企业利用卫星通信系统，并结合光电雷达等手段，为广东省海洋渔政总队进一步加强海域渔业执法管理力度，提高渔业执法装备和基础设施建设水平，加强联合执法管理，积极参与国家护渔维权巡航行动，充分维护广东省海洋主权和渔业权益提供帮助。