基于锚泊浮台组网的海洋信息网络在海上交通安全监管的应用思考

李玉辉 张立伟 周雄伟 赵淑莉 郑作亚

【摘  要】海上交通安全是人们非常关心的问题，有效的安全监管手段是海上安全的有力支撑。目前我国海上交通安全监管的技术手段诸多集中在近岸，制约了新时期航行监管能力的提高。因此，通过新一代网络信息系统技术提升中远海安全监管能力显得尤为重要。文中总结了我国主要海域安全监管系统存在的问题，介绍了一种可在中远海部署的锚泊浮台系统，提出了基于锚泊浮台组网的海洋信息网络在海上交通安全监管的应用思考。

【关键词】海上交通安全监管;海洋信息网络;锚泊浮台

引言

海上交通安全是人们非常关心的问题，有效的安全监管手段是海上交通安全的有力支撑。随着国际贸易的发展和海上通导技术的发展，海上通航船舶数量多、吨位大，对交通安全监管提出了更高、更严峻的要求。世界各国通过各种安全监管手段不断降低通航安全风险，但诸如撞船、翻船、漏油、火灾等海上事故仍会不时发生，给海洋经济和环境造成巨大的损失和破坏。目前，我国交通海事部门的监管手段多以行政手段为主，而技术支撑手段诸多集中在近岸，制约了新时期海上航行安全监管能力的提高。因此，通过新一代网络信息系统技术提升中远海重点海域安全监管能力显得尤为重要。

1.我国海上交通安全监管现状

经过多年建设，尤其是自2007年《国家水上交通安全监管和救助系统布局规划（2006～2020 年）》经国务院批准实施以来，我国水上交通安全监管系统建设实现了重大突破，目前，已形成以船舶交通管理系统（VTS）、甚高频通信系统（VHF）、船舶自动识别系统（AIS）、电视监控系统（CCTV）等为主体的通信监控系统，目前该系统可有效覆盖我国沿海水域，并在沿海近岸水域和内水重要航段水域实现多重覆盖，覆盖范围离岸约20公里;同时，我国当前的海上安全通信业务主要是通过建设在沿海的多座海岸电台承担和完成的，其主要进行窄带通信，传输数据量很低。当下的近岸安全监管系统可满足沿海近岸20公里内的监管需求，但仍存在诸多问题，以南中国海为例，主要包括以下几个方面：

1.1监管系统覆盖能力不够

南海是世界上最繁忙的运输通道之一，37条国际航线和全球商船（按吨位计算）的50%、货运总量的1/3途经南海。我国外贸货物总量的40%以上、进口石油总量的80%以上通过南海运输。船舶交通量的增长，随之带来的南海海域的海上交通事故和险情发生数量的增加。我国的安全监管手段，在近岸海域已全面实时覆盖，但对中远海的监管手段比较薄弱。目前我国在中远海，仅在有岛礁依托的海域，建设了具有目视航标功能的灯塔，其服务覆盖范围约20km，未能覆盖西沙重点航路。由于缺乏可供安全监管设备搭载的平台以及稳定可靠的海上宽带通信传输手段，一体化安全监管系统无法在中远海进行部署，因此，不能满足日益繁忙的海上交通对安全监管系统的迫切需求。

1.2监控手段相对单一且融合度不够

目前，海上安全监管手段以VTS、VHF、AIS、CCTV等手段为主，但各数据间的融合度不够，虽在近岸完成了实时、连续覆盖，但手段相对单一，针对一些特殊情况，如木质船只，单纯靠VTS雷达就很难发现，若针对一些非法船只，恶意关闭台站，无法正常有效监控;同时各手段间，缺乏数据融合及应用，对船舶的一些异常行为不能进行有效的事前预判及事后分析。

1.3近岸监管系统与中远海岛礁基监管系统相对孤立

我国近岸及中远海岛礁基安全监管系统，虽各自发挥着有效作用，但由于缺乏稳定可靠的海上宽带通信传输手段，不能有效协同，信息无法互通及共享，无法实现一体化协同监管。

2.锚泊浮台信息系统介绍

2.1系统概况

锚泊浮台系统是一新型集海洋多维信息感知、海上信息传送、多源信息融合处理和综合信息应用服务等多功能于一体的海洋信息网络节点，具备灵活机动、无人值守、生存能力强、可持续工作、能源自保障等特点。该系统以半潜式海上锚泊平台为载体，以智能化能源系统为保障，可搭载雷达（VTS雷达）、CCTV监控、AIS、海洋环境监测设备、通信设备（卫通、VHF、LTE、短波、北斗等）、航标灯等设备，可部署于中远海重点航道周边，为海上交通安全监管提供信息采集、传输节点中继等服务。

浮台系统海域部署图

2.2主要组成及功能

锚泊浮台系统主要由承载平臺、任务载荷、能源系统三大部分组成。

承载平台是任务载荷的搭载平台，为任务载荷在恶劣海况中可靠运行提供空间基础和安全保障。其主要包括台体和系泊系统，台体用于提供所有搭载设备所需的空间。系泊系统用于对台体进行限位，通过系泊系统的设计，可以有效提升台体的水动力学性能，提高台体的安全性和可靠性。

任务载荷由信息感知、信息传送、信息服务等分系统组成。可为航道过往船只提供通信接入服务、VHF通信服务、感知信息就近服务接入、助航信息播发、遇险救助信息播发等服务。

能源系统是一种智能化的离网自主供电系统，利用光/柴/风等多种能源互补形成发电系统，可满足系统在不同工作模式下的能源自供给。

系统的主要功能指标如下：

（1）全系统可抵御8级海况;

（2）系统可接收20km内民用船只发送的AIS信息;

（3）系统可实现卫星通信、短波通信和北斗通信，其中宽带通信速率不小于6Mbps;

（4）具有对湿度、温度、气压风速风向、雨量和辐射数据等海洋环境要素进行测量的能力。

3.锚泊浮台组网的海洋信息网络在海上安全监管的应用

为解决中远海域海上交通安全监管系统覆盖能力不足问题，可综合考虑利锚泊浮台组网的海洋信息网络，通过在中远海重点海域部署锚泊浮台组网形成的海洋网络，实现对其周边信息的实时感知及稳定可靠的传输，结合岸基综合处理中心的大数据处理能力，为海事监管部门提供有效的数据服务支撑。主要解决以下几个主要问题：

（1）利用海基锚泊浮台等各组网节点，部署海上交通安全监管设备，实现监管系统由近岸向中远海的覆盖延伸，提升安全监管能力，有效降低海上交通事故、减少机动巡航频次;

（2）利用海洋信息网络，可实现岛基、海基、岸基等安全监管系统的有效连接，实现我国管辖海域安全监管系统的互联互通;

（3）利用岸基综合处理中心，可实现多源数据的汇聚、融合处理、态势生成及分发等，为海事部门的决策及应急指挥提供支撑。

4.结语

本文分析了目前我国南海海上交通安全监管系统发展现状，介绍了锚泊浮台信息系统的基本能力，提出了利用锚泊浮台组网的海洋信息网络，使近岸安全监管系统的覆盖范围向中远海延伸，进一步提升我国海上交通安全监管能力，适应航运经济和航海技术发展的更高需求。

参考文献

[1]杨立波.水上交通安全监管和救助装备综合评估.中国水运，2017.01.

[2]云泽雨.E_航海下的海上安全通信保障研究.数字通信世界，2018.03.

[3]王福斋，王世伟，易中立，等.南中国海海事监管问题研究.中国水运，2014.11.

作者简介：李玉辉（1983-），男，山东人，工程师，主要研究方向为海洋信息网络系统。张立伟（1986-），男，山东人，高级工程师，主要研究方向为海洋信息网络系统。

周雄伟（1968-），男，江西人，高级工程师，主要研究方向为电子信息系统总体。

赵淑莉（1983-），女，河北人，工程师，主要研究方向为海洋信息网络系统。

郭明瑞（1986-），男，山东人，工程师，主要研究方向为海洋信息网络系统。

郑作亚（1978-），男，浙江人，高级工程师，主要研究方向为卫星导航与定位、空间信息服务、卫星应用等。