北斗示范项目在渔船安全信息化管理中的应用
赵林涛+郭庆祝
1984年9月，邓小平同志提出“开发信息资源，服务四化建设”的重要思想。实践证明，“实现四个现代化，那一化也离不开信息化”。信息化建设在国民经济发展中发挥了越来越重要的推动作用。2013年，中国渔船装备技术发展论坛上，农业部有关专家明确指出，当前世界先进渔船正向高技术化、信息化为主要特征的大型化、网渔具精准化、捕捞加工设备自动化和安全装备信息化发展。要实现中国渔船装备现代化，必须依靠科技进步，积极推进信息化建设在渔船安全装备上的推广和应用。
1 渔船安全信息化管理系统建设
2013年，国务院首次组织召开全国现代渔业建设工作电视电话会议。会议强调，要加强渔业基础设施建设，提升技术装备水平，加快形成生态良好、生产发展、装备先进、产品优质、渔民增收、平安和谐的现代渔业发展新格局。要加快建设渔船信息动态管理和电子标识系统，尽快普及配备渔船救生筏、船舶自动识别系统、卫星监控系统、渔船通信设备等安全设施。
可以看出，加快实现渔业现代化、促进海洋渔业持续健康发展的同时，着力提高海洋渔业设施装备水平、组织化程度和管理水平，不断提高海洋渔业综合生产能力、抗风险能力和国际竞争力，信息化建设应为主要推手。
1.1 渔船北斗示范信息系统
渔船北斗示范信息系统是通过集成北斗卫星导航系统、GPS卫星系统、因特网、移动通信网络、地理信息系统等网络信息技术，构建成一个综合信息服务平台。系统主要由北斗卫星导航系统、网络化的北斗运营服务中心、岸上监控台站、北斗海洋渔业船载终端四大部分构成。
通过建设北斗卫星导航终端系统的船载卫星导航终端，建立广覆盖的船舶动态信息采集渠道，可拓展北斗卫星导航终端技术的应用范围，提高北斗卫星导航终端系统在海洋渔业行业的应用水平。在加强船舶信息资源的整合和交换的过程中，实现全行业船舶动态信息的共享，构建北斗海洋渔业安全生产管理与紧急救助信息平台。
1.2 北斗信息系统建设定位
针对信息监测不到位，情报掌握不足的问题，先行在条件较好的船舶部署北斗卫星导航终端设备，着力提高行业管理部门和渔业生产企业对北斗船舶监控系统的应用水平，提高渔业、渔民的应对灾害能力，强化服务手段。通过RNSS的无源定位实现导航功能，RDSS的短报文功能进行报警、通信等。
针对“渔业卫星导航终端系统”主要以GPS终端为主的特点，且北斗船载终端价格较高、应用不广等问题，要基于北斗导航系统，兼容GPS导航模式，并兼容CDMA/GSM通讯方式，覆盖全海域（近海、中海、远海）的海洋渔业船载终端和个人海上救援终端，利用渔业行业快速的规模化优势，促进相关产品进一步提高质量，降低成本。
针对区域间、部门间信息共享不充分的问题，充分考虑各级应用系统的联动或集中式架构，及其与其它业务系统的功能协同接口。按照《渔船动态监管信息系统平台技术规范（试行）》规范各级海洋管理部门的陆地监控指挥平台，制定《平台间数据交换协议》行业标准，规范平台间数据交换标准，保证数据在各个平台间的共享。
针对信息资源开发利用水平较低，无法满足行业深层次的需要、无法满足宏观决策及公共信息服务需要的问题，在系统设计时针对渔业生产的实际需求，着重解决需求较为明确的一些问题，留有扩展余地，确保系统的开放性、可扩展性，确保系统与物联网等主流技术相融合、确保系统能够提供基于互联网的公共服务和二次开发服务，以便将来为海洋渔业利益相关者、普通用户提供基于互联网的服务。
1.3 系统建设原则
要充分利用现有的资源。“十二五”期间，渔业安全生产管理中进一步应用了北斗卫星导航终端技术开展的导航、监控与信息服务，在北斗应用方面已经取得一些经验，并具有一定的基础条件，应充分研究并尽可能利用现有资源。
要采用专项支持的芯片。无论是中远海终端、近海终端还是个人海上救援终端，均采用重大专项支持的北斗/GPS兼容芯片。该芯片为通用芯片，集成了北斗和GPS的定位模式，接口统一、兼容性好，有利于北斗芯片规模化应用。
确保系统开放性和扩展性。目前，北斗示范项目在海洋渔业应用上还停留在报警、定位等初级应用阶段，还没有实现与海上应急搜救等其它系统的信息共享，市县两级系统的联动机制还需完善，基于互联网的公共服务还有待进一步完善等等。所以，系统还需进一步升级扩展，应从技术架构、数据标准、软硬件基础设施等多方面充分考虑系统的开放性、扩展性，为后续工程奠定良好基础。
2 渔船北斗信息系统建设布局和总体架构
2.1 建设布局
为渔船安装配备北斗海洋渔业中远海终端和近海终端，拓展北斗在海洋渔业的应用范围，建立“陆地监控指挥中心”，部署或升级监控平台软件，初步构建各级平台之间的联动机制，提高信息的利用水平。中远海终端通过北斗卫星链路与北斗卫星处理中心进行定位、报警等信息上传和报警，市县级监控指挥平台获取或发布监控指挥信息，同时市级监控指挥平台与县级监控平台进行数据共享。其布局结构如图1。
2.2 系统结构
系统由市级陆地监控指挥平台、县级陆地监控指挥平台、数据传输、数据获取四部分组成。其中预留省部级陆地监控指挥平台和市、县级陆地监控指挥平台两种平台，软件可部署于包括农业部、省、市、县级指挥中心，直接服务于各级行业管理部门、相关政府部门和海上搜救中心等其它机构。
市级陆地监控指挥平台是所有渔船船舶资料信息集中管理，渔船出入港信息、紧急报警信息、船位信息、通信信息等海上渔船动态信息集中无线落地接入、解析、处理、存储、GIS监控中心，也是渔业管理部门下达控制指令，紧急救援指挥信息发出等支撑系统。本系统涉及多种渔船终端，终端数量大，并且需要集成整合移动通讯系统（CDMA/GSM）、卫星通信（北斗）、地理信息（GIS）、渔船避碰系统（AIS）等多种资源，通过internet和无线通信等通讯链路以实现渔船的安全救助及信息管理目的。
市级陆地监控指挥平台由三层逻辑架构：数据接入层、数据处理层和数据发布层。每个层次内部细化为各个子系统，体现模块化设计思想。市级陆地监控指挥平台架构如图2所示。
数据接入层包括：北斗运营服务分理中心推送的静态数据接入（静态数据同步）和动态数据接入、 AIS、雷达等终端的本地数据接入、气象信息接入、传感器信息接入等。本地数据接入按照本平台设计的本地数据传输层接入子系统统一的协议标准实现，真正体现兼容性设计、可伸展性设计、融合性设计。
数据处理层包括：用户管理子系统、数据入库服务子系统、数据处理服务子系统等子系统组成。渔船静态资料信息通过船舶资料管理软件界面操作员录入登记，由用户管理子系统进行处理存储后，将对实时进入系统的渔船信息自动进行身份验证。紧急报警信息、应急指挥救援信息经过本系统作为高优先级处理，为安全救助起到保障作用。
数据发布层包括：数据分发服务子系统、数据统计分析子系统、数据查询子系统三部分组成。监控系统根据网络分中心信息，进行数据的自动识别，信息分发推送。根据各级监控平台权限进行数据统计分析及查询。系统设计及部署上，将体现参数化设计、容错性设计、安全性设计和可靠性设计原则。
3 结论
海洋渔业北斗示范项目在渔船安全信息化管理中的应用将为海洋渔业安全管理提供海天地一体化的服务网络，实现多网合一、相互协作，提供并保障海上与陆地的信息互通，解决渔船无源定位、导航、授时等服务，打破了GPS在我国卫星导航终端领域的垄断地位。北斗系统不仅对渔船定位监控管理、遇险求助，直至越界捕捞生产、保护渔民合法权益等与渔业安全生产息息相关的问题提供了解决途径，而且对海上紧急、突发事件，特别是涉外和安全事件，为管理部门的指挥、决策调度和搜救提供了信息化和可视化的手段，以减少外交冲突，维护国家海洋权益，巩固和发展边境水域的渔业生产。
