基于国际海事卫星通信海事宽带系统的远洋船舶远程监控系统研究

    江东坡　江卫华

    

    

    

    摘要：本文介绍了基于国际海事卫星通信海事宽带系统（INMARSAT-FleetBroadband）的远洋船舶远程监控系统设计，本套系统实现了实时、高速传输图像、声音等远洋船舶动态信息，达到设立在陆地上的管理监测中心实时掌握船舶动态，确保了船舶的安全运行。

    关键词：海事卫星通信海事宽带系统；远洋船舶；远程监控系统；海事闭路电视系统

    中图分类号：U665.261

    文献标识码：A文章编号：1006-7973（2016）03-0033-03

    现代远洋船舶是一个人、机相结合的系统，要确保这样一个复杂系统正常安全的运行，对远洋船舶进行人员和设备的监测是非常必要的。相比远洋船舶必须且常规使用的国际海事卫星c站系统（INMARSAT-C），国际海事卫星通信海事宽带系统（INMARSAT-Fleet Broadband）从性能上有了巨大的提升，数据的传输速度也进一步提高。利用INTERNET-Fleet Broadband系统，可以实现对远洋船舶航行情况的直观监控，可以进一步掌握远洋船舶的实时动态。

    1系统目标

    根据国际海事界权威统计，人为因素导致船舶事故比例中，搁浅占90%，火灾占70%，碰撞占96%；可见人为因素是导致船舶事故的主要原因之一。而且人为失误导致船舶事故的比例正在逐年上升，其后果也越来越严重。目前世界各国船员水平参差不齐，有些船员工作责任心不强，业务水平不高，这样的船员往往容易操作失误，导致船舶事故。

    机械设备故障也是导致船舶发生事故的一个因素。根据1900年-2010年韩国船舶事故分类报告，机损事故中，主机事故占43.3%，副机事故占26.9%，发电机和锅炉事故占12.8%。由此分析可知，机舱内主要设备故障也是事故发生的重大隐患。

    由此可知，人为因素和机械设备因素是船舶事故发生的主要原因。本文中所介绍的远程监控系统是对人一机远程监控的有效手段，是确保远洋船舶安全航行的重要保障。

    2海事卫星通信海事宽带系统

    系统共有三个部分组成：INMARSAT地面站、INMARSAT-432星、船载卫星通信站。如图1所示。

    2.1INMARSAT地面站

    INMARSAT地面站是远洋船舶通过INMARSAT-4 q3星将船舶信息传输到地面控制中心的接收枢纽。它有通讯终端系统、射频系统和控制系统等组成。INMARSAT地面站将海事卫星网络和互联网相互连接，如此一来，一艘安装有INMARSAT-Fleet Broadband系统的船舶可以在任何时间和世界任何地区进行通话、传真甚至是视频会议。地面站还会负责处理船舶终端的业务申请、交换，分配用户的资源、容量，提供数据通讯、语音对话等服务。目前中国交通通信信息中心是唯一被授权经营和管理中国境内INMARSAT业务的运营商，他们也负责地面站的日常维护和检修。

    2.2INMARSAT-4 33星

    国际海事卫星组织斥资15亿美元，在358000km高的赤道上空，安放了三颗和地球自转方向一致且速度相同的同步轨道卫星，其覆盖了南、北纬度在内所有区域。该卫星采用了先进的点波束技术，设计有200个窄点波束、19个宽点波束及1个全球波束，与上一代卫星相比功能强大了约60倍。INMARSAT-4海事卫星覆盖图如图2所示

    2.3船载卫星通信站

    船载卫星通信站及船舶上安装的IMARSAT-Fleet Broadband系统，该系统可以使用户访问互联网以及企业网络，实现了电子邮件传输、语音电话服务、视频音频监控、短信文本服务等业务。INMARSAT-Fleet Broadband系统作为目前为止国际海事卫星组织最先进的通信业务，它可以提供高达432kbiffs的数据宽带能力，借助如此先进的卫星通信海事宽带技术，可以满足各种作业的应用需求。现归纳特点如下：

    （1）性能出色。IMARSAT-FleetBroadband系统相比前一代通讯卫星，提供更加快捷、高效的数据传输服务。同时可以支持语音通话、电邮传输、电子传真等多项业务同时进行。

    （2）覆盖广泛。保障船舶除了在南北极外的任何地点得到高质量的通信业务。

    （3）安全可靠。IMARSAT-Fleet Broadband业务不受天气、海况的影响，为船舶提供稳定的通信服务业务。

    （4）操作简易。系统简单易懂，方便船员学習，不需要专人服务指导。在紧急情况下，方便应急操作。

    3远洋船舶远程监控系统

    远洋船舶远程监控系统具体可以分为：船舶监控采集、数据通信传输、岸壁显示监控。系统如图3所示。

    3.1船舶监控采集

    船舶监控采集是在船舶当地进行，具体由海试闭路电视系统（CCTV）和船端海事卫星通信海事宽带系统（INMARSAT-Fleet Broadband）组合形成。

    对于船舶上配备的海试闭路电视系统，不少船员认为CCTV系统限制了船员的自由，对该系统持反对安装的意见。但是，从船舶安全航行的角度出发，CCTV系统从以下四点发挥了其重要作用，应该得到大力的推广和支持。

    （1）在船舶驾驶甲板瞭望处安装CCTV系统，有效提高了阻止海盗登船的行动效率；

    （2）船长可以通过CCTV系统第一时间采取措施，纠正船员不正当的操作行为；

    （3）不同监视区域的CCTV系统能汇总船舶设备的工况，保障船舶安全航行；

    （4）无形中调整了驾驶台和集控室值班人员的工作状态，减少了人为失误的发生。

    在驾驶台两翼的瞭望处各安装了一个室外云台摄像头，支持镜头变焦和云台视角控制，实现船舶甲板无死角区域监控。这两个摄像机采用红外摄像技术，实现了日夜监视的需求。在驾驶台和集控室各设置一个摄像云台，全天候对核心工作区域进行监控，防止操作人员的懈怠。在主机、发电机等重要设备区域设置摄像云台，对重要设备的工况实时监控，如发现设备异常，可迅速检查维修。