田為民（北海航海保障中心天津通信中心，天津 300456）

基于北斗的海上遇險(xiǎn)報(bào)警管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

田為民
（北海航海保障中心天津通信中心，天津 300456）

基于北斗的海上遇險(xiǎn)報(bào)警管理系統(tǒng)是將傳統(tǒng)的海上安全信息播發(fā)、遇險(xiǎn)報(bào)警與北斗導(dǎo)航和短報(bào)文等應(yīng)用相結(jié)合，該系統(tǒng)的使用提高安全信息播發(fā)和遇險(xiǎn)報(bào)警的時(shí)效性、準(zhǔn)確性和針對性，能夠在很大程度上彌補(bǔ)當(dāng)前海上重大安全信息播發(fā)能力的不足、遇險(xiǎn)報(bào)警發(fā)現(xiàn)不及時(shí)或無法有效發(fā)現(xiàn)的問題，是對現(xiàn)有海上遇險(xiǎn)報(bào)警管理系統(tǒng)的有益補(bǔ)充，本文主要闡述該系統(tǒng)的主要功能和軟硬件構(gòu)成。

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航；遇險(xiǎn)報(bào)警；短報(bào)文通信；安全信息播發(fā)

1　引言

近幾年，隨著海洋交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，特別是國家提出的“一帶一路”和“海上絲綢之路”建設(shè)等國家戰(zhàn)略的實(shí)施，為航運(yùn)發(fā)展提供了良好的發(fā)展機(jī)遇。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代船舶越來越趨向高速化和大型化，船舶數(shù)量、港口的交通密度及危險(xiǎn)貨物裝載量都在不斷增加[1]，海上交通事故和經(jīng)濟(jì)損失也呈現(xiàn)了增長的趨勢，嚴(yán)重威脅到了航行安全。同時(shí)，隨著國家大力推進(jìn)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)，北斗系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用，為國民經(jīng)濟(jì)生活和安全出行提供了保障。在大力發(fā)展海洋交通的大環(huán)境下，應(yīng)該充分利用北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的定位和短報(bào)文功能所帶來的優(yōu)勢，提高海上交通的安全，提升航海報(bào)警及遇險(xiǎn)管理的能力。

本系統(tǒng)正是利用北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)所具備的衛(wèi)星定位功能進(jìn)行海上船舶遇險(xiǎn)報(bào)警管理，并利用北斗短報(bào)文功能實(shí)現(xiàn)與岸上手機(jī)互通和播發(fā)區(qū)域報(bào)警信息的設(shè)計(jì)，以提高海事管理部門對日常船舶的航行安全管理能力和船舶處于危險(xiǎn)情況下的應(yīng)急響應(yīng)能力，同時(shí)也降低船舶發(fā)生事故的概率。

2　系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)由北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)、岸上指揮控制中心、船載北斗終端、短報(bào)文手機(jī)與北斗互通模塊等構(gòu)成。為海上船舶提供基于北斗的全天候?qū)崟r(shí)的定位導(dǎo)航、應(yīng)急報(bào)警、北斗與手機(jī)短報(bào)文互通等服務(wù)。

系統(tǒng)采用C/S架構(gòu)設(shè)計(jì)開發(fā)，分為客戶端和服務(wù)器端。服務(wù)器端是岸上指揮控制中心的服務(wù)器，用于存儲接收到的北斗終端的定位信息、報(bào)警信息和短報(bào)文等。客戶端安裝在指揮控制中心，用于實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)中船舶的運(yùn)行情況，并負(fù)責(zé)遇險(xiǎn)信息的接收和報(bào)警信息播發(fā)。系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1　系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)

3　模塊與功能設(shè)計(jì)

系統(tǒng)包括軟件與硬件。硬件主要包括北斗指揮機(jī)、船載終端、短信轉(zhuǎn)發(fā)模塊等；軟件部分包括數(shù)據(jù)庫、軟件中間件、電子海圖、應(yīng)用軟件等。圖2為系統(tǒng)的軟硬件架構(gòu)圖。

系統(tǒng)的功能主要有北斗船位監(jiān)控、遇險(xiǎn)報(bào)警信息接收、安全信息播發(fā)、短報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)等，根據(jù)功能并結(jié)合系統(tǒng)的硬件[2]，設(shè)計(jì)分為船載北斗終端設(shè)備、陸地?cái)?shù)據(jù)處理中心、船舶監(jiān)控與安全信息播發(fā)中心（管理中心）、短報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)模塊四部分。

圖2　系統(tǒng)軟硬件架構(gòu)示意圖

3.1船載終端設(shè)備

船載終端為通用的船載北斗終端設(shè)備，通用的船載北斗終端都具有定時(shí)發(fā)送北斗定位信息、一鍵報(bào)警、短報(bào)文發(fā)送等功能。通過接入到系統(tǒng)中，定時(shí)向系統(tǒng)播發(fā)船位信息并可以編輯短報(bào)文發(fā)送到系統(tǒng)，由系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)到岸上手機(jī)，實(shí)現(xiàn)船岸直接的直接溝通。

3.2陸地?cái)?shù)據(jù)處理中心

陸上數(shù)據(jù)處理中心負(fù)責(zé)匯聚接收所有的數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理保存，主要包括電子海圖數(shù)據(jù)信息、船舶信息、北斗定位的實(shí)時(shí)信息、短報(bào)文信息等。通過數(shù)據(jù)處理中心的數(shù)據(jù)處理和存儲，可以建立國旗、船名、MMSI、呼號、IMO與北斗號碼的對應(yīng)，建立起船舶位置數(shù)據(jù)、通信請求信息等統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。為查詢船舶位置信息、航行軌跡、遇險(xiǎn)狀況等提供技術(shù)支撐。

系統(tǒng)的陸上數(shù)據(jù)處理中心設(shè)計(jì)采用orcal數(shù)據(jù)庫，用于存放船位、船舶信息等。同時(shí)，數(shù)據(jù)處理中心的服務(wù)器上還安裝有電子海圖和北斗船舶定位信息結(jié)合處理軟件，負(fù)責(zé)將北斗船舶信息與電子海圖相結(jié)合并與數(shù)據(jù)庫中的船舶信息對應(yīng)，實(shí)現(xiàn)在海圖中既可以查看船位信息又可以了解船舶的具體信息。

此外，數(shù)據(jù)處理中心還具有短報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)的信息處理功能。數(shù)據(jù)處理中心主要負(fù)責(zé)對接收到的短報(bào)文進(jìn)行解析，確定是轉(zhuǎn)發(fā)到手機(jī)端還是需要轉(zhuǎn)發(fā)到系統(tǒng)管理中心，根據(jù)定義的短報(bào)文包頭格式的不同進(jìn)行不同的篩選。

3.3船舶監(jiān)控與安全信息播發(fā)中心

船舶監(jiān)控與安全信息播發(fā)中心（管理中心）是船舶的監(jiān)控與管理中心，用戶通過管理中心實(shí)時(shí)掌控著系統(tǒng)的安全信息播發(fā)、遇險(xiǎn)報(bào)警接收、北斗與手機(jī)短信轉(zhuǎn)接等工作。

3.3.1船舶監(jiān)控

北斗船載終端按照設(shè)定的時(shí)間間隔，將船舶的動(dòng)態(tài)信息（位置、航向、航速等）實(shí)時(shí)傳送到系統(tǒng)管理中心的海圖上，值守人員只需要通過海圖就可以實(shí)時(shí)掌握船舶的運(yùn)行狀態(tài)。圖3為系統(tǒng)管理中心運(yùn)行情況。3.3.2 安全信息播發(fā)中心

圖3　系統(tǒng)管理中心運(yùn)行圖

管理人員在安全信息播發(fā)中心設(shè)定安全信息播發(fā)內(nèi)容、類型、次數(shù)等，數(shù)據(jù)發(fā)送到安全信息播發(fā)服務(wù)器后，經(jīng)過處理和編譯等，轉(zhuǎn)發(fā)到北斗指揮機(jī)，北斗指揮機(jī)將數(shù)據(jù)信息發(fā)送到目標(biāo)船載北斗終端。目標(biāo)北斗終端如果確認(rèn)某條安全信息未接收到或不完整，可以發(fā)送指令經(jīng)北斗指揮機(jī)到安全信息播發(fā)服務(wù)器，安全信息播發(fā)服務(wù)器會(huì)自動(dòng)響應(yīng)并完成重復(fù)發(fā)送。圖4為安全信息播發(fā)流程圖。

圖4　安全信息播發(fā)流程圖

3.4短報(bào)文通信模塊設(shè)計(jì)

系統(tǒng)所設(shè)計(jì)的短報(bào)文通信模塊主要負(fù)責(zé)對岸船之間的短報(bào)文進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，從而實(shí)現(xiàn)岸船之間北斗終端與手機(jī)的直接通信，同時(shí)還具有船載北斗終端與北斗指揮機(jī)之間的直接通信。

短報(bào)文通信模塊通過RS232與系統(tǒng)管理中心連接，系統(tǒng)管理中心包括有SQL Server2008數(shù)據(jù)庫和轉(zhuǎn)發(fā)管理模塊（包括在管理中心軟件上），船載北斗終端將編輯好的短報(bào)文發(fā)送到其指定的手機(jī)號碼時(shí)，首先發(fā)送到管理中心，管理中心解析報(bào)文頭，確認(rèn)是發(fā)送到手機(jī)的信息，則通過RS232接口啟動(dòng)短報(bào)文通信模塊，并將短報(bào)文發(fā)送到指定用戶手機(jī)[3]。當(dāng)用戶回復(fù)短報(bào)文給船載北斗終端時(shí)則按照上述數(shù)據(jù)流的反向進(jìn)行。

4　結(jié)束語

北斗系統(tǒng)在安全信息播發(fā)和遇險(xiǎn)報(bào)警接收管理業(yè)務(wù)中的應(yīng)用，將有效提高安全信息播發(fā)覆蓋范圍，提升管理效率，是拓寬水上通信服務(wù)渠道的有效手段。北斗導(dǎo)航系統(tǒng)在航海保障領(lǐng)域尤其是北方海區(qū)具有廣泛的應(yīng)用前景，北斗系統(tǒng)及其相關(guān)技術(shù)產(chǎn)品在轄區(qū)的推廣應(yīng)用，是提升中心航海保障能力的有益嘗試，是響應(yīng)國家發(fā)展需要的必然舉措，是服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展和維護(hù)航行安全的重要手段。

本系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)正是基于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行的，是對現(xiàn)有海事信息服務(wù)系統(tǒng)的功能補(bǔ)充。在傳統(tǒng)的安全信息播發(fā)和遇險(xiǎn)報(bào)警接收系統(tǒng)基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)本區(qū)域注冊的船舶在全國范圍內(nèi)有效的安全信息播發(fā)和遇險(xiǎn)報(bào)警接收，擴(kuò)充了傳統(tǒng)海事信息系統(tǒng)的管理范圍和有效性。

[1] 周立，趙新生，王繼剛，李微曉，湯均博．基于“北斗”海上智能交通系統(tǒng)安全模型研究[J]現(xiàn)代測繪，2014(3)

[2] 錢越，薛原．基于北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的移動(dòng)導(dǎo)航定位終端設(shè)計(jì)[J]．現(xiàn)代計(jì)算機(jī)，2010(6):165-166

[3] 姚作新．基于北斗衛(wèi)星短信通信方式的無人值守自動(dòng)氣象站網(wǎng)[J]．氣象科技，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文獻(xiàn)標(biāo)示碼：A

1672-7274（2016）02-0006-03