林芳

摘 要：隨著《智能航運(yùn)發(fā)展指導(dǎo)意見》戰(zhàn)略目標(biāo)的頒發(fā)，RBN-DGNSS臺(tái)站作為智能航保的重要組成部分，積極推動(dòng)北斗導(dǎo)航技術(shù)應(yīng)用。同時(shí)，海南轄區(qū)臺(tái)站在確保性能良好的前提下，逐步探索其遠(yuǎn)程集中監(jiān)控和智能通信方面的升級(jí)改造。

關(guān)鍵詞：RBN-DGNSS 遠(yuǎn)程集中監(jiān)控 智能通信

1.前言

為進(jìn)一步完善中國沿海無線電指向標(biāo)差分系統(tǒng)服務(wù)性能，保障海上船舶航行安全，從2016年起交通運(yùn)輸部海事局統(tǒng)一部署，逐步將南海海區(qū)RBN-DGPS臺(tái)站進(jìn)行差分北斗雙模改造為RBN-DGNSS臺(tái)站，截至現(xiàn)今共完成7座，其中海南轄區(qū)抱虎、洋浦、三亞3座環(huán)海南島分布差分臺(tái)站全部完成雙模改造。

2.海南轄區(qū)RBN-DGNSS臺(tái)站實(shí)施遠(yuǎn)程信息化輔助值守的必要性

目前海南轄區(qū)差分臺(tái)站面臨著值班人員老化、退休，現(xiàn)有的用工制度沒有渠道招聘合適人員到臺(tái)站長期工作，各臺(tái)站均不同程度出現(xiàn)配員不足問題。按照國家勞動(dòng)法相關(guān)值班時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)配置，24小時(shí)不間斷值班模式需每臺(tái)站配置至少5名值班員，但洋浦、三亞差分臺(tái)站截至2018年10月都僅剩2名值班員，無法滿足正常值班配置需求，將嚴(yán)重影響差分臺(tái)系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，急需制定出合理的值班模式。

3.遠(yuǎn)程信息化輔助值守模式的可行性

近幾年，“互聯(lián)網(wǎng)+交通”開始引領(lǐng)智能交通的發(fā)展，智能交通2.0時(shí)代已經(jīng)到來，其核心就在于智能管控與大數(shù)據(jù)應(yīng)用。未來智能交通前沿發(fā)展的大思路是萬物互聯(lián)和信息的智能交互，交通運(yùn)輸部定了個(gè)小目標(biāo)：2019年將加快推進(jìn)智慧交通和綠色交通發(fā)展，提高行業(yè)科技創(chuàng)新能力，加快大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)和北斗導(dǎo)航、高分遙感等技術(shù)應(yīng)用，推進(jìn)實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施 “可視、可測、可控”。在這樣的大背景下，現(xiàn)有差分臺(tái)站相互獨(dú)立、分散的管理模式已不適合當(dāng)前發(fā)展的需要。

（1）北斗雙模差分系統(tǒng)建設(shè)提供平臺(tái)基礎(chǔ)。美國、德國、韓國等國家的差分臺(tái)站均已實(shí)現(xiàn)軟差分集中監(jiān)控值班模式。借鑒近年來上述發(fā)達(dá)國家差分系統(tǒng)的最新研究成果和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，我國于2016年開始實(shí)施差分臺(tái)北斗雙模改造，實(shí)現(xiàn)了BDS/ GPS多星兼容下的更高精度導(dǎo)航定位服務(wù)，將原舊模式硬差分升級(jí)為軟差分。采用IALA推薦的軟件RSIM方案，將設(shè)備基于網(wǎng)絡(luò)化的系統(tǒng)通信與部署，即通過網(wǎng)絡(luò)按照RSIM標(biāo)準(zhǔn)與完善性監(jiān)測站、控制站、發(fā)射單元進(jìn)行交互實(shí)現(xiàn)監(jiān)控中心對(duì)臺(tái)站設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控。

（2）遠(yuǎn)程監(jiān)控配套系統(tǒng)的運(yùn)載技術(shù)成熟。當(dāng)前在專業(yè)機(jī)房領(lǐng)域，遠(yuǎn)程監(jiān)控配套系統(tǒng)如環(huán)境動(dòng)力監(jiān)控系統(tǒng)、安防監(jiān)控系統(tǒng)屬于可靠性高、功能強(qiáng)大的電信級(jí)機(jī)房綜合管理系統(tǒng)，可以根據(jù)用戶需求實(shí)現(xiàn)不同程度的檢測、智能預(yù)判和告警聯(lián)動(dòng)功能。柴油發(fā)電機(jī)組自動(dòng)發(fā)電系統(tǒng)使用也較為廣泛，為機(jī)房應(yīng)急供配電具有重要作用。

4.試運(yùn)行的RBN-DGNSS臺(tái)站遠(yuǎn)程信息化輔助值守模式

海南轄區(qū)差分臺(tái)站從2016年開始探索可行的遠(yuǎn)程信息化輔助值守模式，經(jīng)過2年時(shí)間的反復(fù)測試和逐步改造，2018年12月南海航海保障中心組織海區(qū)各差分臺(tái)管理機(jī)構(gòu)對(duì)《海南轄區(qū)差分臺(tái)遠(yuǎn)程監(jiān)控方案》進(jìn)行審查，一致認(rèn)為從技術(shù)層面上具備了差分臺(tái)遠(yuǎn)程監(jiān)控的試運(yùn)行條件，原則上同意實(shí)施。海南轄區(qū)主管機(jī)構(gòu)于2019年1月份將3座差分臺(tái)投入試運(yùn)行為遠(yuǎn)程信息化輔助值守模式，即原臺(tái)站值班員集中到轄區(qū)中心監(jiān)控室值班，當(dāng)?shù)赜伤牶綐?biāo)管理站安排人員每日定時(shí)巡查差分臺(tái)相關(guān)設(shè)備和發(fā)電機(jī)組。

海南轄區(qū)RBN-DGNSS遠(yuǎn)程集中監(jiān)控系統(tǒng)是基于在凱盾雙模差分提供的網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)通信及部署結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，對(duì)兼容性不佳的發(fā)射機(jī)監(jiān)測部分進(jìn)行改造并將原先“IO接口單元”升級(jí)為網(wǎng)絡(luò)接口，完成對(duì)其監(jiān)測數(shù)據(jù)的并網(wǎng)接入統(tǒng)一監(jiān)控平臺(tái)，同時(shí)將機(jī)房環(huán)境動(dòng)力監(jiān)控的各項(xiàng)監(jiān)測數(shù)據(jù)和視頻信號(hào)也接入該監(jiān)控平臺(tái)。

（1）凱盾雙模RBN-DGNSS差分臺(tái)站工作原理。①基準(zhǔn)站接收機(jī)只作為原始衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)接收設(shè)備，由RS服務(wù)器中的差分?jǐn)?shù)據(jù)生成算法模塊生成差分?jǐn)?shù)據(jù)，通過MSK調(diào)制器對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制后，再經(jīng)由發(fā)射機(jī)進(jìn)行播發(fā)。②完善性監(jiān)測站接收機(jī)只作為原始衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)接收設(shè)備，同時(shí)通過信標(biāo)模塊接收基準(zhǔn)站播發(fā)的差分?jǐn)?shù)據(jù)，將兩路數(shù)據(jù)傳輸至IM服務(wù)器中的差分?jǐn)?shù)據(jù)解算算法模塊進(jìn)行解算，將解算的結(jié)果與實(shí)際位置實(shí)時(shí)的比較，來監(jiān)測基準(zhǔn)站播發(fā)的差分?jǐn)?shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

（2）RBN-DGNSS遠(yuǎn)程集中監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)發(fā)射機(jī)監(jiān)控的改造。將原先存在發(fā)射機(jī)與凱盾軟件監(jiān)控系統(tǒng)存在部分不兼容因素進(jìn)行升級(jí)改造。通過數(shù)字輸入、輸出接口電路實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)射機(jī)的開、關(guān)機(jī)控制，以及發(fā)射機(jī)告警提示信息；通過模擬輸入監(jiān)測電路完成發(fā)射機(jī)入射功率、反射功率、天線電流以及駐波比監(jiān)測，發(fā)射機(jī)各模塊工作電源的電壓、電流監(jiān)測，發(fā)射機(jī)交流供電的電壓、電流監(jiān)測等。對(duì)發(fā)射機(jī)的控制部分涉及到二套不同軟件的操作問題，總體思路是維持“凱盾雙模改造軟件”功能不變的原則上，對(duì)發(fā)射機(jī)的開關(guān)機(jī)、換機(jī)控制采用二選一，通過開關(guān)控制選擇控制方，優(yōu)先“凱盾雙模改造軟件”的控制功能（見圖2），完善部分新增發(fā)射機(jī)的控制功能作為備份。值班員只需在完善性監(jiān)測工控機(jī)上通過RBN-DGNSS遠(yuǎn)程集中監(jiān)控軟件操作“IO接口單元”對(duì)發(fā)射機(jī)實(shí)施開關(guān)機(jī)、換機(jī)控制和參數(shù)監(jiān)測。

（3）遠(yuǎn)程集中監(jiān)控配套系統(tǒng)。海南轄區(qū)3座RBN-DGNSS臺(tái)站于2014年完成了機(jī)房環(huán)境動(dòng)力監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)及統(tǒng)一監(jiān)控平臺(tái)，主要是包括機(jī)房溫/濕度，交流電電壓、電流、UPS電源、燈控、煙感等參數(shù)的監(jiān)測及每個(gè)機(jī)房2路視頻模擬信號(hào)。RBN-DGNSS遠(yuǎn)程集中監(jiān)控系統(tǒng)將環(huán)境動(dòng)力監(jiān)控系統(tǒng)也融合進(jìn)統(tǒng)一平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)轄區(qū)監(jiān)控中心通過統(tǒng)一平臺(tái)即可實(shí)時(shí)監(jiān)測到臺(tái)站機(jī)房各項(xiàng)參數(shù)，并對(duì)各項(xiàng)參數(shù)設(shè)置了門限報(bào)警值，增加報(bào)警提醒功能。

5.當(dāng)前實(shí)施值守模式存在的不足和建議

海南轄區(qū)RBN-DGNSS遠(yuǎn)程信息化輔助值守系統(tǒng)自投入試運(yùn)行以來，穩(wěn)定性良好，但仍存在以下不足：

（1）由于該系統(tǒng)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)傳輸平臺(tái)，數(shù)字鏈路的質(zhì)量性能和穩(wěn)定性尤為重要，當(dāng)前僅租用一條運(yùn)營商的數(shù)字鏈路，當(dāng)出現(xiàn)鏈路故障時(shí)無法監(jiān)控當(dāng)?shù)厍闆r，這在惡劣天氣或出現(xiàn)應(yīng)急事件時(shí)存在隱患。

（2）當(dāng)前使用的天諧系統(tǒng)仍未實(shí)現(xiàn)完全網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控功能，僅能監(jiān)控發(fā)射機(jī)的數(shù)值，當(dāng)出現(xiàn)天調(diào)和發(fā)射機(jī)不匹配失協(xié)時(shí)，必須安排人員在現(xiàn)場進(jìn)行逐一調(diào)試，無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)諧匹配功能。

（3）機(jī)房環(huán)境動(dòng)力監(jiān)控系統(tǒng)是2014年建設(shè)的模擬設(shè)備，圖像清晰度和監(jiān)控功能項(xiàng)技術(shù)滯后且逐漸無法滿足遠(yuǎn)程監(jiān)控的需求；備用發(fā)電機(jī)組需人工操作，未實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)接入遠(yuǎn)程操控功能。

（4）差分臺(tái)站由“硬差分”向“軟差分”升級(jí)和配套監(jiān)控系統(tǒng)的增加，涉及到更多網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)和新知識(shí)，原差分臺(tái)值班員在這部分的知識(shí)和技術(shù)能力較為薄弱，無法熟練掌握調(diào)試及排障技能。系統(tǒng)管理員的專業(yè)知識(shí)和技能均只能進(jìn)行簡單排障，大部分依賴外包專業(yè)維護(hù)單位，存在應(yīng)急響應(yīng)時(shí)效性滯后的問題。

針對(duì)上述存在的不足，提出以下建議：

（1）為了保障遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性，建議每座臺(tái)站至轄區(qū)監(jiān)控中心部署雙鏈路。雙鏈路應(yīng)采用不同運(yùn)營商，鏈路質(zhì)量至少達(dá)到傳輸比特差錯(cuò)率<1×10（-8），可用率達(dá)到99.9%的標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)營商需提供7×24小時(shí)的不間斷服務(wù)響應(yīng)。這樣即可達(dá)到一家運(yùn)營商鏈路中斷，另一家運(yùn)營商鏈路可替換，確保通信鏈路暢通。

（2）天諧系統(tǒng)主要包括發(fā)射機(jī)、天調(diào)設(shè)備和天線等，現(xiàn)使用的天調(diào)設(shè)備和發(fā)射機(jī)出現(xiàn)失協(xié)時(shí)，無法完成自動(dòng)匹配也無法實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程操控，需要人員到達(dá)現(xiàn)場手工逐步對(duì)焦調(diào)試，建議該部分功能可進(jìn)行研發(fā)升級(jí)完善，實(shí)現(xiàn)通過網(wǎng)絡(luò)兼容入遠(yuǎn)程集中監(jiān)控系統(tǒng)完成對(duì)設(shè)備的遠(yuǎn)程調(diào)控匹配或自動(dòng)匹配。

（3）隨著“5G+AI”技術(shù)的發(fā)展，未來5G在音視頻監(jiān)控和AI傳感器領(lǐng)域應(yīng)用于遠(yuǎn)程集中監(jiān)控系統(tǒng)必然越來越普及，其人工智能化處理能力將大大有助于遠(yuǎn)程監(jiān)控的操作，因此配套系統(tǒng)的升級(jí)要著眼從該方向總體部署。

（4）為更好地推動(dòng)遠(yuǎn)程信息化輔助值守模式的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，應(yīng)定期加強(qiáng)對(duì)系統(tǒng)管理員和值班員進(jìn)行業(yè)務(wù)知識(shí)和技能培訓(xùn)，爭取每位值班員盡早獨(dú)立具備信息化排障能力?？煽紤]與相關(guān)專業(yè)院校合作，培養(yǎng)出航保體系在差分臺(tái)方面的應(yīng)用型核心技術(shù)人才，提升隊(duì)伍技術(shù)水平。

6.結(jié)語

航?？萍荚诟淖?，航海保障技術(shù)也在求變。RBN-DGNSS系統(tǒng)的升級(jí)改造，對(duì)于沿海大地測量、港口引航、航道測量和疏浚、海上船舶航行定位、海上石油探測、海洋工程以及船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)（AIS）和地理信息系統(tǒng)（GIS）的建立，都具有廣泛的社會(huì)效益和巨大的經(jīng)濟(jì)效益。因此，我們應(yīng)不斷探索臺(tái)站的技術(shù)革新和運(yùn)維管理模式，為實(shí)現(xiàn)交通強(qiáng)國建設(shè)目標(biāo)做貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]北京凱盾環(huán)宇科技有限公司. CATON 9001 RBNDGNSS.差分臺(tái)站系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案.