南海海区航标遥测遥控发展.doc

1、南海海区航标遥测遥控发展摘 要：近年来，航标科技迅速发展。南海海区着力建立一套完整的航标遥测遥控体系，从而提高航标运行的可靠性、延长维护周期、提高设备可利用率、降低航标维护成本、提高管理效率。 关键词：航标 遥测 遥控 南海海区 1.背景 近年来，在国家政策和资金的支持下，南海海区航海保障事业有了长足的发展。上世纪 50 年代，我国南海沿海航标亮了起来，到 80 年代沿海航标成链成网，现在已经形成了大型化、智能化的发展态势，实现了种类全覆盖、区域全覆盖和信息全覆盖，完成了海区浮标制式改革，实现了与国际浮标制度的接轨。建设了国际先进水平的差分卫星导航定位系统，船舶自动识别系统（AIS）基站网络信

2、号已经覆盖了整个南海沿海，并对珠江、长江水系的高等级内河航道实现初步覆盖，为海上用户和沿海部分陆上用户提供高精度、全天候的航海保障服务。 南海海区航标系统由固定视觉航标、浮动视觉航标、AIS、无线电航标等组成，覆盖了广东、广西、海南沿海水域。设置了各类航标 1866 座，建成了差分台 7 座、AIS 基站 132 个、雷达应答器 43 座，实现了差分定位信号、AIS 信号、无线电测向信号的多重覆盖。辖区东界线为广东、福建两省分界线，南界线至中国南海曾母暗沙；西界线至中越边境线；北界线至广州流溪河白坭河大桥，海域面积达到 210 万平方公里，约占全国海域面积三分之二。 十八大报告中首度提出强调建

3、设海洋强国的战略，我国未来将从海洋资源开发、海洋经济发展、海洋科技创新、海洋生态文明建设、海洋权益维护等方面推动海洋强国的建成。随着海洋战略的一步步实施，也给南海航海保障事业提供了一个重要的战略机遇期。然而当航标数量发展到一定程度，作为管理者就产生了一种想法，如何创建一个单一的、简单的、可靠的方法来管理、监控数量庞大的航标，确保航标效能的正常发挥，为航海用户提供优质的航海保障服务，同时这种解决办法也将对未来 e-Navigation 的单一来源的导航信息产生重要的影响，航标的遥测遥控在这种背景下应运而生。 2.航标遥测遥控发展历史 2005 年，河海大学邓绍新针对传统航标灯维护效率低下的问题，

4、提出了基于 GSM 网络短信业务的自动遥测系统，该系统采集航标灯的状态参数，通过短消息方式发送到监控中心，但该方式传输数据量小，费用较高，并且该系统中没有解决航标的定位问题。 2006 年我国举行航标博览会上，首次提出“数字航标”的概念，自从航标发展进入了数字时代。 2006 年，天津大学匡俊华结合 GPS 定位技术，给出了智能航标灯的硬件设计，解决了航标灯的定位问题，但整个设计只针对硬件设计而言，并没有给出完整的软硬件系统解决方案。 2009 年底，长江干线航道上配备新型太阳能一体化航标灯，长江航道局还进行了遥测遥控航标灯的合作开发，研制的航标灯样品目前正处于研发测试阶段，关于该成果还尚未见

5、论文公开发表。 3.存在问题 从航标遥测遥控的使用现状可以看出，有的航标处已经在使用几个航标遥测遥控厂家的设备及其管理系统（未来厂家可能更多） ，由于没有统一的标准，各系统既有特定的功能、区域划分和用途取向，且由不同的生产商进行开发和建设，这就决定了各系统间信息应用、信息处理方式的独立性，形成了信息管理系统应用中普遍存在的最大缺陷，即系统与系统间信息资源不能共享；其次，当前所建设的航标遥测遥控系统多为单纯的遥测系统，或者只实现了简单的遥控功能，并且数据都存储在厂商自己的服务器上，这就造成了数据传输的及时性不强及服务器稳定性不佳等诸多问题，同时厂商在服务器和系统软件建设方面的投入也会无形的转嫁到

6、航标遥测遥控设备上，大大增加了遥测遥控设备的成本；同时，航标遥测遥控设备的稳定性，一直是生产厂家和各海事局航标处最亟待解决的难题，其主要体现在误报警和信息传输等技术难题上。 4.南海海区航标遥测遥控建设情况 经过长期深入的考察和研究，我们发现只有规范航标遥测遥控系统建设管理，采用航标灯器和遥测遥控设备分离，数据统一的设计模式，以效仿 AIS 的通信规范的模式分别为航标灯器和航标遥测遥控设备建设设计一套兼容性强、内容覆盖全面、并能实现采集进行最大化定制的通信规范，才能解决航标遥测遥控系统建设过程中存在的种种问题。 依据信息化、数字化、现代化海事管理建设理念，南海海区航标遥测遥控建设过程中需要对航

7、标遥测遥控系统所涉及的关键技术进行深入和仔细的研究，其关键技术包括： 4 . 1 航标遥测遥控终端与航标灯器通信规约的制定 2012 年 4 月，积极联系各航标灯器厂商对已有灯器生产规则进行汇总。 2012 年 5 月，参考各灯器生产厂商的生产规范，结合各厂商在航标灯器生产上的技术优点，并同步航标灯器技术的更新对依据内容中部分陈旧、不合理的地方进行修正，新增对航标灯质及输出光强的查询和设置等遥测遥控指令。 2012 年 6 月，组织召开航标灯器生产标准讨论会，对上述依据进行了评估，经各方对逐条指令的讨论后，汇总整理发布航标遥测遥控终端与航标灯器通信规约 。 4 . 2 无线通讯模式评估 201

8、2 年 7 月，针对包括 SMS、GPRS、AIS 报文及北斗短消息数据收发原理作为课题进行深入研究，并对以上通信模式在航标遥测遥控系统上的应用进行可行性分析。 4 . 3 航标遥测遥控终端同远程服务器通信规约的制定 2012 年 7 月，结合航标遥测遥控技术规范 （JT/T788-2010） ，对航标遥测遥控实际操作、功能需求及需采集的航标属性进行调研，分析得出航标遥测遥控采集数据分类汇总表。 同月，草拟航标遥测遥控终端和远程服务器通信协议（草稿） ，并携手硬件厂商依照此协议开展航标遥测遥控软硬件的预研发工作。 在紧接着将近三个月的时间内，邀请各海事局航标导航处及下属航标处，遥测遥控硬件生产

9、厂商，海事遥测遥控专家召开数次航标遥测遥控技术讨论会议，同时着手进行航标遥测遥控系统软硬件平台研发，对协议修订和完善后，发布航标遥测遥控终端同远程服务器通信规约 。 4 . 4 实时数据处理研究 同时考虑到航标遥测遥控系统的特殊性，需要一个建设稳定、高效的数据采集与服务中心，来处理监控管理平台与遥测遥控设备、遥测遥控设备之间的数据通信、数据处理及数据存储。鉴于此，本项目把建设一套强大、稳定、高效的通信服务器作为重点来看待，计划用 1 个月的时间潜心研究，建设一套集数据采集、报文解析、数据入库为基础的SuperRoute 后台通信与处理框架，该框架的计划测试时间为半个月。 航标遥测遥控系统一般包

10、括：数据采集终端、数据传输链路和监控管理中心。数据采集终端用来采集外部传感器的各种参数，进行简要地数据分析，定时或者即时地发送给监控中心，同时，接收监控中心的命令，执行相应的操作。监控管理中心负责将接收的数据进行统计、分析、存储、并以图形、曲线或报表的形式显示。南海海区航标遥测遥控系统分为两个部分，一部分运行在航标管理相关工作人员的客户机上，负责对航标状态的监控和管理；另一部分则运行在海事内网 DMZ 区，用于对航标遥测遥控终端的数据采集，及指令中转功能；对数据库访问的并发处理由 SQL Server 控制。 目前，南海海区于 2012 年完成南海海区航标遥测遥控规约的编写工作，并于 2012

11、 年 12 月完成南海海区航标遥测遥控监控平台的建设及验收，2013 年 1 月正式投入使用，现航标遥测遥控系统已接入 6 家设备厂商 200 余座航标（已关联到航标的终端设备） 、厂商测试设备 667 个，2013 年 7 月采集总数据量为 3，335，833 条（统计截止至 2013 年 7 月24 日 17 时） ；随着终端设备的大量使用，该平台对监控南海海区航标运行状况起到关键作用。 5.前景与展望 根据 SOLAS 公约第五章的要求，航标助航、海道测量、航海图书资料、航行警告等服务项目，是构成沿岸国政府的主要职责。通过建立航标遥测遥控平台获得航标的实时数据的意义不仅在于对航标状态的监

12、控，更在于通过获得的数据帮助船舶制定更加经济、便捷的航线。 南海海区通过通信规范解决了多套航标遥测遥控系统统一数据源接入的标准问题；在兼容性方面，通信规范能够兼容Internet、GPRS、3G、无线 APN、AIS、北斗等多种传输模式，能够保证数据的稳定、实时、安全传输；同时，各个厂商可以专注于做自己的产品，航标灯器厂商按照航标灯器与遥测遥控终端通信规约生产灯器设备，遥测遥控设备厂商及有实力的灯器厂商生产符合与后台数据采集中心通信规约的航标遥测终端设备，这样分工协作，更利于各厂商在已有设备的基础上做到专而精，同时也能够建立各厂商间的良性竞争环境。并在此基础上，实现航标遥测遥控系统与 AIS、VTS 系统的信息整合，实现我国航标管理现代化，提高航标助航效能，提升 AIS、VTS 系统监管和服务能力。