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

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。

在驾驶台无线电控制台内部设备视频矩阵和视频服务器，将所有的云台摄像机、控制键盘与视频矩阵相连接，视频矩阵具有控制摄像机和当地实时传输监控画面的作用。再将视频矩阵和视屏服务器相连接，视屏服务器将云台摄像的视频、音频数据全天候标准实时压缩成MPEG-4 IP数据流，实现了数字化处理。视频服务器定期将录制压缩存储好的数据传输到通信计算机上。

将通信计算机与IMARSAT-Fleet Broadband系统的中心交换机端口相连接，将压缩处理好的实时监控画面通过IMARSAT-Fleet Broadband系统建立起来的IP网络传输到岸壁的监控中心，由计算机进行实时监控，将传输过来的图像画面投射在监控中心的电视墙上。监控中心可以通过计算机对摄像云台的焦距、视角进行控制。监控中心可以通过电话交换机和管理计算机和船舶进行双向语音、视频通讯，使船舶更快的收到监控中心的指令。

3.2数据通信传输

通过海事卫星通信海事宽带业务，实现数据通信传输。目前海事卫星通信海事宽带业务产品中250系列、500系列是比较成熟可靠的，他们的传输速率分别可以达到284kbit/s和432kbit/s，可以完美的满足视频监控的速率要求。

3.3岸壁显示监控

如图3所示，岸壁显示监控由管理计算机、控制计算机、视频监视计算机、电话交换机和网络设备（中心交换机、中心路由器）等组成。通过海事宽带网络的连接，可以及时将远洋船舶的海况、设备工况和人员状态传输到监控中心，达到数据同步。

视频监视计算机，可以随时调看各监测点的图像，并且可以录像或者回放图像资料。监控中心的电视墙可以根据监控人员的需求，采用分割监控点进行显示，或者集中显示一处监视点，进行放大监控。

控制计算机，通过PLC和海事卫星寬带网络的组合，对船舶监控进行远端控制。通过监控中心的计算机控制船舶端的摄像云台的焦距和视角，从而对船舶的整体状态进行有效的管理。

管理计算机、电话交换机和传真机，实现邮件发送接收、双向通话、双向传真等功能。保证了船舶航行通信的必要功能。

4结语

随着国际社会对船舶安全航行的关注度日益提高，基于海事卫星通信海事宽带系统的远程监控系统也会得到更加广泛的应用。作为当前最先进的海事通信联络技术，海事卫星通信海事宽带系统可以很好的满足远程监控和数据传输的需求。相信此套系统会对未来的船舶安全航行产生深远的影响。

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