摘要：随着北斗卫星导航系统（以下简称“北斗系统”）日趋成熟，今年将组网完成，开启全球服务，北斗系统的可靠性将进一步提升，北方海阿区公用航标中可实现遥测遥控的航标将全面实现北斗遥测遥控。本文对目前北方海区航标遥测遥控系统（航标运行信息监控系统）应用现状、北斗遥测遥控的使用现状进行分析；结合当前遥测遥控系统的功能，分析北斗遥测遥控的拓展应用，以丰富航标遥测遥控系统的功能，降低巡检频率和维护成本，提高航标管理水平。
关键词：航标遥测遥控系统；北斗卫星导航系统；北斗遥测遥控应用
1.北方海区航标遥测遥控系统应用现状
航标遥测遥控系统是通过信息测控技术、遥测技术实现航标的远程监控管理，是航标信息化建设的重要组成部分。航标遥测遥控由监控中心、数据采集终端及通信系统组成。遥测遥控系统的主要功能是：数据采集终端负责将各种传感器采集的航标设备运行参数通过数据链路发送至监控中心，监控中心则负责对接收到的数据进行处理、分析，并通过客户端系统进行显示；监控中心发出的遥控指令通过数据链路传输到数据采集终端，数据采集终端接收、执行遥控指令。
交通运输部2010年颁布的《航标遥测遥控系统技术规范》（JT/T788-2010）[1]，对航标遥测遥控系统的组成、功能、技术要求、试验方法和检验规则做出了详细规定。北方海区航标遥测遥控系统（航标运行信息监控系统）截图如下：
.png)
目前，北方海区具有统一的遥测遥控系统，实现了海区所有航标遥测遥控数据的接入，解决了遥测遥控误报警信息泛滥的情况，对通讯超时异常航标建立报警分级机制，细化航标报警等级，及时对系统应用和异常报警信息处置情况进行监督，进一步发挥航标遥测遥控系统在日常管理中的监督指导作用。
.png)
图1
2.北斗系统在航标遥测遥控系统中的应用分析
（1）北斗系统的优势
目前航标遥测遥控的主要通信方式包括GPS、GPRS、CDMA、3G、4G、AIS、北斗，通讯信号覆盖不足、受恶劣天气等原因导致的通信不稳定情况时有发生。
随着我国自主建设的北斗系统日趋成熟，交通运输领域必将是北斗规模化应用的重点区域。2020年全球组网完毕后，北斗系统信号将覆盖全球，将为全球用户提供全球定位、导航、授时服务、区域短报文通信服务与全球短报文通信服务。北斗系统采用的RNSS和RDSS双模结构体制，使其区别于其他三大卫星导航系统（GPS、Galileo、GLONASS），除了具有导航、定位和授时功能，同时还提供RDSS双向短报文信息服务，即卫星通信功能，是全球首个在定位、授时之外集报文通信为一体的卫星导航系统，这也是北斗系统的核心优势。北斗系统的高可靠性及其独具的北斗短报文功能将有效解决当前通讯信号覆盖不足、受恶劣天气等原因产生的通信不稳定情况。
（2）北斗系统在航标遥测遥控系统中的应用原理
遥测遥控终端采集的监测数据按照北斗卫星短报文格式进行封装后通过航标灯器中的北斗卫星通信模块发送至北斗卫星，北斗卫星将该短报文数据信息发送到地面控制中心，地面控制中心的北斗接收模块接收并解析数据，经过再加密后，由北斗卫星广播给遥测遥控系统终端服务器北斗卫星通信模块，经遥测遥控系统数据处理服务器进行数据处理后，将最终结果通过系统网页展现给应用服务器终端用户。[2]-[3]遥测遥控系统发送的遥控指令执行过程则是上述过程的逆过程。北斗遥测遥控原理示意图如图1。
（3）北斗遥测遥控应用现状统计分析
中国卫星导航定位应用管理中心2014 年8 月14 日颁布的《北斗卫星导航系统用户终端通用数据接口（预）》，规定了北斗系统与终端之间的数据接口相关要求，使北斗遥测遥控终端的开发和改造有据可依。
由于目前还没有明确的“北斗遥测遥控”的定义，其实现方式和技术手段也存在多样性，但根据部海事局要求2020年开始，实现北斗定位+北斗短报文传输的遥测遥控航标才能真正视为“北斗遥测遥控”。
目前，北方海区实现北斗定位和通信的实现方式主要包括：加装北斗终端、使用北斗遥测遥控一体化灯器；采用的技术手段主要包括：BD定位+BD短报文传输、BD定位+公网传输、GPS定位+BD短报文传输。
.png)
通过对北斗遥测遥控的实现方式进行统计发现，在北方海区公用航标中，使用北斗遥测遥控一体化灯器实现北斗定位和通信的占比最大，成为北斗遥测遥控的主要实现方式，这也标志着北斗遥测遥控一体化灯器技术的成熟，也显示出北斗遥测遥控一体化灯器的全密封设计的优越性，更适宜海上恶劣气候条件。
虽然北斗遥测遥控终端生产技术已经成熟，但是不同遥测遥控终端生产厂家的产品，其通信协议大都不同。通信协议不同会导致其不能接入统一的航标遥测遥控系统，进而无法实现遥测遥控航标数据的统一管理，要解决这个问题，就需要对航标遥测遥控系统进行升级，增强系统兼容性，或者，对航标灯器遥测遥控通信协议进行升级改造，这样势必会产生大笔费用。最好的解决办法就是由海区制定统一的遥测遥控通信协议，即推动航标遥测遥控通信协议标准化建设。
3.北斗遥测遥控应用展望
（1）可以将水文监测网中的实时水文气象信息接入到遥测遥控系统中，从而使航标管理部门及时了解海域海况，方便应急抢修工作的安排与开展。
（2）融合AIS系统，航标遥测遥控系统应与船舶自动识别系统实现有效衔接，充分利用船舶自动识别系统功能作为有力补充，从而实现航标运行状态的全方位监控，尤其是打击船舶触碰航标不报告违法行为时，两个系统地有效衔接，可直接锁定碰撞航标的肇事船舶轨迹，为侵害航标行为提供有力帮助。[4]
（3）结合5G物联网技术，5G物联网技术最大连接数可以达到100万个/平方公里，且具有高带宽、低时延、海量连接的特性，这使得高清视频监控成为可能，配合基于5G大带宽的高清视频监控设备，在遥测遥控系统中实现对航标的远程巡视，可以第一时间对报警信息通过视频进行判断核实，以便及时安排抢修。另外，5G大带宽的高清视频监控设备还可应用于海上灯浮标遭受船舶碰撞现场的抓拍，当船舶碰撞到灯浮标时，可以将报警信息及时传输到遥测遥控系统中，并通过视频监控设备对碰撞现场进行抓拍，抓拍后的图像和视频及时上传至遥测遥控系统中，以备作为后期索赔的依据。
（4）航标遥测遥控系统报警功能经过升级后，误报警信息大量减少，但是报警方式还不够多样化，可以考虑开发遥测遥控系统配套的移动终端，通过移动终端对航标报警信息进行实时推送，实现遥测遥控航标的实时监控和移动监控，有助于提升航标维护质量。
（5）充分挖掘航标遥测遥控系统数据价值，发挥系统的大数据分析作用，例如对遥测遥控异常航标的报警原因进行分析，可以作为掌握遥测遥控终端可靠性高低的依据，从而便于筛选遥测遥控终端产品，提高产品采购质量，也可以对异常类型进行分析，提出应对策略，作为保证航标两率和提升航标维护管理质量的依据。数据统计不是目的，重点在于做好数据分析。
4.结语
北斗系统的优势及北斗遥测遥控的推广应用将大大改善当前遥测遥控通讯信号不稳定的情况，充分发挥遥测遥控系统的远程监控作用，并为今后航标遥测遥控系统功能完善奠定基础，推动航标维护管理水平的提升。
参考文献：
[1]交通运输航测技术标准化委员会.JT/T788 2010航标遥测遥控系统技术规范[S].北京:人民交通出版社,2010,03.
[2]吕英龙,王剑.北斗卫星通信技术在航标遥测遥控系统中的应用[J].港口科技,2016(1):42-44.
[3]王含宇,张辉军,张彦路,张剑.基于北斗卫星数据采集传输一体化终端的研发与应用[J].物联网技术,2018,8(02):83-84+87.
论文作者:李克奇
论文发表刊物:《基层建设》2020年第1期
论文发表时间:2020/5/6