郭 毅

（武漢理工大學(xué)，湖北 武漢430070）

1 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)簡(jiǎn)介

1.1 系統(tǒng)簡(jiǎn)介

中國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國(guó)自行研制的全球衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)，是繼美國(guó)全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)和俄羅斯全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)之后第三個(gè)成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。系統(tǒng)由空間端、地面端和用戶端組成，可在全球范圍內(nèi)全天候、全天時(shí)為各類用戶提供高精度、高可靠定位、導(dǎo)航、授時(shí)服務(wù)，并具短報(bào)文通信能力，已經(jīng)初步具備區(qū)域?qū)Ш?、定位和授時(shí)能力，定位精度優(yōu)于20m，授時(shí)精度優(yōu)于100ns。

2012年12月27日，北斗系統(tǒng)空間信號(hào)接口控制文件正式版1.0正式公布，北斗導(dǎo)航業(yè)務(wù)正式對(duì)亞太地區(qū)提供無(wú)源定位、導(dǎo)航、授時(shí)服務(wù)。北斗導(dǎo)航系統(tǒng)是覆蓋中國(guó)本土的區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)，覆蓋范圍東經(jīng)約70°～140°，北緯5°～55°。目前，北斗衛(wèi)星系統(tǒng)已經(jīng)對(duì)東南亞實(shí)現(xiàn)全覆蓋。

我國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的建設(shè)實(shí)施三步走的規(guī)劃：第一步是試驗(yàn)階段，即用少量衛(wèi)星利用地球同步靜止軌道來(lái)完成試驗(yàn)任務(wù)，為“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)積累技術(shù)經(jīng)驗(yàn)、培養(yǎng)人才，研制一些地面應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備等；第二步是到2012年，計(jì)劃發(fā)射10 多顆衛(wèi)星，建成覆蓋亞太區(qū)域的“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)（即“北斗二號(hào)”區(qū)域系統(tǒng)）；第三步是到2020年，建成由5顆地球靜止軌道和30 顆地球非靜止軌道衛(wèi)星組網(wǎng)而成的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。

1.2 北斗短報(bào)文功能簡(jiǎn)介

短報(bào)文功能是北斗特有的而GPS不具備的一項(xiàng)技術(shù)突破。所謂短報(bào)文，是指衛(wèi)星定位終端和北斗衛(wèi)星或北斗地面服務(wù)站之前能夠直接通過(guò)衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行雙向的信息傳遞，而GPS 只能單向傳遞（終端從衛(wèi)星接收位置信號(hào)）。短報(bào)文意味著信息傳遞的效率更高，比如在普通移動(dòng)通訊信號(hào)不能覆蓋的情況下（例如地震災(zāi)害過(guò)后通訊基站遭到破壞），北斗終端就可以通過(guò)短報(bào)文進(jìn)行緊急通訊等。

北斗系統(tǒng)最大的特色在于有源定位和短報(bào)文特色服務(wù)，不僅解決了中國(guó)有無(wú)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的問題，還能將短信和導(dǎo)航結(jié)合，是中國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的獨(dú)特發(fā)明，也是其一大優(yōu)勢(shì)。其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)只是告訴你什么時(shí)間、在什么地方，而北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)除了讓你自己知道在什么時(shí)間、什么地方之外，還可以將你的位置信息發(fā)送出去，使你想告知的其他人獲知你的情況，解決了何人、何事、何地的問題。

2 船聯(lián)網(wǎng)的定義

要解釋何為船聯(lián)網(wǎng)，就要先說(shuō)明什么是物聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)是指通過(guò)傳感器、射頻識(shí)別技術(shù)、全球定位系統(tǒng)等技術(shù)，實(shí)時(shí)采集任何需要監(jiān)控、連接、互動(dòng)的物體或過(guò)程，采集其聲、光、熱、電、力學(xué)、化學(xué)、生物、位置等各種需要的信息，通過(guò)各類可能的網(wǎng)絡(luò)接入，實(shí)現(xiàn)物與物、物與人的泛在鏈接，實(shí)現(xiàn)對(duì)物品和過(guò)程的智能化感知、識(shí)別和管理。

物聯(lián)網(wǎng)被稱為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次浪潮。與其說(shuō)物聯(lián)網(wǎng)是網(wǎng)絡(luò)，不如說(shuō)物聯(lián)網(wǎng)是業(yè)務(wù)和應(yīng)用，物聯(lián)網(wǎng)也被視為互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用拓展。因此應(yīng)用創(chuàng)新是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的核心。

物是抽象的，但物聯(lián)網(wǎng)是具體的。因此物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展必須是從具體的“物聯(lián)”入手。當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)正在從概念走向具體，率先找到條件成熟的行業(yè)建立專業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是搶占物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展先機(jī)的一條科學(xué)道路。其中車聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)開始行動(dòng)，而船聯(lián)網(wǎng)也是物聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)重要的且條件較為成熟的應(yīng)用領(lǐng)域。

和物聯(lián)網(wǎng)的定義類似，船聯(lián)網(wǎng)是將各類船只在統(tǒng)一標(biāo)識(shí)的基礎(chǔ)上，通過(guò)加裝或利用已經(jīng)存在的末端設(shè)備，用各種技術(shù)手段（北斗、海事衛(wèi)星、AIS、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)）實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，在內(nèi)網(wǎng)、專網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境下，為各類船舶利益相關(guān)用戶群提供船位監(jiān)控、調(diào)度指揮、安全服務(wù)、電子商務(wù)、信息服務(wù)等應(yīng)用的管、控、營(yíng)一體化系統(tǒng)。

3 船聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)架構(gòu)

船聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)層次劃分和物聯(lián)網(wǎng)是相同的，即感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層。但具體到船聯(lián)網(wǎng)，正好可以用“船”、“聯(lián)”、“網(wǎng)”三個(gè)字來(lái)概括這三層架構(gòu)，如圖1所示。

圖1 船聯(lián)網(wǎng)的三層架構(gòu)

“船”：指各類船只，如漁船、運(yùn)輸船、游艇等，配置了船聯(lián)網(wǎng)設(shè)備（相當(dāng)于物聯(lián)網(wǎng)概念中的傳感器、末端設(shè)備）。

“聯(lián)”：目前船舶的標(biāo)識(shí)、通信手段主要有北斗、海事衛(wèi)星、AIS、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)手段，該層包含了各種手段的通信節(jié)點(diǎn)和通信網(wǎng)絡(luò)。

“網(wǎng)”：通過(guò)“聯(lián)”，把“船”聯(lián)結(jié)到了一起，經(jīng)由中間件構(gòu)成具體的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)，基于開放的互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，采用云計(jì)算技術(shù)，提供面向行業(yè)和公眾的服務(wù)，具體為船聯(lián)網(wǎng)公共服務(wù)平臺(tái)、船聯(lián)網(wǎng)示范應(yīng)用等范疇。

圖2 船聯(lián)網(wǎng)組成架構(gòu)示意圖

船與一般意義上的物不同，上面有人，因此，船上的傳感器和末端設(shè)備除了感知、信息處理、信息收發(fā)之外，還有人機(jī)交互的功能，因此，這些設(shè)備不是單純的“物”——如一袋米上的RFID 標(biāo)簽，一個(gè)隧道口的探頭和網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備，而是包括對(duì)船本身以及船上的人的感知，因此該設(shè)備不是一般意義上的船載設(shè)備概念，本文中稱這類船載設(shè)備為“船感器”，雖然發(fā)音和物聯(lián)網(wǎng)的“傳感器”相同，但含義更加具體，特指船聯(lián)網(wǎng)的末端設(shè)備，用于感知船和船上的人。

各類“船感器”獲得的信息通過(guò)各種聯(lián)接手段，如圖2 空中的北斗衛(wèi)星鏈路、海事衛(wèi)星鏈路，地面的AIS、移動(dòng)通信基站及地面鏈路匯總到區(qū)域的一個(gè)中心節(jié)點(diǎn)，這個(gè)區(qū)域中心節(jié)點(diǎn)將區(qū)域內(nèi)的所有船舶互聯(lián)互通。所以各類“船感器”必須遵循船聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)和通信協(xié)議，這也是其與普通船載設(shè)備的重要區(qū)別，因此，本文用“船感器”這個(gè)詞來(lái)表示這類末端設(shè)備。

4 建設(shè)船聯(lián)網(wǎng)的意義

規(guī)劃中的“中國(guó)船聯(lián)網(wǎng)”由多個(gè)區(qū)域中心組成，其中有1 個(gè)數(shù)據(jù)中心，1 個(gè)或多個(gè)備份數(shù)據(jù)中心，其余為接入及服務(wù)區(qū)域中心，這種架構(gòu)符合當(dāng)前我國(guó)船舶屬地管理的客觀情況和云計(jì)算的技術(shù)架構(gòu)。每個(gè)區(qū)域中心主要負(fù)責(zé)中心范圍內(nèi)各類船舶的互聯(lián)，并將這些信息聯(lián)通、共享，形成覆蓋全國(guó)的網(wǎng)絡(luò)。區(qū)域中心設(shè)立在條件合適的城市。

發(fā)展船聯(lián)網(wǎng)符合國(guó)家的物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略，是國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重頭戲——“云計(jì)算”這一新興信息技術(shù)應(yīng)用的具體體現(xiàn)，具有廣闊的前景，可以發(fā)展成行業(yè)云計(jì)算中心、行業(yè)數(shù)據(jù)托管中心、行業(yè)門戶網(wǎng)站。

船聯(lián)網(wǎng)不再是自我封閉的船舶監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)，而是采用開放的、可持續(xù)發(fā)展的互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算的架構(gòu)，基于專業(yè)市場(chǎng)，面向全社會(huì)提供服務(wù)。船聯(lián)網(wǎng)服務(wù)對(duì)象有了很大的延伸：由原來(lái)的政府船舶管理機(jī)構(gòu)擴(kuò)展到漁民、船老板、漁老板、漁民家屬、船舶運(yùn)輸業(yè)相關(guān)群體、游艇、水上運(yùn)動(dòng)、旅游休閑、商務(wù)接待等各類服務(wù)對(duì)象。船聯(lián)網(wǎng)接入對(duì)象克服了屬地管理、條塊分割管理的問題，能夠?qū)⒏黝惔敖尤?，使得信息得以充分共享，?chuàng)造價(jià)值。船聯(lián)網(wǎng)提供的服務(wù)有很大的擴(kuò)展：從重點(diǎn)面向大型作業(yè)船只的安全救援服務(wù)、有限信息服務(wù)擴(kuò)展到面向各類船只的安全服務(wù)、調(diào)度指揮、電子商務(wù)、信息服務(wù)等應(yīng)用的管、控、營(yíng)一體化服務(wù)，并且能夠以全新的船易通方式獲得服務(wù)。船聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展與國(guó)家的物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略相一致，是國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中的重要組成部分，可以成為中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)的行業(yè)數(shù)據(jù)中心，行業(yè)云計(jì)算服務(wù)中心、數(shù)據(jù)托管中心等。

船聯(lián)網(wǎng)是現(xiàn)有船舶管理系統(tǒng)的一次重大進(jìn)化，從圖1可以看出，原來(lái)的船舶管理系統(tǒng)中的船載設(shè)備進(jìn)化為“船感器”，獲得服務(wù)的手段進(jìn)化為“船易通”，這使得原有的各種設(shè)備虛擬化，手段多樣化，使用移動(dòng)化：當(dāng)一個(gè)設(shè)備接入到船聯(lián)網(wǎng)中，那么這個(gè)設(shè)備就被虛擬化，可以被船聯(lián)網(wǎng)用戶調(diào)用。舉例來(lái)說(shuō)，船易通通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)中心相連，可以使用中心提供的北斗信道、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)信道，AIS信道和船舶聯(lián)通；而船舶上的船感器可能只需要有一種信道的能力，比如移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)信道，其就可以通過(guò)中心使用北斗、AIS和其他船舶互聯(lián)，手段得到很大的擴(kuò)展，而且也不必正襟危坐在監(jiān)控值班室使用，只是要打開船易通就可以了。

這樣，船聯(lián)網(wǎng)帶來(lái)了全新的安全管理控制，之前的船舶需要依賴自身大量的設(shè)備才能保證安全，現(xiàn)在可以利用強(qiáng)大的船聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)過(guò)去無(wú)法想象的功能：比如不僅僅靠AIS避碰，船聯(lián)網(wǎng)可以幫你避碰，中心可以告訴你周邊船舶的信息，提醒你碰撞的風(fēng)險(xiǎn)。船感器可以把更多的信息傳回來(lái)，比如AIS岸臺(tái)收不到的信息，可通過(guò)船聯(lián)網(wǎng)的其他通道傳回，能夠大大延伸距離較短的手段的使用范圍，創(chuàng)造新的應(yīng)用模式。船聯(lián)網(wǎng)建成后，可以依托中心創(chuàng)建各類新型的應(yīng)用，其局限僅僅是在于我們想象力的限制，這就是網(wǎng)絡(luò)的力量、系統(tǒng)的力量。

因特網(wǎng)的一大功能就是使得信息的獲取更容易，獲得的信息又非常豐富，極大地改變了人們的生活。船聯(lián)網(wǎng)也是這樣，將改變船上的人、陸地關(guān)聯(lián)人群的信息獲取和溝通方式。以往船舶出行后是沒有音訊的，要靠拜菩薩、靠運(yùn)氣，有了短波這種手段之后，有所改善。而船聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，將使得船舶的通信一步跨入互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，通過(guò)船感器、船易通，不但提供語(yǔ)音和短信的溝通，而且船聯(lián)網(wǎng)將因特網(wǎng)上流行的QQ 式聊天通信，Web頁(yè)式信息獲取，微博形式的社交網(wǎng)絡(luò)通信帶給船上的人群和陸地的關(guān)聯(lián)人群。這將給他們的生產(chǎn)、生活帶來(lái)極大的便利。

5 船聯(lián)網(wǎng)建設(shè)內(nèi)容

基于北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的船聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)如圖3所示。

圖3 船聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)示意圖

由圖3 可知，基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)及協(xié)議為船聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，其上有“船”、“聯(lián)”、“網(wǎng)”三個(gè)組成部分，構(gòu)成了整個(gè)系統(tǒng)。

“船”是指符合船聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議的中遠(yuǎn)海北斗船載終端、北斗AIS船載終端、近海船載終端等船感器和末端設(shè)備，統(tǒng)稱為船感器。

“聯(lián)”包括北斗衛(wèi)星空間和地面站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、AIS地面基站及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、移動(dòng)通信基站和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)施。

“網(wǎng)”的內(nèi)涵可分為兩部分：一部分是匯聚各類“船”和“網(wǎng)”的信息，并為具體的應(yīng)用提供操作、數(shù)據(jù)交換和統(tǒng)一管理的船聯(lián)網(wǎng)公共服務(wù)平臺(tái)，這個(gè)平臺(tái)也可以看成是船聯(lián)網(wǎng)的中間件，為各類具體應(yīng)用提供服務(wù)；另一部分是各類基于平臺(tái)的應(yīng)用，一類是面向漁業(yè)經(jīng)濟(jì)的應(yīng)用示范，另一類是服務(wù)于其他行業(yè)的應(yīng)用示范，如面向游艇旅游的船聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范等。這些應(yīng)用直接面對(duì)各類船聯(lián)網(wǎng)用戶，其重要性不言而喻。面向漁業(yè)經(jīng)濟(jì)的應(yīng)用示范就是利用船聯(lián)網(wǎng)滿足漁民、漁民家屬以及產(chǎn)業(yè)鏈上各類人員之間的溝通、交易需求，是非常重要的應(yīng)用方向，廣大的漁民、漁民家屬、利益相關(guān)者對(duì)船舶的位置、航行的氣象，主管部門的政策信息、軍事單位發(fā)布的臨時(shí)管制，漁業(yè)市場(chǎng)的交易信息等非常關(guān)注，提供web方式及船易通方式的船聯(lián)網(wǎng)服務(wù)是示范應(yīng)用的一個(gè)重頭戲，船易通具有良好的便攜性，能夠進(jìn)一步拓寬船聯(lián)網(wǎng)在時(shí)間、空間上的應(yīng)用強(qiáng)度。

5.1 系列船聯(lián)網(wǎng)船感器

船感器是船聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分，在船聯(lián)網(wǎng)中擔(dān)負(fù)著船舶信息的采集、信息的顯示、信息的發(fā)送和接收、船上人員的交互等關(guān)鍵任務(wù)，船感器既是感知的一部分，也是網(wǎng)絡(luò)的一部分。船感器包含兩個(gè)方面的研制工作：一是研發(fā)全新的船感器；二是在原有設(shè)備基礎(chǔ)上進(jìn)行面向船聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)、協(xié)議、新功能需求的增強(qiáng)和改進(jìn)，改進(jìn)為船聯(lián)網(wǎng)船感器。

根據(jù)用戶的使用環(huán)境以及用戶的需求，可以將這些船感器分為以下幾類：中遠(yuǎn)海船舶船載終端、近海船舶船載終端、北斗AIS終端等。

中遠(yuǎn)海船感器適用于中遠(yuǎn)海船舶，采用北斗專用芯片，實(shí)現(xiàn)基于北斗系統(tǒng)的定位和通信功能，同時(shí)兼容GPS系統(tǒng)，提高了系統(tǒng)的可用性；在大幅度提高產(chǎn)品集成度的同時(shí)，強(qiáng)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)化及可靠性設(shè)計(jì)，從而進(jìn)一步降低成本、提高可靠性；在環(huán)境適應(yīng)性上充分考慮不同行業(yè)的要求，拓寬產(chǎn)品的適用范圍。

近海船感器主要應(yīng)用于近海船舶、內(nèi)河船舶，采用北斗二代系統(tǒng)和GPS衛(wèi)星系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)組合定位。該終端能夠利用北斗二代系統(tǒng)的RDSS功能或移動(dòng)通信功能，進(jìn)行漢字和代碼通信，實(shí)現(xiàn)漁船的位置報(bào)告、緊急報(bào)警、以及短報(bào)文通信等有關(guān)信息的通信。

北斗AIS船感器適用于中遠(yuǎn)海船舶，也可應(yīng)用于內(nèi)河，其特點(diǎn)是除了內(nèi)置北斗功能外，還內(nèi)置AIS Class-B 船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的功能，可以將通過(guò)AIS Class-B 獲得本漁業(yè)船舶周圍最近的其他船舶的態(tài)勢(shì)信息。

5.2 移動(dòng)監(jiān)控設(shè)備/軟件

移動(dòng)監(jiān)控設(shè)備/軟件包括兩部分：北斗增強(qiáng)型接收機(jī)和“船易通”系列軟件。

5.2.1 北斗增強(qiáng)型接收機(jī)

北斗增強(qiáng)型接收機(jī)是基于北斗衛(wèi)星的定位、通信、授時(shí)和基于位置的信息服務(wù)等技術(shù)開發(fā)的一款北斗接收機(jī)。該設(shè)備可管理的下屬北斗用戶機(jī)數(shù)量多、范圍大，可實(shí)時(shí)監(jiān)控北斗系統(tǒng)覆蓋區(qū)域內(nèi)授權(quán)用戶的定位信息和短報(bào)文通信信息。

北斗增強(qiáng)型接收機(jī)與北斗終端之間通信信息的互通，可以不通過(guò)北斗星通運(yùn)營(yíng)服務(wù)中心實(shí)現(xiàn)，而直接應(yīng)用北斗系統(tǒng)的衛(wèi)星鏈路，進(jìn)行接收其轄屬北斗終端所發(fā)送的位置報(bào)告、報(bào)警和短報(bào)文通信等各種信息。1臺(tái)北斗增強(qiáng)型接收機(jī)能夠注冊(cè)轄屬北斗終端的基本數(shù)量為2 000臺(tái)，并且可以以2 000臺(tái)的倍數(shù)進(jìn)行擴(kuò)展，其擴(kuò)展的最大容量為10 000臺(tái)。

5.2.2 “船易通”系列軟件

“船易通”是為個(gè)人或集團(tuán)用戶提供位置與信息服務(wù)的一系列軟件。涵蓋了主流的桌面操作系統(tǒng)如Windows 系列，以及主流的移動(dòng)平臺(tái)如Android及iOS（見圖4）。

圖4 “船易通”軟件

“船易通”利用移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)和北斗衛(wèi)星資源，向用戶提供船舶短信互通、位置監(jiān)控、航跡回放等功能。主要應(yīng)用于海洋漁業(yè)安全生產(chǎn)、船位監(jiān)控、增值信息發(fā)布等場(chǎng)景，為漁業(yè)管理部門、航運(yùn)管理部門、漁業(yè)公司、船務(wù)公司、船東、岸上家屬等用戶提供基于位置的綜合信息服務(wù)。

根據(jù)用戶權(quán)限、功能及安裝使用的設(shè)備載體，船易通系列軟件有4種版本可供選擇。

（1）集團(tuán)版

船易通集團(tuán)版軟件基于北斗運(yùn)營(yíng)服務(wù)中心，通過(guò)因特網(wǎng)與北斗運(yùn)營(yíng)服務(wù)中心建立網(wǎng)絡(luò)連接，向船易通用戶提供船舶的位置監(jiān)控、短信通訊、調(diào)位、航跡回放等功能。主要應(yīng)用于海洋漁業(yè)安全生產(chǎn)位置監(jiān)控，運(yùn)輸船舶位置監(jiān)控等領(lǐng)域，為船舶管理部門、航運(yùn)管理部門、漁業(yè)公司、船務(wù)公司等用戶提供基于位置的綜合信息服務(wù)。

（2）個(gè)人版

船易通個(gè)人版軟件主要為漁民家屬及其他輕量級(jí)用戶提供基于位置的綜合信息服務(wù)。與集團(tuán)版相比，其功能、性能相對(duì)簡(jiǎn)單，使用成本也相對(duì)較低。

（3）暢聊版

船易通暢聊版是為智能手機(jī)提供北斗通信服務(wù)的版本，采用類似微信方式向海上的船載終端發(fā)送文字短消息。與個(gè)人版相比，暢聊版沒有電子海圖，主要提供船易通用戶與船載終端之間的短信互發(fā)功能，使用成本更低，滿足了僅有互通信息需求的用戶要求。

（4）PC版

船易通PC 版可安裝于Windows 操作系統(tǒng)，提供和集團(tuán)版相同的功能。

5.3 船聯(lián)網(wǎng)公共服務(wù)平臺(tái)

公共服務(wù)平臺(tái)是船聯(lián)網(wǎng)的核心，以多種接入方式接入各種船舶，為各類客戶提供服務(wù)，同時(shí)還作為各地營(yíng)業(yè)網(wǎng)點(diǎn)的數(shù)據(jù)集中管理和控制中心，要求有較強(qiáng)的容災(zāi)備份能力，保障各類終端、平臺(tái)用戶、船易通用戶的運(yùn)營(yíng)服務(wù)；可支持的營(yíng)業(yè)網(wǎng)點(diǎn)在線并發(fā)服務(wù)數(shù)量為200個(gè)。

平臺(tái)聯(lián)入網(wǎng)絡(luò)如圖5所示，其構(gòu)成了船聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一通信平臺(tái)。

圖5 船聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)聯(lián)入網(wǎng)絡(luò)示意圖

通過(guò)給各類設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)制訂基礎(chǔ)通信標(biāo)準(zhǔn)，各種不同網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備可以互聯(lián)互通，這是船聯(lián)網(wǎng)的重要功能，也是物聯(lián)網(wǎng)的典型特征，即把各種類型的傳感器聯(lián)結(jié)到一起，實(shí)現(xiàn)了對(duì)船的全面感知，實(shí)現(xiàn)物和物、物和人實(shí)時(shí)無(wú)縫互聯(lián)。船聯(lián)網(wǎng)克服了過(guò)去船舶管理手段單一，不同技術(shù)自成體系、無(wú)法互通互聯(lián)的弊病。

例如，接入到船聯(lián)網(wǎng)的船只之間能夠完成之前無(wú)法想象的溝通方式，如海事衛(wèi)星可以和北斗聯(lián)通，北斗可以和AIS通信，等等。由此，船和船之間、船和中心之間，船聯(lián)網(wǎng)用戶和船之間有了豐富的聯(lián)接手段，形成了船聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一通信平臺(tái)，為給類船聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

5.4 應(yīng)用示范項(xiàng)目

本文以某個(gè)地區(qū)的船聯(lián)網(wǎng)漁業(yè)應(yīng)用示范項(xiàng)目為例，該項(xiàng)目是把各類漁業(yè)船舶進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)后，依托該網(wǎng)發(fā)展?jié)O業(yè)經(jīng)濟(jì)的示范項(xiàng)目。

將全部漁船接入船聯(lián)網(wǎng)，可以利用船聯(lián)網(wǎng)將漁業(yè)生產(chǎn)者、漁船擁有者、漁產(chǎn)品經(jīng)銷商、利益相關(guān)者、政府管理者通過(guò)網(wǎng)絡(luò)緊密聯(lián)系起來(lái)，提升政府的管理水平、服務(wù)水平；促進(jìn)漁業(yè)交易，降低成本，提高生產(chǎn)效率。是我國(guó)漁業(yè)信息化歷史上首次在一個(gè)區(qū)域內(nèi)全系統(tǒng)、全建制、全覆蓋地應(yīng)用信息技術(shù)，滿足行業(yè)的具體需求。

另外，項(xiàng)目有兩方面的重要?jiǎng)?chuàng)新，一方面是推廣使用船易通軟件，這種全新的船聯(lián)網(wǎng)使用方式能夠有效降低船聯(lián)網(wǎng)的使用門檻，有很好的易用性，可提供一站式應(yīng)用體驗(yàn)，有效拓寬了船聯(lián)網(wǎng)在時(shí)間、空間上的應(yīng)用強(qiáng)度；另一方面是推廣北斗增強(qiáng)型接收機(jī)，其可以不通過(guò)北斗運(yùn)營(yíng)服務(wù)中心，而直接應(yīng)用北斗系統(tǒng)的衛(wèi)星鏈路，接收其轄屬北斗終端所發(fā)送的位置報(bào)告、報(bào)警和短報(bào)文通信等各種信息，滿足移動(dòng)執(zhí)法船的需求。物聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)重要問題就是如何更有效地提供面向各類用戶人群的應(yīng)用。通用的PC 終端使用復(fù)雜、攜帶不便，以智能手機(jī)為代表的智能終端的興起讓我們看到便攜的、易用的智能終端產(chǎn)品對(duì)信息服務(wù)應(yīng)用的巨大推動(dòng)作用。因此，該項(xiàng)目為船聯(lián)網(wǎng)乃至物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用模式的探討提供了典型案例，具有重要的意義。

該示范應(yīng)用項(xiàng)目的系統(tǒng)架構(gòu)如圖6所示。

圖6 某地區(qū)船聯(lián)網(wǎng)漁業(yè)應(yīng)用示范項(xiàng)目系統(tǒng)架構(gòu)

6 典型應(yīng)用案例

基于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的船聯(lián)網(wǎng)服務(wù)于平安漁業(yè)建設(shè)，同時(shí)也為處理海上突發(fā)事務(wù)提供了可行、可靠和必要的技術(shù)保障手段，尤其是在一些涉外事務(wù)的處理過(guò)程中更是發(fā)揮了重要作用，例如2014 年發(fā)生的一系列事件：馬航MH370 失聯(lián)、越南撤僑、保衛(wèi)981鉆井平臺(tái)等。

6.1 支撐越南撤僑工作

2014 年5 月13 日起，越南多地發(fā)生打砸搶燒外國(guó)企業(yè)的嚴(yán)重暴力事件，造成中國(guó)公民傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，破壞了中越交流與合作的氣氛和條件。中方從17 號(hào)，啟動(dòng)組織包機(jī)和輪船接回在越中方人員。5月18日凌晨3時(shí)，北斗終端陸續(xù)安裝在“五指山”、“銅鼓嶺”、“白石嶺”、“紫荊12”四艘輪船上。8 時(shí)50 分，“五指山”率先出發(fā)趕赴越南執(zhí)行人員撤離任務(wù)。截至5 月19 日11 時(shí)50分，“五指山”輪等4 艘船舶先后抵達(dá)越南河靜省永安港執(zhí)行人員撤離任務(wù)。5 月20 日，載著3566名在越中企人員的“五指山”、“銅鼓嶺”、“白石嶺”、“紫荊十二”等四艘滾裝客船陸續(xù)抵達(dá)?？诟郏倍穼?dǎo)航系統(tǒng)為此次撤僑任務(wù)提供通信技術(shù)保障，監(jiān)控平臺(tái)24 小時(shí)跟蹤關(guān)注船舶動(dòng)態(tài)，為確保撤離任務(wù)的順利進(jìn)行提供了安全保障。圖7 為4艘客船在執(zhí)行撤離任務(wù)的航跡回放匯總圖。

6.2 支撐馬航失聯(lián)客機(jī)搜救工作

2014 年3 月8 日凌晨，載有239 名乘客（含154名中國(guó)人）的馬航MH370航班在馬來(lái)西亞和越南的雷達(dá)覆蓋邊界與空中交通管制失去聯(lián)系。我國(guó)政府調(diào)集各方資源對(duì)失聯(lián)客機(jī)進(jìn)行全方位搜索。安裝了北斗定位導(dǎo)航設(shè)備的中國(guó)海警3411 船是第一個(gè)趕到失聯(lián)海域的國(guó)內(nèi)公務(wù)船。北斗運(yùn)營(yíng)服務(wù)系統(tǒng)確保了海警3411 船連續(xù)搜救147 小時(shí)、航行1 527 海里、搜索海域7 821 平方公里的實(shí)時(shí)船位動(dòng)態(tài)監(jiān)控，圓滿完成區(qū)域搜救任務(wù)。圖8為中國(guó)海警3411船在執(zhí)行搜救任務(wù)過(guò)程的航跡回放。

圖7 越南撤僑任務(wù)航跡回放

圖8 馬航MH370搜救任務(wù)航跡回放

圖9 所示為中國(guó)海警3411 船上安裝的北斗相關(guān)的各類船感器。

圖9 中國(guó)海警3411船上安裝的船感器

6.3 981鉆井平臺(tái)守衛(wèi)

2014年5月初，越南開始派船只干擾我981鉆井平臺(tái)的正?？碧?、開采工作，中國(guó)政府緊急為海事巡邏船、漁船等護(hù)航船只安裝北斗船載終端，基于北斗的船聯(lián)網(wǎng)為管理部門跟蹤鉆井平臺(tái)附近船舶動(dòng)態(tài)提供技術(shù)手段，為捍衛(wèi)我國(guó)領(lǐng)海安全做出了突出貢獻(xiàn)。

圖10所示為981鉆井平臺(tái)附近船舶態(tài)勢(shì)。

圖10 981鉆井平臺(tái)附近船舶態(tài)勢(shì)

6.4 賽事支撐

北斗導(dǎo)航系統(tǒng)登陸帆船賽場(chǎng)，不僅滿足了賽事組委會(huì)對(duì)賽事的監(jiān)控和安保，同時(shí)還滿足了觀眾的實(shí)時(shí)觀賽需求。

北斗導(dǎo)航定位服務(wù)作為2014 環(huán)海南島國(guó)際大帆船賽、2014 司南杯大帆船賽這兩個(gè)賽事信息化服務(wù)的一大亮點(diǎn)，全面保障了賽事的順利進(jìn)行。除了為賽事組委會(huì)提供了帆船賽定制版的臺(tái)站監(jiān)控平臺(tái)，滿足組委會(huì)監(jiān)管和裁判評(píng)判的需求外，更是利用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新地加入了觀眾觀賽平臺(tái)，不能親臨賽場(chǎng)感受比賽的觀眾，足不出戶即可通過(guò)賽事官網(wǎng)，手機(jī)瀏覽器和下載帆船賽APP隨時(shí)關(guān)注各參賽船隊(duì)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)。圖11 所示為參賽帆船上安裝的船感器。

圖11 帆船上安裝的船感器

使用北斗導(dǎo)航定位服務(wù)對(duì)于帆船賽來(lái)說(shuō)是首創(chuàng)，帆船賽不同于傳統(tǒng)陸上運(yùn)動(dòng)，觀眾受場(chǎng)地限制，即使是身在賽場(chǎng)也不一定能掌握所有船隊(duì)的動(dòng)態(tài)。有了這個(gè)觀眾觀賽平臺(tái)，帆船賽的觀眾參與性大大提高。

圖12所示為帆船賽船隊(duì)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控畫面。

圖12 帆船賽船隊(duì)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控

7 結(jié)語(yǔ)

船聯(lián)網(wǎng)將物聯(lián)網(wǎng)概念與技術(shù)引入到漁業(yè)安全生產(chǎn)領(lǐng)域，是一個(gè)全新的方向，具有一定的創(chuàng)造性和探索性。在物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的背景下，針對(duì)漁業(yè)信息化服務(wù)領(lǐng)域的現(xiàn)狀與不足，結(jié)合政府、行業(yè)和公眾的各層次需求，確定船聯(lián)網(wǎng)的定位，并對(duì)需求的優(yōu)先級(jí)有所排序。船聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)涉及多行業(yè)、多部門、跨地域的復(fù)雜項(xiàng)目，必然涉及到業(yè)務(wù)的整合、數(shù)據(jù)的協(xié)同、原有系統(tǒng)的升級(jí)和整合、技術(shù)的選擇與使用，若缺少一個(gè)宏觀的、正確的總體架構(gòu)，各項(xiàng)工作很難無(wú)縫整合在一起。必須從業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)、應(yīng)用和技術(shù)幾個(gè)方面，開展船聯(lián)網(wǎng)的總體架構(gòu)研究?；诒倍穼?dǎo)航系統(tǒng)的船聯(lián)網(wǎng)開創(chuàng)了北斗在民用應(yīng)用領(lǐng)域的新局面，整合和利用了包括衛(wèi)星導(dǎo)航、Internet、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，打破了各行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的信息孤島，實(shí)現(xiàn)了資源的共享與融合，將物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用水平提高到了一個(gè)新的境界和高度。

[1] 唐金元，于潞，王思臣.北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀分析[J].全球定位系統(tǒng)，2008（2）：26-30.

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