摘? 要：海上無線電氣象傳真業(yè)務是船舶接收海上氣象信息的重要手段之一，能夠為國家履行國際公約及加強航海保障能力提供強有力的支持。本文結合海上無線電氣象傳真系統(tǒng)工程建設實踐，重點介紹了該系統(tǒng)的構成及工作流程，分析了工程建設中關注的幾個問題，并對后續(xù)系統(tǒng)功能技術擴展提出了建議。

關鍵詞：氣象傳真;國際公約;航海保障;海岸電臺;技術擴展

0 引 言

海上無線電氣象傳真業(yè)務是船舶接收海上氣象信息的重要手段之一，具有動態(tài)直觀、機動觀察、預報時間長、范圍廣等特點，能夠更好地實現(xiàn)氣象災害早發(fā)現(xiàn)、早預警，無論對事前水上安全通航保障，還是對事后應急搜救均具有十分重要的作用。我國作為國際海事組織（IMO）的A類理事國，積極推進無線電氣象傳真業(yè)務開放，也是承擔《國際海上人命安全公約》（SOLAS公約）規(guī)定的各締約國政府義務的體現(xiàn)。

我國曾于1974年開始進行氣象傳真廣播業(yè)務，隨著通信技術的發(fā)展，已于2002年停止工作。目前我國周邊海域的國內(nèi)外船舶接收的氣象傳真信息均來自日本鹿兒島電臺。

1 無線電氣象傳真系統(tǒng)建設情況概述

為了充分發(fā)揮我國自有的氣象信息戰(zhàn)略資源優(yōu)勢，盡快彌補我國在周邊海域海上無線電氣象傳真播發(fā)業(yè)務的空缺，交通運輸部東海航海保障中心上海通信中心（上海海岸電臺）于2015年開始實施建設海上無線電氣象傳真系統(tǒng)工程。經(jīng)過3年建設和后期運行中不斷地完善，該系統(tǒng)逐步趨于穩(wěn)定。2019年3月，經(jīng)交通運輸部海事局批準，由該單位為主導研發(fā)的中國首套無線電氣象傳真系統(tǒng)正式投入試運行。經(jīng)實船測試及評估，有效覆蓋范圍達到1 000 n mile：近海方面能可靠覆蓋我國東海，包括釣魚島水域、朝鮮海峽水域等;遠海方面可有效覆蓋至黃巖島、日本北海等重點關注水域。該套氣象傳真系統(tǒng)覆蓋范圍見圖1、圖2。

2 無線電氣象傳真系統(tǒng)構成

海上無線電氣象傳真系統(tǒng)包括：信息源推送系統(tǒng)、信息調(diào)制與控制系統(tǒng)和信息播發(fā)系統(tǒng)三部分。系統(tǒng)框架結構如圖3所示。

（1）信息源推送系統(tǒng)

信息源推送系統(tǒng)位于上海海洋中心氣象臺，包括專題數(shù)據(jù)庫單元、預報產(chǎn)品制作單元、圖片編碼單元和信息推送單元。專題數(shù)據(jù)庫單元主要完成氣象傳真信號的提取，產(chǎn)品制作單元主要負責氣象傳真圖像的制作和生成，圖片編碼單元按照WMO標準規(guī)范將圖片信號轉換成編碼信號，然后由信息推送單元推送至上海海岸電臺。

（2）信息調(diào)制與控制系統(tǒng)

信息調(diào)制與控制系統(tǒng)位于上海通信中心中控臺，包括信息采集單元、信息調(diào)制單元和中央控制單元。信息采集單元通過專線將信息源推送系統(tǒng)提供的氣象圖像信息進行本地存儲，根據(jù)上海海岸電臺公布的播發(fā)時刻表，將采集的氣象信息存入信息播發(fā)隊列，同時完成調(diào)制器選擇和檢測。信息調(diào)制單元將信息采集單元傳送來的數(shù)字信號按照國際規(guī)范調(diào)制成模擬信號。中央控制單元負責整個系統(tǒng)的控制，包括發(fā)信機、調(diào)制單元等設備的控制。

（3）信息播發(fā)系統(tǒng)

信息播發(fā)系統(tǒng)位于上海通信中心發(fā)信臺，包括信號匹配單元、配線架單元、發(fā)信機、天線矩陣設備等，主要是將信息調(diào)制與控制系統(tǒng)調(diào)制后的氣象圖像編碼信號，經(jīng)過發(fā)信機調(diào)制成短波信號并進行功率放大輸出。

（4）系統(tǒng)工作流程

系統(tǒng)工作流程示意圖如圖4所示：

①象臺生成每日要發(fā)的氣象圖文件，并經(jīng)過專線用FTP的方式將圖推送至海岸電臺;

②調(diào)制系統(tǒng)采集到氣象圖數(shù)據(jù)后，首先讀取圖像數(shù)據(jù)，然后按照WMO-386國際標準規(guī)定，將信號調(diào)制成CPFSK模擬信號，并最終以1.9kHz的中心頻率輸出;

③調(diào)制系統(tǒng)輸出的1.9kHz載頻信號，經(jīng)過PCM線路傳輸至發(fā)信臺，發(fā)信機經(jīng)過調(diào)制后把信號變成3MHz–30MHz的短波信號，并進行功率放大輸出。

④短波信號通過電離層傳輸至船載氣象傳真接收機，進行圖像恢復后打印輸出或硬盤存儲。

3 無線電氣象傳真系統(tǒng)建設過程中關注的幾個問題

（1）氣象傳真系統(tǒng)播發(fā)的氣象圖種類和格式必須與國際接軌，以符合切實履行國際公約的大國形象。配備不同型號接收機的船舶在覆蓋范圍內(nèi)航行時，能通過自動選擇接收頻率接收到最佳圖片。

（2）氣象圖命名規(guī)則必須協(xié)調(diào)一致。一方面，信息調(diào)制與控制系統(tǒng)必須根據(jù)氣象臺提供的命名規(guī)則實現(xiàn)自動摸圖、自動播發(fā)功能;另一方面，每天播發(fā)的第一幅圖為時刻表，船舶用戶會根據(jù)這張時刻表選擇需要接收的圖片，為避免產(chǎn)生歧義和誤導，氣象圖命名規(guī)則必須嚴謹。

（3）為保障業(yè)務穩(wěn)定和數(shù)據(jù)安全，在信息源、信息調(diào)制與控制系統(tǒng)（包括服務器、調(diào)制解調(diào)器等）、公網(wǎng)專線、發(fā)信機等軟、硬件方面考慮主備兩套互用;在信息存儲方面增加專用磁盤陣列，考慮雙硬盤同步備份保存，操作臺式機和服務器間實時同步保存;在網(wǎng)絡安全方面，根據(jù)國家信息安全等級保護的要求，配置必要的網(wǎng)絡安全設備，做好相應的防護措施。

（4）考慮IP控制系統(tǒng)整合，將不同品牌的發(fā)信機同時接入氣象傳真IP控制系統(tǒng)，實現(xiàn)自動切換，既可保證氣象傳真播發(fā)萬無一失，又能兼顧對發(fā)信機的科學使用，有利于延長發(fā)信機使用壽命。

（5）定制開發(fā)海上無線電氣象傳真在線APP系統(tǒng)，用戶通過手機客戶端軟件，實時獲得包括氣象傳真云圖、氣象信息、航行警告在內(nèi)的各類海上安全信息，為航運用戶提供更為便捷和多樣化的服務。

4 無線電氣象傳真系統(tǒng)技術擴展建議

鑒于當前我國周邊海域海洋活動急劇增加等因素，國家相關部門對于海上無線電氣象傳真系統(tǒng)開放業(yè)務極為重視。海岸電臺要在技術裝備上做好保障，進一步擴展系統(tǒng)功能，建議從以下幾個方面考慮：

（1）建設無線電氣象傳真信號監(jiān)測系統(tǒng)。根據(jù)氣象傳真信號覆蓋范圍，科學布局設立3～5個信號監(jiān)測站，配備相應播發(fā)頻率的接收機，對播發(fā)狀態(tài)及效果進行實時監(jiān)測，并把接收信號傳送至中控臺，和中控臺整合，形成一體化播發(fā)及信號中控管理監(jiān)測系統(tǒng)。

（2）進一步完善系統(tǒng)功能。在現(xiàn)有系統(tǒng)基礎上，增加系統(tǒng)任務統(tǒng)計模塊、系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測模塊及故障診斷模塊，進一步提高系統(tǒng)管理運維科學化和信息化水平。

（3）進一步提高主備系統(tǒng)自由切換功能。增加主、備用調(diào)制器的雙機熱備輔助硬件，使得雙機熱備不需要人工參與操作。

（4）開發(fā)氣象傳真服務微信公眾號。微信公眾號包含現(xiàn)有氣象傳真APP功能，用戶可直接關注公眾號，實時便捷查閱氣象云圖及航行警告等其他海上安全信息，能夠更好地服務船舶用戶、服務港航單位、服務國家海洋戰(zhàn)略。

5 結束語

可以預見，待海上無線電氣象傳真業(yè)務正式開放，將填補我國航海保障領域的一項空白，有效提高我國航海保障服務水平和履約能力，大力提升海事大國話語權和主動權。

參考文獻

[1] 祝秋波. 淺談海上無線電氣象傳真系統(tǒng). 中國新通信，2016.5.

[2] 交通運輸部規(guī)劃研究院. 上海海岸電臺海上無線電氣象傳真系統(tǒng)工程初步設計. 2014.10.