王愛民，吉曉峰，韓遠牧

（中海油信息科技有限公司天津分公司，天津 300452）

1 引言

近年來，中海油日常生產(chǎn)、施工、物資運輸、平臺守護以及倒班等作業(yè)中涉及到的人員在海上作業(yè)基數(shù)增大，船舶航行頻繁，這些作業(yè)導(dǎo)致人員落水的風(fēng)險也隨之增加。由于海域廣闊，落水人員很難被發(fā)現(xiàn)、被定位，目前，中海油雖然建立了應(yīng)急預(yù)案，但搜救落水人員的方式處于比較低的水平，給海上搜救帶來很大的困難。所以如何快速、準(zhǔn)確搜尋定位落水人員并迅速施救，已經(jīng)成為迫切需要解決的問題。

現(xiàn)在，落水人員定位主要依靠搜救飛機和船舶上搜救人員肉眼定位，以及航線預(yù)測、人員漂移預(yù)測模型等傳統(tǒng)技術(shù)手段，其實效性、準(zhǔn)確性較低，不能滿足第一時間定位遇險人員并迅速施救的需求。中海油在海上平臺和陸地碼頭設(shè)有多個AIS自動識別系統(tǒng)信號接收基站，主要用于接收船舶位置數(shù)據(jù)，通過AIS基站的分布和針對作業(yè)船舶主要是圍繞平臺周圍作業(yè)的特點，本文設(shè)計實現(xiàn)了一套低成本、切實可行的基于AIS，GPS和電子海圖的人員落水搜救系統(tǒng)。該系統(tǒng)綜合了AIS，GPS，GIS，數(shù)據(jù)庫同步，軟件開發(fā)等技術(shù)。測試結(jié)果表明，該系統(tǒng)彌補了目前救援系統(tǒng)的缺陷，有效保證了落水人員的精確定位，為救援船舶及時追蹤落水人員提供了可靠依據(jù)，縮短了救援時間，提高了救援效率。

2 搜救系統(tǒng)原理及系統(tǒng)構(gòu)架

基于AIS，GPS和電子海圖的搜救系統(tǒng)由落水人員隨救生衣攜帶的主動求救終端AIS PLB搜救發(fā)射器（如圖1所示），以及在搜救船舶上、平臺上以及陸地應(yīng)急指揮中心安裝的電子海圖終端等組成。陸地指揮調(diào)度中心通過中海油范圍內(nèi)覆蓋的AIS基站實現(xiàn)數(shù)據(jù)的收集回傳，宏觀查看搜救船舶及落水人員位置信息，同時對搜救船舶進行實時指揮。

當(dāng)船員落水時，船員隨身攜帶的主動求救終端AIS PLB設(shè)備自動開啟；把包含自身位置坐標(biāo)和識別信息（ID）的信息發(fā)送出來。遍布海上的AIS基站能迅速收到落水人員自動發(fā)出的位置信息，通過對位置數(shù)據(jù)的解析和船舶或平臺位置信息的分析，在電子海圖終端中顯示相對位置信息，此時搜救船舶和陸地指揮中心可以根據(jù)上述信息快速組織救援。

軟件功能，主要包括人員落水搜救系統(tǒng)和電子海圖平臺兩部分。

（1）人員落水搜救系統(tǒng)。系統(tǒng)綜合了船員資料、船舶資料，以及基于AIS，GIS，GPS，電子海圖的落水人員位置等多種信息，以計算機為平臺，將船舶和落水人員的位置、軌跡、速度等信息實時顯示出來。

（2）電子海圖平臺。平臺以中國海事局發(fā)布的S57標(biāo)準(zhǔn)電子海圖為基礎(chǔ)，概括描繪了中國沿海海區(qū)的精確海圖和中海油特色圖層，平臺、管線、區(qū)域等。同時將人員落水后識別設(shè)備發(fā)送的標(biāo)識號碼進行預(yù)警，一旦系統(tǒng)接受到此類號碼，系統(tǒng)終端即可進行報警，通過聲音和閃爍方式通知平臺中控職守人員，迅速展開搜救。

3 系統(tǒng)特點及優(yōu)勢

圖1 AIS PLB搜救發(fā)射器

圖2 人員落水搜救系統(tǒng)構(gòu)架圖

人員落水搜救是一種主動搜救方式，也適用于海上能見度低的情況，通過主動搜救，提高落水人員被營救的可能性。系統(tǒng)設(shè)備采用與船舶自動識別系統(tǒng)AIS同原理信號發(fā)射裝置，由甚高頻（VHF）頻道向附近水域的船舶及岸臺廣播，使鄰近船舶及岸臺能及時掌握附近海面所有船舶的動靜態(tài)信息。同時，中海油已經(jīng)在所有作業(yè)范圍安裝多個AIS數(shù)據(jù)接受基站（圖3是渤海灣AIS基站情況）及電子海圖顯示終端，人員落水設(shè)備數(shù)據(jù)能方便接入中海油船舶自動監(jiān)控跟蹤系統(tǒng)中，使船舶搜救更加立體化和統(tǒng)一化。

圖3 渤海灣AIS基站情況

4 系統(tǒng)測試

使用此終端設(shè)備在三個不同場所環(huán)境多個工況點進行測試，第一組錨地及航道，第二組LD10-1平臺，第三組SZ36-1平臺，測試方式分為平臺海圖監(jiān)測與平臺周邊職守船舶監(jiān)測，見圖4～圖6。

圖4 碼頭測試航跡

圖5 船舶及人員落水搜救設(shè)備信息

（1）測試過程：設(shè)備正常運行，期間設(shè)備指示燈間隔1秒閃爍，并未在海圖測試區(qū)域內(nèi)找到此設(shè)備信息。測試時間持續(xù)4小時左右。

（2）測試結(jié)果：在測試過程中，設(shè)備隨船出海，通過AIS基站和船舶AIS收到的信號航跡，在基站覆蓋范圍內(nèi)均可收到此設(shè)備信息。

圖6 人員落水搜救設(shè)備屬性信息

5 結(jié)束語

當(dāng)海上作業(yè)人員落水遇險時，利用終端能夠及時通知到周邊的船舶及平臺，使搜救人員進行及時有效的救援。主動數(shù)據(jù)發(fā)送終端鑲嵌在落水人員的救生衣中，能夠自動向搜救船舶發(fā)送包含其位置信息的求救信號；接收終端和電子海圖被安裝在搜救船舶和平臺上，使搜救人員能夠?qū)崟r接收和顯示落水人員的位置，保障搜救工作的迅速實施。測試結(jié)果表明該系統(tǒng)設(shè)計合理、定位準(zhǔn)確，能夠確保小范圍的海上作業(yè)人員的安全作業(yè)，降低海上作業(yè)風(fēng)險，有效地提高了搜救工作的效率?！?/p>

[1] 王煥﹒我國海上搜救情況淺析[J]﹒天津航海，2010，(03): 59-61

[2] 鄭懷宇﹒淺談現(xiàn)代移動通信定位技術(shù)在海上搜救中的應(yīng)用[J]﹒中國海事，2007，(04): 44-46

[3] 潘旭東﹒物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在水上人命搜尋救助中的應(yīng)用[J]﹒中國水運，2010，(07): 38-39

[4] 楊宏業(yè)，張悅﹒GPS定位數(shù)據(jù)壓縮算法的設(shè)計與實現(xiàn)[J]﹒電子技術(shù)應(yīng)用，2002，(12): 29-32

[5] 劉世長﹒淺談AIS系統(tǒng)在海事監(jiān)管中的作用[J]﹒中國水運（下半月），2010，3: 019