對(duì)話海洋—在碧波上自由“沖浪”

蔡文博

1912年4月14日晚，世界上體積最龐大、內(nèi)部設(shè)施最豪華的客運(yùn)輪船—泰坦尼克號(hào)正在風(fēng)平浪靜的大西洋上全速航行，船上充溢著歡聲笑語(yǔ)，然而乘客們并不知道，這趟從南安普頓至紐約的首航將成為一場(chǎng)死亡航行，等待他們的將是冰冷的海底。

隨著海水源源不斷地涌進(jìn)船頭，所有人都意識(shí)到大事不妙。船長(zhǎng)決定求救，他下令發(fā)出煙火彈，同時(shí)使用老式的CQD遇難信號(hào)及國(guó)際通用的摩爾斯電碼遇難信號(hào)SOS求救，遺憾的是離泰坦尼克號(hào)最近的加利福尼亞號(hào)關(guān)閉了電報(bào)機(jī)，沒(méi)能接收到求救信息。其他相距500海里內(nèi)的7艘郵輪雖然全速前進(jìn)，也來(lái)不及趕往現(xiàn)場(chǎng)，次日凌晨2時(shí)20分泰坦尼克號(hào)沉入大西洋底。

一個(gè)世紀(jì)過(guò)去了，船舶在海上航行又有了哪些通信手段？船舶又是如何接收氣象及海況信息，如何發(fā)送救援信息的呢？泰坦尼克號(hào)的悲劇是否還會(huì)再次發(fā)生？

無(wú)線電呼叫：傳統(tǒng)的海上通信

無(wú)線電通信是一種傳統(tǒng)的海上通信方式。20世紀(jì)初，不少船舶就裝備了簡(jiǎn)易的無(wú)線電通信電臺(tái)。100年來(lái)，船舶無(wú)線電臺(tái)的巨大發(fā)展也是由慘痛的教訓(xùn)換來(lái)的。泰坦尼克號(hào)海難事故中，盡管有超過(guò)700人在無(wú)線電臺(tái)的幫助下獲救，但同時(shí)也揭示了海上無(wú)線電通信在保障船舶航行安全的機(jī)制和技術(shù)上存在缺陷。1913年，英國(guó)倫敦因此舉行了第一屆國(guó)際海上人命安全會(huì)議，規(guī)定船上無(wú)線電電臺(tái)必須24小時(shí)開通，額外配備備用電池，同時(shí)對(duì)船上無(wú)線電臺(tái)值班人員的值守時(shí)間做了明確的規(guī)定。

隨著航海業(yè)務(wù)和無(wú)線電技術(shù)的發(fā)展，船舶無(wú)線電臺(tái)由最開始的長(zhǎng)波和中波電臺(tái)，轉(zhuǎn)變成現(xiàn)在的短波電臺(tái)，通信手段越來(lái)越豐富，通信的業(yè)務(wù)量也大幅增長(zhǎng)。無(wú)線電臺(tái)憑借著低廉的價(jià)格和較遠(yuǎn)的通信距離成為了船舶通信和救援的標(biāo)配?，F(xiàn)代船舶電臺(tái)裝備種類繁多，有主（備用）收發(fā)信機(jī)、甚高頻無(wú)線電話、無(wú)線電報(bào)自動(dòng)報(bào)警器等，其原理都是利用電報(bào)、傳真、電話等方式實(shí)現(xiàn)中頻（MF）、高頻（HF）、甚高頻（VHF）等不同頻段無(wú)線電信號(hào)的通信。

大喇叭開始廣播了：海上安全信息播發(fā)系統(tǒng)

從泰坦尼克號(hào)海難事故中可以看出，海上救援僅依靠船舶間的互救顯然是不夠的，還需要建立一個(gè)船舶與岸上、不同船籍、不同海域的救援協(xié)調(diào)和通信機(jī)制。為了保障全球船舶的航行安全，海上安全信息播發(fā)系統(tǒng)負(fù)責(zé)及時(shí)有效地由岸上向航行的船舶提供包括航行警告、氣象警告、氣象預(yù)報(bào)和其他海上緊急信息在內(nèi)的海上航行的安全信息。這項(xiàng)海上安全信息播發(fā)業(yè)務(wù)稱為世界航行警告業(yè)務(wù)（WWNWS）。

國(guó)際海事組織（IMO）和國(guó)際海道測(cè)量組織（IHO）為了協(xié)調(diào)各區(qū)域的世界航行警告業(yè)務(wù)，按地理位置和電波可能覆蓋的范圍，把世界劃分為16個(gè)航行警告區(qū)，每一區(qū)域都由一個(gè)指定的協(xié)調(diào)國(guó)負(fù)責(zé)。世界航行警告業(yè)務(wù)由遠(yuǎn)海域的NAVAREA（Navigation Area）業(yè)務(wù)、岸基的NAVTEX（Navigation Telex）業(yè)務(wù)和本地業(yè)務(wù)組成。前兩項(xiàng)業(yè)務(wù)涉及國(guó)際間協(xié)調(diào)的航行警告，本地警告業(yè)務(wù)完全由本國(guó)主管部門協(xié)調(diào)完成。

1987年，中國(guó)沿海部署建立了海上安全信息播發(fā)系統(tǒng)，正式開展NAVTEX業(yè)務(wù)。2016年，海上安全信息數(shù)字廣播系統(tǒng)（NAVDAT）在上海試運(yùn)行，覆蓋了中國(guó)近海400海里的范圍。NAVDAT系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率也達(dá)到15～25千比特/秒，是NAVTEX的360倍，可以高速傳輸海洋、氣象預(yù)警報(bào)等圖表信息。

千里眼和順風(fēng)耳：海上衛(wèi)星通信

盡管無(wú)線電海上通信成本低、方便快捷，但由于海上風(fēng)云莫測(cè)，受電離層起伏和大氣干擾影響，限制了通信的距離和穩(wěn)定性。1976年，美國(guó)先后發(fā)射了3顆海事通信衛(wèi)星，從此船舶無(wú)線電通信便跨入了采用衛(wèi)星微波頻段通信的新時(shí)期。海事衛(wèi)星（INMARSAT）與船站、岸站之間分別采用“L波段”和“C波段”的微波進(jìn)行通信，其中“L波段”降低了信號(hào)在大氣中的傳播損耗和雨水衰減，“C波段”則便于與國(guó)際衛(wèi)星通信系統(tǒng)的連接，由此可以實(shí)現(xiàn)全球范圍的服務(wù)。

沒(méi)出過(guò)海的朋友們可能會(huì)有一個(gè)誤區(qū)，以為開通了移動(dòng)的“全球通”業(yè)務(wù)就可以跨國(guó)在海上打電話了。“全球通”之所以能在全球范圍內(nèi)通話，是因?yàn)橐苿?dòng)通信運(yùn)營(yíng)商租用了國(guó)外的基站。但是在基站輻射不到的茫茫海面上，“全球通”也無(wú)法聯(lián)通。目前，各大移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商都在海邊的山頂、島嶼上建立了一些基站，這些基站可以覆蓋80千米左右。所以當(dāng)船舶航行在近岸靠近陸地的海面上，手機(jī)還是有信號(hào)的。但如果離岸邊太遠(yuǎn)，就會(huì)出現(xiàn)手機(jī)信號(hào)弱、無(wú)法雙向聯(lián)通、掉線、通話時(shí)斷時(shí)續(xù)等通話問(wèn)題。

在乘坐大型郵輪出海的時(shí)候，可以在甲板上找到海事衛(wèi)星終端，它可以為游客提供通話、上網(wǎng)等服務(wù)。由于遠(yuǎn)洋船舶遍布各大洋甚至兩極海域，通信業(yè)務(wù)分散且服務(wù)范圍廣，海事衛(wèi)星通信采用按需分配的方式通信，通信的成本相當(dāng)高。手機(jī)撥打衛(wèi)星電話比較貴，大概一分鐘60元，衛(wèi)星電話撥打手機(jī)每分鐘也要5～8元，所以在郵輪上盡量多享受美食和娛樂(lè)節(jié)目，少煲電話粥或刷朋友圈。

海事衛(wèi)星通話費(fèi)這么貴，那還有沒(méi)有相對(duì)便宜的通信方式呢？答案是肯定的。中國(guó)自主研發(fā)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，除了具有定位、導(dǎo)航、授時(shí)三大服務(wù)外，還支持短報(bào)文的通信。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)于2007年就已經(jīng)開始在“南沙漁船船位監(jiān)控管理系統(tǒng)”中得到應(yīng)用。隨后，沿海省或直轄市陸續(xù)開展了“漁船安全救助信息系統(tǒng)”建設(shè)。截至2012年7月，中國(guó)有近4.5萬(wàn)艘海洋漁船配備了北斗衛(wèi)星終端設(shè)備。要知道海洋捕撈業(yè)是世界公認(rèn)的風(fēng)險(xiǎn)度較高的行業(yè)之一，每年都造成大量的人員傷亡和漁船海難事故。2007—2016年《中國(guó)海洋災(zāi)害公報(bào)》的統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示：受風(fēng)暴潮、海浪、海冰災(zāi)害的侵襲，十年間中國(guó)沿海各?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市），沉沒(méi)損毀船只超過(guò)6萬(wàn)艘?，F(xiàn)在利用船上的北斗終端，在中國(guó)近海范圍內(nèi)從事海上作業(yè)的漁民可以用手機(jī)APP與岸上漁船安全救助中心取得聯(lián)絡(luò)，也可以跟家人互發(fā)消息。漁民接收家屬的短信完全免費(fèi)，漁民往家里發(fā)一條短信的價(jià)格也不過(guò)0.3元。

漁船不但可以接收到岸上的海洋和氣象預(yù)報(bào)，還可以將船上觀測(cè)到的風(fēng)速、風(fēng)向等氣象信息回傳到岸上，這些實(shí)時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)又能進(jìn)一步提高海洋氣象預(yù)報(bào)的精度。要知道，面向茫茫大海，衛(wèi)星、浮標(biāo)等觀測(cè)手段的精度、覆蓋范圍還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及陸上。2017年11月5日，中國(guó)第三代導(dǎo)航衛(wèi)星順利升空，它標(biāo)志著中國(guó)正式開始建造“北斗”全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。2018年年底前，還將發(fā)射18顆北斗三號(hào)組網(wǎng)衛(wèi)星，覆蓋“一帶一路”沿線，到時(shí)候?qū)⒃凇皵?shù)據(jù)傳輸帶寬”和“覆蓋范圍”等方面為遠(yuǎn)洋漁業(yè)、遠(yuǎn)洋運(yùn)輸提供更好的通信服務(wù)。

集大成者：全球海上遇險(xiǎn)與安全系統(tǒng)

全球海上遇險(xiǎn)與安全系統(tǒng)（即GMDSS， Global Maritime Distress and Safety System），主要由前面提到的無(wú)線電通信系統(tǒng)、海上安全信息播發(fā)系統(tǒng)和衛(wèi)星通信系統(tǒng)—海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)（INMARSAT）和全球衛(wèi)星搜救系統(tǒng)[COS-PAS/SARSAT，采用由近地軌道衛(wèi)星（LEOSAR）和靜止軌道衛(wèi)星（GEOSAR）組成的網(wǎng)絡(luò)]三大部分構(gòu)成，為船舶從近海、遠(yuǎn)洋到兩極航行提供有力的安全保障。

著名的極地考察船雪龍?zhí)柧脱b備了一套A類GMDSS系統(tǒng)，以及海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)（INMARSAT）B站、C站各一套。從2013年雪龍?zhí)枠O地考察船成功營(yíng)救被困南極的俄羅斯客輪，到組織雪龍?zhí)栕跃?，最終利用氣象、海冰監(jiān)測(cè)及預(yù)報(bào)信息設(shè)計(jì)撤離方案，沖出浮冰區(qū)，在此過(guò)程中海上通信系統(tǒng)都發(fā)揮了很重要的作用。應(yīng)該說(shuō)，有了這么多有效的海上通信和安全航行保障手段，現(xiàn)代版的泰坦尼克號(hào)事件已經(jīng)很難再次出現(xiàn)了。