張念華 張海建 丁立文

一、引言

海上作業(yè)是被大家公認的一種比較特殊且危險性較高的工種，在水上作業(yè)和工作的人員時常伴隨著意外落水的危險性，而且當(dāng)工作人員發(fā)生落水時，能否迅速對其進行及時報警定位落水位置就顯得尤為重要，直接影響著救援效率。當(dāng)前船員落水報警技術(shù)尚存在以下問題：1、無論是基于AIS、或北斗通訊的落水報警技術(shù)，由于其發(fā)射功率的問題避免不了系統(tǒng)存在體積大或成本高的問題；2、船員落水最佳救援時間在幾個小時內(nèi)甚至更短，再遠的通訊距離起不到任何效果；3、有的落水報警設(shè)備必須要主動觸發(fā)才能響應(yīng)?；诖?，本文在現(xiàn)代信息技術(shù)的支持下研究了一種船員救援效率更高的海上自救系統(tǒng)。

二、新型船員安全自救系統(tǒng)概述

和已有船員落水報警系統(tǒng)相比，新型船員安全自救系統(tǒng)具有體積小、佩戴方便且進水自動報警時無需主動觸發(fā)等優(yōu)點。該系統(tǒng)包括船載終端、BB機形式的船員報警器和手環(huán)形式的船員報警器三大部分。其中船載終端可以置于船體上且用于在所設(shè)定的時間間隔內(nèi)對應(yīng)答列表上的每一船員報警器進行通信成功確認，同時確認出未能在所規(guī)定的應(yīng)答時間間隔內(nèi)通信成功的船員報警器并同步觸發(fā)失聯(lián)報警機制。船載終端還用于在接收到某一或幾個船員報警器所發(fā)送的落水報警信息后同步標(biāo)識、顯示所述船員報警器當(dāng)前落水位置并實時更新船體與所述落水位置的相對位置。新型船員安全自救系統(tǒng)中的報警器是由船員佩戴且能夠在所設(shè)定的時間間隔內(nèi)與船載終端進行無線通訊，同時用于在落水時發(fā)送的至少包括有船員報警器當(dāng)前落水位置的落水報警信息。

三、新型船員安全自救系統(tǒng)的具體實施方式

（一）船載終端的主要結(jié)構(gòu)和實施方式

船載終端的主要結(jié)構(gòu)包括：供電電源、看門狗電路、WIFI單元、本地存儲單元、射頻單元等。其中射頻單元設(shè)置有兩種報警機制，分別為落水報警和失聯(lián)報警。即其至少包括用于在一定通信范圍內(nèi)接收任意船員報警器發(fā)送的落水報警信息的第一射頻模塊以及用于在所規(guī)定的應(yīng)答時間間隔內(nèi)與船載終端進行通信以便于船載終端確認是否觸發(fā)失聯(lián)報警機制的第二射頻模塊。作為遠端中控中心的控制單元，用于在所設(shè)定的時間間隔內(nèi)對應(yīng)答列表上的每一船員報警器進行通信成功確認并在確認出未能在所規(guī)定的應(yīng)答時間間隔內(nèi)通信成功的船員報警器時同步觸發(fā)失聯(lián)報警機制，并在接收到某一或幾個船員報警器所發(fā)送的落水報警信息后在顯示單元上同步標(biāo)識、顯示船員報警器當(dāng)前落水位置且實時更新船體與落水位置的相對位置；受控于控制單元的顯示單元，可采用5寸的TFT800*480分辨率的彩色顯示屏進行顯示，其對應(yīng)的顯示信息包括基礎(chǔ)信息即當(dāng)前航行數(shù)據(jù)，如日期、坐標(biāo)、航向、航速，低壓報警信息，失聯(lián)報警信息以及落水報警信息；對船體位置進行位置定位的定位單元，優(yōu)選采用GPS定位單元，其用于當(dāng)發(fā)生失聯(lián)或落水后記錄當(dāng)前的位置與時間，其目的是當(dāng)落水報警出發(fā)后，由于GPS啟動到收到位置信息需要10s～120s，在這期間就需要記錄當(dāng)前的位置；以及具有3.5mm音頻輸出接口（用于提高音量防止因聲音小漏報）的報警單元，其報警信息可以采用真人語音播報形式，語音報警通知能夠?qū)崿F(xiàn)在觸發(fā)報警時除了顯示單元的顯示屏提示信息外，還進行語音提示，增加可靠性。

船載終端還包括按鈕單元，控制單元在接收到船員報警器所發(fā)送的落水報警信息后持續(xù)控制報警單元進行報警提示直至接收到按鈕單元的關(guān)閉信號，之所以設(shè)置按鈕單元是為了保證當(dāng)船員落水報警時，只有按下按鍵才停止聲光報警確保報警信息被管理人員知道。船載終端還包括北斗顯控與定位終端、AIS串聯(lián)接口可以傳輸?shù)疥懙貪O業(yè)管理部門平臺中心。落水報警信息可以雷達圈的形式進行顯示，當(dāng)觸發(fā)報警時，終端自規(guī)定時間間隔內(nèi)自動與每一船員報警器進行通訊成功確認并隨著船體的移動實時更新以船體為中心的報警范圍圈且同步鎖定報警的時間與坐標(biāo)做高亮提示，當(dāng)觸發(fā)落水報警時，終端接收到某一或幾個船員報警器所發(fā)送的落水報警信息后同步自動記錄下每一船員報警器對應(yīng)的落水報警點的位置，并隨著船體的移動實時更新報警范圍以實時顯示落水者的定位坐標(biāo)與相對位置。

（二）報警器的主要結(jié)構(gòu)和實施方式

供電單元。其可采用隨時更換的一次性鋰電池；GPS定位單元。該單元受控于低功耗處理單元的報警器射頻單元，主要用于在所設(shè)定的時間間隔內(nèi)與船載終端進行無線通訊，且在落水時以所設(shè)定的落水頻段向周圍發(fā)送至少包括有當(dāng)前落水位置的落水報警信息以及低功耗處理單元，其用于在控制報警器射頻單元與船載終端進行無線通訊的同時監(jiān)測供電單元的電量，以提示需要跟換電池或更換新的報警器。溫度傳感器。落水傳感器，其用于在穿戴人員落水時自動觸發(fā)報警，船員佩戴的報警器觸發(fā)了落水報警后，啟動GPS定位單元，并啟動遠距離通信功能，將自己的定位信息按照一定時間間隔發(fā)送自己落水的位置，船載終端收到報警定位信息后，顯示與求救者相對方位以及定位信息。

船載終端在接收到低電量報警信息后通過顯示單元顯示對應(yīng)的船員報警器的供電單元的電量異常。船載終端與船員報警器之間采用船員佩戴的報警器在未觸發(fā)落水報警時定時向船載終端發(fā)送“心跳”包的形式進行通訊，船載終端定時檢測每個注冊的報警器超時發(fā)送“心跳”的時間若超出預(yù)定的應(yīng)答時間，則觸發(fā)失聯(lián)報警機制，從而確定該佩戴者在可控的短距離范圍內(nèi)。

另外，由于失聯(lián)時船載終端無法收到報警器信息所以該報警功能的船載終端只能記錄下失聯(lián)時刻的船舶位置，船員報警器可以采用可穿戴終端載體形式，如以對講機或者尋呼機形式，設(shè)定其非報警狀態(tài)10分鐘與終端通信一次，落水后使用設(shè)定的落水求救專用頻段，10秒或1秒內(nèi)位移30米以上報位（1千米范圍），且落水后每10秒報位，持續(xù)時間不少于3小時。如以帶顯示屏的手環(huán)形式，非報警狀態(tài)10分鐘與終端通信一次，通過時鐘單元時間校準為300米范圍，且自帶防水顯示屏用于實時顯示時間、電池電量與船載終端信號連接狀態(tài)，落水后每10秒報位，持續(xù)時間不少于3小時。

三、結(jié)語

綜上所述，本文所研究的新型船員自救系統(tǒng)是建立在現(xiàn)代化信息通訊系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上的一種更加高效的船員自求系統(tǒng)。該系統(tǒng)在佩戴船員報警器的船員離開船舶一定距離或者落水時，會觸發(fā)報警信號，船載終端在進行報警通知其他人員進行搜救的同時顯示單元會顯示相關(guān)的報警信息；且船員報警器的定位功能，在觸發(fā)落水報警時，打開定位功能，在不超過通訊范圍內(nèi)廣播落水求救信號，以便于廣播范圍內(nèi)全部船載終端均能收到求救信號，提高救援效率。

作者單位：日照市海洋通訊管理站