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      基于網(wǎng)絡(luò)的VHF系統(tǒng)遠(yuǎn)程通信應(yīng)用研究

      2020-11-29 01:07:56劉堂偉
      科技傳播 2020年13期
      關(guān)鍵詞:陸地通話通訊

      劉堂偉,胡 凱

      VHF作為一種無線電電波,在應(yīng)用中能夠傳播頻率在30M~300MHz之間的信息[1]。當(dāng)前在現(xiàn)實生活中已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用,是一種較為便捷的無線通信方式,比如電視廣播和電臺大部分應(yīng)用了VHF技術(shù),在航海和航空領(lǐng)域也有廣泛的應(yīng)用前景。

      隨著科技發(fā)展,無線電作為一種通信方式應(yīng)用十分廣泛。VHF作為一種無線電波在通信傳輸方面具有較為突出的優(yōu)勢,它能夠在不影響其它通信內(nèi)容的情況下將信息高效傳遞,通信費用較低,對設(shè)備要求低。目前海上船舶所屬公司(陸地)與海上作業(yè)船舶的主要聯(lián)系方式仍然是單邊帶通訊,受單邊帶通訊技術(shù)(話音質(zhì)量、盲區(qū)、天氣、頻率等)、船舶每天定時通播守聽通訊不及時等問題影響,造成船舶與陸地通訊不暢通。VHF電臺是海上平臺與船舶按照SOLAS公約要求配置的必配設(shè)備,同時一般通信距離在20海里以內(nèi),話音質(zhì)量比較好??衫煤I嫌吞铿F(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源和VHF系統(tǒng)設(shè)備,擴(kuò)展VHF語音通訊距離,提高船舶應(yīng)急通訊效率,改善船舶遠(yuǎn)程語音通訊質(zhì)量,解決遠(yuǎn)程指揮調(diào)度問題。

      1 VHF的特征和海上油田發(fā)展現(xiàn)狀

      VHF波長范圍在1m~10m之間,海域范圍內(nèi)的障礙物少,對信號的遮擋少,信息在傳播的過程中所受阻攔少,降低了傳輸過程中的損耗,所以與陸地相比VHF更適用于海域范圍。同時由于電離層對此波長的電磁波反射率低,在傳播使用過程中VHF對其它信號的干擾小。除了地形對傳輸過程影響較大之外,大氣環(huán)境的改變以及噪聲的影響對其而言都可以忽略不計。

      經(jīng)過了幾十年的發(fā)展,VHF作為一種通信手段被廣泛應(yīng)用于船舶與平臺、平臺群之間的交流溝通,是海上無線傳播的主要方式[2]。VHF技術(shù)基本可以滿足海上油田服務(wù)船舶日常作業(yè)需求,如人員、貨物運輸,協(xié)助平臺施工,為平臺供油供水等作業(yè)通信需求。而其他的傳輸方式如衛(wèi)星系統(tǒng),會造成高成本;運營商的移動網(wǎng)絡(luò),由于船舶在海上作業(yè)時距離岸邊較遠(yuǎn),一般情況沒有信號;平臺上架設(shè)基站,如微波、4G、5G等基站,投入大,所使用船舶數(shù)目少,也不是一個好方法。因此,在未來,由于VHF這項技術(shù)對于近距離傳輸?shù)膶崟r性和穩(wěn)定性,也必將是解決海陸之間信息交流的發(fā)展重點,是逐步構(gòu)建起海上信息現(xiàn)代化的重要方式。

      2 當(dāng)前海陸通信存在的問題

      信息溝通不暢是主要問題。陸地管理人員主要是通過單邊帶與船舶通信,這種方式了解到船舶具體信息,缺少了對船只實時動態(tài)的監(jiān)管。船舶出海后,船舶自身動態(tài)很少主動向陸地管理人員報告。當(dāng)不能與船只取得及時聯(lián)系的時候,如果海上油田一旦發(fā)生危險,陸地指揮人員很難及時、準(zhǔn)確的將指令直接下達(dá)到船舶,影響救援時效性。因此增加一呼百應(yīng)信道呼叫與應(yīng)答模式,也符合油田生產(chǎn)協(xié)調(diào)實際需要,更提高油田群與多船之間協(xié)作效率。

      3 VHF系統(tǒng)的主要功能

      在陸地指揮中心部署VHF融合通信中心服務(wù)器實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸、存儲、信令中轉(zhuǎn),通過VHF通訊調(diào)度臺,實現(xiàn)陸上指揮中心與平臺、作業(yè)船、陸上手臺之間的通信。

      VHF系統(tǒng)主要具備的各項功能如下:

      3.1 調(diào)度臺功能

      其中包括呼叫、通話派接和短信功能等。

      呼叫包括多種方式。群體間的通話通常運用組呼模式,它將調(diào)度臺和多組用戶溝通起來,并且保證了調(diào)度臺的主導(dǎo)發(fā)言權(quán)。當(dāng)調(diào)度臺需要與單獨用戶進(jìn)行溝通時,選呼能夠保證兩者之間通話的私密性,內(nèi)容只允許進(jìn)行通話的雙方知曉。全呼是一種對某一系統(tǒng)內(nèi)的全部用戶發(fā)起的通話方式。呼叫的對象可以是對講機(jī),也可以是VHF海事電臺,只要在本系統(tǒng)內(nèi)的通信設(shè)備VHF都可以通過呼叫的方式進(jìn)行通信。

      調(diào)度臺的通話派接是指在通話過程中可以合并不同用戶,調(diào)度臺的講話可以對合并后的各組發(fā)出,而在組內(nèi)的所有用戶都可以接聽。將數(shù)據(jù)信息進(jìn)行轉(zhuǎn)化,通過VHF與各相關(guān)設(shè)備對接,實現(xiàn)將一臺設(shè)備與其它附近設(shè)備和電臺建立連接。遠(yuǎn)程通信則可以通過手機(jī)、對講機(jī)等設(shè)備與船舶直接建立聯(lián)系,遠(yuǎn)程聯(lián)絡(luò)。

      在具備SIP網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的支持下,調(diào)度臺可以實現(xiàn)與有線電話的連接,使用對講機(jī)等設(shè)備可以撥打網(wǎng)絡(luò)電話,電話也可以通過調(diào)度臺的連接與其它對講設(shè)備進(jìn)行通話。不僅如此,電話和調(diào)度臺之間也會實現(xiàn)無障礙的溝通。

      調(diào)度臺在設(shè)置過程中數(shù)量不存在局限,可以同時在不同位置設(shè)置多個,通過IP和調(diào)度臺實現(xiàn)有效連接。不同的連接設(shè)備可以根據(jù)需要調(diào)整權(quán)限,方便與不同設(shè)備進(jìn)行溝通。除此之外還包括錄音、調(diào)度臺操作記錄顯示等功能。

      3.2 指揮中心通信模式

      分散部署在各地的融合網(wǎng)關(guān)等價于一個通信終端,使得連接在網(wǎng)關(guān)上的VHF手臺/船載臺通過網(wǎng)絡(luò)與陸地指揮中心進(jìn)行呼叫。通信方式,包括陸地指揮中心與某一目標(biāo)平臺/作業(yè)船進(jìn)行單呼、陸地指揮中心與幾個目標(biāo)平臺/作業(yè)船多選呼、陸地指揮中心對所有平臺/作業(yè)船進(jìn)行全呼、陸地指揮中心對目標(biāo)平臺/作業(yè)船只進(jìn)行監(jiān)聽、陸地指揮中心具有平臺、船只地圖標(biāo)注等功能實現(xiàn)多選呼。同時也支持,在陸地指揮中心的授權(quán)下,實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)移動船舶間遠(yuǎn)程通訊、平臺與船舶的遠(yuǎn)程通訊。

      3.3 與地圖結(jié)合

      與XGIS系統(tǒng)相結(jié)合,也可以和其它地圖系統(tǒng)如高德、百度等相結(jié)合。具備查看地圖的功能后,實現(xiàn)指揮調(diào)度的可視化,從而實現(xiàn)IP網(wǎng)絡(luò)與物聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)融合、陸地與海上的采油平臺、船舶的實時對講,切實提供指揮中心對海上、陸上的應(yīng)急指揮保障。

      3.4 報表分析

      HNF展示數(shù)據(jù)的方式較為多樣,可選擇的有圖標(biāo)、表格和圖片等形式。使用雙方都可以對通話過程進(jìn)行統(tǒng)計,操作獨立。在使用過程中,對儀器的使用時間、頻率都能精準(zhǔn)統(tǒng)計。

      3.5 記錄查閱

      VHF系統(tǒng)中配備錄音功能,可以將對話全程記錄,也能對在記錄中的通話信息進(jìn)行調(diào)取,方便操作人員對記錄的查閱。一般情況下,通過VHF系統(tǒng)可以查閱在兩個月之內(nèi)的儀器記錄,再查閱過程中可以根據(jù)不同的條件進(jìn)行篩選,比如根據(jù)不同的主叫和被叫,也可以根據(jù)日期和通話時長等進(jìn)行查詢。對于查詢后的結(jié)果可以進(jìn)行重播來進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)取,在選中后可以對通話信息的主叫、被叫和時長等進(jìn)行查閱,設(shè)備還支持在同一時間播放多段語音。記錄的查閱內(nèi)容還包括傳值的位置信息,將VHF與導(dǎo)航系統(tǒng)相連接,就能通過設(shè)備查閱各船只在地圖中的行進(jìn)軌跡,具體的位置信息也可以通過記錄清晰顯示。

      3.6 安全保障

      VHF系統(tǒng)要確保信息安全,包括了對數(shù)據(jù)完整性和私密性的保證以及用戶安全。要確保信息的安全傳輸,就要求信息系統(tǒng)的軟硬件信息在傳送、保存的狀態(tài)下都有安全保障。對使用者安全的保障則包括個人隱私的保護(hù)、訪問權(quán)限的設(shè)置等。在保護(hù)信息安全的過程中要遵循以下幾個原則:對未取得授權(quán)的用戶堅決做到信息保密;信息數(shù)據(jù)未得到授權(quán)也不能被任意改動,保證數(shù)據(jù)的真實和完整;同時對于已經(jīng)授權(quán)的用戶在進(jìn)行信息調(diào)取時,要提供權(quán)限賦予用戶的訪問權(quán);在保證安全使用之外,機(jī)構(gòu)對系統(tǒng)中信息的傳遞和保存都要具備良好控制能力,在適用范圍內(nèi)要管理好數(shù)據(jù)的流動方向。

      4 結(jié)論

      當(dāng)前海上通信方式多樣,VHF能夠利用現(xiàn)有設(shè)備將海上遠(yuǎn)距離船舶與陸地之間建立聯(lián)系,這種無線通話方式還能結(jié)合地圖等系統(tǒng)對船只信息進(jìn)行統(tǒng)一管理,能夠做到對平臺周圍船舶的實時監(jiān)控。VHF能夠及時建立起雙方人員之間的聯(lián)系,方便陸地方面的指揮,通過這種方式大大提升無線聯(lián)絡(luò)的生產(chǎn)效率。同時對其遠(yuǎn)距離通信缺陷加以改善,能夠方便遠(yuǎn)程溝通,提高通話質(zhì)量。綜合以上VHF各種通信優(yōu)勢,再加以其他數(shù)字化技術(shù)支持,可以通過在實際應(yīng)用中進(jìn)行試點,完善軟件系統(tǒng),從而逐步推廣,實現(xiàn)對海上船舶的有效管理,在輔助指揮調(diào)度方面能有效的發(fā)揮作用。

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