一种海岸电台中控系统建设方案研究

洪潇潇 何浩 方程

摘 要：长期以来，我国海岸电台中控系统被外国公司垄断，系统各业务软件风格不统一且操作繁琐，信号传输均采用模拟方式，转换损耗大。提出一种改进方案，将业务传输IP化，业务处理软件化，业务管理集约化，将海区遇险安全通信值守、安全信息播发、设备管理等功能高度集成。

关键词：中控系统 IP传输 业务管理 作业平台

1.引言

目前，国内海岸电台中控系统存在MF、HF、VHF DSC和安全信息播发等多套系统，各系统间相互独立，软件组成、硬件结构均存在较大差异。且一套电台设备、一条电路只能对应一种业务，功能单一，无法灵活调整和方便扩展，无法实现对信道资源的集中管理和分配调度。

海岸电台数字传输是未来海岸电台的发展方向，中控系统方面需实现数字化的管理，设备的管理、业务的处理用软件系统实现，实现从硬交换到IP软交换过度。

本文对海岸电台中控系统进行研究，按照通信信息一体化理念，在基于IP的机线设备控制系统基础上研发业务管理/作业应用平台，封装各套业务软件，对所有业务进行集中管理和值班作业，整合分散数据、数据共享，增强信息交互，进而统筹调控管理。

2.传统中控系统业务管理模式

传统的中控系统由很多套独立的模拟系统组成，比如收发信设备/DSC操作控制系统、甚高频安全通信系统、海上安全信息综合播发系统、海上通信管理信息系统、ART无线电传系统及SSB无线电话操作控制系统等。

在业务层面，各业务软件分别设计开发于不同年代，导致运行环境不统一、界面风格不统一、操作方式不统一，内部逻辑结构也存在较大差异，导致不同业务需要配备专门的坐席人员，无法做到人员复用和资源共享，给实际操作和业务培训均带来较大压力。

在网络管理方面，目前业务运行和网络管理未实现有效分离，两者功能混杂在各种业务软件中，给坐席人员和运维人员造成巨大困扰；同时，不同人员的操作权限未区分，容易产生误操作，且无法查询操作记录和追溯历史记录。

3.改进中控系统业务管理模式

改进的中控系统主要由底层的IP机线设备控制系统和上层的业务管理/作业平台两部分组成。

机线设备控制系统：主要承担机线设备控制功能，对IP中频、中高频收发信机的控制方式由传统的音频、串口控制改变为IP网络控制，完成收发信机的网络化管理与调用，从而提高信道的管控能力。在传统收发信业务流程中，中控台和收发信机之间语音传输存在不止一次的A/D、D/A转换，均为有损转换。业务传输IP化后，可以直接对业务数据进行无损传输，保证音源的高采样率，实现音频高保真传输。

同时，为了防止上层应用平台即业务管理/作业平台出现故障无法使用，可要求该系统具备DSC/SSB RT/ VHF RT/NAVTEX业务处理和运维管理功能，作为应急使用。

业务管理/作业平台：作为机线设备控制系统的上层应用平台，主要承担业务编辑、业务处理、业务流转、业务统计、数据归档与查询以及对系统设备的参数查询、配置、故障检测与报警的管理，操作人员身份的认证及操作权限的管理，对系统运行和操作日志信息记录管理等。根据业务需求，业务管理/作业平台主要具有MF/HF/ VHF DSC业务、SSB无线电话业务、安全信息广播业务、NBDP业务和VHF无线电话业务的管理与操作功能，对目前的各相关操作软件进行封装改造，实现基于IP网络的统一管理和操作，整合各类业务管理操作系统。

4.改进中控系统建设方案

如图1，图2所示。

需发射的信号由中控台通过IP网络传输至发信台，经协议转换后连接网络交换机，送至网口配线和测试架连接至各发信机；发信机输出高频功率信号经馈缆接至天线交换柜或直连，交换连接到各自适用的天线，经相应高频馈管传至发信天线进行无线信号发射。

收信天线接收的电磁信号通过馈缆经收信天线交换矩阵器选择后，传输给IP收信机，形成IP数据包后，经网络交换机，通过IP网络传至中控台，中控台对各类业务进行处理。

改进后的中控系统网络架构为信道层、承载层、控制层、服务层和应用层。其中：信道层包含收信台、发信台等前端设备；承载层主要指传输交换网络；控制层是按照业务运行和网络管理相分离的原则，为服务层提供统一的信道资源控制，完成各类信号的调制解调、降噪处理、协议转换和接口适配；服务层是提供各项业务服务的基础平台，支持遇险安全通信、安全信息播放和常规通信等业务，具有综合、开放的业务能力，能够根据航海保障的最新需求，灵活的推出各項定制化业务；应用层是通过操作席位提供交互界面的业务终端，具有业务操作、状态查看和操作人员管理等能力，通过统一化界面提供一个集成的、标准的、开放的和易于扩展的应用环境。

5.传统中控系统与改进中控系统的比较

传统中控系统：软件系统由于存在多套系统，各系统间相互独立，无法灵活调整及扩展。设备均未能实现数字化、网络化，难以适应现阶段以及未来对设备可控、可管、可视的要求。

改进中控系统：基于IP传输、可实现业务集约化管理，采用主流的B/ S架构设计，业务操作系统一体化设计，所有业务融合到一个平台，使任意终端均具备全功能的业务能力。可以将海区遇险安全通信总值守、安全信息播发一体化、通信业务设备管理等功能高度集成。

6.结束语

根据相关规划要求，明确在2020年我国海岸电台布局优化调整后将形成天津、上海和广州三大中心台的格局。从未来的业务发展上看，现有模拟通信业务必将向数字化通信业务发展，窄带业务必将向宽带业务发展，单一业务必将向多元化业务发展。

本文结合新一代通信信息技术，整合各业务服务平台，提出的改进中控系统能有效提升信息服务能力，可以作为航海保障各类信息传输、处理和服务的共用网络平台，是未来E-航海信息系统的重要基础支撑，衔接GMDSS各类业务服务系统，为航海保障各类信息服务系统提供基础性、共用性服务支撑。

参考文献：

[1]刘锋，安琳.GMDSS 现代化和E 航海背景下的海岸电台发展与应对[J].珠江水运，2015（3）： 79-80.

[2]李建英，苏本征.天津海岸电台安全信息播发业务研究[J].天津航海，2016（2）：58-59.

[3]国家水上交通安全监管和救助系统布局规划（2016年调整方案）[Z].