我国海洋渔船北斗卫星应用现状与发展建议

文|虞嘉禄 朱勇

1.上海市农业农村委员会

2.中国水产科学研究院渔业工程研究所

一、引言

北斗卫星导航系统是我国自主建设运行的继美国GPS、俄罗斯GLONASS 之后第三个成熟的卫星导航系统，可为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务。2020 年7 月，北斗三号完成组网并正式开通，其在定位精度、测速精度、授时精度等各项服务指标都处于全球领先水平，特别是可以实现1000 汉字/次的短报文发送，既能提供导航定位服务，也能在船与船、船与岸之间进行方便快捷的文字信息传递，十分契合海洋渔业生产的实际需求。

渔船北斗终端是开展动态船位监测、保障航行作业安全的重要船载安全通信导航设备。“十三五”期间，农业农村部统筹渔业油价补助专项资金，支持和引导各地开展海洋渔船通导与安全装备更新改造项目，为海洋渔船配备安装北斗二号卫星终端，建设渔船动态监控管理系统及数据中心，渔船信息化和安全水平大幅提升。然而从实际效果看，现有北斗二号终端运营管理模式与各地项目驱动型管理方式之间存在结构性矛盾，北斗终端的管理面临业务不协同、统一调度难、北斗ID 登记混乱等问题，客观上制约了北斗卫星在海洋渔业更为深入的融合应用。

二、北斗渔业应用现状

1.北斗卫星终端应用的总体情况

由于海上环境的特殊性，通信导航设备是船与船、船与岸之间相互通信的重要手段，对保障渔船航行作业安全、提升应急救援效率和辅助执法监管等可发挥重要作用。近年来，随着经济社会发展，各门类科学技术突飞猛进，新的材料、机械、电器、电子、控制、信息技术逐步应用于海洋渔业，渔船通导技术不断发展，取得长足进步。北斗卫星终端凭借独有的双向短报文通信功能，不仅能够实现船舶导航定位授时功能，还能够帮助管理部门实时监控渔船动态、提供遇险救助联络，从根本上解决渔船“看不到、呼不着”的问题。

在海洋渔业中，北斗卫星终端主要应用于以下场景。一是遇险报警和搜救协调服务。北斗终端提供海上遇险和安全通信，支撑船位监控系统遇险中继告警转发、搜救协调通信和搜救紧急与安全通信。二是海上安全信息播发服务。向渔船提供航行警告、气象预报和其他与航行有关的紧急信息，提供多预警手段、多时段和多区域的海上安全信息播发服务。三是船舶位置报告服务。基于北斗双向短报文提供船舶位置信息的转发、储存和查询服务，通过电子地图直观显示海上用户位置，面向管理部门转发辖区范围内船舶位置信息。四是行业扩展应用服务。根据渔民、船东、管理部门实际需求，提供行业特有的通信服务和数据推送服务，如电子渔捞日志填报、夜间值守点名、进出港报告等。图1 为福建省渔船动态监控管理系统北斗卫星典型应用。

2.北斗卫星终端应用典型案例

（1）保障安全救助

2019 年12 月5 日凌晨6 点，“闽狮渔”某船在厦门东南方向120 海里附近海域，因大风浪侵袭翻扣，船上17 人遇险，船上配备的北斗示位仪第一时间自动向管理平台发出事故报警，实现渔船事故早发现、早报警、早处置，最终成功获救13 人。

（2）辅助生产监管

2021 年 9 月12 日上午，东港市渔业渔民渔船管理局通过监控平台发现28 艘渔船北斗信号集中在一个点位，经逐船核查历史轨迹、点位对比，判断一艘渔船涉嫌携带多台北斗终端逃避监管。随后，渔政执法船赶赴相关海域，现场抓扣了辽某渔运渔船后甲板藏匿的28 台北斗终端设备，并移交海警、公安机关以涉嫌危险作业罪对涉事船只及人员开展立案调查。

（3）台风应急防御

2020 年四号台风“黑格比”登陆福建之前，福建省渔业减灾中心工作人员通过北斗渔船动态监控管理系统实时监控台风可能经过海域的船只动态，台风登陆前24 小时，福建省成功撤离作业渔船1290 艘，转移上岸船员21540 人。

3.北斗卫星终端建设情况

目前，各地应用的北斗二号卫星系统用户数量已超过设计用户最大承载量，国家层面已停止北斗二号系统用户申请。由于卫星长期超负荷运行，定位信号、短报文延迟甚至丢失的情况时有发生。根据国家北斗卫星整体运营规划，两年内北斗终端将完成从二号向三号的全面过渡。为适应这一趋势，2020 年7 月北斗三号正式开通后，渔业部门陆续启动北斗三号卫星应用建设谋划工作，青岛、海南两地已启动3663 艘北斗三号终端建设工作，预计2023 年底前完成。渔船北斗三号终端除支持北斗三号卫星最新技术体制和数据传输协议外，还补充了自供电、防拆卸等技术特性，能够满足渔船全天候、全时段动态监管需求，从技术角度阻断了私自关机、拆卸设备等违法违规行为。结合渔船生产作业实际和船体客观条件，对大中型和小型渔船配备的设备类型进行了区别规划。其中，大型渔船主要配备北斗三号浮离式终端，包含触摸式显控屏，具备短报文双向通信、拆卸/ 离线报警等功能；小型渔船配备北斗三号一体式小型终端，集成太阳能、短报文回传、拆卸/ 离线报警等功能。同时，配套建设的船位监控管理平台，可实现低电量预警、远程软件升级、船舶进出港报告，以及船舶区域分布、船舶报警、船舶离线时间统计等功能。

三、北斗卫星终端运营管理模式及存在的问题

1.北斗二号终端运营服务管理模式

海洋渔业是北斗民用业务重要的应用领域之一。中国卫星导航定位应用管理中心作为北斗民用业务的管理机构，负责北斗导航民用资质管理、地面系统运维、短报文卡（简称北斗ID 卡）审批、实名信息登记等工作。目前，海洋渔船以安装北斗二号终端为主，其采用运营商分理模式经营（图2）。分理级运营商（约10 家，渔业行业主要有北斗星通、上海普适、福建飞通）具备独立的发卡权限，通过网络专线与北斗地面站连接，接收北斗ID 卡及终端数据，并采用企业协议对外提供分理级服务。各地渔业渔政主管部门与分理级运营商建立网络连接，通过船位监控系统接收渔船北斗动态数据。

图2 北斗二号运营管理模式

2.北斗二号终端推广应用中存在的问题

（1）系统不连通、终端调度难

北斗短报文是船岸通信的重要技术手段，承载事故报警、灾害预警、指挥调度、安全救助等业务。目前，各地船位监控系统调用的北斗服务主要基于分理级运营商自建系统平台，所使用的通信协议、数据格式等均为分理级运营商私有，无法实现跨区域、跨运营商的北斗终端调度。随着管理层级的提高，如部、省一级系统平台，所辖渔船的实际运营管理权限来自不同分理级运营商。往往平台层级越高越是只能实现船位汇总展示功能，通信调度能力较为有限，这一问题在靠泊港监管、异地船舶通知、气象预警服务等应用中尤为突出。此外，各运营商之间缺少统一的编码命名规则，各地船使用指挥机发送的短报文没有统一规范的平台标识，导致渔民不知道收到的短报文来自哪里，船岸信息传递不畅，双向短报文效能没有得到充分发挥。

（2）标准不统一、数据共享难

由于所属的分理级运营商不同，渔船北斗传输协议不一致，数据格式不统一、不规范，给全国范围内的数据共享交换和集中管理带来不便。尤其是地区内不同市县配备不同运营商设备后，数据融合方面会存在问题，导致船位监测系统内，船位监控数据缺失或与实际渔船匹配不上，省内监控平台需要对接多个运营商，系统复杂度和稳定性受到影响。从项目成本角度看，企业以盈利为目的，获取数据成本高，各地重复对接数据，造成项目建设成本的浪费。

（3）船号不对应、信息掌握难

各省市利用渔业补助资金开展船载终端建设项目。具有分理级北斗资质的企业中标后，提供规定数量的终端设备，通过北斗入网检测，提供运输、安装、培训及售后服务。各省市渔业主管部门提供渔船登记的身份信息，汇总到中标的分理级运营商，由其统一申请办理北斗ID 卡。这一模式属于伴随项目发生的“一次性”流程，在后续船舶发生跨地区买卖、设备变更、注销拆解等情况时，极易出现北斗ID 卡所载信息与船舶实际信息不匹配情况，管理部门不能第一时间掌握信息变化，以致船位监测系统内渔船与北斗ID 对应关系无法实时更新，“一船不能对应一号，一号不能反映一船”的现象较为突出，船位数据无法追踪，给安全监管带来较大隐患。

四、北斗卫星终端管理政策建议

（1）做好顶层设计实现北斗ID 统一管理

制定全国统一的渔业北斗数据传输协议，统一报位、报警、报告格式，从顶层设计上对渔业北斗数据资源进行集中管控。加强与中国卫星导航定位应用管理中心对接，通过专线形式接收行业管理的北斗动态数据，统筹协调北斗卫星通信资源，保障渔船用户服务水平。针对北斗ID 管理混乱问题，借鉴渔船九位码管理模式，通过全国渔业无电线综合服务平台统筹北斗ID 号码资源，对北斗ID 号码的分配、核发、变更、注销等环节实施全周期管控，实现“一船一号、号随船走”的终身制管理。

（2）建设行业分中心优化信息支撑服务

加强北斗应用与各地渔船船位监管业务融合，建设北斗三号卫星渔业行业分中心，承担海洋渔船北斗ID 卡的制作分发和登记管理，渔船船载终端型式认可和入网检测等工作，提供基于全行业北斗数据的信息共享、短报文转发、数据推送、指挥调度以及各类信息增值服务。探索拓展基于北斗三号图像、语音传输功能的遇险报警和搜救协调、海上安全信息播发、商渔船会遇互联等服务。

（3）由近海向远洋逐步推进应用示范

根据国家北斗发展规划，两年内北斗终端将完成从二号向三号的全面过渡。为更好适应这一发展趋势，提前布局北斗二号存量用户迁入工作，争取延续现有服务，避免重复建设。同时引入有关企业、运营商、制造商共同研究制定相关标准规范，进一步验证设备功能，提高设备运行可靠性和数据回传稳定性，组织开展北斗三号终端示范应用，由近海向远洋逐步铺开，充分挖掘北斗三号在海洋渔业应用潜力，提升管理服务水平，切实造福渔民。