多功能航标建设的几点思考.pdf
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1、引言 海洋立体感知网是“智慧海洋”的信息来源,我国已建立覆盖管辖海域的初步立体感知网,为认知海洋温、盐、流、浪等分布及变化,提升海洋灾害应对和生态保护能力,应对气候变化等发挥了重要作用。在航标上加载气象、水文等传感设备可以实时获取海洋气象、水文、水质、生态、动力等参数,可以为防灾减灾、海洋经济、海上军事活动等服务。随着科技发展和海洋环境监测、预报的需要,人类探索海洋、认识海洋的步伐不断加快,新型海洋感知具有深远意义和广泛前景,这意味着多功能航标建设进入新时代,传统航标建设急需转型升级,多功能航标建设迫在眉睫。1 多功能航标建设的需求分析1.1 多功能航标建设必要性分析交通运输部印发了关于推动交
2、通运输领域新型基础设施建设的指导意见提出:“到2035 年,交通运输领域新型基础设施建设取得显著成效,加强泛在感知设施、先进传输网络、北斗时空服务在交通运输行业深度覆盖,打造陆海空天一体化的水上交通安全保障体系。”“陆海空天”一体化的水上交通安全保障体系旨在构建形成多维感知、全域抵达、高效协同、智能处置的一体化水上交通运输安全保障体系,将在多维感知技术和装备、海上专用通信网络技术与核心设备、水上交通大数据与智能管控一体化平台等方面深化科技创新。近年来,科学技术发展日新月异,电子技术、无线电通信、网络技术等迅猛发展,航标新技术、新材料、新能源不断开发和利用,航标维护质量、效能和效率持续不断提升,
3、航标对外导助航服务能力和水平也愈来愈高,这为船舶航行安全提供有效保证的同时,也为海上各类活动提供了更为全面可靠和更加便捷高效的服务保障。同时,新科技、新技术在航标领域的大量应用使传统航标的服务功能、自身质量和管理模式等诸多方面发生了深刻变化,尤其无线电航标的作用日渐凸显,其对传统航标带来的冲击是显而易见的。可预见这一影响未来还将不断加剧,特别是 e航海的建设发展和智能航运等技术发展,标志着航标发展已经进入了一个全新的数字化、信息化和智能化时代。在航海保障需求的不断提升和航标新技术迅猛发展的背景下,航标在多功能化、数字化和智能化方面的发展将成为必然趋势。以航标发展为基础,“陆海空天”一体化水上交
4、通安全保障体系建设为契机,顺应 e航海发展趋势,推动传统航标“赋能升级”,打造多维感知、科技创新的航海保障服务新装备势在必行。1.2 多功能航标建设的可行性分析当前,新一轮科技革命和产业变革孕育兴起,现代信息技术、新能源、新材料技术等与水运行业的深度融合,智能航运、绿色航运已成为整个行业正在经历的时代变革。新材料、新技术在航标领域的大量应用使传统航标的服务功能、自身质量和管理模式等诸多方面发生了深刻变化,极大丰富了船舶助航和航海保障的手段和途径。多功能航标是在传统导助航基础上,搭载一定的环境信息感知设备,实现其他特定功能和用途的助导航设施。一是浮体材料的轻型化和可组装化,二是通信手段的多样化,
5、三是感知设备的小型化和节能化,四是各类信息处理智能化。要适应这种趋势,势必将瞄准新一代信息技术、人工智能、新材料、新能源和新装备等世界科技发展前沿,发展多系统、多网络、互联互通的综合航海保障平台,提供层级递进的立体导助航服务、多元化的航海保障服务产品。以科技创新引领航海保障技术发展,全面推进科技手段在航海保障各多功能航标建设的几点思考多功能航标建设的几点思考摘要:本文在交通强国、海洋强国的大战略背景下,根据海事航海保障事业面临的新形势、新任务,分析多功能航标建设的紧迫性和必要性,并结合上海航标处多功能航标建设实际对如何推进建设多功能航标提出了具体建议和意见。关键词:多功能航标;建设;紧迫张 峰
6、(交通运输部东海航海保障中心上海航标处,上海 201208)NAVIGATION航海46Marine Technology航海技术领域的应用,推动航海保障服务与技术向立体化、智能化、多元化,让航海者享受优质的服务保障。随着航运业的发展与科技的进步,相关政策、规划等对航海保障提出了新的要求,尤其是在航标方面,重点提出对传统导助航设施进行数字化智能化改造(以下简称“多功能航标”),提升水域海洋数据监测能力,最终形成分区分级、层级递进的综合导助航服务网络。航标作为海上航海保障服务的重要设施,在航海保障需求的不断提升和航标新技术迅猛发展的背景下,航标在多功能化、数字化和智能化方面的发展也将成为必然趋势
7、。2 多功能航标实施过程中的问题思考2.1 多功能航标布设的科学性多功能航标因为需要搭载信息采集终端、数据传输及计算终端,因此成本较高,能耗较大,具有较强的技术性,前期并未大规模开展布设。靠一个单位建设多功能航标感知网是十分困难的,海洋气象水文监测部门、各科研单位、监管部门等多多少少在海洋气象、环境等方面建设了一定量的多功能航标,要结合各单位布局,形成资源共享、优势互补的共建格局。多功能航标的维护海区航标维护规定对航标维护进行了明确的要求,但是一旦多功能航标建成,势必也要对多功能航标感知设备进行一定量的维护,因此航标维护周期与感知设备维护周期要紧密结合。此外,要善于联合专业单位进行维护,在交通
8、、资源等方面予以支持,以数据共享、资源共用实现共赢。2.2 多功能航标技术路径首先,我们要明确的一点是,多功能航标是面向航海用户和涉海管理者的,因此决定了多功能航标技术实现路径需要有 2 个,一个是面向航海用户的信息播发,另一个是面向管理者的信息掌控,这就使得多功能航标应具备实时播发和实时数据传输到管理中心两个功能。在第一个功能上,要结合航海用户需求,实现目前驾驶人员可视可听的信息传播,第二个功能上要实现数据的存储、分析、预判等功能,便于管理者对海上活动进行安全监管。2.3 多功能航标合作机制和数据共享多功能航标一是合作建设,在设备投入资金较大的情况下,可以利用航海保障部门的优势,提供基础设施
9、供多功能设备安装,而相关部门可以提供装备,实现共享共建。二是数据共享,可以在信息安全的前提下,共享采集数据。三是要充分考虑数据标准和数据格式问题,建议按照 S100 系列标准建立数据库。四是要考虑未来技术发展需要,如 VDES建设和北三建设的需要。3 多功能航标的功能要求多功能航标应具备传统导助航功能和其他特定功能,传统导助航功能主要是视觉、无线电和音响航标功能。其他特定功能又可以按用途分为气象、水文、CCTV、雷达、环境监测等。多功能航标除具有导助航功能外,又具有其中一种或多种特定功能。列举如下:3.1 目视导航服务传统的目视导航,仍然是多功能航标的主要功能,其按照相关标准,依托主体形态和导
10、航灯器,为船舶实现目视导航功能。3.2 无线电导航无线电导航是多功能航标标准导航职能的标准配置,基于 AIS 通信的智能航标,不仅可利用目前标准的AIS要求导航,并且可以通过 AIS 信道开展水文气象等其他导航类信息的播发,提供船端用户完整、全面的综合导助航服务。3.3 水文气象服务水文气象服务一直是船舶驾引人员导航的必要信息,利用多功能航标水文、气象监测功能,通过AIS信道播发功能实现多功能航标所在水域局部区域的水文气象服务,是大区域范围水文气象服务的补充。3.4 空气环境监测服务在践行国家战略的趋势下,环境保护要求日益提高,对于海上空气监测,也是国家环保管理单位的需要补充完善的部分,海上空
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