《北斗系统在海上智能交通安全系统中的应用》
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摘 要 本文针对北斗系统在海上智能交通安全系统中的应用,结合理论实践,在简要阐述北斗系统发展现状的基础上,分析了构建海上智能交通安全系统的要点,并提出北斗系统在海上智能交通安全系统中的具体应用.分析结果表明,北斗系统是我国现阶段最先进的导航系统,将其应用到海上智能交通安全系统,可大幅度提升海上交通安全信息的准确性和可靠性,有助于实现智能化和智慧化,值得推广应用.
关键词 北斗系统;海上智能交通;安全系统;航标
引言
在我国海上运输事业飞速发展的背景下,船舶事业取得了良好发展,逐步向着大型化、高速化的方向发展.但相比于陆地交通安全,海上交通安全事故造成的影响,对船舶的安全航行,海洋生态环境等都有非常严重的影响.将北斗系统应用到海上智能交通安全系统中,可大幅度提升海上交通的安全性,保护海洋生态环境.基于此,开展北斗系统在海上智能交通安全系统中的应用研究就显得尤为必要.
1我国北斗系统发展现状
目前我国正在建设北斗3号全球定位系统,在2018年年底,3号全球定位系统已经基本建设完成,实现了全球覆盖,主要是满足“一带一路”的发展需求.3号全球定位系统共有30颗卫星,其中3颗为GED卫星,3颗为IGSO五行,其余24颗是全球跑卫星.和其他国家的导航系统相比,3号全球定位系统是全球第一个融合了导航和通信为一体的卫星导航系统,可实现双向短报文通信,这一点是其他系统无法比拟的.也是全球第一个实现了卫星之间可以相互测距、相互通信的系统,无须地面支持,也可以存活90天以上.
3号全球定位系统的另一个优势是可提供单点高精度定位,任何一台接收机,在任何一个地方,都可以实现米级定位.现如今,北斗系统飞速发展,为导航定位和智能交通安全系统的构建提供了技术支持.到2019年4月,国内有620万辆运营车、3万辆邮政和快递车辆,36个城市的约8万辆公交车、3200余座内河导航设施、2900余座海上导航设施,都应用了北斗系统,目前已经成为全球最大的运营车辆动态监控系统.
2构建海上智能交通安全系统的要点
2.1 面临的挑战
数字化不断发展的背景下,数字海洋得到了良好发展,海上智能交通安全系统作为数字海洋的基础組成部分,保证交通安全信息能够及时传输到指挥控制平台,是实现数字海洋的关键.但就目前发展现状而言,海上智能交通安全系统仍然存在较为严重的“信息孤岛”问题,无法和港口上产相互协同发展,严重影响了数字海洋的建设步伐,也影响着港口效益和海上交通指挥[1].比如：一些港口的经营人员,无法及时准确获知交通业务部门的相关信息,无法对航道船舶的密度、锚地停船信息等及时获取和协调处理,致使很多生产计划无法落实到实处.如何有效解决海上智能交通安全系统“信息孤岛”问题,构建全方位服务海事管理人员、口岸单位、相关企业和社会公众,集智能交通、海上应急指挥、港口运营为一体的海上智能交通安全系统,是目前面临的新挑战.
2.2 物体智能化信息管理
在万物互联的背景下,通过RFID技术可为各种物体贴上电子标签,通过移动或者固定的RFID感应器,就可以对物体的各种属性进行感应识别.结合北斗系统定位的功能,按照之前约定好的协议,将物体和互联网相互连接,实现物和物之间的信息交换和通讯,将海洋上的VTS、AIS、DNM雷达、GNSS等信息,通过传感器及时汇总到一个平台上集中处理和分发.实现物体智能化信息管理.北斗系统是一种集定位、导航、通信、授时等各项功能一体的时-空信息传感器,应用在海上智能交通安全系统中具有得天独厚的优势,值得大范围推广应用.
2.3 构建方式
基于北斗系统的海上智能交通安全系统,可实现多系统的集成,从而构建起一个智能交通网络.在具体设计中,要结合相应的地理特性、使用范围、操作环境,采用因特网+北斗系统相互结合的构建方式,海上智能交通安全系统终端上的各种定位信息、状态信息等,可通过AIS/BDS网络及时传输到AIS应答器和BDS芯片的控制指挥中心,从而实现物和物互连的智慧海洋,数字海洋.
3北斗系统在海上智能交通安全系统中的应用
3.1 在海事部门管理系统中的应用
海上智能交通安全系统的主要需求主体是海事部门,在具体管理中应用北斗系统,可对海事部门管理辖区水域上的交通安全、防治船舶污染等进行集中同一管理.海上智能交通安全系统可看做是海上交通管理和港口服务智能化水平的提升或者延伸.通过北斗系统+因特网技术,可将AIS、VUS等联合到一起,相互之间协调配合,从而充分发挥海事部门的监督管理职责.在北斗系统支持,海事部门可对VTS雷达、航标信息等进行全天候、实时监控,发现安全海上交通安全事故及时开展救援,降低损失.同时,也可以实现海上智能交通系统实时监控管理和相关的信息发布,便于海事部门及时、准确、快速获取交通信息,及时对海上交通进行指挥,为船舶安全保驾护航.
3.2 在VTS系统中的应用
通过北斗系统可对VTS雷达采集的传播数据进度、可靠性等进行全面检验,保证各项数据的真实性和有效.确保进入海上智能交通安全系统的动态空间数据真实与有效,为指挥船舶进港、停泊、出港等提供真实的数据支持[2].同时正确分析船舶数据,实现航道、港口、海洋资源的高效整合和合理配置.
3.3 在航标系统中的应用
通过北斗系统天线和接收模块,可准确获知航标的经纬度定位数据,再用传感器来采集航标灯的工作状态及运行参数.各项信息和数据,通过单片机简单处理之后,再通过北斗系统上的通信模块及时传输到监控中心.监控中心则通过高性能计算机、收发设备、差分GNSS处理技术等,保证海上智能交通安全信息数据处理分析的及时性和可靠性.
4结束语
综上所述,本文结合理论实践,分析了北斗系统在海上智能交通安全系统中的应用,分析结果表明,北斗系统是目前全球范围内都比先进的导航系统和通信系统,将其应用到海上智能交通安全系统,可保证各项信息传输的安全性、准确性、及时性,为海上智能交通安全系统的高效运行提供数据支持和理论指导,为实现数字海洋、智慧海洋奠定坚实基础.
参考文献
[1] 杜飞.卫星导航定位系统在智能交通系统中的应用研究[J].华东公路,2007,（2）：86-87.
[2] 陈扬,吴海乐.北斗系统在全球海上航运领域的应用[J].卫星应用,2019,88（4）：18-20.
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北斗卫星导航系统和交通引用文献:
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