GPS在海事巡航救助中的应用

　　摘 要：使用并充分发挥全球定位系统（GPS）的作用，无疑对提高海事巡航救助效率，确保水上交通安全及保护环境有着十分重大的意义。笔者通过分析GPS监控系统的应用现状、技术特点、存在的问题，探讨其在海事巡航救助中的应用和发展前景。
关键词：全球定位系统（GPS） 海事巡航救助 应用 
　　近年来，全球定位系统（GPS）在我国航运和海事管理上的应用由简单到复杂，单一到系统，至今已经发展成为集GPS、GIS（地理信息技术）和计算机网络技术为一体的水上交通管理综合系统，功能逐步完备，得到了广泛应用。本文即将阐述的全球定位系统（GPS）就是指这种集成后的水上交通管理系统（以下简称GPS监控系统）。
应用现状及发展趋势
1.初期应用 
　　在我国长江上，全球定位系统（GPS）初期应用基本上是沿用车载GPS系统模式。如中国长江航运集团重庆长江轮船公司于2001年建设的船舶监控系统，四川泸州在2003年建立的覆盖20多艘船的GPS系统，此外还有民生公司、重庆轮船公司均建立了类似系统。这些系统的特点是功能比较单一，不具备预警功能和多船实时跟踪功能，船舶终端和监控管理终端之间在线信息 交换量小，而且建设平台均基于单独的航运企业内部，相对封闭，标准不统一，各系统未实现互联互通。在系统的网络物理结构上也采用的C/S结构，网络覆盖面窄，应用规模有限。 
2.应用现状 
　　目前，在长江上应用成功、最具代表性的GPS监控系统主要有重庆市港航管理局开发的“重庆市水上交通管理监控系统”、长江海事局开发的“长江水上交通安全GPS系统”以及三峡通航管理局开发的“长江三峡水上GPS综合应用系统”。这类系统都是采用GPS或CDMA1X（移动通信技术）、GIS（地理信息技术）和计算机网络技术为一体的水上交通管理综合系统，采用B/S结构，互联网连接，为开放式平台。由于在开发设计上充分考虑了相互兼容，虽然各系统为单独开发，但经过后期沟通整合，已实现了互联互通。这类第二代GPS系统在监控管理功能上相较第一代技术也更为强大，下面以重庆市港航管理局开发使用的“重庆市水上交通管理监控系统”为代表对其功能进行简单介绍。
　　１）管理和监控。系统提供了防碰撞、追越、航道障碍物等预警功能；对违章航行发出警示指令的警告功能；查询船舶基本信息，定位跟踪，历史轨迹回放，集群通信和船岸通信等功能；通过电子围栏对指定船舶进行限制其驶出或驶入指定水域的功能，向指定船舶或指定水域内的船舶发出指令的功能等。
　　２）相邻船舶互见功能。该功能可以理解为AIS的简化版，即船舶与船舶在一定的范围内可以自主识别。具体表现为船舶和服务器之间连续交换数据（交换速度和交换信息内容可以动态设置，重庆市港航管理局目前为10秒，三峡通航管理局系统为20秒），其中服务器向船舶发送以船舶为中心的一定半径内（可以动态设置，目前重庆市港航管理局半径为3km）其他船舶的动态及情态信息。船载终端发送的数据包含以下信息：船名等静态信息以及船位、航向、航速等动态信息。
　　3）助航报警功能。通过船载终端提供的电子江图（可以在线更新）和系统功能实现定位和助航；安全预警，接受防碰撞、会船、追越、航道障碍物等预警信号；安全告警，接受对违章航行发出警示指令；一键报警功能，船舶发生紧急情况后，只要触发按钮，海事管理部门（可动态设置）、船舶所有人（或经营人）即可收到报警信息。
　　4）船舶定位和调度。为船舶所有人和经营人提供船舶的定位与实时跟踪、轨迹存储与回放、集群通信和船岸通信等，同时还具有海事管理部门除通过电子围栏对指定船舶进行限制其驶出或驶入指定水域以外的所有功能。
GPS监控系统的特点
　　目前，由于第一代GPS监控系统自身局限性，正逐渐被第二代GPS监控系统替代。 
现有的系统平台都是一个多功能的平台，通过合理的功能模块和逻辑结构的划分，使之能方便地拆分组合，适应多种应用，采用B/S架构，能充分运用互联网的优势，满足各种需求，如各种不同系统之间的连接等。
　　现有的系统都是采用成熟技术开发的，除少数应用程序外，都是自主开发集成的，方便进一步扩展与完善，风险较小。
　　GPS监控系统与目前使用最广泛的VT S雷达加AIS监管系统比较，具有投资少、覆盖范围大、应用更广泛及适应性强的优势；同样规模的监管系统，GPS监控系统的投资要小得多，能覆盖更大范围，能为更多用户提供服务，且受气象、地理的影响小，具有良好的应用前景。
发展趋势及在海事巡航救助中的可能应用 
　　交通部在2001年5月29日颁布的《2001-2010年公路水路交通行业政策及产业发展序列目录》作出了“开发水路运输安全监控与事故应急系统。……中远期采用多媒体技术、电子海图技术和GPS技术等，开发综合船舶交通动态信息系统，为社会提供更广泛的信息服务。……发展GPS（DGPS）、VTS、AIS、ECDIS等一体化的沿海监控助航技术集成系统。”的规划。同时，按照《中国海事工作发展纲要（2005——2020年）》的规划，“发展的方式将从……沿海、内河水网和非水网地区协调发展 。……发展的阶段将由初步实现‘监管立体化、反应快速化、执法规范化、管理信息化’迈向‘交通海事、阳光海事、数字海事’新阶段。”这一系列的指导政策对海事监管在巡航救助要加快信息化技术利用提出了明确的要求。可以预见，在不久的将来，船舶签证、安检系统，甚至船舶登记、检验以及船员管理系统，都将可能与GPS监控系统互联，气象、水文监测信息系统与GPS监控系统联网也只会是时间的问题。我们深信，作为人命救助、海事现场管理重要手段的海事巡航救助应用GPS监控系统将成为必然。
GPS监控系统在海事巡航救助应用中可以发挥以下几个方面的效用：
　　其一是提高巡航救助的效率。GPS监控系统与雷达配合使用，使全天候的巡航救助成为可能，能有效克服恶劣气候对海事巡航救助的影响，从而提高巡航救助的效率。同时由于GPS监控系统具有AIS功能，遇险船舶只要进入系统设定的半径范围内，救助船艇即可十分方便的通过船载终端定位遇险船舶，特别是在夜间及能见度不良的情况下，将可以节省更多的时间。同时，可以通过系统发现、选择事故船舶附近的社会救助力量，指挥其为遇险船舶提供及时救助。
　　其二是提高救助的决策能力。现阶段GPS监控系统一般收录有船舶的简单信息，可供查询。一旦其与海事管理系统连接，在进行紧急情况救助时即可查询到事故船舶本航次船员及载客数量、船舶载货种类、数量、始发港、目的港等数据，船舶的船长、船宽、吨位等与救助紧密相关技术数据，通过回放系统存储的历史数据了解事故船舶事故前的运行情况，掌握事故船舶的初步原因，为救助决策提供第一手准确翔实的资料。
　　其三是提高海事巡航救助的整体水平。海事巡航时间按长江海事局规定，一般情况下为每天2小时左右，其覆盖面仍然有限。应用GPS监控系统后，对于有条件的巡航救助站点，可以通过互联网使用监控管理终端对辖区水域进行管理，没有条件上互联网的可以开启巡航船艇上的船载终端对辖区水域进行管理，从而提高巡航救助整体水平。
　　其四是可以加强海事巡航救助的管理。由于系统入网方式的高便捷性，海事机构的管理指挥层在任何地点、时间都可以通过GPS监控系统对巡航救助船艇进行调度管理，从而实现高级管理层与现场之间的“零”距离管理。
存在的问题及对策

尽管第二代GPS监控系统具有许多优点，但从目前来看还是存在不少问题需要加以改进、完善。
1.电子江图问题
　　目前GPS监控系统使用的电子江（海）图都存在一定误差，在港口、码头、大桥及水利枢纽工程附近误差更大。还存在各系统开发地附近的地图制作得相对准确详细些（如长江海事局开发的系统，武汉附近比较详细准确），其余就误差较大的情况。同时，不同系统之间地图格式不一致，影响跨地区使用。
　　对策：按照部海事局《中国海事工作发展纲要（2005——2020年）》“扩大电子海图的应用和服务领域范围，提高海图更新速度，增强海图现时性”的发展思路，跨行业、部门、地区之间应通力合作，资源共享，制作准确的长江流域电子地图供系统使用。
2.政策规范支持 
　　使用GPS监控系统进行管理的特点是需要船舶开启船载终端设备的支持，但是，部分船舶为了逃避监控，拒绝安装船载终端设备，或安装设备但在敏感区域和处于违章违纪的临界状态下关闭终端设备，在短航线不开启终端设备，严重影响系统功能的发挥。
　　对策：国务院交通主管部门尽快牵头制定使用GPS监控系统的管理规定，规范船岸使用GPS监控系统的行为。
3.对船员引航驾驶的影响
　　使用系统终端的助航功能后，部分船员对助航信息形成依赖性，怠于引航与航道技术学习。
全球定位系统（GPS）应用于巡航救助有着广泛的前景，对提高巡航救助能力、改善水上交通安全管理、对水上人命安全和环境的保护将具有重大意义。