船舶海上GMDSS通信设备介绍

  全球海上遇险与安全系统(Global Maritime Distress and Safety System, GMDSS)是国际海事组织(IMO)为彻底改革海上安全通信而建立的综合性、强制性系统。它并非单一设备,而是一套集成卫星与地面无线电通信技术、具备七大核心功能的现代化网络。本介绍将系统阐述GMDSS的定义与目标、核心通信设备组成、基于海区的配备要求、设备维护规范,并展望其现代化发展。

  一、 GMDSS的定义、目标与核心设计思想

  GMDSS是根据经1988年修正的《1974年国际海上人命安全公约》(SOLAS公约)建立的国际性系统。其根本目标是确保所有从事国际航行的客船以及300总吨及以上的货船,能够最大限度地获得与安全相关的通信保障。

  与以往依赖人工值守和莫尔斯电报的旧系统相比,GMDSS的设计思想实现了三大根本转变:

  从“船对船”报警到“船对岸”报警:核心是将遇险警报直接、自动地发送至岸上的搜救协调中心(RCC),以便迅速启动大规模、有组织的救援行动,而不仅仅依赖附近船舶。

  高度自动化与简易操作:系统设计允许船员通过按下专用“遇险按钮”即可触发包含船舶识别码(MMSI)和位置信息的警报,极大降低了紧急情况下的操作门槛。数字选择性呼叫(DSC)技术是实现这一自动化的关键。

  基于海区的功能化配备:系统根据岸基通信设施的覆盖能力,将全球海域划分为A1、A2、A3、A4四个区域,船舶根据其航行区域配备相应的设备组合,而非“一刀切”。这确保了通信的有效性和经济性。

  该系统于1999年2月1日起在全球范围内全面强制实施。

  二、 GMDSS核心通信设备组成与功能

  GMDSS设备可归纳为四大分系统:地面通信系统、海事卫星通信系统、定位寻位系统和海上安全信息播发系统。具体设备如下:

  1. 地面无线电通信设备

  这是实现中、近距离通信和遇险报警的基础,主要工作在VHF(甚高频)、MF(中频)、HF(高频)波段。

  VHF无线电装置:这是最常用、最基本的设备。现代VHF设备必须集成数字选择性呼叫(DSC)功能(VHF CH70频道),用于自动发送和接收遇险警报及日常选择性呼叫。此外,它还包含无线电话(RT)功能,用于近距离语音通信,特别是驾驶台对驾驶台的安全避让通信。

  MF/HF组合电台:用于中远距离通信。它集成了单边带(SSB)无线电话、DSC终端和窄带直接印字电报(NBDP,也称SITOR)终端。DSC功能在MF/HF频段(如2187.5 kHz, 8414.5 kHz等)提供遇险报警和安全呼叫,而NBDP则用于发送和接收电文,特别是在遇险和安全通信中传递详细资料。

  便携式双向VHF无线电话:至少配备2-3部,存放于驾驶台和救生艇筏上。用于弃船后救生艇筏之间、艇筏与救助船舶/飞机之间的现场通信。

  2. 卫星通信设备

  提供全球范围(除极地A4区部分区域外)的可靠通信覆盖。

  Inmarsat卫星通信设备(移动地球站MES)‍:

  Inmarsat-C:这是GMDSS中最核心的卫星设备之一。它是一种低成本、数据(报文)通信系统,支持遇险报警、EGC安全信息接收、数据报告和电子邮件等功能。船舶必须通过Inmarsat-C保持对卫星的“登录”,以确保随时可被联系。

  FleetBroadband(F站)/其他现代MES:提供语音、传真和高速数据业务,支持遇险报警和日常通信。早期的Inmarsat-A、B站等已逐步被更先进的系统取代。

  COSPAS-SARSAT卫星应急示位标(EPIRB)‍ :这是关键的二次报警定位设备。当船舶沉没时,EPIRB能自动漂浮并启动,通过406 MHz频率向低极轨道卫星发送包含船舶识别信息和位置的遇险信号,再经地面站转发至RCC。其定位精度高,是船舶在最后关头最重要的报警手段。

  3. 定位与寻位设备

  专门用于协助搜救单位定位遇险船舶或幸存者。

  搜救雷达应答器(SART)‍ :当被9GHz船载或机载雷达波扫描到时,SART会在雷达屏幕上产生一系列等距的亮点,从而直观地指示其位置。它通常存放在救生艇筏上,是现场搜救的关键设备。统计显示,SART是实际搜救中使用频率最高的设备之一。

  AIS-SART:基于自动识别系统(AIS)技术的寻位信标,能在电子海图或AIS显示器上直接显示遇险单位的位置和身份信息,是对传统雷达SART的补充。

  4. 海上安全信息(MSI)接收设备

  自动接收航行警告、气象预报、冰况报告等至关重要的安全信息。

  NAVTEX接收机:在518 kHz频率上自动接收由沿岸台站播发的文本式安全信息,并打印输出。覆盖范围通常为沿岸400海里内(A1、A2海区)。

  EGC接收机:通常集成在Inmarsat-C站内,通过卫星接收覆盖全球或特定海域的安全信息广播,特别是远洋区域(A3、A4海区)不可或缺的信息来源。

  HF NBDP MSI接收机:在远洋区域,通过HF NBDP方式接收MSI。

  三、 基于海区的设备配备要求

  GMDSS的强制性配备要求根据船舶计划航行的海区而定:

  A1海区:至少VHF海岸电台覆盖范围内(约20-30海里)。强制设备:VHF带DSC电台、EPIRB(可为VHF-EPIRB)、SART、NAVTEX、便携VHF。

  A2海区:超出A1.但在MF海岸电台覆盖范围内(约100海里)。在A1基础上,增加MF带DSC电台(或MF/HF组合电台)。

  A3海区:超出A2.但在Inmarsat静止卫星覆盖范围内(大致为南北纬70度之间)。在A1+A2基础上,必须配备两种相互独立的船对岸报警手段,其中一种必须是卫星通信(如Inmarsat-C或F站),另一种可以是HF DSC。

  A4海区:A3以外的区域,主要是极地海域。由于超出Inmarsat覆盖,必须配备HF DSC和MF/HF组合电台,并可能依赖COSPAS-SARSAT EPIRB。

  所有受SOLAS公约约束的船舶还必须满足设备冗余要求,即确保至少有两种独立的方式能完成船对岸遇险报警。此外,船舶的GMDSS设备电源必须由主电源、应急电源和专用备用蓄电池三重保障,备用蓄电池需能支持设备工作至少1小时(VHF)或更长(MF/HF)。

  四、 设备的维护、测试与人员要求

  为确保GMDSS设备始终处于可用状态,公约规定了严格的维护要求:

  双套设备或岸基维护协议:船舶必须通过携带双套关键设备,或与认可的岸基维护单位签订服务协议,来确保故障时能及时修复。

  海上电子维护能力:船舶需配备适当的工具、备件和测试设备,使持证船员能进行基本的故障诊断和修复。

  日常测试与记录:DSC设备需每日进行自检,VHF/MF/HF DSC需每周在专用测试频道上进行呼叫测试,EPIRB和SART需定期检查并按规定进行年度测试。所有测试必须记录在无线电日志中。

  在人员方面,操作GMDSS设备的值班船员必须持有 通用操作员证书(GOC)‍ ,该证书有效期通常为五年,证明其具备操作所有GMDSS设备并进行遇险、紧急和安全通信的能力。

  五、 现代化发展与未来展望

  GMDSS本身也在不断演进。IMO已启动GMDSS现代化进程,旨在整合新技术。这包括:

  引入新的卫星服务提供商:如铱星(Iridium)通信系统已被认可为GMDSS的卫星服务提供商,提供了全球(包括极地)无缝隙的覆盖。

  应用新技术:如甚高频数据交换系统(VDES)、海上数字广播(NAVDAT)等,旨在增强数据传输能力,支持e-航海战略。

  集成北斗等新系统:例如,中国建立的GMDSS工作站已集成北斗三号技术,提升了区域通信覆盖和定位能力。

  总结

  GMDSS通信设备是一套为现代航运量身定制的、多层级的“安全网”。它通过卫星与地面无线电的互补、自动化报警与人工通信的结合、以及基于海区的精准配置,将每一艘船舶都纳入全球性的安全网络之中。从日常安全信息的静默接收,到危急时刻“一键报警”的强力救援,GMDSS设备始终是保障海上人命安全最核心的技术支柱。

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