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中國3顆交通VDES衛(wèi)星首發(fā)成功 為全球天地一體海上安全通信貢獻力量

來源:中國交通報 2021-10-15 14:43

10月14日,由中國交通通信信息中心與航天科技集團八院、北京和德宇航技術(shù)有限公司(簡稱和德宇航)合作的3顆交通甚高頻數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)衛(wèi)星(簡稱交通VDES衛(wèi)星),在太原衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射成功。

空天一體,天地互聯(lián),用衛(wèi)星定位航海坐標、升級航運服務(wù)。此次衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)成功完成,不僅標志著我國自主可控的交通VDES衛(wèi)星系統(tǒng)建設(shè)邁出重要一步,為提升我國海運通信安全保障能力打下了堅實基礎(chǔ);也意味著中國在全面建設(shè)升級全球海上安全通信系統(tǒng)工作中確立了新的發(fā)展坐標。

那么,什么是VDES?加快建設(shè)VDES,有什么重要作用和意義?我國為什么要積極致力于VDES建設(shè)?未來VDES將如何介入和改變我們的生產(chǎn)、生活?針對一系列公眾關(guān)心的問題,本報記者專訪了深度參與VDES創(chuàng)建工作的資深專家——中國交通通信信息中心副主任宋溱。

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中國交通通信信息中心副主任宋溱

記者:對于很多公眾而言,VDES是一個全新概念。您能不能簡要介紹一下什么是VDES?

宋溱:甚高頻數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)(VDES)是船舶自動識別系統(tǒng)(AIS)的升級,在保持現(xiàn)有AIS功能和體系基礎(chǔ)上,增加了特殊應(yīng)用報文(ASM)和寬帶甚高頻數(shù)據(jù)交換(VDE)功能。2013年,國際航標協(xié)會(IALA)首次提出VDES概念,并在2015年世界無線電通信大會通過。

天地一體的新一代VDES由新增的衛(wèi)星星座、升級的岸基系統(tǒng)、終端和大數(shù)據(jù)平臺等組成,功能包括:雙向通信、擴展廣播信息播發(fā)、氣象導航等專用信息通道、衛(wèi)星遠距離AIS(LAIS)、特殊應(yīng)用消息業(yè)務(wù)(ASM)、地面VHF頻段數(shù)據(jù)交換和星地VHF頻段數(shù)據(jù)交換業(yè)務(wù)(VDE)。

對于使用者來說,VDES有三方面顯著變化。首先是系統(tǒng)對船舶位置報告和安全性相關(guān)信息給予最高優(yōu)先級,使用專用頻段保障傳輸;其次是使用更靈活,不同于過去只能被動接受信息,VDES使用者可根據(jù)需要主動向其他船舶、港口、海圖信息中心等推送或索取信息;最后是依托信道調(diào)整使得信息傳輸速度大大提升。VDES不僅能滿足當前地面船—船、船—岸之間數(shù)據(jù)交換,大大增強現(xiàn)有水上無線電信息通信能力,還將能夠在技術(shù)和頻譜資源方面,為未來進一步實現(xiàn)衛(wèi)星與船舶之間的遠程雙向數(shù)據(jù)交換預(yù)留空間。

2019年10月召開的世界無線電通信大會(WRC—19)為衛(wèi)星VDES全球發(fā)展和應(yīng)用專門指配了頻率并立即生效。中國交通通信信息中心在工業(yè)和信息化部、交通運輸部海事局的支持下,形成了衛(wèi)星星座和用頻用軌計劃方案,名稱暫定為“交通星星座”,上報了國際電信聯(lián)盟(ITU)。

交通星星座系統(tǒng)由空間段、地面段、用戶段三部分組成。空間段由搭載VDES載荷的低軌衛(wèi)星星座組成;用戶段主要面向交通運輸“人、車、船、機”等典型用戶,終端型譜包括手持型、車載、機載、船載;地面段包括關(guān)口站和系統(tǒng)運管與信息服務(wù)中心。

整個星座部署完畢共計60顆星,其中包括50顆工作星和10顆備份星。10月14日3顆星首發(fā)成功,意味著我們在構(gòu)建交通星星座體系中邁出了重要一步。

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甚高頻數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)(VDES)

記者:國際上已有開放通用的AIS,我們?yōu)槭裁催€要花大力氣發(fā)展VDES?

宋溱:完善海事通信網(wǎng)絡(luò),將“天地一體化”網(wǎng)絡(luò)升級組建“空天地海”通信網(wǎng)絡(luò),已成為建設(shè)海洋強國的大方向、大趨勢。要搞清楚這個問題,我們既要立足現(xiàn)實,更要放眼全球、著眼未來。

VDES是一個全球開放的信息服務(wù)系統(tǒng),加快發(fā)展VDES,不僅事關(guān)我國發(fā)展利益,也事關(guān)全球發(fā)展利益。

首先,從我國現(xiàn)實看,無論是加快建設(shè)海洋強國,還是共建“一帶一路”,安全、高效的海上信息服務(wù)保障體系是必要基礎(chǔ)條件之一。

黨的十九大報告提出“加快建設(shè)海洋強國”戰(zhàn)略發(fā)展要求。黨中央、國務(wù)院發(fā)布的《交通強國建設(shè)綱要》,對加快建設(shè)交通強國作出重大戰(zhàn)略部署。立足于有力支撐保障國家戰(zhàn)略的實施,我們必須優(yōu)先發(fā)展海上安全保障通信體系,提供先進的海洋信息獲取及傳輸方式。

VDES衛(wèi)星系統(tǒng)可提供全天時、全天候的甚高頻數(shù)據(jù)通信、數(shù)據(jù)采集和海上物聯(lián)等信息管控及服務(wù),應(yīng)用前景極為廣闊。

在此背景下,根據(jù)國民經(jīng)濟發(fā)展和國家海洋遠海戰(zhàn)略需要,2016年國家發(fā)展改革委和交通運輸部聯(lián)合發(fā)布了《推進“互聯(lián)網(wǎng)+”便捷交通 促進智能交通發(fā)展的實施方案》,其中明確要求“在國際E-航海戰(zhàn)略規(guī)劃下,研發(fā)下一代星基、陸基甚高頻數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)(VDES),提高中遠海船舶保障能力。”

其次,從全球現(xiàn)實需求看,加快發(fā)展VDES也具有緊迫性。

AIS是一個通過數(shù)字通信協(xié)議交換船舶航行數(shù)據(jù)的通信系統(tǒng),起步于2003年,按照國際海事組織(IMO)《國際海上人命安全公約》相關(guān)規(guī)定,300總噸及以上從事國際航線的所有船舶、500總噸及以上從事非國際航線航行的貨船和不論噸位的客船,都應(yīng)安裝AIS設(shè)備。AIS是確保船舶海上安全航行的必備技術(shù)手段。

海洋運輸?shù)娜找骖l繁,使得全球使用AIS的兩個VHF頻段25KHz帶寬的信道日益擁擠。國際航標協(xié)會(IALA)提出,當信道超過50%負載時,AIS信息阻塞等問題將造成信號傳輸滯后,船舶碰撞預(yù)警漏報概率大幅上升,嚴重影響航行安全。另外傳統(tǒng)AIS岸基站只能覆蓋50海里距離,難以滿足遠海活動需求。

基于該現(xiàn)實迫切性,2013年國際航標協(xié)會首次提出了VDES概念,擬通過建立一個天地融合系統(tǒng)以升級替代AIS,得到ITU、IMO等國際組織廣泛認可并積極推動。

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天線展開

記者:從長遠看,積極參與建設(shè)VDES對于我國具什么重要意義?

宋溱:VDES將對水上交通安全治理體系重構(gòu)產(chǎn)生重要影響,提高深遠海航行安全和服務(wù)保障能力,提升和完善水上交通治理體系和治理能力,促進航運業(yè)健康安全發(fā)展,對于我國加快建設(shè)交通強國和海洋強國具有十分重要的意義。

一是VDES有望成為我國參與未來全球海上通信系統(tǒng)標準制高點的重要切入點。國際航標協(xié)會作為國際非盈利組織機構(gòu),負責VDES標準制定。過去中國沒有參與AIS國際標準制定,AIS發(fā)展始終處于受制于人的狀態(tài)。目前全球VDES行業(yè)標準尚未出臺,各國均處于研發(fā)狀態(tài),尚未出現(xiàn)商業(yè)化產(chǎn)品,以中國當前的綜合科技實力、行業(yè)技術(shù)整合能力和國際影響力,在VDES發(fā)展過程中,具有先發(fā)趕超機遇。

當前,交通運輸部海事局和中國航天等有關(guān)工業(yè)部門代表中國同步參與VDES標準的制定,已取得積極有效的階段性成果。

中國交通通信信息中心申報的交通星VDES衛(wèi)星頻率資料是WRC—19大會規(guī)則生效后第一批公布的網(wǎng)絡(luò)資料,按照所有申報人申報時間排序處于世界第一位,具備建設(shè)全球VDES衛(wèi)星系統(tǒng)先決條件,擁有VDES頻率軌道資源“世界第一”優(yōu)先權(quán)。航天科工行云科技有限公司、北京和德宇航技術(shù)有限公司排名第二、第三位。根據(jù)ITU規(guī)定,7年內(nèi)國內(nèi)外任何機構(gòu)建設(shè)VDES衛(wèi)星系統(tǒng)需與排名前面的機構(gòu)進行協(xié)調(diào)通過后方可使用。在建設(shè)服務(wù)全球公共衛(wèi)星系統(tǒng)中,中國首次拿到優(yōu)先頻率資料。

二是VDES是全球海上遇險與安全系統(tǒng)(GMDSS)的重要組成。VDES可以擴展海事多種應(yīng)用場合,國際航標協(xié)會正在開發(fā)基于電子航海的用例模型,將為海上導航的安全和效率、航海環(huán)境保護、海上安全、減輕船員操作負擔等提供服務(wù)。VDES帶來的好處不僅覆蓋了國際海事組織事務(wù)的所有方面,而且超出現(xiàn)有范圍,例如擴展到漁業(yè)操作、科學調(diào)查和資源開發(fā)。

三是VDES是E-航海發(fā)展的海上數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施。E-航海作為國際海事組織、國際海道測量組織、國際航標協(xié)會大力推進的下一代海上航海保障綜合服務(wù)戰(zhàn)略體系,通過信息化手段將船端和岸端的各類航行相關(guān)信息進行收集、整合、交換、分析,并按照不同航海用戶的需求進行顯示,從而加強船舶航行安全和保障能力,最終實現(xiàn)航行安全、高效、環(huán)保、節(jié)能的目標。

目前,VDES已被ITU和IMO等國際組織認定為未來E-航海的重要支撐系統(tǒng),是E-航海發(fā)展的海上數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施,對智慧安全航運意義重大。

四是VDES可作為智能航運發(fā)展的重要手段。VDES為全球海上乃至陸地用戶提供全天時、全天候的VHF頻段通信、數(shù)據(jù)采集和海上物聯(lián)等服務(wù),并可與地面其他通信系統(tǒng)實現(xiàn)融合,提供“互聯(lián)網(wǎng)+海運”平臺,是智能航運發(fā)展的重要手段。

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衛(wèi)星與火箭對接

記者:面向未來,您對VDES的發(fā)展和應(yīng)用前景有什么展望?

宋溱:作為以衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)為代表通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的組成部分,VDES應(yīng)用前景充滿了想象空間。例如,在水上應(yīng)急、安全監(jiān)管、主權(quán)維護等方面均可發(fā)揮重要作用,其潛在應(yīng)用前景還在于,將使未來船舶可獲取的信息極大豐富,在港口作業(yè)、航運管理、電子報關(guān)、極地通信、水上監(jiān)管等方面都得到深度應(yīng)用,甚至于在陸地交通通信服務(wù)方面也可以發(fā)揮作用。

當然,我們的首要目標是:立足水上,天地互聯(lián),服務(wù)中國交通,提供全球海上安全服務(wù)。

要力爭有力支撐交通強國、海洋強國戰(zhàn)略和“一帶一路”倡議落地,成為天地一體的交通控制網(wǎng)有機組成部分,滿足我國海上和交通安全通信自主可控、全球覆蓋的需求,兼顧海上權(quán)益保障、測繪及環(huán)境監(jiān)測等方面的通信需求,使我國成為全球海上遇險與安全系統(tǒng)空間資源提供國,引領(lǐng)國際海上安全通信現(xiàn)代化發(fā)展。

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參與方簡介

  中國交通通信信息中心

交通運輸部直屬事業(yè)單位,受部委托擬訂并組織實施交通運輸行業(yè)通信、導航、無線電和信息化管理的技術(shù)政策、技術(shù)標準、規(guī)章制度;代部行使部無線電行政許可和行政審批職責;承擔行業(yè)信息化網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、運維、整合、保障等工作;代表國家參與國際電信聯(lián)盟、國際海事組織的有關(guān)活動,負責中國國際海事衛(wèi)星、中國搜救衛(wèi)星系統(tǒng)建設(shè)、運維和管理工作,并承擔國內(nèi)外相關(guān)應(yīng)急安全公益性通信職責;承擔行業(yè)及國家、社會經(jīng)濟發(fā)展需要的通信、導航、無線電和信息化的技術(shù)研發(fā)、應(yīng)用和咨詢等工作;承擔中國民用衛(wèi)星導航系統(tǒng)的相關(guān)工作。

  航天科技集團八院

    中國航天科技集團有限公司三大總體院之一,又稱上海航天局,“彈、箭、星、船、器”多領(lǐng)域并舉、軍民協(xié)同發(fā)展的國防科技工業(yè)骨干企業(yè),具備提供火箭發(fā)射、衛(wèi)星研制、地面應(yīng)用的一體化交鑰匙解決方案的獨特優(yōu)勢。作為我國應(yīng)用衛(wèi)星主要抓總研制單位之一,發(fā)射了70余顆代表國家先進水平的衛(wèi)星,已形成SAST系列衛(wèi)星公用平臺,軌道涵蓋低軌到地球同步軌道,主要涉及氣象與環(huán)境、遙感成像、電子信息、空間監(jiān)測、深空探測等六大衛(wèi)星系列,在國防和國民經(jīng)濟建設(shè)中發(fā)揮了巨大作用。

  北京和德宇航技術(shù)有限公司

    一家致力于國際宇航貿(mào)易和天基物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)的民營企業(yè),國際宇航聯(lián)合會會員單位、國際電信聯(lián)盟成員單位、國際航標組織成員單位和國家高新技術(shù)企業(yè),持有增值電信業(yè)務(wù)經(jīng)營許可證;自2007年創(chuàng)建以來,依托全球400余家航天產(chǎn)業(yè)合作伙伴,以及豐富的國內(nèi)外政府資源,先后為載人航天、北斗導航、嫦娥探月等多項中國航天重點型號任務(wù)提供關(guān)鍵產(chǎn)品和技術(shù)服務(wù),為中國航天的快速發(fā)展作出了重大貢獻。(轉(zhuǎn)自中國交通報)


本版圖片由 中國交通通信信息中心 提供

本報記者 楊紅巖 實習記者 謝梓君

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