船舶自動識別系統(tǒng)(AIS)岸基基站機房研究

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一、引言

目前，大多數(shù)ais岸基基站依托通信運營商或鐵塔公司的基站進行建設，機房內(nèi)設備多、發(fā)熱量大，且大部分基站建設在高山及偏遠地區(qū)，環(huán)境不利于AIS基站設備的長期穩(wěn)定工作。AIS岸基基站的建設涉及領域較為廣泛，主要包括電氣技術、AIS天饋設備及收發(fā)設備等，但目前大部分AIS岸基基站按照普通的通信基站進行建設，針對性的管理和有效維護研究較少。通過介紹AIS岸基基站機房的構成、環(huán)境管理現(xiàn)狀以及工作環(huán)境要求，提出AIS岸基基站機房的工作環(huán)境管理和維護模型，為高效管理和安全運營提供有力保證，強化AIS系統(tǒng)在海事監(jiān)管服務中的有效應用。

二、AIS岸基基站機房構成

AIS基站根據(jù)部署位置可分為岸基基站、空基基站和天基基站。AIS岸基基站機房一般建設在沿海、內(nèi)河岸上或島礁上，用來播發(fā)、接收、處理和轉(zhuǎn)發(fā)AIS報文，由收信機、發(fā)信機、天饋線設備、供配電設備、防雷與接地裝置、機房配套系統(tǒng)組成。

三、AIS岸基基站機房工作環(huán)境管理現(xiàn)狀

AIS岸基基站機房分為無人值守和有人值守，目前大部分為無人值守機房，采用月度、季度或年度定期巡檢與遠程監(jiān)控相結(jié)合的方式實行管理，因不同基站的巡檢周期、巡檢間隔不同，導致部分基站可能帶病運行，AIS系統(tǒng)設備高溫死機，甚高頻（VHF）、全球定位系統(tǒng)（GPS）饋線天線接口老化導致駐波比異常的情況偶有發(fā)生。另外，岸基基站的建設模式特殊，如基站溫度、濕度等環(huán)境參數(shù)一般由通信運營商或鐵塔公司負責監(jiān)控，而接地地阻、天線駐波比等參數(shù)需要特殊設備進行檢測，AIS基站管理及維護人員無法獲取實時數(shù)據(jù)，工作存在滯后性。以過往某年巡檢維護數(shù)據(jù)為例，巡檢結(jié)果發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)AIS岸基基站機房環(huán)境良好，設備工作正常，但2.4%的基站出現(xiàn)過網(wǎng)絡或供電設備故障，4.88%的基站存在環(huán)境溫度較高、空調(diào)制冷效果較差問題，4.88%的基站存在過天線故障或駐波比較高問題。此類故障隱患雖然可以在日常巡檢中進行排查并及時進行修復，但可能因巡檢間隔時間過長、設備長時間工作在不適應環(huán)境而進一步引發(fā)嚴重的設備故障或損壞[1]。四、AIS岸基基站機房工作環(huán)境條件AIS基站機房內(nèi)配置有AIS收發(fā)信機、天饋線設備、供配電設備等精密設備，對機房環(huán)境有較高要求，不良的電磁環(huán)境及溫濕度環(huán)境都會對機房內(nèi)設備的工作壽命及安全運行造成不良影響[2]。

（一）環(huán)境條件

AIS岸基基站機房站址在156MHz～162MHz頻段范圍內(nèi)，應具有良好的電磁環(huán)境。在AIS工作頻率（161.975MHz和162.025MHz）上，站址附近要求背景噪聲不高于-117dBm，其他頻點站址附近要求背景噪聲不高于-37dBm。同時，機房電磁輻射公眾曝露控制限值應滿足電磁環(huán)境控制限值（GB8702—2014）的要求，電場強度應不超過12V/m，磁場強度應不超于0.032A/m。AIS岸基基站機房應至少符合電子信息系統(tǒng)機房設計規(guī)范（GB50174—2017）中對C級數(shù)據(jù)中心及沿海AIS基站技術要求（GB/T39620—2020）的規(guī)定。設備開機運行時，溫度應保持在5℃～45℃，濕度應保持在8%～80%，同時露點溫度不大于27℃。機房內(nèi)應配備機房專用空調(diào)，同時可配備實時溫度采集設備監(jiān)測機房環(huán)境溫度變化，保證AIS設備在合適的溫濕度環(huán)境下穩(wěn)定安全工作。

（二）電氣系統(tǒng)

穩(wěn)定的電源供給是AIS設備安全穩(wěn)定運行的基礎保障。機房供電電源應采用穩(wěn)定、安全可靠的兩回線路供電，配備后備時間不低于4h的不間斷電源（UPS），UPS輸出的電壓有效值應為198V～235V，頻率為50Hz±0.5Hz，設備正常工作時電壓波形失真度小于5%。設備接地是降低靜電擊穿、電磁干擾、雷擊燒毀等風險隱患的有效措施。按照建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術規(guī)范（GB50343—2012）的規(guī)定，雷電防護等級應定為B級，如建設在多雷強雷區(qū)域，可將防雷等級定為A級。除原有建筑物主體整體防雷措施外，還應對設備做進一步防雷保護，機房內(nèi)電子設備應做等電位連接后與接地地網(wǎng)連接。基站設備的金屬外殼、機柜、機架、金屬管道、金屬線槽、屏蔽金屬外層等外露可導電部分應接地良好，接觸電壓應不大于50V。

（三）其他條件

在巡檢周期和間隔上，目前大部分航海保障機構每6個月對沿海AIS岸基基站進行巡檢，每12個月對內(nèi)河AIS岸基基站進行巡檢，對部分故障頻發(fā)站點開展二次加強巡檢。另外，AIS岸基基站機房在日常管理維護中還應重視火災、水災及老鼠昆蟲入侵等危害機房設備正常運行的情況。五、AIS岸基基站機房工作環(huán)境管理及維護模型結(jié)合AIS岸基基站機房的實際工作環(huán)境要求，將環(huán)境管理維護要求總結(jié)如下，見表1。

（一）AIS岸基基站機房內(nèi)專用設備管理

每次巡檢維護時對專用設備中天饋線電測指標進行檢測，對AIS收發(fā)信機軟硬件配置、連通性、日志告警信息、設備性能等進行專業(yè)檢測。根據(jù)AIS基站運行效果及情況，補充增加連續(xù)運行監(jiān)測、干擾/老化對比測試、AIS數(shù)據(jù)收發(fā)質(zhì)量及覆蓋效果檢測等巡檢項目。

（二）AIS岸基基站機房內(nèi)通用設備管理

每次巡檢維護時對機房環(huán)境、接地、設備指示燈報警、供電、接線工藝等進行檢測，分別對通用設備中的網(wǎng)絡設備、網(wǎng)絡安全設備、服務器存儲配置、連通性、日志告警信息、設備性能等進行檢測。

（三）AIS岸基基站機房巡檢維護管理要求

1．檢查室外GPS、VHF天線的固定是否可靠，天線表面是否有漆皮剝落，如存在以上現(xiàn)象，查找原因并及時修復。

2．檢查室外GPS、VHF天線的接頭情況，是否存在接頭進水、滲水現(xiàn)象，如有松動、虛焊、老化（接頭變色）情況及時修復。修復后，應首先確認GPS、VHF天線工作正常，并重新做好天線接頭的防水，確保防水層完整有效。

3．檢查避雷器狀態(tài)并確認避雷器和接地銅條間是否連接可靠，如出現(xiàn)避雷器破損、失效情況，應及時更換。

4．檢查GPS、VHF饋線和避雷器的連接狀態(tài)，對松動的接頭應重新連接牢固。

5．檢查GPS、VHF饋線外皮，應無破損、老化現(xiàn)象，著重檢查饋線穿墻進戶處，如有線纜老化、損壞、氧化嚴重或接觸不良，應及時更換。

6．校準天饋線測試儀后，測試156MHz～164MHz頻段內(nèi)的電壓駐波比（VSWR），儲存曲線圖形，記錄156MHz～164MHz頻段和162MHz±0.5MHz頻段內(nèi)最大的電壓駐波比，應滿足以下要求：VSWR≤1.3（162MHz±0.5MHz）（弱定向天線）VSWR≤1.4（162MHz±0.5MHz）（定向天線）VSWR≤1.5（156MHz～164MHz）對比上次巡檢的電壓駐波比曲線圖形，如變化較大，應檢查原因并記錄。分類名稱技術指標要求管理模式指標依據(jù)電氣系統(tǒng)防雷接地系統(tǒng)機房內(nèi)電子設備應做等電位連接，基站設備的金屬外殼，機柜、機架、金屬管道、金屬線槽、屏蔽金屬外層等外露可導電部分應接地良好，接觸電壓應不大于50V定期巡檢檢查地阻及接地情況依據(jù)（GB50174—2017）的要求進行接地保護，并按照（GB50343—2012）的要求安裝雷電浪涌保護設備其它條件滅火設備AIS岸基基站應設置氣體滅火系統(tǒng)、火災自動報警系統(tǒng)定期巡檢檢查滅火器及消防設備工作情況應滿足（GB50174—2017）的要求防水災系統(tǒng)主機房地面應設置排水系統(tǒng)，裝設漏水感應器，與機房無關的排水管道不宜穿越主機房實時監(jiān)控，定期巡檢檢查機房漏水感應器情況根據(jù)國家標準《數(shù)據(jù)中心設計規(guī)范》（GB50174—2017）中C級機房要求老鼠昆蟲入侵配備擋鼠板，高常規(guī)尺寸為50cm，標準厚度為25mm定期巡檢檢查擋鼠板情況巡檢周期內(nèi)河基站1年1檢、沿海基站1年2檢的方式每6個月對沿海AIS岸基基站進行巡檢，每12個月對內(nèi)河AIS岸基基站進行巡檢，對部分故障頻發(fā)站點開展二次加強巡檢

7．檢查基站的指示燈是否正常。

8．檢查基站之間的所有連接線纜，如存在松動情況，重新插牢并固定。

9．檢查基站主備工作狀態(tài)，測試備用基站能否正常切換。

10．用軟件連接基站，檢查基站工作狀態(tài)及報警信號是否正常，確認GPS、VHF天線工作狀態(tài)。

11．檢查并記錄GPS、VHF天線的接收情況，檢查衛(wèi)星接收數(shù)量及使用數(shù)量，VHF-A、VHF-B的天線接收范圍及接收船只數(shù)量，記錄15min以上的原始數(shù)據(jù)。

12．對最近2次基站維護記錄的性能參數(shù)進行對比分析。13．對于巡檢中發(fā)現(xiàn)的故障或隱患，應進行現(xiàn)場解決，不具備現(xiàn)場解決條件的，應與所在海區(qū)導航中心或相關業(yè)主單位商定維修計劃，并在約定時間內(nèi)進行處置。

14．制定專項巡查記錄表，記錄巡檢數(shù)據(jù)和結(jié)果，現(xiàn)場巡檢時將同步核查設備機柜圖紙、拓撲圖、設備統(tǒng)計、IP地址、故障統(tǒng)計臺賬，核查資料完整性，并及時更新管理資料數(shù)據(jù)庫。

（四）AIS岸基基站機房巡檢維護周期要求

1．常規(guī)巡檢周期，每6個月對沿海AIS基站進行巡檢，每12個月對內(nèi)河AIS基站進行巡檢。

2．針對上一年度巡檢報告中發(fā)生過故障的基站，可按故障危害性、基站服務船舶數(shù)量、復發(fā)性等要素進行排序，開展一定比例的抽檢，一般不低于20%。對于在值班中發(fā)現(xiàn)某基站曾發(fā)生故障但已自行恢復的，可就近安排巡檢計劃。

3．對部分故障頻發(fā)站點加強巡檢，通過復檢、抽檢等形式加強站點維護，同一故障原因重復發(fā)生3次以上的，應充分分析故障原因，必要時對基站進行重新規(guī)劃，采取新的合適的供電、網(wǎng)絡設備設計。

4．每次巡檢結(jié)束后，梳理臺賬、日志，匯總資料，并向所在海區(qū)導航中心或相關業(yè)主單位提交區(qū)域巡檢報告、用戶網(wǎng)絡分析報告、合理化建議書等。相關巡檢工作流程如圖2所示。六、結(jié)語構建AIS岸基基站機房工作環(huán)境管理及維護參考模型，有助于海事及航海保障單位進一步探索完善AIS岸基基站機房的工作環(huán)境管理規(guī)范和操作流程，并以此為依據(jù)形成工作標準，保障AIS設備安全高效運行。在此基礎上，可開展第三代海事通信系統(tǒng)暨甚高頻數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)（VDES）機房規(guī)范化建設的研究，進而強化AIS加強和升級版等系統(tǒng)在海事監(jiān)管服務中的應用。

參考文獻

[1]陳奕.無線移動通信基站維護探討[J].中國新通信,2021,23(13):3-4.

[2]蔡慶斌.AIS基站機房動力及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)建設的分析和探索[J].珠江水運,2016(16):90-91.

作者:張在嘉 李茹琨 單位:南海航海保障中心深圳通信中心