現(xiàn)代的世界經(jīng)濟在很大程度上依賴于貨物的運輸。海洋運輸航線上貨輪的密度一直在增加,而漁船、渡船、挖泥船等船舶又使航線上船只密度過大的問題更加嚴重。
這種情況是隨著海運業(yè)的蓬勃發(fā)展所產(chǎn)生的,它的產(chǎn)生又導(dǎo)致了一系列問題,如航海人員生命安全所受到的威脅、貨物安全所受到的威脅和生態(tài)環(huán)境所受到的威脅等。因此,可靠的海運控制和監(jiān)測就越來越重要,世界各國都在使用專業(yè)的無線電設(shè)備來進行海運船只的監(jiān)控,這些設(shè)備稱為VTS (Vessel Traffic Service,船舶交通服務(wù))系統(tǒng)。
當(dāng)某艘船只進入一個貨運交通區(qū),如港口,它要做的第一件事情就是通過 VHF 電臺向當(dāng)?shù)氐腣TS系統(tǒng)發(fā)出信號。與此同時,它本身也就被當(dāng)?shù)?VTS 站所配備的無線電定位系統(tǒng)確定出了具體位置。VHF定位系統(tǒng)不僅用來給這些剛剛進入近海的船只定位,還可對它們進行識別,以免發(fā)生誤會,同時也方便給這些船只提供領(lǐng)航服務(wù)。據(jù)此,國際海事組織(IMO)在1985年A548.(14)決議中建議,VTS 站所配備的無線電定位系統(tǒng)應(yīng)同時具備識別船只的技術(shù)條件。
保護本國的海洋交通、經(jīng)濟區(qū)域和保衛(wèi)本國的海疆是各國政府的職責(zé),有關(guān)的職責(zé)還包括保護本國的漁業(yè)區(qū)域不過度捕撈和保護本國的領(lǐng)海不被污染。要履行這些職責(zé),有關(guān)政府部門必須借助無線電技術(shù)。此外,海上經(jīng)常出現(xiàn)走私、海盜等違法犯罪行為,政府有關(guān)部門也必須使用無線電偵察手段收集證據(jù),以對犯罪行為采取制裁措施。目前國際上已有相關(guān)的產(chǎn)品,可以幫助政府的海洋管理部門快速、準(zhǔn)確地查找海上非法無線電信號的位置, 從而對罪犯的船只進行定位(用經(jīng)緯度表示)。
雷達是用于監(jiān)視海洋船只的主要技術(shù)手段,因為它能夠提供雷達系統(tǒng)所覆蓋的海域的全景情況。使用最先進的VTS雷達設(shè)備,可以描繪出特定船只的航線,并可以提供船只的航行動向等其它有用信息。利用先進的雷達技術(shù)還可以用不同顏色標(biāo)示出大陸塊和其它的不屬于本國海洋管理部門管轄的區(qū)域(如公海和其它國家的海域),使VTS系統(tǒng)對目標(biāo)領(lǐng)域之外信號不做出反應(yīng)。先進的雷達還具有良好的抗干擾能力。
依靠雷達本身并不能識別它所發(fā)現(xiàn)的目標(biāo),識別船只要通過VHF電臺。但用這個方法得到信息較慢,而且也容易出錯。使用VHF測向儀可立即得到船只所在的方位,并實時地添加到雷達屏幕上。這樣由某艘船反射的雷達回波就能夠被識別出來,該船只此后的一切動向均可以通過手動操作來監(jiān)視或由電腦自動監(jiān)視。
AIS(Automatic Identification System,自動識別系統(tǒng))可以加強船只與VTS配合工作。自2002年以來,AIS正越來越多地被安裝到船只上面。這個系統(tǒng)會不停地自動發(fā)送出船只的身份、位置等信息,發(fā)射間隔在2秒到3分鐘之間,具體間隔長度視情況而定。當(dāng)被其它電臺詢問的時候,船長也可手動控制此系統(tǒng)發(fā)射。AIS系統(tǒng)船只的位置的信息是由船只的導(dǎo)航系統(tǒng)(如 GPS 系統(tǒng)或差動 GPS 系統(tǒng))自動提供的。安裝有AIS系統(tǒng)的船只的行蹤能夠被自動顯示到VTS所配備的雷達的顯示屏上,或者被自動顯示到電子航海圖上。雷達可以觀察到所有的船只的動靜,沒有安裝AIS的船只,則不能被顯示到VTS電子航海圖上。
歐洲的許多國家使用VTS系統(tǒng)已經(jīng)有近 20 年的時間,西班牙在上世紀90年代初就開始使用。其供貨商是德國PLATH公司,系統(tǒng)型號為ARCUS M,使用的海事 VHF 電臺的頻率在156 MHz~163.55 MHz之間。此外,該系統(tǒng)還配置了一個航空失事緊急頻率121.5 MHz。英國在上世紀90年代中期從PLATH公司購買了20多個VTS站,安裝在其海岸線上。英國使用的系統(tǒng)的型號是AMPLUS 12。它與ARCUS的不同之處在于每一個站的天線供3臺并列的接收機使用(圖1是德國PLATH公司生產(chǎn)的用于VTS的測向接收機)。AMPLUS 12的頻率范圍也與ARCUS M不同,配上相應(yīng)的天線,它可以用于20 MHz~500 MHz頻段。英國的AMPLUS 12實際使用的頻率范圍是108 MHz~410 MHz,這其中包含了國際海事移動通信頻帶和國際空難救助頻率。

VTS 系統(tǒng)并不一定只有一個測向站,通常有好幾個,它們的測向天線被分布在相隔頗遠的海岸線上。這樣,它們就能通過聯(lián)網(wǎng)和光束交會,確定出船只的精確位置。PLATH 公司使用Adcock測向天線,每副天線由一組4到8個圍成一圈的偶極子構(gòu)成,接收頻率為118 MHz~165 MHz(見圖2所示)。天線采用的是特殊的鋁合金或不銹鋼等耐腐蝕的特別材料,并結(jié)合使用高強度塑料。PLATH的天線還特別考慮到防雷擊的問題,因此天線內(nèi)全部由無源部件構(gòu)成,且使用了專門的濾波器來防止超高電壓。PLATH采用了3級防雷擊措施:第一級在天線電纜引進房子內(nèi)時,將電壓限制在300伏特;第二級在天線電纜引進到機柜內(nèi)時,將電壓限制在80伏特;第三級在接收信號進入接收機時,電流只有5千安培。圖3為NORCONTROL公司為希臘AIGINA海島安裝的VTS天線塔。
為自身的安全起見,小的船只最好安裝有VHF的電臺,光使用衛(wèi)星電話不夠可靠,難以取得迅速的幫助,因為他們發(fā)射的FSK信號,海岸上的監(jiān)測站收不到,其他船只也收不到。但考慮到費用問題,小船只可能不愿意安裝AIS系統(tǒng),因此,國際海事組織建議小船只上都配備VHF電臺。
值得一提的是,VTS系統(tǒng)不僅能搜索到船只的位置,甚至還可以搜索到參加救助的直升飛機的具體方位。
歐洲包括法國、荷蘭、俄羅斯等在內(nèi)的國家都安裝了VTS系統(tǒng),圖4是KONSBERG公司為挪威奧斯陸海峽安裝的VTS站的內(nèi)部情況。亞洲有不少國家也向 PLATH 公司購買了VTS設(shè)備,如印度、朝鮮、沙特阿拉伯等。中國有不少海岸城市近年來也向德國PLATH公司購買了VTS系統(tǒng)。這些城市包括:大連、天津、上海、青島、煙臺、湛江、瓊州(海峽)、佛山等。世界上正有越來越多的國家安裝VTS系統(tǒng)。
