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1、VTS手册（2008） 第十章 VTS设备第一章 VTS设备1001介绍交通密度、航行危险、本地气象条件、地形以及VTS区域的范围决定了对VTS设备的需求，这些因素将对VTS使用周期以及设备获取信息的能力有深远的影响。这些设备包括： 通信设备 VTS雷达系统 自动识别系统(AIS) 闭路电视(CCTV) 水文气象设备 VTS数据系统VTS系统的需求，特别是覆盖区域所需要的传感器如雷达，将通过对VTS能够提供的服务，能够达到的安全级别以及VTS系统用户的需求的评估来决定。之后，设备的选址将由现场勘察，分析和模拟以及现场测试来决定，确保所需要的功能及覆盖能够达到。详尽指导参见IALA 建议案V-1
2、19中的VTS实施部分以及IALA建议案V-128（VTS设备的操作和技术性能需求）。V-128中对VTS系统分为三个能力： 基本适用VTS的信息服务以及可能的助航服务 标准适用IMO所定义的所有类型的VTS 信息服务、助航服务和交通密度适中和无重大航行危险区域的交通组织服务 高级适用于高交通密度和特定多航行危险区域的VTS VTS当局将决定一个适合的能力。这些不同能力可能应用于一个VTS，例如， VTS一个区域可能要求基本能力，而另一部分可能需要标准能力。1002通信VTS区域内的通信相当多的都是语音通信，多数情况是使用VHF。使用通信系统主要需要了解复杂的程序以及语言技巧，以保证能够被VT
3、S人员完全理解。一个VTS值班员将需要和他所负责的船方通信也需要和其他值班员或者相关人员通信。理想的状态就是对所有通信设备的控制将集成到每个值班员的工作台上。1003在VTS区域与船方通信通常在VTS区域使用VHF进行语音及数据传输，包括：岸与船之间的通信使用适当的VHF国际频道，可以是单工频道也可以是双工频道。当使用双工频道的时候，岸台的信号有可能需要中继以便船方能够更好地理解交通态势。在VTS中心和本地服务行业之间有可能需要建立专用通信频道。在这种情况下本地服务行业应该能够和船方使用适当的国际VHF频道进行通信。对于VTS系统中使用的VHF通信网络最重要的是设备的高质量和高可靠性以及互联互
4、通。对于VTS系统所需要的VHF频道数量应该在立项的时候就做好评估，并且在项目试运转和验收之前与国家无线电管理机关做好相关工作。VTS通常会使用分区频率，一个或者更多的报告频道和遇险频道。需要的频道数量由不同分区的数量和总体交通密度来决定。VTS当局应该寻求国家无线电管理机关的允许来使用16频道用于遇险和呼叫非VTS船舶。船载VHF设备通常具有在国际VHF频道1-29和60-89上接收和发射的能力，满功率发射为25W，低功率发射为1W，用于船和船之间的低功率发射的要求。船和船之间的通信应该被记录便于事故的分析和取证。1004 VHF无线电通信对于VTS系统来说拥有使用特定的VHF频道的独立VH
5、F网络是很常见的。这个网络由VTS区域内的不同区域的一个或者几个VHF频道构成。VTS当局可能需要由国家无线电管理机关指定VHF频道用于特定的操作。VHF设备必须遵从由国际电信联盟颁布的国家和国际规则。1005远程通信当VTS当局需要获得预抵信息的时候，常用的海上通信系统将被使用，因此独立的网络将不是必需的。1006与联合服务（机构）的通信VTS中心应该有能力通过使用可靠而安全的通信网络与联合服务机构进行通信。通常VTS中心会使用直线电话与海上搜救中心相连。但是后来发现直线电话不值得花费巨资来建立和保持。因此推荐VTS中心装备数字交换网络并且使用来电显示。1007其他类型的通信VTS内部通信是
6、非常重要的。如果具有多个VTS中心，一个VTS中心的值班员要很便捷地与另一个VTS中心的值班员建立通信，因此特定的交通信息才能用最小的延时从一个值班员传递到另一个值班员。VTS需要的一般通信类型： 同一个VTS中心值班员之间的通信 隶属于同一个VTS系统的不同VTS中心值班员之间的通信 任何相关VTS值班员之间的通信 与进入VTS区域的船舶之间的通信 与引航员、拖轮、搜救、港口当局和其他管理机关的通信这些类型的通信可以使用下列设备： 公共电话线路 内部电话线路 电传 传真 无线电话和微波链路 自动数据传输系统VTS和港口当局如果对通信有高级别的需求，可以考虑使用直线电话来增加可靠性降低接通时间
7、。1008 VTS雷达系统根据VTS所提供的服务类型，雷达覆盖可以分为： 没有覆盖（使用AIS系统，仅语音通信和报告） 部分覆盖（选择重点区域覆盖，存在一些雷达覆盖盲区） 由一个雷达完全覆盖（没有雷达覆盖盲区） 由一个或者更多的雷达进行完全覆盖（用于大的VTS区域以及为避免其他船舶的阴影效应）使用两个或者更多的雷达的立体图像处理技术可以用于消除假回波。在原理上VTS雷达的典型功能与船用雷达没有区别，但是VTS雷达在大多数的时候需要同时使用短量程和长量程，最好不需要由值班员来调整。气象相关特性如海杂波和管道效应，对岸基雷达的影响将比船用雷达大。此外，近几年在技术开发方面的新挑战，包括： 引入新技
8、术，特别是AIS，需要雷达信息被充分准确的显示以避免含糊不清 当雷达回波和AIS图标相结合时，天线旁瓣和虚假回波（多次反射）也许导致错误和危险结果。因而，要求高的精度以允许获自两个信息源的位置明确相关 海上可再生能源的发展，如风力发电。VTS雷达通常不是基于多普勒频移效应，因此不会受到风力发电叶轮旋转的影响，但是大型塔台可能会反射雷达信号造成假回波。从值班员的角度这些假回波是容易区分的。阴影也会造成困难而且这种潜在问题的程度并没有充分的认识。为了尽可能地减少任何潜在对VTS操作的影响，有经验的VTS管理者需要积极尽早参与到与海上再生能源发展商的磋商中 在恶劣天气条件下看到小型目标的需求正在增长
9、，包括出于安保目的来探测小目标 减少伪/边带外发射的需求这些挑战需要新的解决方案来满足需求，这些需求比对船载设备的需求要迫切的多。1009雷达功能雷达应该能够探测和跟踪继而显示在指定区域以及在所有指定操作环境下满足探测标准的所有特定的移动和固定目标。每个雷达设备应该能够减少雨和海杂波的不利影响并且增强目标的发现概率。在设计和安装雷达设备时应该能够最大程度地消除由旁瓣效应造成的假回波和由附近建筑物造成的反射。VTS雷达系统应该能达到的功能在表10.1中列出，这些参数将有助于交通图像的开发。参数/ 能力基本标准高级航路、时间和跟踪预测XCPAXXXTCPAXXX锚泊监视X船舶矢量线XXX航向、航速
10、、标签/标识XXX碰撞告警XXX表 10.1 雷达功能用于VTS系统的雷达频率通常使用S波段和X波段，尽管更高的频率如Ku波段也会被使用。主要的VTS服务使用X波段，特别是自从雨杂波抑制技术成熟之后，这是一个最佳的折衷方案，同时也因为X波段雷达在量产之后的成本是最低的。其次最常使用的频率是S波段，源于它在大雨中更好的穿透能力。S波段的雷达通常应用于降雨量经常超过25mm/h并且需要探测距离较远的情况。国际电信联盟批准的频段分配，同时也要通过国家在指定频率上的发射许可。1010雷达目标特性VTS雷达的目标特性由目标高于海平面的高度、雷达散射截面（RCS）和RCS的起伏特性来决定的。规范地来说，R
11、CS是这样定义的：用目标反射回雷达接收机的功率除以击中目标的功率密度。因此RCS用平方米来计算并且是一个区域的尺度。因此在目标尺寸和RCS之间没有一个简单的关系，因为反射功率由入射角和目标材质以及物理形状来决定的。目标的RCS可能会剧烈波动，并且反射功率高度依赖传播条件。表2提供了依据VTS不同需求的建议数据。目标能力类别设计要求基本标准高级雷达有效散射面积目标高度S-波段X-波段1无雷达反射器航标、小敞舱船，至少4米长外挂马达的玻璃纤维、木制或橡胶船，小高速游艇，小渔船，小帆船以及类似船。X1m21mASL2近岸渔船、帆船、高速游艇等类似船X3m22mASL3带雷达反射器的航标XX4m210
12、m23mASL4钢制的小船、渔船、巡逻船以及类似船。XXX40m2100m25mASL5沿海船以及类似船.XXX400m21,000m28mASL6大型沿海船、散装船、杂货船以及类似船XXX4,000m210,000m212mASL7集装箱船、油轮等XXX40,000m2100,000m218mASL表10.2雷达目标特性1011探测性能表10.3和表10.4提供了满足不同VTS需求的计算测距性能的典型例子。天线高度目标种类起伏的点目标模型探测和跟踪距离（标准的大气条件、雨、所指海况）雷达截面RCS高度宽松要求标准要求延伸要求晴朗2 mm/h雨晴朗4 mm/h雨晴朗10 mm/h 雨20mAS
13、L11m21mASLN/AN/A5NM 0到海况4级23m22mASLN/A7 NM 4NM到海况3级7 NM 6 NM到海况5级310m23mASL7 NM 4 NM到海况3级8 NM 5NM到海况4级9 NM 7 NM到海况6级4100m25mASL9 NM 8 NM到海况4级11 NM 9NM到海况5级12NM 10NM 到海况7级51000m28mASL12NM 10 NM到海况5级13 NM 11 NM到海况 6 级14NM 13NM 到海况8级50mASL11m21mASLN/AN/A10 NM 0到海况4级23m22mASLN/A10 NM 7 NM到海况 3 级12NM 9NM
14、到海况5级310m23mASL10NM 6 NM到海况3级12 NM 8 NM到海况4级14NM 12NM 到海况7级4100m25mASL13NM 12 NM到海况4级15 NM 13 NM到海况5 级17NM 15NM 到海况7级51000m28mASL16NM 15 NM到海况5级18 NM 17 NM到海况 6级20NM 18NM 到海况8级100mASL11m21mASLN/AN/A12NM 0到海况4级23m22mASL13 NM 5 NM到海况3级16NM 10NM 到海况5级310m23mASL17 NM 10 NM到海况4 级18NM 16NM 到海况7 级4100m25mASL20 NM 19 NM到海况 5级22NM 20NM 到海况7级51000m28mASL23 NM 22 NM25N
