‧ 多功能海上颱風預警和搜救系統的研究

人類目前尚無法完全有效預測與監控包括地震、颱風等天然環境的變化, 但對於這些天然環境的變化發生, 事先如何做到有效的預警安排, 以及變化發生時與所造成的危害, 如何做有效的佈署, 以降低或減少生命財產的損失, 至少是現代科技可做到的範圍. 本文即海上颱風預警和搜救系統的探討案例.

來源　www.cps.com.cn
隨著海洋事業的不斷向前發展，海上颱風預警和搜救問題已越來越成為急需解決的問題，目前最常用的無線資料網路有GPRS或CDMA11x。無論是CDMA11x還是GPRS網路，其上行頻寬均在100kbps以下，監控畫面的圖像格式要求在320×240以上。通常情況下傳輸的是一幅幅採集時間間隔為幾秒的圖像，圖像連續性差，還無法傳輸即時連貫的畫面。

　　即使傳輸QCIF格式的連續視頻畫面也要通過多路捆綁才能實現。因此系統終端和後臺監控系統只通過短消息等方式實現通信聯繫，有限的資料傳輸制約了終端功能的擴展，無法解決無線視頻傳輸所需移動通信網路的頻寬瓶頸問題，從而導致對海上颱風預警和搜救始終不能普及。為此，本文設計了一種基於GPS/3G/GIS的多功能颱風預警和搜救系統。

1　系統總體設計

系統整體結構如圖1所示。

　　1.1 終端適配層
　　包括高速攝影機、印表機和感測器等可擴展的外部設備。

　　1.2 終端執行層
　　即船舶移動終端，是系統的基礎，主要完成視頻監控功能及GPS定位資料、報警資訊和服務請求資訊的採集、傳送及監控中心控制、配置命令的接收和執行等。

　　1.3 通信層
　　通信層是整個系統的溝通核心，實現每個移動船舶的位置資訊、狀態資訊、報警資訊向中心的發送以及中心向移動船舶發送指示、控制命令的發送。

　　1.4 管理監控層
　　管理監控層是系統的門戶，其內部通過千兆局域網將通信伺服器、資料庫伺服器和監控台互連，即時接收處理來自受控船舶的各種資訊，並提供友好的人機界面。監管中心系統包括通信介面、GIS地理資訊模組、中心資料庫服務、電子地圖資料等多個子系統。監控層的功能主要有電子地圖的顯示和操作、船舶跟蹤顯示、船舶資料查詢、船舶資料管理等。

2　系統軟硬體方案設計
　　系統終端硬體採用嵌入式開發平臺，主要模組有處理器，3G通信模組，GPS信號接受模組，手柄控制模組，液晶顯示模組，攝影機，電源模組，存儲模組等組成。在處理器的選擇上，採用ARM晶片，它強大的運算速度和資料處理能力以及便於進行嵌入式系統開發，能夠對視頻等資訊進行處理。