通感一体探索水域发展新纪元

发布时间:2025-01-22 作者:中兴通讯 海振坤,王庆红

        我国水域资源丰富,有超过50万条河流,总长度达43万公里,其中流域面积超1000平方公里的约1500条;有1.8万公里海岸线,管辖海域面积约473万平方公里。丰富的水域资源为航运、渔业、旅游等产业提供了广阔空间,2023年我国海洋经济总量超10万亿元。与此同时,随着5G等新一代信息通信技术的快速发展,水域领域各项信息基础设施建设和信息化应用进程不断加速,传统水域产业逐步向数字化、绿色化、智能化升级,也催生了一批水域新产业、新业态、新模式,加速了水域经济与数字经济的深度融合与协同发展。

 

水域安全亟需经济高效的监管手段

 

        我国水域经济发展迅速,亟需经济高效的监管手段。

        在航道交通运输系统中,智慧港口需要对船舶、货物等进行全面监测,确保水域安全和合规运营;随着旅游业的不断升温,湖区的数量不断增长,湖区发展也需要合理监管,比如禁渔期监管。当前航道的感知手段主要依赖船舶自动识别系统、船舶交通管理系统、海事视频监控系统和北斗导航系统等四大系统。这些传统感知管理系统都是由船舶接收GPS/北斗卫星定位信号,并由船舶通过通信网络主动上报。恶劣天气会影响卫星的定位精度,同时水面会出现无通信定位功能的船舶、漂浮物等,导致主动上报技术无法感知到水域的情况。

        而针对海域监管,海域监测业务场景主要集中在三类:近海执法、非法捕捞、非法入侵。非法船只一般不接入GPS系统,整体监控难度大。当前海防主要依赖于雷达+红外摄像头感知,存在部署成本高、无法连片组网、实时性弱等问题。红外热成像技术利用的频段主要集中在2500~750nm波长的频谱,无法透过非透明障碍物成像,且探测距离受海平面曲率影响,同时数据回传光缆部署难,整体部署成本高;路基雷达技术用于覆盖孤立岛屿、港口、海上钻井平台,监视10km距离的海上小型船只,整体部署成本高,全场景覆盖困难,且通过第三方接口传输数据至监控平台,时延长,往往接收到告警信号时船只已驶离原位;移动监测船集多种检测技术于一体,但成本最高,且无法完成7×24小时不间断监测,只能针对重点海域部署。

 

毫米波通感技术赋能水域监管

 

        毫米波通感一体技术在支撑水域船舶感知方面具有广阔的应用前景。毫米波通感一体技术整合通信、感知和计算能力,通过毫米波频谱的多功能应用,显著提升网络资源利用效率和感知能力。通感一体化技术在通信与感知上共享资源,避免了额外部署独立传感设备,减少了硬件开销和能耗,这符合现代智慧交通“绿色低碳”的发展目标。凭借频谱资源丰富、带宽大、速率高等特点,毫米波通信具有极高的数据传输速度和容量,同时,毫米波频段对物体感知精度有着天然优势,可以实现高精度的测距、测速和定位等功能,尤其在船舶感知场景,毫米波能通过精确的目标反射信号分析,支持动态水面监测、船舶轨迹追踪等功能;借助可组网等特性,毫米波能够实现全天候、无死角感知覆盖,满足多种业务需求。

 

中兴通讯积极推进水域毫米波通感一体研究与应用

 

        中兴通讯推出业界首个自发自收毫米波通感一体AAU,单个AAU完成感知信号的发射和接收;业界独家采用连续波加脉冲波组合的方式提供高精度、远距离的感知能力;同时采用BBU内生算力进行感知信号处理和站间轨迹协同整合和实时上报,成本低、时延小、安全性高。毫米波通感一体系统可以实时采集和处理大量的船舶感知数据,为水域安全管理和船舶调度提供有力支持。

        中兴通讯深入探索毫米波通感一体技术在水域监管领域的应用:在黄浦江航道完成江域通感一体部署,即使在大雾大雨天气下也能实时感知船舶轨迹、航速等,极大保障了航道安全,提升黄浦江航道的日常船只管理效率;在长江航道武汉段构建水域电子围栏,可对非法进入禁航区域的船只精准感知并实时告警,保障水域合法安全;在哈尔滨太阳岛园区实现对多船只同步检测,感知时延达到秒级,满足船舶避险要求,为打造高科技的智慧“亚冬会”奠定基础。

 

        随着毫米波技术的演进和发展,通感一体化技术将具备大范围连续覆盖、低成本、易部署等多方面优势,成为通信行业赋能千行百业的强大助力。对于运营商来说,通过部署通感算控一体化系统,将发挥5G网络的更大价值,实现一网多能、一数多用。