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概述

調(diào)研大綱

VDES（甚高頻數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)，VHF Data Exchange System）是針對水上移動業(yè)務(wù)領(lǐng)域中船舶自動識別系統(tǒng)（AIS）的加強(qiáng)和升級版系統(tǒng)，它在 2012 年國際電信聯(lián)盟世界無線電通信（WRC - 12）大會后被提出，并于 2015 年世界無線電通信大會（WRC—15）上，由 162 個成員國及 136 個國際組織和團(tuán)體共同審議確定。

VDES 集成了現(xiàn)有 AIS 功能，同時增加了特殊應(yīng)用報文（ASM，Application Specific Messages）和寬帶甚高頻數(shù)據(jù)交換（VDE，VHF Data Exchange）功能。AIS 主要用于船舶間以及船岸間自動交換識別信息、航行狀態(tài)信息等，是保障船舶航行安全的重要手段；ASM 主要承載與導(dǎo)航無關(guān)的非安全信息，如水文、氣象等，為船舶提供更豐富的輔助信息；VDE 則負(fù)責(zé)傳輸內(nèi)容更豐富、格式更靈活的信息，大大提高了船船及船岸之間的信息傳輸速率。?

根據(jù)研究報告數(shù)據(jù)顯示，在頻段方面，VDES 頻道范圍涵蓋 VHF 通道 24、84、25、85、26、86、27 和 28，頻段范圍包括 157.200 - 157.325MHz 和 161.800 - 161.925MHz。這種頻段配置使得 VDES 能夠在有限的頻譜資源內(nèi)，實現(xiàn)更高效的數(shù)據(jù)交換。

從時代背景來看，全球經(jīng)濟(jì)一體化的推進(jìn)使得海上貿(mào)易日益繁榮，船舶數(shù)量持續(xù)增長，船舶大型化、高速化發(fā)展趨勢明顯。據(jù)統(tǒng)計，過去幾十年間，全球商船隊的總噸位不斷攀升，大型集裝箱船、超級油輪等大型船舶的數(shù)量也在逐漸增多。例如，在一些重要的國際航道，如馬六甲海峽、蘇伊士運(yùn)河等，每天過往的船舶數(shù)量眾多，水域交通密度極大。與此同時，危險貨物裝載量也不斷增加，這對船舶航行安全提出了更高的要求。海上通信作為保障船舶航行安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其重要性日益凸顯。傳統(tǒng)的船舶通信方式已難以滿足日益增長的通信需求，急需一種更先進(jìn)、高效的通信系統(tǒng)來支撐海上運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展。?

從技術(shù)需求角度分析，現(xiàn)有的船舶自動識別系統(tǒng)（AIS）雖在船舶導(dǎo)航和安全通信方面發(fā)揮了重要作用，但隨著時間的推移，其局限性逐漸顯現(xiàn)。AIS 誕生于上世紀(jì) 90 年代，最初主要用于實現(xiàn)船舶相互識別和避免碰撞。然而，近年來水上數(shù)據(jù)通信需求不斷提升，AIS 逐漸承擔(dān)起船岸數(shù)據(jù)通信的任務(wù)，導(dǎo)致其在 VHF 頻段的通信壓力劇增。國際航標(biāo)組織（IALA）研究表明，當(dāng) AIS 數(shù)據(jù)鏈路負(fù)載超過 50% 時，將會出現(xiàn)信息阻塞等嚴(yán)重問題，影響航行安全。例如，2012 年 12 月 18 日美國墨西哥北部灣的 24 小時數(shù)據(jù)顯示，AIS 鏈路負(fù)載高達(dá) 64%，致使 69% 的重要信息丟失。這表明 AIS 系統(tǒng)急需額外的頻段來緩解通信壓力。此外，隨著海上智能交通系統(tǒng)、海洋監(jiān)測、海上應(yīng)急救援等領(lǐng)域的發(fā)展，對數(shù)據(jù)交換的速度、容量和靈活性提出了更高要求，AIS 系統(tǒng)在這些方面的表現(xiàn)已難以滿足需求。例如，在海上應(yīng)急救援中，需要快速、準(zhǔn)確地傳輸大量的船舶位置、人員情況、救援物資等信息，AIS 系統(tǒng)有限的數(shù)據(jù)傳輸能力可能會延誤救援時機(jī)。因此，為了滿足不斷增長的海上通信需求，提升船舶航行安全性和海上交通管理效率，研發(fā)新一代的海上通信系統(tǒng)迫在眉睫，VDES 系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。它集成了 AIS、ASM 和 VDE 功能，在保護(hù)現(xiàn)有 AIS 功能的基礎(chǔ)上，通過引入新的技術(shù)和頻段，全面強(qiáng)化了船舶通信的數(shù)據(jù)傳輸能力，能夠更好地適應(yīng)未來海上通信的發(fā)展趨勢。

VDES 系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈涵蓋了從上游的技術(shù)研發(fā)、設(shè)備制造到中游的系統(tǒng)集成、運(yùn)營服務(wù)，再到下游的應(yīng)用市場等多個環(huán)節(jié)，各環(huán)節(jié)相互關(guān)聯(lián)、相互影響。?

上游環(huán)節(jié)主要包括技術(shù)研發(fā)和關(guān)鍵設(shè)備制造。技術(shù)研發(fā)涉及到通信技術(shù)、衛(wèi)星技術(shù)、電子技術(shù)等多個領(lǐng)域。例如，在調(diào)制解調(diào)技術(shù)方面，需要不斷研究新的算法，以提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)男屎涂垢蓴_能力；在衛(wèi)星技術(shù)領(lǐng)域，要研發(fā)適用于 VDES 系統(tǒng)的低軌衛(wèi)星，確保衛(wèi)星與地面設(shè)備之間的穩(wěn)定通信。關(guān)鍵設(shè)備制造包括 VDES 收發(fā)機(jī)、衛(wèi)星載荷、天線等設(shè)備的生產(chǎn)。像 VDES 收發(fā)機(jī)，其性能直接影響到數(shù)據(jù)的收發(fā)質(zhì)量，需要具備高精度、高可靠性等特點。目前，在這一領(lǐng)域，國際上一些知名企業(yè)如康士伯、薩博集團(tuán)等在技術(shù)研發(fā)和設(shè)備制造方面具有較強(qiáng)的實力，掌握著核心技術(shù)和先進(jìn)的生產(chǎn)工藝。?

中游環(huán)節(jié)主要是系統(tǒng)集成和運(yùn)營服務(wù)。系統(tǒng)集成商將上游企業(yè)提供的各種設(shè)備和技術(shù)進(jìn)行整合，構(gòu)建成完整的 VDES 系統(tǒng)。例如，將 VDES 收發(fā)機(jī)、衛(wèi)星通信設(shè)備、數(shù)據(jù)處理服務(wù)器等進(jìn)行集成，確保各個部分之間能夠協(xié)同工作。運(yùn)營服務(wù)則包括系統(tǒng)的日常維護(hù)、數(shù)據(jù)管理、通信服務(wù)提供等。運(yùn)營服務(wù)商需要建立完善的運(yùn)維體系，保障系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，同時對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理和存儲，為下游用戶提供有價值的信息服務(wù)。在中游領(lǐng)域，一些具有系統(tǒng)集成能力和運(yùn)營經(jīng)驗的企業(yè)占據(jù)著重要地位，它們通過與上下游企業(yè)的緊密合作，推動 VDES 系統(tǒng)的商業(yè)化應(yīng)用。?

下游環(huán)節(jié)是應(yīng)用市場，VDES 系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。政府部門是重要的應(yīng)用主體之一，主要用于海上交通管理、海事監(jiān)管、海上應(yīng)急救援等方面。通過 VDES 系統(tǒng)，政府部門能夠?qū)崟r掌握船舶的位置、航行狀態(tài)等信息，加強(qiáng)對海上交通的監(jiān)管，提高應(yīng)對海上突發(fā)事件的能力。例如，在海上應(yīng)急救援中，政府部門可以利用 VDES 系統(tǒng)快速定位遇險船舶，及時調(diào)配救援力量。企業(yè)也是重要的應(yīng)用用戶，特別是航運(yùn)企業(yè)、海洋資源開發(fā)企業(yè)等。航運(yùn)企業(yè)可以借助 VDES 系統(tǒng)優(yōu)化船舶調(diào)度、提高運(yùn)輸效率、降低運(yùn)營成本；海洋資源開發(fā)企業(yè)則可以利用該系統(tǒng)實現(xiàn)對海上作業(yè)平臺的遠(yuǎn)程監(jiān)控、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ?。此外，個人用戶在一些特定場景下也可能會使用 VDES 系統(tǒng)，如海上休閑娛樂活動中的船舶通信等。?

產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)之間存在著緊密的合作關(guān)系。上游企業(yè)為中游企業(yè)提供技術(shù)和設(shè)備支持，中游企業(yè)通過系統(tǒng)集成和運(yùn)營服務(wù)，將 VDES 系統(tǒng)推向市場，滿足下游用戶的需求。同時，下游用戶的需求反饋又會促使上游企業(yè)進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品升級，形成一個良性的產(chǎn)業(yè)循環(huán)。