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摘要：为了完善海事部门对曹妃甸海域的监管，在曹妃甸煤炭码头一期工程区域设置一套VTS（船舶交通管理）雷达系统，该系统包括雷达天线系统、CCTV监控系统、气象系统、UPS电源系统以及动力环境监测系统等几个部分，本文即对各个系统的构成和用途进行阐述。
关键词：VTS、雷达、监控、气象
中图分类号：TN95
VTS为vessel traffic services的缩写，意为船舶交通服务，指由主管机关实施的、用于增进交通安全和提高交通效率以及保护环境的服务。在VTS区域内，这种服务应能与交通相互作用并对交通形势变化作出反应。我国通常称为船舶交通管理系统。
1、应用背景
曹妃甸港VTS的重點管理范围确定在港口海域15nmile以内的通航区域，主要包括：港口航道、港池、西侧锚地、东侧锚地等区域。另外，曹妃甸港锚地距天津港外海习惯航路较近，也是曹妃甸港VTS重点监视区域。 曹妃甸VTS目前的布局为一中心一站，VTS中心设在矿石码头综合楼，既有雷达站设在矿石码头一期工程矿石堆场东南角，其重点监测范围为南部港区的外海航路、矿石码头进港航道、东侧锚地等区域，新建雷达重点管理和服务的区域是：以煤码头起步工程煤堆场南端雷达站为圆心，向西侧15n mile为半径的扇形水域，包括：进港航道、一二港池口门、西侧锚地、天津港外海习惯航路等重点监控对象。本工程建设完成后，曹妃甸VTS布局变为一中心二站。根据曹妃甸港水域分布特点，参与VTS的管理和服务对象确定为500总吨以上配备AIS、VHF设备的中、外国籍船舶，以及所有客船、油船、液化气船、散装化学品船和外国籍船舶。
2、系统概况
整套系统内容包含：雷达天线系统、CCTV监控系统、气象系统、UPS电源系统以及动力环境监测系统等几个部分。
2.1、雷达天线
雷达天线安装包括雷达天线的安装、雷达天线机柜安装、雷达收发机的安装以及雷达齿轮箱的安装。各项工作均由具有专业资质的施工队伍完成，安装过程和最终的完成情况均达到相关标准规范以及监理的要求。经过工程师为期一周的现场调试，现在整个雷达系统已经实现了安规定要求的所有功能，并将信号通过电信提供的公网传输到曹妃甸海事处监控中心，并且已经进入工作状态，工作状态一切正常。
2.2、CCTV监控系统
CCTV监控系统包括两台配有全方位云台的彩色摄像机，分别置于雷达塔顶和续建工程码头前沿。其中码头摄像机的信号通过光纤直传至雷达塔顶层，两台摄像机分别配有各自的智能控制单元以及多码流视频设备，与VTS信号一起传输到监控中心，并实现了与VTS系统的相互联系，在船舶联动追踪服务系统软件以及船舶联动追踪监控系统软件的作用下，CCTV系统已经实现了与VTS系统的联动，可以在雷达显示界面开窗显示并能够对重要船舶实施跟踪监视。
2.3、气象系统
气象系统包括测量能见度、降雨量、风速风向、温度湿度、气压、潮位仪等功能，其中潮位仪安装在码头尾部的基坝侧沿，通过护管伸入海水测量海面高度，信号通过光纤传至雷达塔顶层。气象系统信号与VTS和CCTV信号一起传输至监控中心，通过主机显示出雷达塔的相关气象信息。
2.4、UPS电源
UPS电源由两台主机和64块电池组成，分为主用和备用两套，安装于雷达塔底层，输入市电从一楼配电箱引入，并输出两路电源至雷达塔顶层，为雷达天线等设备供电。UPS系统已经投入使用，运行正常。
2.5、动力环境监测系统
动力环境监测系统的作用是对整个雷达机房的环境进行实时监测，其中包括空调监测和远程控制，UPS电源远程监测，门磁，红外监测，烟感、水浸、以及两路视频监测（机房、以及雷达站首层各一路），信号通过电信提供的另外一对2M网络传输至监控中心。实现在监控中心对雷达站情况的实时监测。
3、施工难点及解决办法
本工程施工过程中出现了以下几个难点。（1）需将6m多长的雷达天线吊装至56m高的雷达塔顶部。解决办法：考虑到现场施工环境，吊装高度，设备与施工人员的安全等一系列综合因素，我们决定采用卷扬机与滑轮组合的吊装方式，在塔顶搭设固定支架，由卷扬机提供牵引力，并在天线的两端使用绳索保持平衡，整个吊装过程持续了将近两个小时，最终顺利的将本项目中体积最大，安装位置最高的一台设备安全的吊装至雷达塔顶部。（2）各系统之间的信号连接与互融。解决办法：通过合理的组织安排，统筹个子系统的安装与调试时间，在主系统阿特拉斯的外籍调试专家现场调试之前完成所有设备的安装工作，并组织所有其他设备厂家的调试人员与外籍工程师一起进行现场调试，遇到问题及时沟通，解决了一项又一项技术难题，比如CCTV系统在实现于雷达界面开窗显示的过程中，由于雷达服务器进行过升级等原因，以前使用的开发协议与现场实际不符，遇到问题后，我方工程师与外籍工程师进行了及时的沟通，并立即联系设备厂家的相关专家进行现场协议开发，在大家的相互配合下，顺利的在短时间内完成了破解工作，并在雷达界面成功开窗显示。通过大家的不懈努力，终于在外籍工程师回国前顺利的完成了各项相关的调试工作，使各系统之间实现了信号的互融，达到了设计要求中的各项功能和技术指标。（3）设计与实际情况不符。根据施工现场的实际情况，对原设计的部分内容进行了变更，例如：原设计将两套UPS电源放置于雷达塔的顶层设备间，经过现场的勘察，首先发现设备间的空间比较有限，UPS电源将占据将近一半的面积，这样势必会对其他主要设备的安装和使用带来诸多不便；其次，UPS电源的重量很大，放在50多米高的顶层，会影响整个雷达站的安全系数。经过和设计单位及时有效的沟通，最终决定将UPS电源的安装位置改为一楼的电源间，这样一来，既不影响原设计的各项使用功能，又优化了整个雷达站的设备布局，最主要的是由于塔顶的用电量不是很大，所以由于UPS位置变更引起的供电线路加长所引起的线路损耗不至于影响到系统设备的正常运行。
4、结语
本工程虽然施工地点包括水中（潮位仪安装）、56米高的塔顶、以及井下（光缆敷设）等很多复杂的环境，也包括工作面小，受气候等环境影响大等特点，但是整个工程在保质保量完成的基础上没有出现过一次安全事故，达到了安全生产的指标要求。于此同时曹妃甸港区2号雷达站工程完工之后，实现了对整个VTS系统的扩容，为1号雷达站的进行了优化和补充，并对曹妃甸西港区的监测空白点实现全覆盖，从而为加强曹妃甸西翼港区水域的船舶交通安全管理，监视管辖区内船舶的动态交通状况，确保船舶交通安全等工作提供了技术保障。
关键词：VTS、雷达、监控、气象
中图分类号：TN95
VTS为vessel traffic services的缩写，意为船舶交通服务，指由主管机关实施的、用于增进交通安全和提高交通效率以及保护环境的服务。在VTS区域内，这种服务应能与交通相互作用并对交通形势变化作出反应。我国通常称为船舶交通管理系统。
1、应用背景
曹妃甸港VTS的重點管理范围确定在港口海域15nmile以内的通航区域，主要包括：港口航道、港池、西侧锚地、东侧锚地等区域。另外，曹妃甸港锚地距天津港外海习惯航路较近，也是曹妃甸港VTS重点监视区域。 曹妃甸VTS目前的布局为一中心一站，VTS中心设在矿石码头综合楼，既有雷达站设在矿石码头一期工程矿石堆场东南角，其重点监测范围为南部港区的外海航路、矿石码头进港航道、东侧锚地等区域，新建雷达重点管理和服务的区域是：以煤码头起步工程煤堆场南端雷达站为圆心，向西侧15n mile为半径的扇形水域，包括：进港航道、一二港池口门、西侧锚地、天津港外海习惯航路等重点监控对象。本工程建设完成后，曹妃甸VTS布局变为一中心二站。根据曹妃甸港水域分布特点，参与VTS的管理和服务对象确定为500总吨以上配备AIS、VHF设备的中、外国籍船舶，以及所有客船、油船、液化气船、散装化学品船和外国籍船舶。
2、系统概况
整套系统内容包含：雷达天线系统、CCTV监控系统、气象系统、UPS电源系统以及动力环境监测系统等几个部分。
2.1、雷达天线
雷达天线安装包括雷达天线的安装、雷达天线机柜安装、雷达收发机的安装以及雷达齿轮箱的安装。各项工作均由具有专业资质的施工队伍完成，安装过程和最终的完成情况均达到相关标准规范以及监理的要求。经过工程师为期一周的现场调试，现在整个雷达系统已经实现了安规定要求的所有功能，并将信号通过电信提供的公网传输到曹妃甸海事处监控中心，并且已经进入工作状态，工作状态一切正常。
2.2、CCTV监控系统
CCTV监控系统包括两台配有全方位云台的彩色摄像机，分别置于雷达塔顶和续建工程码头前沿。其中码头摄像机的信号通过光纤直传至雷达塔顶层，两台摄像机分别配有各自的智能控制单元以及多码流视频设备，与VTS信号一起传输到监控中心，并实现了与VTS系统的相互联系，在船舶联动追踪服务系统软件以及船舶联动追踪监控系统软件的作用下，CCTV系统已经实现了与VTS系统的联动，可以在雷达显示界面开窗显示并能够对重要船舶实施跟踪监视。
2.3、气象系统
气象系统包括测量能见度、降雨量、风速风向、温度湿度、气压、潮位仪等功能，其中潮位仪安装在码头尾部的基坝侧沿，通过护管伸入海水测量海面高度，信号通过光纤传至雷达塔顶层。气象系统信号与VTS和CCTV信号一起传输至监控中心，通过主机显示出雷达塔的相关气象信息。
2.4、UPS电源
UPS电源由两台主机和64块电池组成，分为主用和备用两套，安装于雷达塔底层，输入市电从一楼配电箱引入，并输出两路电源至雷达塔顶层，为雷达天线等设备供电。UPS系统已经投入使用，运行正常。
2.5、动力环境监测系统
动力环境监测系统的作用是对整个雷达机房的环境进行实时监测，其中包括空调监测和远程控制，UPS电源远程监测，门磁，红外监测，烟感、水浸、以及两路视频监测（机房、以及雷达站首层各一路），信号通过电信提供的另外一对2M网络传输至监控中心。实现在监控中心对雷达站情况的实时监测。
3、施工难点及解决办法
本工程施工过程中出现了以下几个难点。（1）需将6m多长的雷达天线吊装至56m高的雷达塔顶部。解决办法：考虑到现场施工环境，吊装高度，设备与施工人员的安全等一系列综合因素，我们决定采用卷扬机与滑轮组合的吊装方式，在塔顶搭设固定支架，由卷扬机提供牵引力，并在天线的两端使用绳索保持平衡，整个吊装过程持续了将近两个小时，最终顺利的将本项目中体积最大，安装位置最高的一台设备安全的吊装至雷达塔顶部。（2）各系统之间的信号连接与互融。解决办法：通过合理的组织安排，统筹个子系统的安装与调试时间，在主系统阿特拉斯的外籍调试专家现场调试之前完成所有设备的安装工作，并组织所有其他设备厂家的调试人员与外籍工程师一起进行现场调试，遇到问题及时沟通，解决了一项又一项技术难题，比如CCTV系统在实现于雷达界面开窗显示的过程中，由于雷达服务器进行过升级等原因，以前使用的开发协议与现场实际不符，遇到问题后，我方工程师与外籍工程师进行了及时的沟通，并立即联系设备厂家的相关专家进行现场协议开发，在大家的相互配合下，顺利的在短时间内完成了破解工作，并在雷达界面成功开窗显示。通过大家的不懈努力，终于在外籍工程师回国前顺利的完成了各项相关的调试工作，使各系统之间实现了信号的互融，达到了设计要求中的各项功能和技术指标。（3）设计与实际情况不符。根据施工现场的实际情况，对原设计的部分内容进行了变更，例如：原设计将两套UPS电源放置于雷达塔的顶层设备间，经过现场的勘察，首先发现设备间的空间比较有限，UPS电源将占据将近一半的面积，这样势必会对其他主要设备的安装和使用带来诸多不便；其次，UPS电源的重量很大，放在50多米高的顶层，会影响整个雷达站的安全系数。经过和设计单位及时有效的沟通，最终决定将UPS电源的安装位置改为一楼的电源间，这样一来，既不影响原设计的各项使用功能，又优化了整个雷达站的设备布局，最主要的是由于塔顶的用电量不是很大，所以由于UPS位置变更引起的供电线路加长所引起的线路损耗不至于影响到系统设备的正常运行。
4、结语
本工程虽然施工地点包括水中（潮位仪安装）、56米高的塔顶、以及井下（光缆敷设）等很多复杂的环境，也包括工作面小，受气候等环境影响大等特点，但是整个工程在保质保量完成的基础上没有出现过一次安全事故，达到了安全生产的指标要求。于此同时曹妃甸港区2号雷达站工程完工之后，实现了对整个VTS系统的扩容，为1号雷达站的进行了优化和补充，并对曹妃甸西港区的监测空白点实现全覆盖，从而为加强曹妃甸西翼港区水域的船舶交通安全管理，监视管辖区内船舶的动态交通状况，确保船舶交通安全等工作提供了技术保障。