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【星核知识】海上遇险如何求救?解码现代科技与传统信号编织的生命救援网

【星核知识】海上遇险如何求救?解码现代科技与传统信号编织的生命救援网当冰冷海水瞬间吞没身体,四周只剩无尽波涛与呼啸海风,

【星核知识】海上遇险如何求救?解码现代科技与传统信号编织的生命救援网

当冰冷海水瞬间吞没身体,四周只剩无尽波涛与呼啸海风,此刻的每一秒都关乎生死。在这场与死神的赛跑中,藏在救生衣口袋、救生筏角落的“海上救命神器”,正等待被激活。

从能自动发送定位的AIS示位标,到划破夜空吸引救援的信号弹,这些设备与背后的国际组织、专业系统,共同编织起一张跨越山海的救援网络。接下来,让我们深入了解这些“海上求生密码”。

一、国际组织与专业系统——海上救援的幕后力量

在介绍具体求救设备前,先认识几个在海上救援领域发挥关键作用的国际组织和专业系统。这些组织和系统各司其职,如同精密运转的齿轮,共同推动着全球海上救援体系的高效运作。

(一)国际电信联盟(ITU)

国际电信联盟(ITU)作为联合国负责信息通信技术事务的专门机构,其历史可追溯至1865年,是世界上最早的国际组织之一。在海上救援领域,ITU如同“海上通信规则的总设计师”,拥有核心话语权。

它通过制定《无线电规则》等一系列国际标准,负责全球海上通信频率的分配与管理。例如,AIS-MOB使用的161.975MHz和162.025MHz频段,以及VDES的频段范围,都是由ITU严格规划和分配,确保来自不同国家和地区的设备之间能够实现无缝的兼容性与互操作性。

此外,ITU还会定期组织全球无线电通信大会(WRC),汇聚各国专家与组织,共同商讨和更新通信技术标准,以适应不断发展的海上救援需求。

(二)国际海事组织(IMO)

国际海事组织(IMO)成立于1948年,其使命是致力于保障海上航行安全、防止船舶污染海洋。IMO制定的《国际海上人命安全公约》(SOLAS)堪称海上救援的“宪法”,具有强制约束力。

以SART和EPIRB的配备要求为例,SOLAS明确规定:所有客船和500总吨及以上货船每舷至少配备一个SART;300总吨及以上但低于500总吨的货船至少配备一个SART;各类船舶都需按规定配备相应数量的EPIRB。

此外,IMO还会组织专家团队对公约进行定期修订和完善,结合新的技术发展和事故案例,不断提升海上救援的标准和要求。同时,IMO会通过成员国之间的合作与监督,确保各国船舶遵守相关规定,保障海上人命安全。

(三)国际电工委员会(IEC)

国际电工委员会(IEC)专注于电气、电子领域标准化工作,在海上求救设备的研发和生产过程中扮演着“质量把关人”的角色。IEC制定的众多标准,涵盖了从设备的性能指标、测试方法到安全规范等各个方面。

以SART为例,现行标准GB15216-2021《全球海上遇险和安全系统搜救雷达应答器性能和测试要求》,就是采用了IEC的IEC61097-1:2007标准,并结合实际需求进行了修改和补充。

IEC会组织全球的电气、电子领域专家,对新技术、新产品进行评估和认证,确保海上求救设备在复杂的海洋环境下能够稳定可靠地工作,为海上救援提供坚实的技术保障。

(四)全球海上遇险和安全系统(GMDSS)

全球海上遇险和安全系统(GMDSS)由IMO主导建立,是一个整合了卫星通信、无线电通信、定位技术等多种先进技术的全球性海上通信与救援体系。

它就像海上救援的“神经中枢”,实现了遇险报警、安全信息播发、现场通信等关键功能。当船舶或人员发出遇险信号,GMDSS系统会迅速将信息传递给附近的船舶、海岸警卫队和救援机构。

在2023年某次海上事故中,一艘货轮因触礁遇险,船员启动EPIRB发出求救信号,GMDSS系统在几分钟内就将遇险信息传递给周边100海里内的所有船舶和附近的海岸警卫队,为救援争取了宝贵时间。同时,GMDSS还会定期播发气象预警、航行警告等安全信息,帮助船舶提前做好应对准备,预防事故发生。

(五)COSPAS-SARSAT系统

COSPAS-SARSAT系统由多国合作建立,其名称源自俄文和英文的缩写,意为“空间系统用于搜索和救援”。该系统由空间段(低轨卫星和地球同步卫星)、地面段(地面站、任务控制中心)组成,是海上救援的“定位先锋”。

当EPIRB、PLB等设备发出求救信号,系统中的卫星会首先捕捉到信号,并确定信号的大致方位和频率。随后,地面站接收到卫星转发的信号,通过多普勒效应等技术手段,精确计算出遇险位置。整个过程通常只需十几分钟,大大提高了救援效率。

在一次远洋渔船失联事件中,船上的EPIRB发出信号后,COSPAS-SARSAT系统在12分钟内就确定了渔船的位置,为后续救援行动提供了准确的目标。

(六)北斗卫星导航系统(BDS)

北斗卫星导航系统(BDS)是中国自主建设、独立运行的全球卫星导航系统,与美国GPS、俄罗斯格洛纳斯(GLONASS)、欧洲伽利略(Galileo)并称为全球四大卫星导航系统。

北斗报文服务系统是GMDSS的组成部分。2022年11月,国际海事组织海上安全委员会第106届会议审议通过决议,正式认可北斗报文服务系统加入GMDSS。北斗成为继海事卫星系统、美国铱星系统后,全球第三个通过IMO认可的GMDSS卫星通信系统。

北斗报文通信服务可面向亚太地区提供满足GMDSS要求的遇险报警、信息播放和短报文通信服务,能在船只发出求援信号之外,还提供米级的精确定位服务,提升海上人命安全救助效率。

同时,北斗系统也是COSPAS-SARSAT系统的重要组成部分。北斗系统在6颗MEO卫星上分别安装了符合COSPAS-SARSAT标准的SAR载荷,可与GPS、伽利略、格洛纳斯系统卫星上的SAR载荷共同为全球用户提供服务。

值得一提的是,返向链路是北斗国际搜救服务的鲜明特色,利用MEO卫星提供的返向链路服务,可为遇险用户提供遇险信息的确认消息,可提升搜救效率和成功率。

二、现代科技救命神器——精准定位与高效通信

(一)AIS个人搜救示位标(AIS-MOB)

1、概述

AIS即船载自动识别系统(Automatic Identification System),而AIS-MOB是在此基础上开发的个人版设备,堪称落水者的“电子名片”。它由AIS发射电路、GNSS定位模块(如常见的GPS、北斗定位系统)、天线以及锂电池组成。

2、工作原理

其工作原理基于AIS自组织时分多址(SOTDMA)技术。为了更好地理解,想象海上通信是一场大型聚会,众多船舶和设备都要发言(发送信号),SOTDMA技术就像一位高效的主持人,将时间划分成一个个固定的“发言时段”,给每个设备分配专属的“说话时间”,避免信号拥堵。

当AIS-MOB人工启动或落水自动触发后,它会获取GNSS定位模块提供的位置信息,通过发射单元和天线,以161.975MHz和162.025MHz频率发送出去,使用MSG1和MSG14消息类型,将包含位置经纬度、对地航向、航速、时间戳等信息传递给周边的AIS终端设备与基站。

3、经典产品

(1)RESCUEME MOB1

英国RESCUEME MOB1是一款高效率、小型化、低成本的个人救生设备,也是全球最小的AIS人员落水装置。它内置GNSS接收机、AIS发射机、电池和指示灯,落水后可自动激活并广播带有位置信息的AIS消息,覆盖范围达5英里,便于本船或附近船舶快速发现落水人员。

该设备体积小、重量轻,可集成于救生衣内,还配备遇水自动开启功能和救生灯,确保在紧急情况下自动发射定位信息,为救援争取时间。它适用于商业航运、海上工业、捕鱼、公务船执法、海上搜救以及娱乐航海等活动,可有效保障落水者安全,还可适配Spinlock救生衣。

产品亮点

A、高强度频闪

B、快速准确定位

C、AIS自动识别系统

D、落水自动激活

E、体积小于同类产品30%

(2)卫星AIS-MOB

河北空天智慧物联科技有限公司推出的卫星AIS-MOB采用天启物联网卫星通信技术,突破了传统AIS-MOB依赖4G/5G等无线通信的局限,实现了全球海域的快速定位和通信。

该产品具备高精度定位功能,内置GNSS模块可实时获取落水者位置;能自动广播AIS信号,供附近船舶和搜救飞机接收,并可在灾害发生时向8个终端发送求救信号。此外,产品集成救生灯与指示灯,可与救生衣一体化设计,支持落水自动启动或手动激活。它适用于船舶事故和人员落水等紧急情况,搜救效率显著提升,且能连续工作48小时以上。

实际应用

AIS-MOB的实际应用效果显著。在2022年北欧海域的一次救援行动中,一名船员不慎落水,其身上的AIS-MOB自动触发。附近一艘配备了AIS设备的货轮在3分钟内就接收到落水者的位置信息,并立即改变航向展开救援。由于AIS-MOB可连续工作48小时以上,且小巧轻便(如某款尺寸为27×47×124mm,重120g),便于随身携带,在AIS设备与基站覆盖区域,它能快速、精准地向救援方“报告”落水者位置,大大提升搜救效率。

(二)甚高频数据交换系统(VDES)

1、概述

VDES是新一代水上通信系统,基于AIS发展而来,集成了AIS、特殊应用报文(ASM)、宽带甚高频数据交换(VDE)以及卫星等功能模块,被誉为海上通信的“超级高速公路”。它为不同类型的信息划分了“专用车道”:船舶位置和航行状态信息走AIS“车道”;水文、气象等非安全信息由ASM承载;其他丰富灵活的信息,如事故现场的图文、语音等,则通过VDE依托100kHz的双频信道快速传输。

2、调制方式

在调制方式上,ASM采用GMSK(高斯最小移频键控),VDE采用FMT(移频键控),这些先进的调制技术赋予了VDES频谱利用率高、抗干扰能力强等优势。

3、实际应用

在海上应急救援中,VDES的作用至关重要。在2024年某次大型邮轮失火事故中,船员通过VDES系统不仅即时发送了船舶位置、遇险类型等关键求救信号,还传输了事故现场的高清图片和视频,让救援指挥中心能够全面了解情况,迅速制定救援方案,调配直升机、消防船等救援力量,有效缩短了救援响应时间。未来,VDES将在高流量区域和先进港口管理部门逐步推广,成为全球水上移动数据通信的重要标准。

(三)搜救雷达应答器(SART)

1、概述

SART是GMDSS系统中的被动触发式设备,由天线、环行器、接收机、扫频器和发射机组成,宛如海上救援的“隐形灯塔”。在未被雷达信号触发时,它就像安静等待的“哨兵”,处于接收状态。当3cm导航雷达波扫描到它时,SART会立即应答,在导航雷达屏幕上显示一连串最多12个点,形成醒目的标识,引导搜救船舶和飞机靠近。

2、产品性能

SART的性能参数十分强大,其接收与发射频率范围为9200—9500MHZ,水平波束范围360°,能全方位接收雷达信号。按照SOLAS规定,不同吨位船舶需按要求配备。

3、实际应用

在恶劣海况、浓雾或黑夜等视线受阻的环境下,SART发挥着不可替代的作用。例如,在2021年太平洋海域的一次搜救行动中,一艘小型渔船在大雾中失联,救援飞机通过雷达扫描,发现了SART发出的信号,屏幕上的12个亮点如同指路明灯,引导飞机准确找到渔船位置,成功解救了船上人员。

(四)个人定位信标(PLB)

1、概述

PLB包含定位模块、信号发射模块和电池,是个人海上遇险时的“救命稻草”。只要处于有清晰天空视野的环境,它就能利用定位模块(如GPS、北斗)获取位置信息,并将遇险信息和位置发送到海岸救援中心。不同产品的定位精度和续航能力有所差异,部分产品定位精度可达10米以内,操作简便,只需打开开关即可启动。

2、代表产品

(1)北斗信号弹TD10

北斗信号弹TD10是一款轻巧便携的人员落水报警器,专为应急救援场景设计。它支持北斗短报文功能,即使在传统通信覆盖不到的海域,也能通过北斗卫星将报警信息发送到救援中心,确保救援及时启动。TD10具备落水报警功能,可在淡水和海水中自动触发求救信号,3秒内自动开机并上报位置,支持长达48小时的连续报警,每分钟更新一次位置信息。

设备内置一次性干电池,待机时间长达5年,无需频繁维护,随时处于待命状态。此外,TD10的信号弹在恶劣天气和低能见度条件下也能保持高亮度,显著提高夜间或恶劣环境下的救援几率,为海上作业人员提供持续的安全保障。

(2)北斗盒子PD17

北斗盒子PD17具备北斗三代区域短报文通信和北斗RNSS定位功能。它利用北斗三号短报文功能,即使在无传统通信信号覆盖的海域,也能及时发送和接收紧急信息,为海上遇险人员提供关键通信保障。

PD17支持手动SOS报警和自动落水报警两种模式,确保在主动求救或意外落水时都能及时发出信号,显著提高被营救的成功率。同时,设备支持报平安功能,可让救援中心或其他相关人员了解用户的安全状况。开机时,PD17会自动上报当前位置信息,为搜救行动提供重要参考。

设备采用可充电锂电池设计,使用灵活且经济,用户可随时充电以保持设备待命状态。PD17还具备IP67防护等级,能够抵御尘埃侵入,并在1.5米深水下浸泡30分钟而不受损,适用于复杂的海上环境。

A、实际应用

在实际应用中,PLB帮助了许多海上遇险人员成功获救。例如,一名独自出海钓鱼的爱好者遭遇风浪翻船,他迅速启动随身携带的PLB。海岸救援中心在接收到信号后,根据精确的位置信息,派出救援船前往营救,最终该爱好者在海上漂浮数小时后成功获救。由于其小巧便携的特点,PLB成为小型船舶和海上作业人员常用的求救设备。

(五)紧急位置指示无线电信标(EPIRB)

1、概述

EPIRB由发射机、静水压力释放器、天线及电池构成,是GMDSS系统中重要的船对岸报警装置,被誉为船舶的“最后防线”。船舶遇险时,可人工启动EPIRB;若来不及操作,当船体下沉到1.5-4.0m深度,静水压力释放器会启动,使示位标脱离支架或存放盒浮出水面,自动向COSPAS-SARSAT系统发射遇险报警信号。

2、实际应用

使用最新GPS的EPIRB定位精度可达80米,电池续航一般可连续工作48小时以上。在2020年的一次船舶触礁沉没事故中,船员未来得及手动启动EPIRB,但随着船体下沉,EPIRB自动触发,向卫星发送了求救信号。COSPAS-SARSAT系统迅速定位,救援力量及时赶到,尽管船舶最终沉没,但大部分船员因EPIRB的及时报警而获救。

三、传统求救信号——简单可靠的视觉“呼救”

信号弹是传统且有效的海上求救手段,分为漂浮式、手持式和空中式,它们如同海上的“视觉语言”,用醒目的色彩和光亮传递求救信息。

(一)漂浮式烟雾信号

漂浮式烟雾信号由橙色烟雾发生装置和漂浮部件组成,放入水中后,会持续释放橙色烟雾约30分钟,烟雾最远可在5英里内被看到。这种信号弹通过醒目的颜色标记落水位置,特别适合在白天使用。在2019年的一次小型帆船翻覆事故中,船员将漂浮式烟雾信号放入水中,橙色的烟雾在海面上形成了明显的标识,附近的船只远远就看到了信号,及时赶来救援。

(二)手持式信号弹

手持式信号弹有点燃后产生橙色烟雾的,也有发出明亮强光的,燃烧时间一般为数分钟,在一定距离内可引起救援方注意。在一些近岸海域遇险情况中,船员或落水者使用手持式信号弹,通过点燃后产生的烟雾或强光,成功吸引了海岸巡逻队或过往船只的注意,从而获得救援。

(三)空中式信号弹(如火箭降落伞火焰信号)

空中式信号弹如火箭降落伞火焰信号由发射装置、降落伞和火焰产生装置构成。发射到空中后,降落伞延缓降落速度,火焰可持续发光40秒,发射高度可达数百米,在47英里外就能被发现,尤其适合夜间使用。

在2023年的一次远洋货轮人员落水事件中,船员在夜间发现同伴落水后,立即发射火箭降落伞火焰信号。远处的救援船看到天空中明亮的火焰,迅速改变航向,朝着信号方向赶来,最终成功救起落水人员。

在没有先进电子设备或设备故障的情况下,信号弹依然是可靠的求救方式,因此广泛配备于各类船舶和救生设备中。

无论是现代科技设备的精准定位,还是传统信号弹的直观呼救,它们都承载着生的希望。了解这些海上求救设备与背后的救援体系,能在关键时刻为生命争取更多机会。同时,出海前熟悉设备使用方法、定期检查设备状态,也是保障海上安全的重要措施。此外,学习基本的海上求生技能,如水中保暖姿势、简易漂浮物制作等,也能在等待救援的过程中提高生存几率。

参考资料:

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