張亞萍 朱偉

摘 要：航標(biāo)是重要的海上交通基礎(chǔ)設(shè)施，對其運行狀態(tài)進行監(jiān)測和管理是保證船舶進出港安全和經(jīng)濟航行的關(guān)鍵前提。目前，航標(biāo)遙測遙控主要是通過傳統(tǒng)SIM卡及北斗系統(tǒng)實現(xiàn) ，本文以廣州航標(biāo)處航標(biāo)管理的現(xiàn)狀為出發(fā)點，通過分析傳統(tǒng)SIM卡及北斗卡在航標(biāo)管理應(yīng)用中的缺陷，探討e-SIM卡技術(shù)在遙測遙控?zé)羝鞯膽?yīng)用，以期減少人力、資費成本，提高航標(biāo)管理效率。

關(guān)鍵詞：e-SIM卡 航標(biāo) 管理

1.背景

為貫徹落實“一帶一路”倡議，打造粵港澳大灣區(qū)，船舶運輸、橋梁建設(shè)、航道升級、風(fēng)電場建設(shè)等一系列海上活動日益頻繁。為保障海上船舶的航行安全，航標(biāo)主管部門或業(yè)主單位布設(shè)航標(biāo)助航，引導(dǎo)船舶安全進出港。廣州航標(biāo)處作為航標(biāo)主管機關(guān)，管轄范圍西起大放雞島、東至深圳大鵬灣，沿海達210海里，南起蚊尾洲燈塔、北至廣州白坭河大橋，縱深80多海里，涵蓋航路、航道及其主要港口范圍內(nèi)航標(biāo)。截止2019年12月，管理航標(biāo)共計1295座，其中公用航標(biāo)928座，專用航標(biāo)367座?？紤]轄區(qū)覆蓋范圍廣，航標(biāo)數(shù)量多，如何合理科學(xué)的管理航標(biāo)變得尤為重要。

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，為保障航標(biāo)的助航效能達標(biāo)，降低航標(biāo)工作人員巡檢頻率，提高航標(biāo)應(yīng)急反應(yīng)時效性，經(jīng)過航標(biāo)工作人員近十年的努力，使航標(biāo)燈器的遙測遙控技術(shù)逐漸成熟，并由單一的公眾網(wǎng)通信傳輸模式，升級為北斗和公眾網(wǎng)雙模通信模式?，F(xiàn)廣州航標(biāo)處轄區(qū)內(nèi)絕大部分航標(biāo)燈應(yīng)用遙測遙控技術(shù)，公用航標(biāo)遙測遙控安裝率為87%，其中SIM卡安裝率為45%，北斗安裝率為55%;專用航標(biāo)遙測遙控安裝率為85%，其中北斗安裝率為17%，SIM卡安裝率為83%。

2.公眾網(wǎng)SIM卡和北斗卡

遙測遙控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)航標(biāo)電壓、電流、位置等數(shù)據(jù)的查詢，及燈質(zhì)變更等功能。為保障數(shù)據(jù)的正常傳輸，航標(biāo)燈或遙測遙控終端內(nèi)部會放置一張SIM卡或者北斗卡，航標(biāo)現(xiàn)場數(shù)據(jù)能夠通過公眾網(wǎng)或北斗網(wǎng)絡(luò)完成信息的傳回或指令發(fā)送?，F(xiàn)就SIM卡和北斗卡的模式進行分析對比。

2.1SIM卡

SIM（Subs-criber Identity Modula）卡是一種集成度較高的芯片，它是由微處理器CPU、工作存儲器RAM、程序存儲器ROM、數(shù)據(jù)存儲器EEPROM和串行通信單元5個模塊組成。SIM卡是數(shù)字蜂窩移動電話的用戶識別卡，它的全稱是“用戶識別模塊”。在GSM數(shù)字移動電話系統(tǒng)中，SIM卡起著極其重要的作用，它既是手機的一個重要組成部分，又是為每一個GSM移動電話用戶配備的身份卡，GSM手機只有插入SIM卡后，才能入網(wǎng)使用，SIM卡實現(xiàn)了認人不認機的構(gòu)想，SIM卡在遙測遙控?zé)羝骰蜻b測遙控終端的使用效果與手機基本一致，也是通過SIM卡完成身份認證和信息交換。

SIM卡在與遙測遙控終端連接時，最少需要5根連線。將公眾網(wǎng)SIM卡插入燈器或遙測遙控終端內(nèi)部卡槽中，通電后，在航標(biāo)遙測遙控及防臺值班系統(tǒng)完成燈器終端編碼和SIM卡號碼匹配及航標(biāo)綁定， 就能夠?qū)綐?biāo)燈經(jīng)緯度、偏移距離、燈器工作電壓、燈器工作電流等數(shù)據(jù)的實時記錄，實現(xiàn)對航標(biāo)燈運行狀態(tài)是否正常的遠程監(jiān)控。傳統(tǒng)SIM卡技術(shù)的應(yīng)用確實可以在一定程度上提高航標(biāo)燈的數(shù)字化水平，減少人工巡檢的成本，縮短航標(biāo)燈應(yīng)急維修時間，但是也存在以下問題：

（1）換卡拆卸麻煩，因為SIM卡為物理卡，換卡拆卸需要將航標(biāo)設(shè)備拆卸開，比較麻煩。

（2）卡槽容易損壞，多次拆卸容易損壞卡槽。

（3）因不能采取簡單的方式查看是否已插卡，管理不夠簡便。

（4）卡號讀取繁瑣，手機裝置SIM卡短信獲取，或者在航標(biāo)遙測遙控及防臺值班系統(tǒng)獲取。

同時，使用SIM卡過程中還需要注意以下幾點：

（1）SIM卡不能挽著，尤其是SIM卡的金屬接觸點 。

（2）SIM卡的金屬接觸點必須保持清潔，避免油污、塵埃污染 。

（3）建議不要頻繁取出或插入SIM卡，避免SIM卡額金屬接觸點被刮花。

（4）請勿在高溫環(huán)境下使用，避免將SIM卡置于高于85℃或溫度低于-20℃的環(huán)境 。

（5）為避免SIM卡損壞，SIM卡適用于被批準(zhǔn)入網(wǎng)的GSM通信設(shè)備，

（6）為了防止SIM卡爆卡，請于通信設(shè)備關(guān)機10秒后拔出卡。

2.2北斗卡

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（以下簡稱北斗系統(tǒng)）是中國著眼于國家安全和經(jīng)濟社會發(fā)展需要，自主建設(shè)、獨立運行的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，是為全球用戶提供全天候、全天時、高精度的定位、導(dǎo)航和授時服務(wù)的國家重要空間基礎(chǔ)設(shè)施，能夠提供短報文通信能力，實現(xiàn)了終端之間或者終端與控制中心之間的雙向通信。

北斗卡和SIM卡樣式相同，都屬于物理卡，能夠通用卡槽，就傳輸范圍而言，北斗通信在沿海的覆蓋范圍更大，能夠彌補公眾網(wǎng)信號弱的缺陷。除了存在SIM卡的問題外，還存在北斗卡購買麻煩的問題，航標(biāo)燈器生產(chǎn)廠商的北斗燈器在供貨時，需要由廠商向指定單位購買，并裝置在北斗燈器內(nèi)，屬于“一燈一卡”的形式。

3.e-SIM

e-SIM卡（Embedded-SIM），屬于嵌入式SIM卡。e-SIM卡的概念就是將傳統(tǒng)SIM卡直接嵌入到設(shè)備芯片上，而不是作為獨立的可移除零部件插入設(shè)備中，用戶需要插入物理SIM卡就可以將相關(guān)信息寫入設(shè)備中，實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)及信息交換。

e-SIM技術(shù)能夠通過遠程下載的方式將Profile寫入終端，即其eUICC，eUICC芯片直接封裝在通信模塊或焊接在終端電路板，后期通過遠程對號碼資源進行操作管理。克服惡劣環(huán)境實體卡適用性差，頻繁更換易受損，高頻震動接觸差等問題。e-SIM卡可以使航標(biāo)管理人員自助完成入網(wǎng)激活，提升用戶的體驗度，降低終端、芯片生產(chǎn)成本，提升了終端、芯片生產(chǎn)效率及號碼使用周期，提供集成度更高的硬件產(chǎn)品。

e-SIM能夠?qū)崿F(xiàn)一號多終端的形態(tài)，航標(biāo)工作人員辦理運營商授權(quán)后，依托終端調(diào)試器寫入被開通的終端1號，被寫入數(shù)據(jù)的終端1號能夠自主完成信息數(shù)據(jù)交換。若被開通的終端1號發(fā)生故障，可以將信息寫入被開通的終端2號.過程中不需要使用實體SIM卡，便于卡的統(tǒng)一管理工作。

4.SIM卡、北斗卡與e-SIM卡的對比

廣州航標(biāo)處目前使用的SIM卡共有1164張，受前期傳輸協(xié)議及燈器模塊讀取的影響，航標(biāo)管理人員通過近兩年的時間，將轄區(qū)內(nèi)（含倉庫和海上）航標(biāo)燈內(nèi)的SIM卡號摸查、統(tǒng)計清楚。但是，每隔一段時間仍因SIM卡因丟失、損壞、落海等原因，導(dǎo)致SIM卡管理混亂，航標(biāo)管理人員需要重復(fù)注銷SIM卡，再申請開通SIM卡，操作過程十分繁瑣。為避免這種因物理通訊卡帶來的管理麻煩，我們可以通過e-SIM卡替代物理卡解決。生產(chǎn)廠商只需要將e-SIM卡的被開通終端內(nèi)置在燈器內(nèi)，航標(biāo)管理人員在使用燈器時，將通訊協(xié)議號碼寫入被開通終端內(nèi)，航標(biāo)燈器數(shù)據(jù)通過被開通的終端將信息傳輸至航標(biāo)遙測遙控及防臺值班系統(tǒng)，達到電子巡查的目的。

就現(xiàn)有的航標(biāo)遙測遙控及防臺值班系統(tǒng)，航標(biāo)燈器內(nèi)置遙測遙控終端，或外置遙測遙控終端是具有各自字符串作為標(biāo)識，航標(biāo)的遙測遙控需要燈器字符串與物理通訊卡進行匹配，然后在再與航標(biāo)進行匹配。若使用e-SIM技術(shù)，航標(biāo)燈器可以不需設(shè)置特定的字符串號標(biāo)識，燈器使用前，將e-SIM的通訊協(xié)議號寫入燈器，即可完成燈器的標(biāo)識，減少物理卡和燈器匹配的環(huán)節(jié)。同時，燈器受損后，只需要將該燈器的e-SIM的通訊協(xié)議號寫入新的燈器，能夠重復(fù)使用，并實現(xiàn)“無卡化”管理。

與傳統(tǒng)SIM卡及北斗卡比，e-SIM卡具有資費低、無需拆卸、無需卡槽、卡號讀取方式簡單、可重復(fù)利用及便于管理等優(yōu)勢。三者對比如下表。

5.結(jié)語

技術(shù)總是向前發(fā)展的，e-SIM是對移動通信技術(shù)的一次重大改進，使通信服務(wù)擺脫了線下發(fā)卡環(huán)節(jié)的束縛，為航標(biāo)的動態(tài)監(jiān)控提供了更加有利的條件，e-SIM卡技術(shù)的應(yīng)用能夠解決實體卡缺陷，提升航標(biāo)管理水平。