0 引　言

从我国重点海区来看，我国东海、南海面积辽阔、安全形势复杂、自然环境恶劣，随着我国海路对外贸易规模的快速增长、海洋产业的蓬勃发展、“一带一路”战略的推进实施、东海南海主权维护活动的日益常态化，各种海洋自然灾害和海上突发事件给海洋交通、海洋运输、海洋渔业、海洋旅游等海洋经济和海洋生产活动产生的危害日益显现，面向我国海上活动的应急通信保障能力亟待加强。

应急通信是指在出现自然或人为的突发性紧急情况时，综合利用各种通信资源，保障紧急救援、救助和必要通信所需的通信手段和方法，是一种具有暂时性的特殊通信机制^[1]。目前，我国远海海洋观测所依赖的通信手段基本上是国外的卫星通信系统（如铱星系统、ARGOS系统、海事卫星系统等），数据安全和紧急情况下的大容量通信保障受制于人；北斗卫星导航系统是一套以定位导航功能为主的功能系统，其具备的短报文通信功能，在通信频度、单次通信容量、实时性等方面不能完全满足需求；最新发展的高轨通信天通系统是我国面向终端用户的第一套移动通信系统，需要低轨移动通信卫星系统的配合才能进一步发挥天基通信系统在海洋应急通信中的优势；水下通信是海洋通信的一个新的需求增长点，目前我国有一定的水下通信技术储备，但还没有装备储备^[2-3]。因此，总体看，我国目前可用于海洋应急通信的信息基础设施整体能力薄弱，不能适应应急条件通信保障能力需求。

我国在海洋应急通信方面的能力短板，不但体现在民用领域，在军用领域同样有所体现。将民口的海洋应急通信能力用于军用，不但可以切实补充相关军用通信系统在紧急情况下的不足，而且可以将军事行动隐藏于民用活动之中，强化军事活动的保密性与效能。目前，海洋应急通信是最容易开展军民融合应用探索的领域，军民在通信体制、通信频段、相关基础通信设备等方面具有一定的共通性，具有开展军民融合试验探索的良好条件。

本文针对我国海洋领域应急通信需求，提出一种新型应急通信保障船的概念设计方案。该船具备搭载能力强、响应速度快、机动灵活等特点，其甲板可灵活部署各类方舱，形成海上机动应急通信服务平台，完成各种状况下的应急通信任务。

1 应急通信保障船功能定位及需求分析

应急通信保障船典型的应用场景是我国东海南海全域海区长时间驻留强化应急通信能力的保障。当我国东海、南海全域海域发出灾害预警或有应急事件发生时，利用应急通信保障船搭载多种通信载荷，可快速抵达应急海域，实现对应急船周边30～80 km左右范围的全天时、全天候、多功能水面用户应急通信接入，保障应急海域的通信能力。应急通信保障船的具体工作流程如图1所示。

为保障应急海域的通信能力，该应急通信保障船需搭载的主要通信载荷有船载通信方舱、系留无人机方舱、系留气球方舱、超短基线定位系统、浮潜标系统等。这些通信载荷系统均采用模块化设计，以方舱形式部署在应急通信保障船甲板上，形成海上机动应急通信服务平台，完成各种状况下的应急通信任务。因此，根据使用需求，可将应急通信保障船总体分为船舶平台系统和通信保障系统两部分。

船舶平台系统应具备以下功能要求：

1）满足船载通信、系留气球、系留无人机等通信载荷的搭载、布置和操作等需求，提供其所需的载重量、布置位置、布置空间、操作空间等。

2）满足通信系统工作人员指挥控制、应急会议等空间场所需求。

3）满足船上所有人员住宿、饮食、休闲娱乐、人员保护、设备检修与维护等基本需求。

4）具备船岸通信和船上人员通信等设备和功能。

5）具备生活物资储存、食品加工、生活垃圾处理、船上污水处理等设备和功能。

6）具备通风、空调、消防、救生、锚泊、系泊等设备和功能。

通信保障系统满足以下功能要求：

1）配置吊机、锚绞机、A字架等辅助设备，解决各通信模块的吊装、移位和定位问题。

2）提供各类通信模块基座设计、固定和绑扎方案设计，为通信系统的平稳可靠运行提供保障。

3）为各通信模块提供电力、燃油、淡水等消耗品等能源供给接口和保障。

2 应急通信保障船概念设计

根据应急通信保障船的功能定位及总体需求，参考现有科考船及工程船船型，分析优化，初步确定船型、主尺度、技术参数等，其总体侧视图如图2所示。

2.1 应急通信保障船主尺度

根据需搭载的通信载荷系统设备要求，工作甲板面积至少要达到450 m²，方能保证各设备的正常使用，初步确定应急通信保障船的主尺度如表1所示。

2.2 应急通信保障船主要技术参数

为满足我国东南远海海域的应急通信任务需求，该船应具备较长的续航能力及自持力。据此，将应急通信保障船续航力初步定为3000 n mile，自持力为30天。

在发生事故时，船舶可快速驶至事故区域，因此，将设计航速定为16 kn，最大航速预计可达18 kn。

除船员外，船上还需搭载通信载荷系统的工作及科研人员，以完成指定的应急通信任务。初步估算，该船定员约为40人，其中船员10人，工作人员30人。

2.3 主甲板以上空间布置

本文提出的应急通信保障船主甲板平坦、开阔，有足够的露天空间布放各类通信载荷。各通信设备方舱及通信载荷系统工作区域的布置如图3所示。浮潜标的摆放区域位于主甲板靠近首楼侧，主甲板中间位置右舷侧设计安放单臂吊机1台，其工作半径可覆盖整个甲板面，用于浮标的吊放及甲板面设备的转移；系留气球方舱、综合通信方舱、系留无人机方舱分别位于左舷侧、船中及右舷侧，各方舱间距1.5~2 m，既要保障各方舱间通信设备工作时互不干扰，又要保障其信息互联互通。因此，可在甲板上各方舱间铺设通信线缆，保障数据传输。同时，为保障人员在甲板工作操控设备时的安全性，在船两侧设舷墙。

为避免通信设备工作时对驾驶室视线造成影响，将上层建筑置于船首，内设有驾驶室、会议室、餐厅、生活区域以及干、湿实验室等。干、湿实验室位于主甲板入口处，湿型实验室可以用来摆放浮潜标等出水后的水下通信设备，干型实验室则可以进行临时通信设备的摆放及调试等。

2.4 主甲板以下空间布置

应急通信保障船主甲板以下设舵机舱、空调机室、食品库、机舱、机舱监视室、储藏室、锚链舱、液舱等舱室。

为保障应急通信保障船执行远海任务的续航力，船舶需配备足够的燃油及淡水，因此在设计时需预留足够的液舱空间，具体液舱容积如表2所示。

3 结　语

船舶是一个复杂的综合性系统，各设计要素错综相连，在船舶设计过程中考虑对一个要素进行确定时，往往涉及到其他要素^[4]。而在初始设计阶段，这些要素由于种种原因，难以考虑周全^[5]。在船舶的设计阶段，通常按照设计螺旋线理论进行全船总体的方案设计工作，将设计工作由粗至细、由简至繁地划分成若干阶段或循环，进而螺旋式提高总体技术方案的设计水平。为达到既定的技术要求，要仔细考虑每个系统、子系统与其他系统间的相互作用及其设计布局对整体性能的影响^[6-7]。船舶的主尺度和船型参数与各系统间的关系非常复杂且模糊^[8]。应急通信保障船执行任务时的作业能力与设计的合理性及各系统间的协调性息息相关，本文根据应急通信保障船的功能定位及总体需求给出了一个概念设计方案，确定了主尺度及主要技术参数，依据各通信系统设备的工作及布放需求进行主甲板空间的布置，并给出了全船的总布置方案。