数字制式对讲机在港口风险管控中的应用

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摘要：随着无线电应用的推广，无线电频谱资源日益紧张。2010年10月，工业和信息化部发布了《关于150MHz-400MHz频段专用对讲机频率规划和使用管理有关事宜的通知》，将对讲机模式升级列为制

随着无线电应用的推广，无线电频谱资源日益紧张。2010年10月，工业和信息化部发布了《关于150MHz-400MHz频段专用对讲机频率规划和使用管理有关事宜的通知》，将对讲机模式升级列为制度性的文件。因为数字制式模式不仅可以节省大量的频谱资源，提供更多频点，而且可以提供更清晰的话音质量，避免临频串扰。 1 无线电通信技术 1.1 无线电通信技术的原理 无线电通信（radio communications）是通过特定设备将需要传送的声音、文字、数据、图像等信号调制在无线电波上，经三维空间传至接收方，利用无线电磁波在空间传输信息的通信方式。与有线电通信相比，不需要架设传输线路，不受通信距离限制，机动性好，建立迅速；但传输质量不稳定，信号易受干扰或易被截获，易受自然因素影响，保密性差。调制时消息携带在正弦波或脉冲序列的某个参量或几个参量上，按参量的取值方式可将通信分为模拟信号和数字信号[1]，相对应为模拟通信和数字通信。 1.2 模拟通信的原理 利用正弦波的幅度、频率或相位的变化，或者利用脉冲的幅度、宽度或位置变化来模拟原始信号，以达到通信的目的，称为模拟通信。如果电信号的参量连续取值，则称这样的信号为模拟信号[2]。 1.3 数字通信的原理 如果电信号的参量是离散取值的，则称这样的信号成为数字信号。用数字形式传输消息或用数字形式对载波信号进行调制后再传输的通信方式。数字通信是以时分复用技术作为原理，设计每一个信道占用指定的时隙，在这个时隙上传输通信数据。数字通信除了传输有效信息外还需要传输同步码，同步码可保证接受端正确地将各路信号分开。首先找到同步码，根据同步码顺序找到各个时隙信号。 1.4 数字通信较模拟通信的优势 数字通信可以更充分地利用频谱资源，模拟对讲机需要的带宽为25kHZ，数字对讲机需要的带宽为12.5kHZ，并可以在一条带宽信道上承载2路通话，可以在有限的带宽内承载更多路通话，提高频段资源的利用率。使用数字对讲机可以极大的缓解无线电频谱资源紧张问题。 更优质的话音质量。数字通信技术是将语音信息数字化，以数字编码形式传播，语音信息不会因为距离的增加出现无效码以及解码失败登问题，并且经过数字滤波器后，可将无用的环境噪音过滤掉，传输的语音信息全部为有效信息，接受到的话音清晰，准确。 较强的抗干扰能力。随着技术的发展，空间中的无线电电磁越来越多，无线电信号在信道传输的过程中，必然会受到各种电磁的干扰。模拟通信是将模拟信号放大后发射出去，在受到干扰后，模拟信号的正弦波的幅度、频率或相位的微笑变化都会影响到解码后的准确度，导致通话质量降低。微弱的电磁干扰不会改变数字信号的电平值，因此，一般环境中的电磁干扰不会影响数字通话质量。 提高并改进数据和语音集成，改善通讯信号随通讯距离的增加反而降低的弊端。同模拟制式集成的数据及语音传输系统相比，数字模式对讲机可以提供更好的音频还原及保真功能，从而使更多的应用可以被集成到同一个双向无线通信基站结构中，对语音和数据服务集成更完善，更方便。 其他优势。数字通信设备的电路主要由电子开关组成，采用集成电路，体积减小，易于携带；电子元件连接紧密，物理抗性比较大；耗电量减少，续航能力增强。 2 码头作业中对讲设备的使用 2.1 对讲机的重要性 码头作业的核心中枢是实时指挥调度，在工作过程中，对讲机起着至关重要的作用。以中等集装箱码头为例，其生产主要划分为航运作业、陆运作业、辅助作业几大作业类型。 调度室作为作业的核心，需要实时获取各作业环节的进度，综合分析航运、陆运生产情况，组织正常生产作业。 其中各作业类型也需要独立进行沟通作业，其对于沟通的实时性，准确性要求更为强烈。一般的通讯设备难以满足要求。无线电对讲设备具有实时性高，移动性高，操作简单，组播功能强，无通讯费用，无移动信号要求等优势，基本满足了实时调度通讯的要求。对生产作业的高效性、高安全性提供保障。 2.2 对于码头防损效果的提升明显 对讲机作为实时通话设备，在司机与看钩手之间的作用尤为明显。我公司集装箱装卸桥的轨上其中高度40米，装卸桥司机在45米高空进行的吊装箱作业，基本依靠看钩手的指挥来完成，特别是重大特殊箱的作业。多次的非准确性吊装，会对特殊货物以及箱体产生较为强烈的冲击，间接影响特殊货物以及箱体的完整性。特别是对于乡音较为浓重的看钩手，话音清晰的数字对讲机更有利于两者之间的沟通，通过减少非准确性吊装的次数，来降低货物残损率。 2.3 码头作业的环境要素 码头一般为紧邻海边、江边专供乘客上下、货物装卸的建筑物。自然环境方面，沿海码头的空气湿度大，风速大，降水期长。除恶劣天气条件外，风雪雨天基本都进行生产作业，潮湿的环境以及雨水的侵入会极大缩短设备的使用寿命；人文环境方面，码头作业一般为7X24小时作业，作业频度高，长时间的开机状态加速电子器件的老化，手持机在移动过程中撞击极易造成电子元件的稳定性。 2.4 数字对讲机的优势 根本解决串台现象。模拟对讲机时期，由于本身元器件老化或参数变化引起的无用射频信号泄漏,在大功率发射状态下，近距离内相邻频率接收引起的串台干扰现象频繁出现。码头企业对讲机设备大部分使用在调度指挥中，串台现象出现时，调度指令会相互混淆，接收者不能识别指令的准确性，甚至接收者不能区分串台信息，按错误指令执行，极易导致安全生产责任事故的发生。数字对讲设备在传输过程中将模拟信号数字化，完全避免了串台现象的发生。 清晰的通话质量。模拟对讲机在远距离的使用中，话音模糊不清，需要多次重复喊话，使通话传输效率大大降低，影响作业效率。数字对讲机通过数字编码传输话音，话音质量不受距离的影响，整个信号覆盖区内，话音质量完全相同，提高通话效率。 抗干扰能力强。码头企业的无线电使用率较高，通常方圆1公里的作业区域内使用几十个频道，高发时，同一时刻几十个频道同时通信。模拟信号通讯的正弦波在传输过程中极易受到其他无线电信号的串扰，出现杂音。数字通信技术通过数码电平信号进行传输，传输过程中的其他无线电信号不能影响电平信号的数值，具有超强的抗干扰能力。 3 综述 数字通信可以大大改善通信质提高通信传播质量、丰富通信内容，也为通信方式的多元化增添了新的活力。数字无线通信设备的推广应用，使先进的数字无线技术得以在无线电领域发挥优势，经过理论与实践分析，数字对讲机较模拟对讲机有很强的优越性。良好的通话质量对码头企业的生产指挥和生产调度提供保障，并大大提高了指挥调度的准确性，提高了生产和工作效率；由于电子元件的散热较小，使用寿命增强，报废率也同比下降，降低了维修和更换成本；为以后阔无线通信网络，添加中继台，进行无线通信设备的统一管理和监控做好了必要的前提准备。 随着无线电应用的推广，无线电频谱资源日益紧张。2010年10月，工业和信息化部发布了《关于150MHz-400MHz频段专用对讲机频率规划和使用管理有关事宜的通知》，将对讲机模式升级列为制度性的文件。因为数字制式模式不仅可以节省大量的频谱资源，提供更多频点，而且可以提供更清晰的话音质量，避免临频串扰。 1 无线电通信技术 1.1 无线电通信技术的原理 无线电通信（radio communications）是通过特定设备将需要传送的声音、文字、数据、图像等信号调制在无线电波上，经三维空间传至接收方，利用无线电磁波在空间传输信息的通信方式。与有线电通信相比，不需要架设传输线路，不受通信距离限制，机动性好，建立迅速；但传输质量不稳定，信号易受干扰或易被截获，易受自然因素影响，保密性差。调制时消息携带在正弦波或脉冲序列的某个参量或几个参量上，按参量的取值方式可将通信分为模拟信号和数字信号[1]，相对应为模拟通信和数字通信。 1.2 模拟通信的原理 利用正弦波的幅度、频率或相位的变化，或者利用脉冲的幅度、宽度或位置变化来模拟原始信号，以达到通信的目的，称为模拟通信。如果电信号的参量连续取值，则称这样的信号为模拟信号[2]。 1.3 数字通信的原理 如果电信号的参量是离散取值的，则称这样的信号成为数字信号。用数字形式传输消息或用数字形式对载波信号进行调制后再传输的通信方式。数字通信是以时分复用技术作为原理，设计每一个信道占用指定的时隙，在这个时隙上传输通信数据。数字通信除了传输有效信息外还需要传输同步码，同步码可保证接受端正确地将各路信号分开。首先找到同步码，根据同步码顺序找到各个时隙信号。 1.4 数字通信较模拟通信的优势 数字通信可以更充分地利用频谱资源，模拟对讲机需要的带宽为25kHZ，数字对讲机需要的带宽为12.5kHZ，并可以在一条带宽信道上承载2路通话，可以在有限的带宽内承载更多路通话，提高频段资源的利用率。使用数字对讲机可以极大的缓解无线电频谱资源紧张问题。 更优质的话音质量。数字通信技术是将语音信息数字化，以数字编码形式传播，语音信息不会因为距离的增加出现无效码以及解码失败登问题，并且经过数字滤波器后，可将无用的环境噪音过滤掉，传输的语音信息全部为有效信息，接受到的话音清晰，准确。 较强的抗干扰能力。随着技术的发展，空间中的无线电电磁越来越多，无线电信号在信道传输的过程中，必然会受到各种电磁的干扰。模拟通信是将模拟信号放大后发射出去，在受到干扰后，模拟信号的正弦波的幅度、频率或相位的微笑变化都会影响到解码后的准确度，导致通话质量降低。微弱的电磁干扰不会改变数字信号的电平值，因此，一般环境中的电磁干扰不会影响数字通话质量。 提高并改进数据和语音集成，改善通讯信号随通讯距离的增加反而降低的弊端。同模拟制式集成的数据及语音传输系统相比，数字模式对讲机可以提供更好的音频还原及保真功能，从而使更多的应用可以被集成到同一个双向无线通信基站结构中，对语音和数据服务集成更完善，更方便。 其他优势。数字通信设备的电路主要由电子开关组成，采用集成电路，体积减小，易于携带；电子元件连接紧密，物理抗性比较大；耗电量减少，续航能力增强。 2 码头作业中对讲设备的使用 2.1 对讲机的重要性 码头作业的核心中枢是实时指挥调度，在工作过程中，对讲机起着至关重要的作用。以中等集装箱码头为例，其生产主要划分为航运作业、陆运作业、辅助作业几大作业类型。 调度室作为作业的核心，需要实时获取各作业环节的进度，综合分析航运、陆运生产情况，组织正常生产作业。 其中各作业类型也需要独立进行沟通作业，其对于沟通的实时性，准确性要求更为强烈。一般的通讯设备难以满足要求。无线电对讲设备具有实时性高，移动性高，操作简单，组播功能强，无通讯费用，无移动信号要求等优势，基本满足了实时调度通讯的要求。对生产作业的高效性、高安全性提供保障。 2.2 对于码头防损效果的提升明显 对讲机作为实时通话设备，在司机与看钩手之间的作用尤为明显。我公司集装箱装卸桥的轨上其中高度40米，装卸桥司机在45米高空进行的吊装箱作业，基本依靠看钩手的指挥来完成，特别是重大特殊箱的作业。多次的非准确性吊装，会对特殊货物以及箱体产生较为强烈的冲击，间接影响特殊货物以及箱体的完整性。特别是对于乡音较为浓重的看钩手，话音清晰的数字对讲机更有利于两者之间的沟通，通过减少非准确性吊装的次数，来降低货物残损率。 2.3 码头作业的环境要素 码头一般为紧邻海边、江边专供乘客上下、货物装卸的建筑物。自然环境方面，沿海码头的空气湿度大，风速大，降水期长。除恶劣天气条件外，风雪雨天基本都进行生产作业，潮湿的环境以及雨水的侵入会极大缩短设备的使用寿命；人文环境方面，码头作业一般为7X24小时作业，作业频度高，长时间的开机状态加速电子器件的老化，手持机在移动过程中撞击极易造成电子元件的稳定性。 2.4 数字对讲机的优势 根本解决串台现象。模拟对讲机时期，由于本身元器件老化或参数变化引起的无用射频信号泄漏,在大功率发射状态下，近距离内相邻频率接收引起的串台干扰现象频繁出现。码头企业对讲机设备大部分使用在调度指挥中，串台现象出现时，调度指令会相互混淆，接收者不能识别指令的准确性，甚至接收者不能区分串台信息，按错误指令执行，极易导致安全生产责任事故的发生。数字对讲设备在传输过程中将模拟信号数字化，完全避免了串台现象的发生。 清晰的通话质量。模拟对讲机在远距离的使用中，话音模糊不清，需要多次重复喊话，使通话传输效率大大降低，影响作业效率。数字对讲机通过数字编码传输话音，话音质量不受距离的影响，整个信号覆盖区内，话音质量完全相同，提高通话效率。 抗干扰能力强。码头企业的无线电使用率较高，通常方圆1公里的作业区域内使用几十个频道，高发时，同一时刻几十个频道同时通信。模拟信号通讯的正弦波在传输过程中极易受到其他无线电信号的串扰，出现杂音。数字通信技术通过数码电平信号进行传输，传输过程中的其他无线电信号不能影响电平信号的数值，具有超强的抗干扰能力。 3 综述 数字通信可以大大改善通信质提高通信传播质量、丰富通信内容，也为通信方式的多元化增添了新的活力。数字无线通信设备的推广应用，使先进的数字无线技术得以在无线电领域发挥优势，经过理论与实践分析，数字对讲机较模拟对讲机有很强的优越性。良好的通话质量对码头企业的生产指挥和生产调度提供保障，并大大提高了指挥调度的准确性，提高了生产和工作效率；由于电子元件的散热较小，使用寿命增强，报废率也同比下降，降低了维修和更换成本；为以后阔无线通信网络，添加中继台，进行无线通信设备的统一管理和监控做好了必要的前提准备。

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