AIS在內河使用中存在的問題與對策研究＊

牟學東 郭俊維 吳建華 陽博敏

（交通運輸部規劃研究院安全所1） 北京 100028）（武漢理工大學航運學院2） 武漢 430063）

0 引 言

目前AIS在保障船舶安全方面發揮的作用越來越明顯，內河也有越來越多的船舶安裝了AIS，但是由于現在尚未出臺針對內河船舶AIS設備安裝、使用管理問題的相關法律法規，使得AIS在內河使用中存在著部分設備的某些信息缺失、信息失實、AIS外接傳感器設備故障或未連接等問題，導致AIS信息交換中出現部分設備的某些信息不能正確顯示、信息的不完整率較高等現象，帶來航行安全的隱患.長江作為國內最大的內河，船舶密度比海上運輸更高，每天有500～600艘裝有AIS設備的船舶通過長江武漢段航行，以收集的長江武漢段船舶AIS信息，分析內河船舶使用AIS存在的問題進而制定相應對策是有實際意義的.此外，長江航道狹窄，水流蜿蜒曲折，航行環境較為復雜，規范和正確指導使用AIS對于保障內河船舶航行安全也是重要舉措之一.

1 數據的采集與篩選

研究的對象是內河船舶AIS的使用情況，所以選定航行于長江中游武漢段的船舶為研究對象具有代表性.利用地處長江之濱的武漢理工大學實驗室的AIS 設備對航經長江武漢段的內河船舶AIS的信息數據進行實時接收，隨機采集了30 d的數據進行統計分析.參考相關文獻［1］，從AIS的3種類型數據中選取了船名、船舶尺寸、船舶類型和船首向4個信息作為評價因子.其中，船名是船舶最基本的信息，在船舶之間和船岸之間交流起著至關重要的作用，是在AIS通信范圍內呼叫船舶的必需信息，也是統計船舶交通流的基本數據［2］；通過船舶的尺寸數據可以評估水域中船舶的通過能力，利用船舶載重噸與水位的關系，以及船舶載重噸與船舶尺寸的關系，進而分析水域中船舶的通過能力［3］；船舶類型信息可以用于船舶監控，在內河中航行的危險品船舶必須重點監控，及時避讓確保其航行安全；船首向是屬于船舶的動態信息，船舶在避讓轉向時都要依據船首向信息來做出正確的判斷，以避免船舶出現碰撞危險［4］，此外，根據船首向信息和航跡向信息也可以推算出船舶的風流壓差角，對船舶操縱有著輔助作用.除此之外的其他信息，特別是航次信息，由于內河船舶裝載B類型AIS較多，而該類型的航次信息不是AIS性能指標中所要求必備的［5］，因此沒有納入本文的研究范圍.

2 統計與結果分析

2.1 統計分析評價因子

將采集的信息數據以4個評價因子為對象，對每天的信息不完整率進行統計分析，結果見圖1～4.根據圖表統計的結果，對數據做了進一步的分析，得出各項評價因子不完整率的平均值、中值、最大值、最小值、方差以及標準差等，見表1.

圖3 船舶類型信息不完整比例

圖4 船首向信息不完整比例

2.2 數據符合性檢驗

在所觀測的30d數據中，船名、船舶尺寸、船舶類型3個評價因子的不完整比例均值分別為22.02%，23.53%，22.76%；標準差分別為2.59%，2.46%，2.43%，均值及標準差比較接近.船首向評價因子的不完整比例均值高達84.42%，標準差為2.39%.為了檢驗以上數據分析的合理性，以船名評價因子的數據為例，利用Matlab數學軟件對數據進行符合性檢驗.首先使用概率紙檢驗數據是否服從正態分布，檢驗結果見圖5，樣本數據畫出的圖形基本上都位于一條直線上，可見樣本數據服從正態分布.

表1 各評價因子數據分析 %

圖5 概率紙檢驗樣本數據結果圖

在matlab軟件中小樣本正態分布還可以用擬合優度測試檢驗函數lillietest來檢驗：［H，P，LSTAT，CV］=lillietest（X）%正態分布的擬合檢驗，顯著性水平為0.05.

運行結果：H=0 接收原假設；P=0.5000接收原假設的概率大于0.05；LSTAT=0.0882；CV=0.1588；測試值0.0882 小于臨界值0.1588，所以接收原假設.由此可以認定船名評價因子的數據是服從正態分布的.同樣的方法檢驗船舶尺寸、船舶類型、船首向3個評價因子的數據也是符合正態分布的，由此可以證明論文采取的樣本數據是可信的.

2.3 AIS在內河使用中存在的主要問題

通過對評價因子數據的不完整率的統計分析，并結合評價因子信息的具體內容，深入分析發現船名、船舶尺寸、船舶類型均屬于船舶靜態信息，屬于在AIS設備安裝時手動輸入的信息，在使用過程中只有掌握密碼權限的管理員可以修改.由此可以推斷，內河船舶在安裝AIS設備時有接近1／4的船舶存在著靜態數據輸入隨意性較大的問題，而且船舶設備的管理也存在不夠規范的問題.

船首向信息的不完整比率最大，均值高達84.42%，存在較大的問題，船首向信息屬于動態信息，主要是通過傳感器設備（例如陀螺羅經）自動獲取的數據，而內河船舶大多數沒有安裝陀螺羅經設備，所以無法提供船首向信息.因此，得出以下結論：內河船舶使用AIS設備中存在的主要問題為有接近1／4 的船舶在安裝AIS 設備時船舶靜態數據的輸入存在著不規范行為和84.42%的船舶沒有安裝陀螺羅經等船首向輸出設備.

3 建議與對策

通過以上分析找出的內河船舶AIS 設備使用中存在的問題，勢必對船舶避碰、海事監管、交通流量統計的準確性等方面帶來較大的影響.因此，為了充分發揮AIS信息在保障船舶航行安全方面的作用，使AIS設備在內河航行中能正確有效地發揮助航的功效，針對目前AIS在內河使用中存在的問題，提出以下建議與對策.

3.1 依據相關法律法規對相關責任人處罰

國家海事局制定的《內河航行船舶船載電子海圖和自動識別系統設備產品及安裝檢驗指南》中第5.9條明確規定，應提供AIS初始化數據清單（內容為MMSI＼船名＼船長和船寬＼船舶類型等）［6］，供現場驗船師確認其是否與實船相符.第6條安裝檢驗中第6.6（5）規定：按照提供的“AIS初始化數據清單”，確認AIS 已正確輸入本船的靜態和／或與航次有關信息.盡管有相關法律法規明確規定內河船舶在安裝AIS 時必須真實輸入船舶靜態數據，但是實際執行起來仍然有近1／4的船舶沒有遵守該項規定.對于船員可以依據“中華人民共和國船員違法記分管理辦法”考慮對相關責任人予以扣分處罰；同時對于未認真履行職責的驗船師也應根據人力資源和社會保障部及交通運輸部聯合頒布的“注冊驗船師制度暫行規定”第四十一條“有不履行工作職責，監督不力，并造成不良影響或嚴重后果的，對直接責任人員依法給予行政處分”［7］.

3.2 加強船員培訓

從航行安全的角度出發，船員培訓機構應該對船員加強AIS設備的使用培訓.培訓的基本要求和目的是讓船員在實際工作中熟練掌握并正確使用AIS設備，使AIS設備在船舶航行安全保障方面發揮其應有的作用.AIS的培訓不僅僅只要求船員掌握設備的操作，而且要達到讓船員借助AIS設備進行船舶的操縱和避碰，例如利用目標船舶的船名信息進行識別、交流；利用船舶類型信息結合航行狀態確定避讓時的義務船、權利船；逐步培養船員通過獲取目標船舶信息輔助船舶航行的意識，進而理解正確輸入船舶信息對于船舶之間安全保障的重要性，從主觀意識上去維護和愛惜船舶信息.

3.3 改進AIS及傳感器設備

首先，應充分考慮我國內河船員外語水平不高的具體情況，設計適應內河船員使用的AIS設備，使菜單操作簡單明了，進一步推動AIS 設備的國產化和漢化，使船員能夠通過AIS容易地與周圍船舶進行溝通協調.其次，由于內河船舶一般不使用陀螺羅經設備，而是使用磁羅經提供船首航向，導致AIS 難以動態獲取船舶首向信息.建議相關部門設計開發考慮船舶自差、磁差自動校正的磁羅經作為AIS的船首向傳感器，解決內河船舶AIS船首向信息缺失的問題.

3.4 強化監控及服務力度

通過以上分析發現內河船舶AIS 當前存在的問題并非強制安裝問題，而是屬于正確設置問題.可以通過海事部門的VTS中心監控［8］，發現AIS設備的信息有缺失及不規范設置情況時，應及時通過短信的方式溫馨提示其更正.為了提高海事服務質量，主管機關執法人員可以利用船舶到港期間，對船舶AIS設備的靜態信息設置進行正確指導并予以糾錯，消除安全隱患.

4 結束語

本文通過對采集的內河船舶AIS 數據進行了信息不完整率的統計分析，找出了內河船舶AIS使用中存在的主要問題，并提出了針對性的建議及對策，研究結果對于規范使用AIS設備具有參考價值.

［1］許 鵬.基于大數據環境下的船舶交通流特征統計分析系統研究［D］.武漢：武漢理工大學，2014.

［2］李紅祥，方 遜.基于AIS的船舶交通流量統計方法研究［J］.武漢理工大學學報：交通科學與工程版，2011，35（4）：853-857.

［3］郭義浩，劉佳侖，劉明俊.水位與航道通航能力的關系研究［J］.武漢理工大學學報：交通科學與工程版，2010，34（4）：842-844.

［4］陳立家，黃春娥，曾偉偉，等.基于電子海圖的船舶避碰技術的研究［J］.武漢理工大學學報：交通科學與工程版，2013，37（5）：979-983.

［5］趙 虹，莫丹鋒.AIS性能標準對船舶航行安全的影響［J］.大連海事大學學報，2010，36：24-26.

［6］陸悅銘，梅英群，李義斌.AIS設備在安裝、設置和使用上必須重視的問題［J］.航海技術，2008（3）：11-13.

［7］衛桂榮，李文芳，王寶闊.人為因素對AIS信息可靠性的影響及對策［J］.青島遠洋船員學院學報，2009，30（2）：26-28.

［8］朱加高，陳建華.VTS的效用及中國VTS管理現狀［J］.大連海事大學學報，2008，34（S）：30-33.