AIS航標(biāo)技術(shù)在海警艦艇執(zhí)法中的應(yīng)用*

常會振

AIS航標(biāo)技術(shù)在海警艦艇執(zhí)法中的應(yīng)用*

常會振

近年來，AIS航標(biāo)技術(shù)得到了快速的發(fā)展，我國海事機(jī)構(gòu)也在內(nèi)河和沿海設(shè)置了相當(dāng)數(shù)量的AIS航標(biāo)。海警艦艇執(zhí)法執(zhí)勤的水域主要是在內(nèi)河和沿海，因此，研究如何充分利用AIS航標(biāo)技術(shù)來提高海警艦艇對轄區(qū)水域的監(jiān)控質(zhì)量以及對遇險船舶人員的搜救效率有著重要的意義。在詳細(xì)分析AIS航標(biāo)功能和特點的基礎(chǔ)上總結(jié)AIS航標(biāo)在海警艦艇進(jìn)行維權(quán)、執(zhí)法、服務(wù)中的應(yīng)用效能，以及海警艦艇在使用AIS航標(biāo)時面臨的問題，并提出相應(yīng)的對策和建議。

AIS航標(biāo)；海警艦艇；航行安全；監(jiān)控

一、引言

作為海上交通安全保障體系的重要組成部分，航標(biāo)系統(tǒng)在保障艦船安全航行方面起著不可或缺的作用。傳統(tǒng)航標(biāo)系統(tǒng)雖然助航方式簡單直觀，但也存在著嚴(yán)重的不足，比如航標(biāo)的維護(hù)需要大量的人員和船只進(jìn)行現(xiàn)場巡檢，[1]傳統(tǒng)航標(biāo)不能向艦船提供精確的位置，浮標(biāo)存在移位問題，視覺效果受環(huán)境影響較大等。為彌補(bǔ)上述不足，適應(yīng)IMO提出的“E-航?！睉?zhàn)略，借助AIS網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢，基于AIS的虛擬航標(biāo)、航標(biāo)監(jiān)控等技術(shù)得到了快速發(fā)展。[2]目前，越來越多的海警艦艇安裝了AIS、ECDIS、雷達(dá)等設(shè)備，通過AIS船載設(shè)備獲得AIS航標(biāo)信息，通過通用接口在ECDIS和雷達(dá)設(shè)備中顯示AIS航標(biāo)的圖示符號和詳細(xì)文本信息，可有效改善助航效果，提高海警艦艇進(jìn)行維權(quán)、執(zhí)法、服務(wù)的效率。

二、AIS航標(biāo)

根據(jù)IALA制定的《AIS在海上航標(biāo)中的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)》（A-126），[3]AIS航標(biāo)是為了保障和加強(qiáng)船舶交通安全及提高航行效率，由航標(biāo)主管機(jī)關(guān)在船舶外部設(shè)計并運(yùn)行的設(shè)備或系統(tǒng)。借助AIS網(wǎng)絡(luò)，可以擴(kuò)展物理航標(biāo)的有效識別能力，發(fā)射浮標(biāo)的精確位置，指示浮標(biāo)是否移位，標(biāo)注航跡、航線和限制范圍，提供天氣、潮汐和海況數(shù)據(jù)，利用虛擬航標(biāo)緊急標(biāo)注新出現(xiàn)的危險物等。

1. AIS航標(biāo)的類型

AIS航標(biāo)共包括三種類型，即AIS真實航標(biāo)、AIS綜合航標(biāo)和AIS虛擬航標(biāo)。

（1）AIS真實航標(biāo)

AIS真實航標(biāo)是指航標(biāo)上安裝有AIS臺站的物理航標(biāo)。

（2）AIS綜合航標(biāo)

出于經(jīng)濟(jì)方面的考慮，有時在物理航標(biāo)上安裝AIS設(shè)備可能并不合適，在這種情況下，可采用AIS綜合航標(biāo)（Synthetic AIS AtoN）的方式。AIS綜合航標(biāo)是指在遠(yuǎn)離航標(biāo)的AIS基站發(fā)射AIS電文21，即助航報告電文。根據(jù)實施方法的不同，AIS綜合航標(biāo)又分為“監(jiān)控”和“預(yù)報”兩種。監(jiān)控AIS綜合航標(biāo)是指從遠(yuǎn)離航標(biāo)的AIS站發(fā)射電文21，航標(biāo)實際存在，航標(biāo)與AIS站之間有通信鏈路，通過航標(biāo)與AIS設(shè)備之間的通信鏈路確認(rèn)航標(biāo)的位置與狀態(tài)。預(yù)報AIS綜合航標(biāo)是指從遠(yuǎn)離航標(biāo)的AIS站發(fā)射電文21，航標(biāo)真實存在，但由于航標(biāo)與AIS設(shè)備之間沒有通信鏈路存在，不能監(jiān)控航標(biāo)的位置或狀態(tài)。因此，在實際應(yīng)用中，浮標(biāo)上一般不推薦使用預(yù)報AIS綜合航標(biāo)，但由于固定航標(biāo)位置不變，預(yù)報AIS綜合航標(biāo)一般用于固定航標(biāo)。AIS綜合航標(biāo)的使用，可以在視距外觀測到航標(biāo)，同時還能夠遠(yuǎn)程監(jiān)測和管理傳統(tǒng)航標(biāo)。

（3）AIS虛擬航標(biāo)

根據(jù)國際航標(biāo)協(xié)會IALA Guideline No.1081 On Virtual Aids to Navigation Edition 2010中的基本定義，虛擬航標(biāo)是指物理上并不存在的，由授權(quán)的服務(wù)提供機(jī)構(gòu)發(fā)布的，可以在導(dǎo)航系統(tǒng)上顯示的數(shù)字化信息物標(biāo)。AIS虛擬航標(biāo)能夠向艦艇指揮人員提供物理上并不存在的航標(biāo)符號或信息。AIS虛擬航標(biāo)具有以下優(yōu)勢：

①布設(shè)或更改方便快捷。比如當(dāng)發(fā)生沉船事故時，主管當(dāng)局可以在發(fā)送航行警告的同時利用AIS基站布設(shè)關(guān)于沉船的AIS虛擬航標(biāo)。

②不受環(huán)境因素影響。物理航標(biāo)的布設(shè)需要航標(biāo)船前往航標(biāo)位置處布設(shè)，當(dāng)環(huán)境惡劣時很難完成工作，但AIS虛擬航標(biāo)的布設(shè)不存在這個問題，在AIS基站就能夠直接布設(shè)。同時，由于AIS虛擬航標(biāo)工作在VHF頻道上，只要船載AIS設(shè)備能正常工作，即可觀測到相應(yīng)的AIS航標(biāo)。

③不會產(chǎn)生移位的問題。AIS虛擬航標(biāo)不存在物理航標(biāo)，是由AIS基站發(fā)送的數(shù)字信息，因此不受風(fēng)流影響，不會產(chǎn)生移位現(xiàn)象，定位精度較高。

2.AIS航標(biāo)的顯示

國際海事組織（IMO）、國際電工委員會（IEC）和國際水道測量組織（IHO）等國際組織制定了AIS航標(biāo)顯示符號的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

IMO SN/Circ.243號通函附件2規(guī)定了所有的船載導(dǎo)航系統(tǒng)或設(shè)備使用的航行相關(guān)符號，其中，AIS航標(biāo)（包括虛擬航標(biāo)）符號為菱形，航標(biāo)位置處是“＋”字形，但是也指明了這些航行相關(guān)符號并非海圖符號。圖1為IMO規(guī)定的AIS航標(biāo)符號。

圖1 IMO規(guī)定的AIS航標(biāo)符號

在IEC制定的IEC 62288《船載航行顯示器導(dǎo)航信息的顯示——通用要求，測試方法和要求的測試結(jié)果》以及IEC 62388《航海雷達(dá)性能標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定，AIS真實航標(biāo)的顯示采用IMO規(guī)定的符號，但虛擬航標(biāo)的顯示符號不同，其在AIS真實航標(biāo)符號的菱形內(nèi)部加一“V”形符號，圖2為IEC規(guī)定的AIS虛擬航標(biāo)符號。

圖2 IEC規(guī)定的AIS虛擬航標(biāo)符號

當(dāng)船載AIS設(shè)備接收到AIS航標(biāo)的信號后，雷達(dá)和ECDIS將疊加顯示，但是這些符號并未標(biāo)出航標(biāo)類型，而且相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中也未明確規(guī)定顯示AIS虛擬航標(biāo)時的顏色，因此，雷達(dá)和ECDIS在顯示AIS航標(biāo)符號時，可能會存在某些不確定性。

在IHO出版的國際海圖規(guī)章和IHO海圖規(guī)范中，根據(jù)AIS航標(biāo)的類別，對AIS航標(biāo)的符號也做了相應(yīng)的規(guī)定，圖3為IHO規(guī)定的三種AIS航標(biāo)符號。

圖3 IHO規(guī)定的AIS航標(biāo)符號

AIS航標(biāo)符號中心的小圓圈代表航標(biāo)的實際位置，頂標(biāo)標(biāo)志位于中心圓圈正上方，標(biāo)識航標(biāo)的功能。

3.AIS航標(biāo)的識別

每一個AIS航標(biāo)站發(fā)射的航標(biāo)信息中都包含有唯一的MMSI識別碼。根據(jù)ITU-R M.585-5的規(guī)定，AIS航標(biāo)的MMSI識別碼的格式是99MIDXXXX，其中MID是國家區(qū)域碼，XXXX4位數(shù)字是唯一識別碼，AIS真實和綜合航標(biāo)的唯一識別碼以1開頭，即99M ID1XXX，AIS虛擬航標(biāo)以6開頭，即99MID6XXX。

三、海警艦艇使用AIS航標(biāo)的效能分析

根據(jù)《公安機(jī)關(guān)海上執(zhí)法工作規(guī)定》，海警艦艇執(zhí)勤執(zhí)法水域主要是我國內(nèi)水、領(lǐng)海、毗連區(qū)、專屬經(jīng)濟(jì)區(qū)和大陸架水域。這些水域地形地貌復(fù)雜，海岸線曲折，島礁、暗礁眾多，水深、航道條件復(fù)雜，航行密度大，同時潮汐、潮流、海浪等天氣海況情況復(fù)雜多變，對于海警艦艇的航行安全及執(zhí)勤執(zhí)法提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

1.對傳統(tǒng)航標(biāo)的增強(qiáng)和監(jiān)控，擴(kuò)大海警艦艇的監(jiān)管水域

傳統(tǒng)航標(biāo)是通過有關(guān)國際組織規(guī)定的標(biāo)志、顏色、燈光、聲響等方式提供助航信息，艦船指揮人員通過視覺、聽覺等方式獲得相應(yīng)信息，此種方式雖簡單直觀，但如前所述，也存在很大的缺陷，艦船指揮人員如不注意，可能會發(fā)生航行事故，影響艦艇執(zhí)勤執(zhí)法的效率。

在傳統(tǒng)航標(biāo)上安裝AIS設(shè)備或采用監(jiān)控AIS綜合航標(biāo)的方式，可有效提高航標(biāo)的利用效率，解決傳統(tǒng)航標(biāo)存在的問題。通過在VHF頻道上發(fā)送AIS電文21，可使安裝有AIS設(shè)備的艦船接收到航標(biāo)類型、名稱、位置、位置精度指示、在位/移位指示、真實與虛擬航標(biāo)辨識等信息，根據(jù)航標(biāo)AIS設(shè)備天線的高度，可以使周圍5～15海里范圍內(nèi)的艦船接收到相應(yīng)信息，從而提高艦船航行安全的保障能力。同時，利用AIS網(wǎng)絡(luò)的信息交換及AIS設(shè)備的自動識別、跟蹤能力，可有效擴(kuò)展AIS基站的監(jiān)控范圍，增加海警艦艇的電子視距，解決海警艦艇監(jiān)管水域廣泛、AIS VHF傳播距離限制的問題，擴(kuò)大監(jiān)管水域的范圍。航標(biāo)主管機(jī)關(guān)還可根據(jù)AIS航標(biāo)播發(fā)的航標(biāo)的健康狀態(tài)信息（例如燈光、電源等）對航標(biāo)的健康狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，遙控改變航標(biāo)的參數(shù)，減少艦船因航標(biāo)故障而發(fā)生事故的概率。

2.利用虛擬航標(biāo)快速標(biāo)記遇險船，提高海警部隊海上搜救效率

作為我國海上重要的武裝力量和執(zhí)法隊伍，隨著國際海洋形勢和我國海洋經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，海警部隊服務(wù)職能日益突顯，對轄區(qū)內(nèi)的遇險船舶及人員進(jìn)行搜救逐漸成為海警部隊的重要職責(zé)之一。海警部隊主要在我國的內(nèi)水及沿海水域執(zhí)勤執(zhí)法，航行條件復(fù)雜，航行密度大，而且沿海多漁船、小船，船況差，船員素質(zhì)低，不按航行規(guī)則行駛的情況經(jīng)常出現(xiàn)，以致船舶安全事故頻發(fā)。以浙江沿海為例，2011年至2015年間，發(fā)生船舶事故數(shù)共243起，死亡失蹤人數(shù)208人，直接經(jīng)濟(jì)損失41 804萬元。[4]轄區(qū)內(nèi)船舶事故的大量發(fā)生，促使海警部隊進(jìn)一步提高搜救效率，減少人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。

為確保航行安全，大多數(shù)船舶都配備有AIS設(shè)備，當(dāng)船舶遇險后，搜救艦船可以根據(jù)遇險船舶AIS設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)快速確定搜救位置，減少搜救時間，提高搜救效率。但是，在沿海水域，仍有很多漁船、小船沒有安裝AIS設(shè)備，或為了非法捕撈逃脫監(jiān)控，私自拆除AIS設(shè)備，比如寧波“FS SANAGA”輪與“浙三漁00011”輪碰撞事故中，[5]“浙三漁00011”輪在禁漁期為躲避監(jiān)控非法捕撈私自拆除AIS設(shè)備，導(dǎo)致事故發(fā)生后，無法及時確定船舶位置，耽誤搜救時間，最終導(dǎo)致嚴(yán)重后果。沒有安裝或私自拆除AIS設(shè)備的船舶發(fā)生海難事故時，海警部隊在搜救中大致確定遇險船舶位置后，可及時協(xié)調(diào)航標(biāo)部門設(shè)置臨時虛擬航標(biāo)標(biāo)注遇險位置，對于無法確定遇險位置的船舶，可設(shè)置臨時虛擬航標(biāo)標(biāo)注搜救區(qū)域，這樣安裝有AIS設(shè)備的搜救艦船可以及時接收到虛擬航標(biāo)顯示的搜救信息，有利于搜救部門對搜救行動進(jìn)行管理和效能評估，指揮搜救艦船高效、迅速實施海上搜救，提高搜救效率。

3. 提高海警艦艇對轄區(qū)的監(jiān)控能力

近年來，由于AIS設(shè)備具有可以通過VHF頻道自動廣播本船的靜態(tài)和動態(tài)信息，實現(xiàn)艦船間的自動識別、跟蹤以及信息的交換等優(yōu)點，使其在艦船上得到了廣泛的應(yīng)用。發(fā)揮AIS設(shè)備的優(yōu)越性，海警艦艇在開展執(zhí)勤執(zhí)法活動時，可以根據(jù)轄區(qū)水域內(nèi)的裝備有AIS設(shè)備的船舶發(fā)送的信息將不同種類的船舶分組管理；還可以利用AIS綜合顯示器監(jiān)控轄區(qū)水域船舶概況，從而合理調(diào)配海警監(jiān)管力量，做好重點區(qū)域的防護(hù)工作；海警艦艇還可以利用AIS數(shù)據(jù)庫預(yù)先將重點跟蹤船舶錄入，一旦該船舶進(jìn)入轄區(qū)水域，即派遣執(zhí)法人員進(jìn)行現(xiàn)場管控，從而提高海警艦艇對轄區(qū)水域的有效監(jiān)控和執(zhí)勤能力。[6]

四、海警艦艇使用AIS航標(biāo)存在的問題及對策

1.AIS航標(biāo)顯示問題

雖然IMO、IEC和IHO都規(guī)定了AIS航標(biāo)的符號，但在實際應(yīng)用中依然存在問題。大部分海警艦船都裝備有帶MKD的A類AIS設(shè)備，但在A類AIS設(shè)備的MKD最低顯示要求中卻只能顯示字母-數(shù)字文本格式，沒有強(qiáng)制要求顯示圖形，這就導(dǎo)致小型的只裝備有AIS設(shè)備的海警艦船將無法觀測到AIS航標(biāo)的符號，而只能接收文字信息。如果艦船上的官兵不提前了解附近AIS航標(biāo)的情況，僅僅通過AIS設(shè)備將很難觀測到AIS航標(biāo)。而且有的海警艦船裝備的AIS設(shè)備不能識別AIS航標(biāo)，如FURUNO FA-100、FA-100、JHS-180等型號的AIS設(shè)備。

在2008年修訂的航海雷達(dá)性能標(biāo)準(zhǔn)中，要求新型雷達(dá)應(yīng)能顯示AIS目標(biāo)，但對于AIS航標(biāo)是否屬于AIS目標(biāo)，卻沒有明確指出。在MSC.232（82）的ECDIS性能標(biāo)準(zhǔn)中也沒有強(qiáng)制要求各ECDIS制造商生產(chǎn)的ECDIS要能夠顯示或整合AIS航標(biāo)。因此，AIS航標(biāo)在雷達(dá)和ECDIS顯示器上顯示與否以及顯示的符號將取決于制造商，這就導(dǎo)致有的設(shè)備不能識別顯示AIS航標(biāo)，比如JRC JMA-9922-6XA、JRC JMA-9932-SA、FURUNO FAR 2825等型號的雷達(dá)不能顯示AIS航標(biāo)，Transas的ECDIS、FURUNO、Kelvin Huges和Maris ECDIS不能顯示AIS航標(biāo)。對于2008年之前列裝的海警艦船而言，上述不能顯示AIS航標(biāo)的雷達(dá)和ECDIS在艦船中也有所列裝，這點需要引起海警官兵注意，由于設(shè)備的原因不能充分獲得執(zhí)勤水域的助導(dǎo)航信息。

海警官兵還需注意的是，即使雷達(dá)和ECDIS顯示器上顯示了AIS航標(biāo)的符號，但是AIS航標(biāo)電文中包含的航標(biāo)信息（如航標(biāo)類型、名稱等）在AIS航標(biāo)符號中并沒有反映出來，符號只是表示是AIS航標(biāo)，不是傳統(tǒng)航標(biāo)。

相比于AIS虛擬航標(biāo)，AIS真實/綜合航標(biāo)符號是疊加在ECDIS原有的航標(biāo)符號之上的，因此海警官兵需要注意同一航標(biāo)的雙重顯示問題，即需要注意AIS航標(biāo)符號與ECDIS原有符號的關(guān)聯(lián)問題，否則航標(biāo)信息的不一致可能會給艦船指揮人員帶來疑問。

2.AIS航標(biāo)信息播發(fā)問題

根據(jù)海事部門的規(guī)定，航標(biāo)管理部門在播發(fā)AIS航標(biāo)報告時，要嚴(yán)格審查AIS航標(biāo)報告的內(nèi)容，特別是AIS航標(biāo)的MMSI、航標(biāo)名稱、類型以及尺度等重要信息。如對于AIS綜合航標(biāo)，根據(jù)ITU的相關(guān)規(guī)定，其MMSI格式應(yīng)該是99MID1XXX，但是在江蘇沿海水域由東海航保中心設(shè)置的大豐糧食碼頭北燈樁，其上安裝AIS航標(biāo)，名稱是LIANG SHI MA TOU BEI，MMSI是999412126，顯然是不對的，正確的應(yīng)該是994121126。因此，海警官兵在識別AIS航標(biāo)時要特別注意，不符合規(guī)定格式的AIS航標(biāo)MMSI可能會導(dǎo)致疑問，必要時可采取其他方式對AIS航標(biāo)進(jìn)行核對確認(rèn)。

3.對策及建議

由于缺少統(tǒng)一的AIS航標(biāo)的測試和顯示標(biāo)準(zhǔn)，因此，目前海警艦艇裝備的一部分AIS設(shè)備、ECDIS和雷達(dá)設(shè)備不能顯示或不能正確顯示AIS航標(biāo)，特別是對于船齡較長的海警艦艇而言更是如此。對于這一問題，可以通過船載助導(dǎo)航設(shè)備的升級來解決，在設(shè)備升級的時候，一定要注意某些型號的雷達(dá)和ECDIS不能顯示或不能正確顯示AIS航標(biāo)。

另一問題是，接受培訓(xùn)和了解AIS航標(biāo)的海警官兵并不是很多，這也對AIS航標(biāo)在海警部隊充分應(yīng)用帶來了負(fù)面影響。對于這一問題，可以通過培訓(xùn)，加強(qiáng)海警官兵對AIS航標(biāo)相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)的了解，切實掌握AIS航標(biāo)的功能、播發(fā)的具體內(nèi)容和顯示特征，對于增強(qiáng)海警部隊對海域的監(jiān)控能力、保障海警艦艇航行安全、提高執(zhí)法執(zhí)勤的效率有著重要的意義。

五、小結(jié)

AIS航標(biāo)技術(shù)是對傳統(tǒng)航標(biāo)功能的擴(kuò)展和有效補(bǔ)充，充分發(fā)揮AIS航標(biāo)的功能，對于海警部隊而言，可以有效擴(kuò)展監(jiān)管海域范圍，提高監(jiān)管質(zhì)量和執(zhí)勤執(zhí)法的效率，以及提高海警部隊對遇險船舶搜救的效率。但是，海警艦艇在使用AIS航標(biāo)時也面臨著很多的問題，而“E-航?！睉?zhàn)略的全面實施為解決AIS航標(biāo)在應(yīng)用中存在的問題提供了重要契機(jī)，在助導(dǎo)航設(shè)備、標(biāo)準(zhǔn)和人員認(rèn)知等問題協(xié)調(diào)發(fā)展后，AIS航標(biāo)技術(shù)的潛力才能得到充分的開發(fā)和利用。

[1]區(qū)銳相.航標(biāo)無線監(jiān)控系統(tǒng)及其軟硬件設(shè)計[D].廣州：廣東工業(yè)大學(xué),2004.

[2]張杏谷,方耿舜,鄭佳春,等.自動識別系統(tǒng)航標(biāo)的研究與開發(fā)[J].中國航海,2013(1)：35-39.

[3]International Association of Lighthouse Authorities. Recommendation A-126 The Use of the Automatic Identification System（AIS）in Marine Aids to Navigation[S].Danmark：IALA Bulletin,2008.

[4]浙江海事局安全管理處.2015年度及第四季度轄區(qū)水上交通安全形勢分析報告[R].浙江：浙江海事局,2016.

[5]浙江海事局安全管理處.寧波“7.14”“FS SANAGA”輪與“浙三漁00011”輪碰撞事故調(diào)查報告[R].浙江：浙江海事局,2016.

[6]虞錫宏.海警艦艇AIS設(shè)備的應(yīng)用分析[J].公安海警學(xué)院學(xué)報,2012(3)：1-3.

10.16176/j.cnki.21-1284.2017.01.006

常會振（1985—），男，公安海警學(xué)院船艇指揮系，講師，碩士參考文獻(xiàn)：

浙江省高校實驗室工作研究項目（YB201501）