關于AIS航標及其網(wǎng)絡應用的探討

劉天才

摘 要：AIS航標的研究和應用一直是國內航標航標部門的一項熱點工作，近年來基于AIS網(wǎng)絡的航標遠程監(jiān)控，從理論到實踐都有了長足進展。本文結合航標基層單位工作實際，就航標AIS應答器及其網(wǎng)絡應用進行探討。

關鍵詞：AIS 航標；報文；自動識別系統(tǒng)；網(wǎng)絡應用

中圖分類號：U644 文獻標識碼：A 文章編號：1006—7973（2017）06-0053-02

近年來，AIS航標的研究和應用一直是國內航標航標部門的一項熱點工作，基于AIS網(wǎng)絡的航標遠程監(jiān)控，從理論到實踐都有了長足進展。汕頭航標處目前已在其轄區(qū)設置約30座AIS航標，并成功建成和應用AIS航標遙測遙控管理系統(tǒng)，在南海海區(qū)航標系統(tǒng)內取得較大較大反響。本文結合汕頭航標處AIS航標應用情況及方向就航標AIS應答器及其網(wǎng)絡應用進行探討。

1 AIS航標應用的發(fā)展背景

根據(jù)國際電信聯(lián)盟ITU-RM.1371-3的精神，AIS航標應用的有關規(guī)定由國際航標協(xié)會IALA負責起草制定，并指定AIS信息21#用作為航標信息發(fā)布。IALA公布了“IALA關于自動識別系統(tǒng)應用于航標領域的建議（國際航標協(xié)會建議A-126）”。該“建議”明確指出：國際電信聯(lián)盟（ITU）已認可了“自動識別系統(tǒng)”在船只報告與船舶交管{即海上與安全性相關的信息服務，航標和搜尋與救助}上的潛力，同時也認可了其在岸基應用領域的潛力。航標AIS應用中涉及的主要報文為第21#、第6#和第8#。

此外，“建議”對于那些因經(jīng)濟因素未安裝AIS應答器的航標設施使用其它數(shù)據(jù)鏈路傳送航標信息的系統(tǒng)也作出了相應的規(guī)定。

2 AIS航標的21#和6#號報文

航標AIS中的主要報文是21號，這是一個廣播報文，用于船舶的航行安全和實現(xiàn)無線電助航的報文。其主要內容如下表：

2.1 AIS21# 報文（廣播報文）

用于所有船舶和基站接收主要信息：①MISS呼號；②航標名稱、標志性質；③航標的尺寸；④實體航標還是虛擬航標；⑤是否有發(fā)光航標燈；⑥位置信息。

2.2 AIS6#報文

AIS的第6#報文是實現(xiàn)航標遙測遙控的報文，信息內容可以自行定義。通過對AIS第6#報文的應用，可以非常簡單地實現(xiàn)航標燈的遠程監(jiān)控。

AIS航標遠程監(jiān)控系統(tǒng)組成

3 安裝于不同航標設施上的AIS應答器的不同用途

AIS航標應用的功能是由AIS應答器來實現(xiàn)的。根據(jù)“建議”的規(guī)定，安裝于不同航標設施上的AIS應答器，其用途也不一樣。

3.1 安裝在浮標上的自動識別系統(tǒng)

國際航標協(xié)會將航標定義為“一種設備或船舶的外部系統(tǒng)，該設備通過設計并運行來提高船舶與/或船舶交通的安全性與效率。”國際航標協(xié)會-航標指南中指出“離位浮標、漂流浮標或夜間不發(fā)光的浮標其本身可能變成船舶航行的危險”。通過安裝在浮標上的AIS應答器，當浮標離位或發(fā)生故障時，信息21發(fā)送浮標離位信息，自動識別系統(tǒng)基站開始檢測浮標離位及發(fā)生故障的情況，并在此基礎上通過AIS信息12播報航行警告。

3.2 安裝在固定航標上的自動識別系統(tǒng)

安裝在固定航標諸如燈塔、燈樁上的自動識別系統(tǒng)能夠：

（1）播報其自身的信息及水文資料和氣象資料；

（2）從其它裝有自動識別系統(tǒng)的航標上接收信息用于監(jiān)測；

（3）播報合成自動識別系統(tǒng)或虛擬自動識別系統(tǒng)的信息。

3.3 安裝在離岸建筑物上的自動識別系統(tǒng)

離岸建筑物的位置對于安全性及航行非常重要。因為它們被視為危險物。固定的離岸建筑物包括石油鉆井平臺、天然氣開采平臺、特殊用途的海上建筑物等，可通過AIS信息21條播報離岸建筑物自身位置，同時也可以在被授權的情況下播發(fā)其它信息，諸如信息8播報的應避免區(qū)域。

3.4 AIS自動識別系統(tǒng)基站

AIS自動識別系統(tǒng)基站是自動識別系統(tǒng)岸基應用的最基本形式。各國海事管理當局將通過AIS中心來發(fā)布各類航行信息和航標信息。同時也是AIS網(wǎng)絡應用和區(qū)域乃至全球航行資源和航標資源共享的重要平臺。AIS自動識別系統(tǒng)基站通常由海事管理部門直接管理。

4 AIS航標的網(wǎng)絡應用

AIS航標的網(wǎng)絡應用是自動識別系統(tǒng)的一項重要用途。國際電信聯(lián)盟將AIS信息21規(guī)定為航標信息報文，而第6#報文就直接用于航標設備，如航標燈、雷達應答器等的遠程監(jiān)控。通過AIS航標的網(wǎng)絡應用可以提高助航效率和保證航行的安全性。AIS航標的網(wǎng)絡應用主要有：

（1）對航標設施的現(xiàn)有信號進行補充。理論上說，在AIS覆蓋區(qū)域內的航標設施，無論其本身是否裝置AIS應答器，都可以由AIS中心通過海事87B、88B二個頻點播發(fā)航標信息。這種信息的播發(fā)模式、時間間隔和內容由RM1371-3予以規(guī)范。通過AIS應答器的顯示屏可以看到對應位置的航標信息。這種對現(xiàn)有實物航標信息進行補充的做法在原理上是區(qū)別于“虛擬航標”的。借助航標遙測系統(tǒng)或其它航標數(shù)據(jù)傳輸方式，AIS控制中心可根據(jù)需要來調整既定的航標信息，從提高助航效果和提高船舶航行安全性出發(fā)，對現(xiàn)有的實物航標設施發(fā)出的信息（如燈光信號）增加必要的補充。

（2）播報浮動航標的準確位置。通過AIS信息21，可將浮動航標的理論位置直接播發(fā)出去，使得在覆蓋區(qū)域內的過往船舶接收到該航標的位置信息。

（3）標示和報告浮動航標的離位。當浮動航標因種種外部因素（臺風、海嘯等）發(fā)生漂離既定位置時，自動識別系統(tǒng)將通過安全地址信息，AIS信息12，將該離位浮標信息自動播發(fā)，并將該安全信息自動標示在AIS管理中心的電子海圖上。“建議”規(guī)定，該安全地址信息的發(fā)送必須確保僅在遇到相關情況（如浮標移動等）時才發(fā)生，并確認該信息僅在受影響的區(qū)域內發(fā)送給船舶。

（4）作為雷達應答器（Racon）的補充。當航行中的船舶用船載雷達掃到航標設施上的雷康時，裝有AIS應答器的船舶同時通過“船—船”模式獲得了該航標設施上的AIS航標信息，通過信息21，綜合航標信息同時被詢問船接收。

（5）AIS虛擬航標應用。由于某些特定因素的影響，如新建成的航道而尚未布設航標設施，或原有航道的舊航標體系改造，或臨時需要設置而來不及設置實物航標的航道等，均可以通過AIS信息21發(fā)送虛擬航標信息。這種事實上沒有實物航標的虛擬航標，將自動地標繪在過往船舶的船載AIS應答器的顯示屏上。依靠電子海圖上示出的虛擬航標，航船得以正常安全行駛。虛擬航標系統(tǒng)的確立是完全建立在AIS平臺上，這對于保證船舶在非正常助航條件下的安全航行具有重要的意義。目前汕頭航標處已在粵東海域設置了海灣大橋、深仔礁、“DOMG-AH 101”沉船等6座AIS虛擬航標，助航效能得到了航海用戶的認可。

（6）標示航跡、航路、航區(qū)、航限及播報天氣、潮汐、海洋、波浪等資料。AIS信息8為二進制廣播信息，一般僅限于管理當局使用，主要用于播發(fā)管轄區(qū)域內的各種航警信息，如航路的指示、航區(qū)的劃分和確定、航行限制的規(guī)定（分道通航制等）。從而使航行于該區(qū)域內的船舶可以借助這樣的信息正確航行。通過AIS信息8，還可以發(fā)布諸如天氣、波浪、潮汐、海洋等方面的資料。該條報告已獲得批準在國際間使用，從而實現(xiàn)航行信息的共享。

（7）通過AIS信息21，AIS基站可將各類離岸的固定設施，如海上石油平臺、天然氣開采作業(yè)區(qū)平臺、非航標水中獨立標志等信息傳送出去，警示各類航行于該區(qū)域的船舶。

（8）幫助航標管理部門通過網(wǎng)絡手段來實現(xiàn)航標的遠程管理和監(jiān)控，從而解決航標動態(tài)的實時性。①通過AIS信息21，管轄區(qū)域內的AIS航標根據(jù)RM1371-1的規(guī)定，每三分鐘一次向航標管理部門報告自身狀態(tài)，航標管理部門可以通過AIS航標監(jiān)控管理系統(tǒng)實時動態(tài)地監(jiān)測航標設施的狀況。②當離位浮標漂移時，通過AIS信息12將離位浮標的漂移軌跡實時地報告給航標管理部門，而航標管理部門則通過AIS電子海圖上示出的漂移浮標的軌跡去追蹤漂移的浮標。③識別同浮標相撞的船舶。長期以來，追蹤撞擊或拖帶海上航標的肇事船舶一直是困擾航標管理部門的一大難題。AIS的啟用很大程度上解決了這個問題。當浮標被撞時，浮標將發(fā)回被撞信息，此時，肇事船舶所在位置和當時時間也被記錄在航標管理部門的數(shù)據(jù)庫內，通過判斷該時刻肇事船舶的位置，可以確認撞擊浮標的肇事船舶。

目前，汕頭航標處已成功建成和運用AIS航標遙測遙控管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對該處轄區(qū)所有AIS航標的遠程管理和監(jiān)控，還成功通過該系統(tǒng)處理了十多起燈浮標船舶被碰撞或拖帶的事故，幫助確定了肇事船舶，大大減輕了航標管理部門處理該類事故的難度。汕頭航標處通過AIS航標遙測遙控管理系統(tǒng)和AIS岸基管理系統(tǒng)，已成功實現(xiàn)以上所有AIS航標的網(wǎng)絡應用。

5 結論

AIS系統(tǒng)的啟用將開創(chuàng)一個新的航標革命。AIS技術和現(xiàn)代綜合技術的應用必將對航標的管理理念進行一場無法回避的革命。AIS航標理念的形成、E-NAVIGATION的發(fā)展正是順應了技術革命的潮流。可以預見，AIS技術的航標應用以及增值服務，必將推動新的航標管理模式的產(chǎn)生，數(shù)字航標的時代離我們并不遙遠。

參考文獻：

[1]IALA關于自動識別系統(tǒng)應用于航標領域的建議（IALA A-126）