當前AIS航標布設原則及重點問題分析

李琳+王云軒

摘 要：隨著科技的發展，AIS船舶自動識別系統已廣泛應用于航海船舶中，有效地保證了船舶運輸安全性。AIS航標是助航系統的重要組成，其布設位置直接影響著系統效能的發揮。本文首先介紹了AIS航標的工作原理及主要組成，然后分析了AIS航標的布設原則和需要注意的重點問題，為以后類似的工程提供了必要的技術參考。

關鍵詞：AIS航標 原理 布設原則 重點問題

AIS船舶自動識別系統由岸基基站和船載設備共同組成，集合了網絡、現代通訊、計算機、電子信息顯示等多種技術為一體。該技術可以配合GPS將船位、船速、航向等動態參數以及船名、最大吃水、危險貨物等靜態資料實時傳輸給附近船舶及岸臺廣播，可以使附近船只及時掌握相關情況，大大降低事故發生率。總結AIS系統有4大功能：識別船只；協助追蹤船只；簡化信息交流；提供其他輔助信息避免發生碰撞。

1.AIS航標工作原理及組成

（1）AIS航標工作原理介紹。AIS航標指的是加裝了AIS設備的航標或獨立存在和工作的AIS設備，對船舶航行具有導航作用。AIS航標有兩種工作模式：自主連續式和非自主連續式。

在自主連續工作模式下，AIS可通過GPS系統獲得位置信息，該信息可被傳輸給基站和船載接收器，這樣可獲得準確電子航道圖。此外，基站還能夠把搜集到的航標各類信息通過網絡發送給監控中心，之后可分類匯總制作報表并錄入預警信息。

在非自主連續工作模式下，管理員可通過人工查詢獲得指定坐標位置信息，并且對其發出指令，實現航標遙控。還可以通過AIS航標來收集附近船只信息。

（2）AIS航標的組成。AIS航標主要有三部分組成：AIS基站、AIS應答器、AIS虛擬航標。其中AIS基站是AIS航標系統的基礎，一般設置于河道和海岸線附近。我國目前已基本完成全國岸基AIS系統建設，為船舶安全航行打下堅實基礎；AIS應答器用于安裝在實體航標中，用于附近船舶能夠清楚了解該航標編號和性質。目前AIS應答器覆蓋范圍在6-8n mile，每隔3-5min播發一次信息；AIS虛擬航標是根據AIS網絡發展而來的新型航標技術，結合了電子海圖顯示和信息系統。其原理是通過岸基臺站或廣播信息將一定區域內的航標信息實時傳遞給該區域船舶（實際不存在航標），船舶中自帶的電子海圖會顯示虛擬航標，也能起到導航作用。虛擬航標技術成本低、精確度高，是未來航標的發展方向。

2.AIS航標的布設原則分析

（1）集中標記孤立危險物。孤立危險物是影響航道安全的最大威脅，如果某區域發生了船舶擱淺問題，AIS系統技術人員需要及時對航標進行修正，在布設時要重點集中標記這些潛在威脅元素，特別是在繁忙水道，必須建立對過往船只進行實時警報系統，提升船只避讓效率。實體AIS航標可安設在燈塔或燈樁上，典型安裝地點為臺站、海岸線、孤立危險物臺站等地。

（2）集中標記容易移動的燈浮標。在某些條件復雜、航道狹窄的水域，很多航標會受到船舶撞擊，這會影響船舶運行。所以可將AIS航標設置于燈標上，即可對航道數據進行實時監控和傳輸又能收集航標撞擊信息，為后期航標設置和船舶提醒收集必要數據。

（3）集中標記重點節點和航道口。重要節點和巷道口是船舶重點關注位置，需要重點集中標記。一般設計將AIS實體航標安設在航道轉彎點、匯合點、分叉處等，可保證船舶在視距范圍外就對這些重要節點提前準備，給駕駛員充足的時間做準備。

（4）集中標記自身適合情況。目前AIS航標種類包括：實體航標、虛擬航標、合成航標、航標鏈等四類，可根據實際水域情況選擇合適航標類型布設，可參照下表1所示。

3.AIS航標的布設主要問題分析

（1）航標命名問題。目前相關文件規定AIS航標最多只能有20個字母符號，這就造成對名字較長航標命名時只能進行適當簡化縮寫，目前沒有統一規定，造成往來船舶對某些AIS航標名稱識別混亂，因此指定統一命名標準對于AIS航標建設工作十分必要。

（2）時隙復用問題。在某些繁忙航道布設AIS航標時，經常會發生“時隙復用”問題，當很多船舶接收同一個航標信息時，會造成船載設備無法對該時隙信息進行及時接收，從而出現盲通信問題，下圖1表明了在港口及海上時隙阻塞率和船只數量之間的關系。為了有效避免該問題，可適當降低AIS航標發射靈敏度和天線高度，并且在繁忙水域布設較少航標。

（3）定位精度問題。目前實體AIS航標中內置GPS芯片為民用產品，其定位精度一般在10m級別，與燈浮標實際位置有一定差距，在極端情況下會造成駕駛員產生誤判。針對該問題，可采用連接DGNSS基準接收機的AIS實體航標，這樣提供的航標位置數據會降低至5m以內，精度大大提高，有利于船舶在大雨或黑夜中航行安全。

（4）航標自身耗電問題。為保證導航需要，需要航標24h連續工作，目前航標工作功耗一般在1-4W，所以在設置航標時應充分考慮供電問題。航標主要供電方式有蓄電池和太陽能兩種，為保證航標電池壽命，建議選擇時盡量考慮有充放電功能的產品，此外要對電源進行定期維護。

（5）電磁干擾問題。隨著無線通信技術的發展，當前空氣中存在很多電磁干擾，這會影響AIS錯碼率升高，造成導航數據失真。所以在安設AIS航標時應充分評估周邊水域的電磁環境，首先選擇抗干擾性較強的設備，此外在復雜水域段進行必要的提示，讓過往船只盡量關閉無用的通信設備。

4.結語

AIS航標布設對于航行安全意義重大，在布設時應嚴格遵循相關原則。目前AIS航標存在一些問題，包括命名、時隙復用、定位精度等，在布設時應綜合考慮，有效調整布設策略，必須要保證重要節點、危險水域的標記工作。

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