AIS在航標(biāo)領(lǐng)域中應(yīng)用存在的問題探究

摘?要：文章主要通過簡(jiǎn)單介紹及分析AIS的基本概念，及其起源和發(fā)展過程，分析了AIS在航標(biāo)領(lǐng)域中的應(yīng)用，并指出AIS在協(xié)調(diào)避碰以及在VTS應(yīng)用中存在的問題，并通過分析問題，提出了相應(yīng)的合理解決措施。

關(guān)鍵詞：AIS;應(yīng)用;避碰;存在問題

近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)外貿(mào)易及商品出口都成為我國經(jīng)濟(jì)的一個(gè)重要推動(dòng)力，在此背景下，我國的航運(yùn)行業(yè)也得到了飛速發(fā)展。由此所導(dǎo)致的船舶數(shù)量急劇增加，水域交通密度的急劇增長，都增加了海事事故的發(fā)生，對(duì)船舶的航行安全以及水域生態(tài)環(huán)境都造成了嚴(yán)重威脅。而AIS的出現(xiàn)很大程度上解決了這一問題，因?yàn)锳IS可以從根本上解決雷達(dá)等信號(hào)不可靠的因素。并且AIS不僅可以提供船舶航行中的靜態(tài)信息，處理原來雷達(dá)可以傳輸回來的各種數(shù)據(jù)，還可以向船舶傳輸各種動(dòng)態(tài)信息，對(duì)船舶避碰問題的解決起到了很大幫助。

1 AIS的概述

AIS的全稱為Automatic Identification System，即船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)。AIS最早是在1997年的IMO航行安全委員會(huì)的第43次會(huì)議上提出的，由此引出了船舶AIS技術(shù)。在1999年的第45次安全委員會(huì)會(huì)議上，修訂了SOLAS公約的第五章內(nèi)容，明確提出建造期在2002年7月1日以前的船舶，必須從2003年7月1日起分階段進(jìn)行AIS設(shè)備的配置。

由于現(xiàn)代科技的發(fā)展，無論國際還是國內(nèi)船舶都在向大型化以及高速化發(fā)展，加之許多專業(yè)化船舶例如游船、集裝箱船等運(yùn)載貨物的危險(xiǎn)性，船舶避碰問題越來越得到航海界的關(guān)注，這也促使了AIS技術(shù)的快速發(fā)展，如何運(yùn)用AIS進(jìn)行船舶避碰及其他問題，是AIS技術(shù)的關(guān)鍵所在。

2 AIS在航標(biāo)領(lǐng)域中的應(yīng)用

2.1 航標(biāo)AIS臺(tái)站的構(gòu)建

AIS臺(tái)站的構(gòu)建主要分為兩個(gè)系統(tǒng)，自主連續(xù)系統(tǒng)和分配時(shí)隙系統(tǒng)。

2.1.1 自主連續(xù)系統(tǒng)

自主連續(xù)系統(tǒng)屬于AIS臺(tái)站建設(shè)的一種形式，該系統(tǒng)主要包括TDMA發(fā)射設(shè)備、接收機(jī)、控制系統(tǒng)以及內(nèi)部同步源等。自主連續(xù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)滿足ITU-R-M1371-1的設(shè)計(jì)要求，有著完善的航標(biāo)系統(tǒng)，能夠很好地實(shí)現(xiàn)時(shí)隙分配以及多址連接，可以將航標(biāo)信息準(zhǔn)確高效地進(jìn)行收發(fā)。并且在實(shí)際應(yīng)用中，該系統(tǒng)不會(huì)受到電源的限制，可以對(duì)各種形式的信息進(jìn)行收發(fā)，標(biāo)記燈塔、燈樁以及導(dǎo)標(biāo)等較為重要的位置。

2.1.2 分配時(shí)隙系統(tǒng)

分配時(shí)隙系統(tǒng)是AIS技術(shù)在航標(biāo)應(yīng)用中最主要且最基本的一種形式，該系統(tǒng)主要包括控制設(shè)備、定時(shí)裝置、發(fā)射機(jī)以及內(nèi)部同步源等幾部分。分配時(shí)隙系統(tǒng)較自主連續(xù)系統(tǒng)來說，具有能耗低的優(yōu)點(diǎn)，因此其運(yùn)行成本較低，比較經(jīng)濟(jì)。但同時(shí)，這種系統(tǒng)的信息不能由附近AIS基站所接收，因此其適用范圍有所限制，多用于航標(biāo)設(shè)置密度較大的一些港區(qū)。

2.2 航標(biāo)AIS信息的傳輸

航標(biāo)AIS信息的傳輸主要可以通過幾種方式來實(shí)現(xiàn)，一種是通過航標(biāo)信息及信息21進(jìn)行傳輸，這種傳輸方式的間隔時(shí)間為3分鐘，然后會(huì)發(fā)布VDL所指定的命令。通過對(duì)航標(biāo)能量消耗情況的判斷，操作人員可以對(duì)航標(biāo)發(fā)送的時(shí)間間隔進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。另一種方式是通過與安全有關(guān)的編制信息即信息12進(jìn)行傳輸，這種主要用于在一定區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)問題或故障的船只，比如在浮標(biāo)出現(xiàn)位移或者遇到其他問題時(shí)，都可通過該種方式進(jìn)行信息傳輸。第三種方式是利用二進(jìn)制的廣播信息即信息8，這種信息傳輸方式主要用于在航標(biāo)的影響范圍內(nèi)的船只，傳遞信息的內(nèi)容主要是周邊環(huán)境信息，包括水文及氣象信息等。

3 AIS在實(shí)際應(yīng)用中存在的問題

目前在國際規(guī)定中，AIS已經(jīng)是船舶必須強(qiáng)制安裝的一種設(shè)備，但是AIS設(shè)備也有其使用局限性。

3.1 AIS的位置信息有可能出現(xiàn)誤差

向AIS系統(tǒng)傳輸位置信息的傳感器如果出現(xiàn)故障或精準(zhǔn)度不夠時(shí)，都將影響到AIS所接收到信息的準(zhǔn)確性。通過對(duì)裝有AIS系統(tǒng)的船舶所記錄的船舶位置信息與雷達(dá)回波之間進(jìn)行比較時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)這兩者之間存在一定的誤差。在我國沿海如果不對(duì)GPS進(jìn)行校核，則普通型的GPS船位會(huì)存在著約100米左右的誤差，分別包括大約50米的坐標(biāo)系統(tǒng)誤差，大約20米的海圖和作圖誤差以及約20米的偽距離誤差，所以船舶位置信息的誤差應(yīng)得到重視。

3.2 AIS的精確度可能會(huì)受到助航儀故障的影響

在之前的案例統(tǒng)計(jì)中，可以發(fā)現(xiàn)有些由于GPS系統(tǒng)出現(xiàn)故障而導(dǎo)致VTS所顯示的信息與AIS所顯示的位置信息之間存在不符的現(xiàn)象，包括船舶位置和航向，航速信息等都出現(xiàn)了偏差。因此在這種VTS收到的信息與AIS顯示的信息不相符的情況下，駕駛?cè)藛T和操作人員應(yīng)該注意對(duì)AIS的錯(cuò)誤報(bào)告和虛假信息的識(shí)別。

3.3 由于操作不當(dāng)而導(dǎo)致AIS傳遞信息與實(shí)際情況不符

AIS系統(tǒng)信息的輸入可以通過電羅經(jīng)接入，同時(shí)也可以人工進(jìn)行輸入。其航向信息可以通過人工輸入風(fēng)流壓差，也可以通過儀器自身進(jìn)行計(jì)算，而在人為輸入風(fēng)流壓差時(shí)，可能會(huì)由于專業(yè)知識(shí)不夠而不能輸入準(zhǔn)確的風(fēng)流壓差，從而導(dǎo)致AIS所顯示出來的矢量圖像與實(shí)際移動(dòng)距離之間相差很大。由于輸入信息的錯(cuò)誤，又會(huì)導(dǎo)致AIS系統(tǒng)對(duì)于CPA與TCPA計(jì)算的誤差，嚴(yán)重時(shí)甚至有可能導(dǎo)致碰撞事故。

3.4 操作人員的專業(yè)素養(yǎng)不夠而導(dǎo)致AIS實(shí)際利用率不高

雖然現(xiàn)在AIS系統(tǒng)已進(jìn)入強(qiáng)制安裝階段，但有些操作人員尤其是很多小型船舶的操作人員在實(shí)際航行中并不使用AIS操作系統(tǒng)。而AIS在使用中，如要進(jìn)行船舶避讓措施時(shí)，必須得到對(duì)方船舶的確認(rèn)，在這種情況下，如果對(duì)方并沒有應(yīng)用AIS設(shè)備，就會(huì)使其無法發(fā)揮實(shí)際效用。所以在實(shí)際航行中，不能完全依靠AIS系統(tǒng)來進(jìn)行船舶避讓。

4 結(jié)語

雖然AIS目前的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛，但仍存在著一些實(shí)際應(yīng)用的問題，我國為了規(guī)范AIS的使用，在2018年頒布了《自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)（AIS）航標(biāo)應(yīng)用導(dǎo)則》，對(duì)AIS航標(biāo)做出了更加規(guī)范化的規(guī)定。同時(shí)AIS也即將升級(jí)加強(qiáng)進(jìn)入VDES時(shí)代，VDES在AIS基礎(chǔ)上又增加了高頻數(shù)據(jù)交換的功能，這將在很大程度上解決AIS航標(biāo)占用時(shí)隙的問題。

參考文獻(xiàn)：

[1]王珍.AIS技術(shù)在航海實(shí)踐中的應(yīng)用分析[J].航海，2018.6.

[2]黃紅渡，楊運(yùn)航.AIS技術(shù)在航標(biāo)領(lǐng)域的應(yīng)用[J].珠江水運(yùn)，2018.20.

作者簡(jiǎn)介：麻荔波（1985-），山西人，副教授，主要研究方向：航海技術(shù)、GMDSS海上無線電通信。