“AIS致碰”原因分析與履約建議

劉運江 吳延國

一、引言

船載自動識別系統（Shipborne Automatic Identification System，AIS）已成為一種重要的助航設備，它能夠協助識別與跟蹤船舶，幫助值班人員提高情境意識。而且，AIS能夠快速提供本船與其他AIS物標間的碰撞危險信息，協助值班人員作出避碰決策。可以說，AIS的應用使得值班瞭望與避碰工作變得相對輕松。然而，更多助航設備的應用也在改變著船舶駕駛人員的值班習慣，因助航設備使用不當導致的船舶碰撞事故時有發生，以前曾發生過多起“VHF致碰”“雷達致碰”的案例，近年來“AIS致碰”事故也初現端倪。

對2018年1月6日發生在東海的“桑吉”輪與“長峰水晶”輪碰撞事故的調查發現，當事船舶“桑吉”輪AIS信息中本船SOG（對地航速）與實際存在2~3節的差異，COG（對地航向）與實際存在20~25度的差異，沒有證據表明事發前兩船駕駛臺值班人員意識到這種數據不一致的情況以及其對AIS所提供的CPA（最近會遇距離）和TCPA（最近會遇時間）的影響。盡管事故發生還有其他方面的原因，但是從值班瞭望與設備使用的角度來看，這應該算是一起典型的“AIS致碰”事故。

二、“AIS致碰”原因分析

事故調查發現，“AIS致碰”原因既與設備本身的局限性有關，又與AIS的過度應用及使用不當有關。

（一）AIS局限性

盡管AIS設備能夠提供物標的靜態、動態、航次及其他安全相關信息，然而這些信息并非是完全實時的，有時并不能客觀地反映準確的、完整的海上交通局面，作為一種助航儀器，有其局限性。

1. AIS信息并非實時

AIS信息存在不同的更新頻率。靜態與航次信息通常是每6分鐘更新一次，而動態信息的更新頻率與AIS種類及船舶動態相關。總的來說同等條件下，A類AIS更新頻率較B類設備快，航速越快，存在航向變化的更新頻率就越快（見表1、表2）。因此AIS信息并非是實時信息，AIS基于船舶動態信息所計算的CPA、TCPA等避碰信息中包含由于信息更新頻率所導致的誤差。在某些情況下，AIS信息更新頻率會導致AIS提供的避碰信息與實際存在較大偏差。

表1 A類AIS設備動態信息更新頻率

表2 B類AIS設備動態信息更新頻率

2. AIS信息未必準確

AIS是一個收集本船傳感器數據并將此類信息發送到其他船舶或岸基AIS的平臺，因此AIS播發信息的準確性直接取決于這些傳感器的工作狀況。如果某一接入傳感器發生故障，則可導致其他AIS終端接收的數據存在問題。此外，因用戶設備維護導致的AIS信息不準確的情況也比較普遍，如由于參照點位置（通常為外部全球衛星導航系統 GNSS天線位置）錄入錯誤導致的船舶的航向矢量線與船首向垂直的情況，對于航次相關信息及船舶航行狀態信息如果沒有及時維護也會導致相關信息顯示錯誤的情況（如圖1所示）。不準確的AIS信息容易誤導值班人員作出錯誤的避碰決策。

3. AIS未必能完整反映周邊交通狀況

AIS設備之間只有正常工作時才能夠傳遞信息，互相“可見”。根據AIS操作要求，通常無論船舶在航或錨泊都應保持設備處于常開狀態，但如果設備開啟會對船舶安全或安保產生不良影響，船長可以根據其專業判斷關閉設備。比如在船舶航經海盜活動水域時，為防止船舶被識別與跟蹤，船長可以決定臨時關閉AIS設備。此外，也存在船舶為逃避監管而主動關閉AIS的情況，比如有些船舶（如超航區航行的內河船或休漁期間違規出海作業漁船）會人為關閉AIS設備來逃避主管機關的跟蹤。如果駕駛員僅通過AIS來進行值班瞭望，則不會發現未配備AIS或關閉AIS的物標，這種情況下是否發生碰撞就要完全看運氣了。

圖1 參照點位置錄入錯誤導致AIS顯示異常的情況

4.AIS輸入航速易導致避碰信息誤差

AIS速度輸入可以有兩個來源（如圖2所示），其中GNSS傳感器是必須接入的傳感器，而速度傳感器（通常為計程儀速度）是備選的。然而，一旦兩者均接入，如果船舶AIS是按照國際電工委員會IEC 61993-2：2001標準①IEC在2012版的IEC61993-2:2012中已經做出修正，當兩路速度傳感器接入AIS時，將RMC（基于GNSS）作為首選。該標準最新版本為61993-2:2018。然而2012年前安裝的AIS可能還會受速度輸入的影響。（2012年以前安裝的船載AIS設備符合該標準）安裝的（見表3），則計程儀速度（VBW - Dual ground/water speed雙對地/對水速度）優先于衛導系統速度。在水深較深、流速較大的水域，計程儀航速會存在較大的誤差，AIS由此航速計算出的CPA與TCPA會與實際有比較大的差距。對值班人員而言，是很難在航行中意識到這種由于設計原因造成的SOG和COG誤差以及由此導致的CPA、TCPA與實際的差異的。值班人員在此種情況下如依賴AIS來進行值班瞭望和避碰，是非常危險的。在“桑吉”輪與“長峰水晶”輪碰撞事故中，“桑吉”輪AIS接入的就是計程儀航速，COG則是根據計程儀航速和船首向獲取的。

圖2 AIS構成框圖

表3 首選的IEC61162-1傳感器語句(IEC61993-2:2001標準)

（二）AIS過度應用與使用不當問題

1.AIS的過度應用增加了安全風險并導致可航水域減少

當前，AIS已被廣泛安裝在小型船舶（例如休閑船、漁船）和許多SOLAS公約豁免配備AIS的船舶上。此外，非船舶（如漁標或漁網、海上養殖設施，甚至無人機）配備AIS的情況已不罕見。在世界許多水域，AIS的過度安裝應用（例如在漁船和漁網上安裝AIS）增加了安全風險，減少了可用的通航水域并降低了運輸效率。比如，在中國東海、黃海的沿岸水域，海員必須極其謹慎地駕駛才能避開大量配備AIS的漁船、漁標和漁網，如圖3所示。

圖3 成山角定線制水域大量AIS漁標情況

2.AIS使用不當成為導致許多船舶碰撞事故的重要因素

自被引入航運界以來，從方便識別船舶到快速獲取信息，AIS為用戶帶來了極大的便利。國際海事組織（IMO）《關于雷達性能標準的修訂建議案》[MSC.192（79）決議]要求應能夠在2008年7月1日或之后安裝到船的雷達上集成顯示AIS信息，這進一步方便了海員從雷達顯示中獲取AIS物標的信息。駕駛臺值班人員通過點擊激活（Activate）雷達屏幕上的AIS信號即能查看物標AIS信息，這比在雷達上捕捉（Acquire）雷達回波進行標繪獲取物標信息效率更高。

技術的提高與應用給用戶帶來了升級的體驗，同時也在改變著海員的值班習慣。由于AIS的功能優勢，許多值班人員主要依靠AIS獲取周邊船舶信息尤其是避碰信息，而減少甚至放棄了傳統的值班瞭望習慣，比如對視覺瞭望不夠重視，不再對物標進行系統觀察或雷達標繪等。然而，許多用戶對AIS設備的局限性沒有足夠的認識，也不了解AIS所提供避碰信息（CPA和TCPA等數據）的計算原理以及該原理與雷達標繪的不同之處。過度依賴AIS信息進行值班瞭望和避碰已成為導致許多船舶碰撞事故的重要因素。

三、履約建議

（一）建議IMO對AIS指南進行修訂

根據海上安全委員會和海洋環境保護委員會及其附屬機構的組織和工作方法（MSC-MEPC.1 / Circ.5 / Rev.1），同時考慮到關于IMO戰略計劃的應用[A.1111（30）決議]，《船載自動識別系統（AIS）操作使用指南》（IMO A.1106（29）號決議，以下簡稱“現行版AIS指南”）中需要澄清或更新的關鍵內容包括：

1.目的

現行版AIS指南保留了先前版本中警示文本框中的內容，以提醒當班駕駛員并非所有船舶都裝有AIS或船上安裝的AIS可能由船長自行決定關閉。 該提醒內容主要是在AIS設備剛剛開始普及的背景下提出的。 準則應適應背景的變化，并認識到AIS的廣泛使用（例如在非船舶上安裝AIS）及其帶來的風險。

2.AIS的描述

現行版AIS指南提到船載AIS能夠通過自目標船舶發送的位置信息計算最近會遇距離（CPA）和最接近會遇時間（TCPA）來提供快速自動的信息。但是這種描述過于籠統，用戶很難理解AIS是如何計算CPA和TCPA數據。 明確計算原理有助于提高用戶對AIS提供的CPA和TCPA與雷達標繪獲取的CPA和TCPA之間差異的認識，以便用戶在做出避免碰撞決策時可以更加謹慎。

3.AIS的固有局限性

應提醒當班駕駛員目前AIS已廣泛安裝于小型船舶（例如休閑船、漁船）和某些豁免安裝AIS的船舶上。此外，還應該意識到非船舶，如漁標或漁網、海上養殖設施，甚至無人機，都可能配備AIS。

4.避免在碰撞局面中使用AIS

在船到船模式下使用AIS進行避碰時，建議用戶牢記AIS是導航信息的另一個來源， 它不能取代、只是支持如雷達物標跟蹤和VTS等導航系統，并且AIS的使用特別是在確定是否存在碰撞危險時并不解除當班駕駛員在任何時候都遵守《1972年國際海上避碰規則》的責任。從AIS獲得的CPA和TCPA信息應通過一切可用手段仔細核實，鑒于雷達標繪與之在原理上的不同，最好是通過雷達標繪對避碰信息進行驗證。

5.AIS用戶

當前指南主要將船長或駕駛員作為AIS主要的船上用戶。考慮到引航員在引航水域對航行安全的重要性以及在指導船舶操縱時使用AIS的習慣，建議在指南中明確將引航員作為重要的AIS船上用戶。而且，考慮到目前AIS的應用普及程度，建議將AIS用戶進行擴展以包括船上和岸上用戶（例如VTS、港調等）。

6.引用

A.1106（29）決議整個文件的結構符合IMO風格指南——指南附于決議之后、附錄1附于附件之后。但是，附件中有幾處不恰當的引用需要勘誤：在該指南第2段對AIS系統的描述中，使用的是參考“附件1”而不是“附錄1”。第28段（AIS數據顯示）中也存在同樣的問題。

（二）建議IMO對避碰規則進行修訂

AIS在航行值班及船岸溝通方面非常重要，船岸用戶也將AIS作為值班與避碰工作的重要數據來源。然而，對于設備局限性沒有足夠的認識，過于依賴AIS信息也成為許多海上碰撞事故的致因。歷史上曾發生過多起由于助航儀器使用不當導致的碰撞事故，比如“VHF致碰”事故、雷達致碰事故等。IMO的相關標準也是在這些事故的基礎上逐步進行完善的。建議IMO借鑒在規范雷達使用方面的經驗，對避碰規則做出如下修訂：

第六條 安全航速

在現有內容后，加入：

“3.對于配備AIS的船舶，還應考慮：

（1）AIS設備的特性、效率和局限性；

（2）接入傳感器的工作狀態對AIS信息的影響；

（3）天氣、海況及其他干擾源對AIS信息傳輸的影響；

（4）其他物標可能不配備AIS；

（5）AIS探測到的船舶數目、位置和動態；

（6）當用AIS來識別物標時，可能對能見度做出更確切的估計。”

第七條 碰撞危險

在現有內容后，加入：

“5.如裝有AIS設備并可使用，則應正確予以使用。AIS所提供的避碰信息可作為其他導航系統（如雷達）的補充信息輔助判斷碰撞危險，但不能將AIS作為唯一的信息來源。”

（三）主管機關加強對AIS配備與使用的履約管理

（1）在設備配備方面，主管機關應嚴格管理，根據中國海事局發布的AIS設備管理規定，船舶需要按要求申請辦理AIS 標識碼證書，設備需要經型式認可和產品檢驗等。當前應加強對漁業船舶設施AIS安裝與使用的管理，尤其是要對在某些設施如漁網或漁標上安裝AIS設備加以限制以緩解AIS過度安裝的情況。

（2）在規范AIS使用方面，主管機關應加強船員培訓，使其認識到AIS設備的局限性并熟悉設備安全使用方法；同時加強公司管理，督促公司在安全管理體系中對AIS使用情況進行專門強調。主管機關可以通過PSC/FSC檢查、公司審核等手段確保IMO相關公約得到有效遵守。

（四）值班駕駛員應嚴格遵守避碰規則

雖然AIS能夠幫助識別物標，但這并不意味著碰撞危險的解除。AIS是視覺、雷達等基本瞭望手段的有效補充，值班人員不能將AIS作為唯一的信息來源而放棄視覺瞭望、雷達標繪或與其相當的系統觀察，更不能因為配備先進的助航設備而減少值班瞭望人員。AIS播發數據的準確性需要通過視覺、雷達等多種手段進行驗證。

四、結語

AIS具有非常明顯的功能優勢，已經逐漸成為值班人員進行值班瞭望和判斷碰撞危險的一種重要手段。然而，AIS自身的局限性決定了它不一定能夠完整或準確地反映船舶周邊實時的交通信息，值班人員仍須嚴格按照避碰規則的要求，將AIS作為視覺、聽覺及雷達的一種補充手段進行值班瞭望及避碰決策。同時，建議IMO結合“AIS致碰”原因對現行版AIS指南及避碰規則進行評估修訂，主管機關也應加強履約管理，從而避免“AIS致碰”事故的再次發生。