AIS與現代航海技術的關系及對未來航海的影響分析

吳維波

摘 要：在科學技術持續發展的過程中，有很多技術都運用在現代航海中。其中AIS就是一種先進的技術，對航海活動的進行具有重大的意義。本文就AIS技術與現代航海技術的聯系及對未來航海的影響開展一定的研究。

關鍵詞：AIS;現代航海技術;未來航海

中圖分類號：U676? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2021）09-0075-03

船舶自動識別系統通稱 AIS，屬于一種比較新式的船舶輔助航行設備，AIS 的合理運用較大程度上提高了航海的安全性，使船舶駕駛人員的監控與控制船舶的能力更加優異[1]。對 AIS 與現代航海技術的聯系及未來航海的影響進行分析，有著至關重要的意義。

1 AIS與現代航海技術之間的關系

1.1 AIS與雷達

船舶要想了解其它船舶的航行數據就需要使用雷達來進行監測，通過該設備駕駛人員就可以了解其它船舶航行數據并借此來規劃航行路線，但采用雷達來開展監測時反饋數據信息的速度比較慢，需要了解對方船舶矢量信息時間較長，對于船舶來講時間就是生命，設備監測數據傳遞過慢會導致船舶形成一定的安全隱患，對整個航行人員和船舶都會造成很大影響[2]。而AIS技術傳遞數據速度較快，且傳遞的內容比較全面，例如其它船舶的名字及移動通信業務標識碼等等，為彌補雷達缺陷，可將AIS與雷達共同使用，兩項技術融合在一起可以確保傳遞的數據更加實用、更加精準。除此之外，在雨霧天氣使用AIS技術對船舶的影響較小，在這種惡劣天氣下依舊可以監測精準的數據并快速傳遞，確保船舶航行的安全性與穩定性。

但使用AIS設備需要互相通訊的船舶之間都安裝AIS設備后，才可以確保彼此之間的識別。現階段，雖然AIS設備應用在船舶中十分普遍，彼此之間的通訊識別得到了保障，但由于水上船舶非常多，只有將兩種設備共同應用在船舶中，才能確保船舶行使的安全。

1.2 AIS與信息系統

電子海圖顯示與信息系統又稱之為ECDIS，是指符合使用標準的電子海圖系統，它主要核心是計算機，可以連接定位、探測、雷達、計程儀等專用設施，借此來呈現船舶的航行信息。但由于電子海圖顯示系統的不斷更新與整改，導致該系統使用率并不高，而隨著計算機技術的不斷發展使該系統應用在船舶上的數量不斷增加[3]。在過去的船舶航行中，信息系統與GPS共同應用在船舶上為其導航，無法快速獲取其它船舶信息，因此信息系統的作用并沒有得到充分展現，但與AIS系統一同使用后，才能體現該系統的作用。采用AIS技術獲取的數據信息可以在信息系統上以圖形、數字等方式呈現出來，這樣信息系統就可以根據獲取的數據信息來計算出DCPA、TCPA等重要數據，確保船舶駕駛人員可以及時與其它船舶保持安全距離。與LDC系統相比，信息系統呈現的數據信息更加精準與形象，呈現的內容比較全面且使用非常方便。因此，將信息系統與AIS系統共同作用在船舶上可以確保船舶行使的安全性。

1.3 AIS與衛星定位技術

衛星定位技術有精確定位、導航、授時等多個功能，大多應用于引導飛機行使、船舶、車輛及建筑勘察測繪等多個領域，具有高精度、易操作、全天候等多個特點，而AIS系統是該技術的主要組成部分之一。AIS系統的工作基礎是世界標準時間，又稱為UTC，而該系統的重要核心技術之一是SOTDMA技術，該技術可以將VHF信道的時間分成單獨的時隙，只要AIS系統與時隙是同步運行，就可以保證系統中的開環系統平穩運行。因此，采用衛星定位技術可以提供精準的UTC，借此來保障AIS系統與時隙同步運行的要求。

2 AIS對未來航海的作用與影響

2.1同GMDSS技術組合應用

GMDSS系統是一種規模很大的海上通信系統。在實際的使用中，它可以直接與地面的頻率進行通信，將數據信息直接傳送給船舶駕駛人員，如安全信號、天氣情況及其它船舶的航行信息等等，在船舶航行中出現緊急狀況也會及時提醒。科學合理的使用該技術，可以確保駕駛人員及時了解周邊航行情況，以防數據信息的傳送不及時或有數據偏差的情況出現。與此同時，當船舶發生危險進行搜救時，也需要使用AIS技術來加以輔助，在飛機協同救援時有很重要的所用。運用AIS系統可以及時將船舶的遇難信息傳遞到電子海圖及雷達上，通過傳遞的數據信息可以對遇難船舶開展追蹤。如果船舶沒有安裝該技術，相關搜救人員需要帶電子海圖軟件中的AIS應答器及計算機，到達搜救現場后對模擬目標開展設定，將數據信息傳遞給周圍的船舶，進而提升遇難船舶的搜救幾率。

2.2同ARPA技術組合應用

對ARPA而言，受到氣候轉變及其地理環境的影響，無法從干擾雜波中對船只進行辨認與發現。在顯示器上，可能存在假回波狀況，若工作人員在觀察中無法對波型的真假進行鑒別，則非常容易導致船舶遇到危險。如果物標反射無線電波的能力不足，那么ARPA在運行中很有可能發生跟蹤遺漏的狀況，在天黑或是霧比較大的情況下行使，船舶很容易與其它船舶發生碰撞，造成安全隱患。如果在回撥信號比較大的情況下，它的穩定性比較差，很難精準定位目標，最終導致跟蹤失敗。

當船舶行使的海域情況比較復雜時，跟蹤的船舶目標很有可能發生偏離，而且獲取的船舶型號及各種數據信息的技術有一定的缺陷，沒有辦法將船舶的具體情況反饋給觀測人員。如果這個問題不及時解決，會導致監測的數據信息不夠精準。與此同時，技術存在一定缺陷的地方有延長處理技術，在電波直線傳輸的過程中一旦遇到障礙物，不能及時的繞過，而且最大作用的距離也受到了牽制，在具體的勘測中，ARPA也存有一定的盲點，無法勘測處在盲點位置的船舶，因而有一定的撞擊風險。

將ARPA技術和AIS技術融合在一起，可以彌補ARPA技術中存在的缺陷。在具體應用中，AIS技術可以自動識別船舶同口岸及通信數據，可以有效解決ARPA技術中的船舶碰撞問題，對海上領域的船舶信息自動獲取。AIS技術對于外界的干擾有很強的抵抗能力，基本上不會發生雜波干擾的狀況，可以增強ARPA的辨別能力，對于船舶目標的監控能力又會有所幫助，將兩種技術融合在一起可以降低船舶的風險性。同時，AIS技術的電磁波繞射能力及工作頻率比較有優勢，對數據而言，即便其抵達了河堤拐彎的位置，哪怕船舶監測的距離比較遠也不會有影響，在技術運行中可以及時發現處在黑影扇型地區之中的物標，且在實際檢測中不具備盲點，為此有效彌補了ARPA數據信號普及不全的情況。將兩種技術一同應用在船舶上，不僅可以降低船舶之間的碰撞風險，還可以防止在追蹤船舶時發生目標偏移的情況[2]。

2.3 AIS與ARPA以及ECDIS組合

將AIS、ARPA及ECDIS三種技術結合到一起，可以為船舶建立一個導航系統。在實際應用過程中，AIS技術可以將自身的信號傳遞給ARPA及ECDIS，將兩種技術的功能發揮到最大，將接口電路和網絡連接后，兩個系統的功能會疊加在一起，具體從以下幾個方面體現：

（1）目標疊加。由ARPA獲取的數據信息可以通過目標數據的連接口傳遞到ECDIS系統中，并通過ECDIS系統一同追蹤船舶目標，確保船舶的運行安全。

（2）圖像疊加。ARPA可以通過導航的數據線連接到ECDIS系統，對與船舶的定位更加精準。

（3）ECDIS系統可以通過附加的設備快速獲得船舶的行駛速度及方位，并對其開展濾波處理，在海圖上可以直接將船舶的位置、周邊船舶的情況及導航路線呈現出來。采用ECDIS系統監測的數據更加精準，對于海上領域的掌握情況比較貼合實際，因此對于船舶的航行情況可以實時監控。在監控中一旦出現特殊情況，要與之前計劃的實時線路進行對比。若想船舶在行駛中不偏離線路，可以在ECDIS系統中安裝報警設備，并按照具體需求實時查看數據信息，通過GPS來接收信號，確保ECDIS系統的運行狀態。在船舶中使用AIS系統，能夠顯示船舶的具體信息，例如船舶的位置、規格、名字及航行的線路等等。

3結論

綜上所述，AIS系統是一種新型的船舶通用導航設備，將該技術應用在船舶中，再結合先進的通信、信息處理及GPS等多項技術，為船舶的運行提供數據信息，確保船舶航行的安全。在未來的船舶行駛中，可以將其它的技術與AIS技術進行融合使用，將技術的功能性發揮到最大。

參考文獻：

[1]李志.AIS與現代航海技術的關系及對未來航海的影響[J].珠江水運，2020（13）：50-51.

[2]郭一鳴.現代航海技術發展趨勢及挑戰[J].福建茶葉，2019，41（09）：166.

[3]謝皓林.AIS對現代航海技術的影響研究[J].科技經濟導刊，2018，26（35）：32.