軍用艦船AIS綜合運用研究

張尚悅 孫 晶 張 晶 陳曉峰

（1.海軍大連艦艇學院 航海系 大連116018；2. 海軍91001部隊 北京100036；3. 海軍大連艦艇學院 訓練艦支隊 大連116018）

0 引 言

水面艦艇在出航前或航行時綜合利用AIS信息是保證艦船航行安全的重要手段。隨著AIS設備在船舶上的廣泛應用，航海人員得以非常便捷地獲取船舶實時動態數據，這些數據中包含了大量海上交通的特征信息，合理地利用AIS信息能夠為軍用艦船的航行提供輔助決策。

1 艦載AIS在航海工作中的使用方式

1.1 制訂航線

在20世紀90年代以后的十多年間，由于裝備水平的制約，我國海軍的主要訓練活動區域僅限于第一島鏈以內。我國沿海水文氣象條件與海上交通情況復雜，但是航海圖書資料詳盡、陸標定位條件豐富、多種通信技術完備，故制訂安全的航線并不麻煩。然而，自2008年以來，我軍艦艇編隊在印度洋保持長期存在；2012年后，我海軍穿越第一島鏈進入西太平洋進行訓練常態化。2015年《中國的軍事戰略》白皮書指出，海軍按照近海防御、遠海護衛的戰略要求，逐步實現近海防御型向近海防御與遠海護衛型結合轉變，構建合成、多能、高效的海上作戰力量體系，提高戰略威懾與反擊、海上機動作戰、海上聯合作戰、綜合防御作戰和綜合保障能力［1］。

在星載AIS基站日漸成熟的條件下，對船舶的全時監控已經實現，即利用衛星中轉艦船AIS信號。星基AIS原理如圖1所示。

圖1 星基AIS原理圖

與過去繪制大洋航線的傳統做法不同，現在規劃陌生海區的安全航線除了參閱大量國內外出版的航海圖書資料以外，分析和利用大量商船AIS數據繪制出航跡熱力圖，可以直觀地顯示絕大多數商船的習慣航線，這通常是航海意義上最安全、最經濟的航線。此外，在島礁區航行時，由于島嶼眾多、航路復雜、水文氣象條件各異，閱覽所有海區資料的工作量極大，并且資料的更新具有滯后性。而公開AIS信息資料，參閱最近時間內途徑該海區的前船航跡和船舶數據，可有效避免出現觸礁、擱淺的事故。

參考商船AIS動態信息，快速繪制艦艇航行的大致航線，再結合任務要求和保密需要，仔細研究航線途徑海區的航海圖書資料，對航線進行仔細修改。這種方法可極大提高工作效率，節省大量時間。

1.2 與對海搜索雷達互補增強態勢感知

海軍在非戰爭軍事行動中其任務對象通常是地方商船，在執行掃海、護航和海上封鎖等任務時，需要對海區的態勢有更全面的掌握。對海搜索雷達在正常大氣條件下的探測距離為視距，AIS的VHF天線覆蓋范圍為20 n mile［2］，若AIS船臺接收來自岸基或星載AIS基站的轉發服務，甚至可以通過互聯網上接收幾乎所有海域的全部船舶AIS信息。利用網絡化、信息化的AIS獲取遠程目標信息的范圍，已經不能簡單地與傳統的無線電定位系統作比較。軍用艦船可以參考借助AIS信息，及時判別目標屬性，對雷達目標進行確認。裝備被動模式AIS的艦艇可以在隱蔽自己的狀態下，監視所有裝備正常AIS的船舶，對其進行準確識別和精確跟蹤；同時，軍用艦船對目標雷達回波和AIS接收到的船舶信息通過人工或計算機進行篩選、甄別、匹配、融合，將有效增強對海監視、識別和跟蹤能力。

當出于任務要求對海區進行掃海巡邏警戒時，海軍水面艦艇首先需要對擅自進入任務區域的船舶進行查證識別。擅入船舶可分兩類：一類是忽視了航海通告或當局發出的警告，因而誤入任務區域；另一類是無視警告，惡意闖入偵察干擾的敵方艦船或故意違反禁運令的運輸商船。前者通常會根據IMO要求保持AIS為打開狀態，對于這類船舶，使用VHF呼叫一般即可警告驅離，危險性較低；而后者為了隱蔽會選擇發送錯誤AIS信息甚至關閉AIS系統，如果在對海搜索雷達上發現船舶目標，但卻沒有收到來源于該目標的AIS信號，或者收到了AIS信號，但目標的雷達回波和AIS上的船型、長寬等數據有較大出入，則可以認為該船舶為高危險性船舶，有必要對其進一步進行明確的查證識別。

為了躲避偵察而關閉AIS的事例在實踐過程中是普遍存在的。雖然SOLAS要求所有裝備AIS的船舶應當始終保證其正常運行， 但根據IMO指南，如果船長認為AIS的持續運行可能會危及船舶的安全或保安，或者即將發生保安事件，臨時關閉AIS是允許的，例如通過海盜事件高發海域。

由于導航雷達探測距離有限，需要對一定海區有全面掌控，此時可以借助AIS彌補導航雷達遠距盲區，形成區域綜合態勢。在執行海上搜救任務時，通過AIS接收遇險船舶發送的遇險信息，與導航雷達配合可以快速、準確地對其進行定位，極大地提高救援的效率和成功率。

1.3 航行避碰

航行避碰是AIS最初的設計目的，AIS加強了船舶間避免碰撞的措施，在電子海圖上使所有船舶的航向、計劃航線、船名等信息可視化。大型船舶依法裝載了完善的各類導航設施，強制定期進行檢查維修。但軍用艦船一般是不主動發射AIS信號的，艦船屬于不受SOLAS公約限制的特種船舶，通常情況下不會主動打開AIS。

艦船在出航、回港之際，基本都要在我國沿海航行，而我國沿海漁船較多，盡管大部分漁船裝載有B級AIS，但基本不配備航海雷達。此外，由于漁船值班人員少，日常瞭望十分不充分，對于來往船舶的發現能力只能依靠局限的目力和AIS信息；而對于軍艦這樣在AIS上“隱身”的高速艦船，漁船對其發現能力十分有限（尤其在夜間，從事燈光捕撈的漁船則是根本無法有效發現來船），危險系數極大。為了起到有效的避碰作用，艦船在沿海航行時首先，艦船應該加強正規瞭望，通過其他手段（如VHF等）加強交流，及時通報本艦位置和所要采用的機動方式；其次，可根據航行海域復雜情況，適時廣播AIS信號，AIS信息中本艦位置信息為真，其他信息可按照保密要求進行調整。

2 規范軍艦廣播AIS信息的時機

近年來因為不重視AIS的使用而造成的軍用艦船與地方商船碰撞的交通事故比比皆是，所以未來AIS在軍用艦船上的發展趨勢應該是積極的，AIS的應用會趨向正規化、多樣化和常規化。

軍艦打開AIS廣播系統的目的主要在于與當其他船舶會遇時，能使對方感知到本艦的存在。同時軍艦在選擇主動廣播自己的AIS信息時需要衡量任務保密要求和航行安全之間的平衡，一旦打開AIS轉發系統，AIS信號就極有可能被附近的所有艦船或星載AIS基站收集到，暴露了本艦航跡［3］。在執行保密程度較高的作戰任務時，是絕對不允許打開AIS轉發系統的，否則不僅會暴露本艦的航跡，也有可能使敵方分析出己方的戰略意圖。但在和平時期執行非戰爭任務時，在以下情況應該打開AIS轉發系統。

2.1 在惡劣氣象條件下的使用

霧中航行時，借助AIS接收的本艦周圍海域其他船舶的目標參數和航行狀態，有利于加強當前海域的態勢感知，減少能見度不良帶來的影響，綜合導航雷達觀察到的物標和小目標情況，可有效實施避碰［4］。當軍用艦船與其他裝備AIS船舶發生碰撞時，調閱AIS記錄的船舶航跡有助于區分事故責任。

大風浪航行、雨雪天氣航行時，海浪和雨雪會對雷達發射的無線電波造成干擾，雷達顯示器上會出現眾多點狀或片狀的亮斑，無法清晰顯示本船周邊海域存在的船舶。在惡劣天氣之下，在商船的航海雷達顯示器上辨認出一艘隱身化的驅護艦幾乎是不可能的。為了保證航行安全，軍艦在此類氣象條件下打開AIS是必要的。AIS接收到的VHF信號完全不受海況影響，即使是在雨雪天氣下也只是傳播距離有一定的衰減，但不影響數據的準確性。

2.2 在狹水道航行的使用

我國沿海海岸態勢較為復雜，尤其是東部沿海海岸線曲折、人口稠密，夜航時受城市燈光影響很大。狹水道航行的背景通常島岸林立、山峰起伏，航路復雜、轉向頻繁，港灣眾多、島嶼星羅棋布，既有聳立的懸崖和平伸的灘涂等自然背景，也有許多倉庫、碼頭、房屋等人工建筑［5］。艦船航行在這樣的環境中，雷達回波信號容易被島嶼遮擋、與背景黏連，使得艦船與近岸背景混合在一起難以從導航雷達顯示器上發現；近岸的復雜環境形成的強雜波背景，也容易使得回波信號淹沒在復雜的雜波背景中［6］。商船雷達值班人員訓練質量參差不齊，資歷尚淺經驗不足的新人水手很難在復雜條件下使用雷達有效跟蹤多個目標。因此，軍用艦船在執行非保密任務的航渡過程中有必要開啟AIS轉發系統，廣播本艦位置信息，有效建立溝通渠道，增強態勢感知，彌補雷達方面的缺陷，避免雙方反應遲鈍，錯失實施避碰機動的最佳時機。

2.3 交通繁忙海域的使用

沿岸、海峽、出海口、港灣錨地等重要航道、水域是船舶密度較大的區域。各種漁船、客輪、貨輪、工程船等穿行其中，這類海域會有比較完善的船舶交通服務系統。盡管船舶種類繁多，通行量巨大，只要做好充分的交通管制和協調指揮，保持航道安全暢通是不存在問題的［7］。但是，對于軍用艦船而言，由于AIS經常性關閉，地方船舶交通服務系統很難獲取艦船的船位信息；同時，軍艦的隱身化設計也使得軍艦更難以在普通雷達上被捕捉和顯示。因此，軍艦以“AIS不廣播狀態”在繁忙航道高速行駛，容易增加碰撞風險。美國海軍就曾在2017年因為在交通繁忙海區不廣播AIS航行，接連發生軍艦與地方船舶相撞事故，導致重大人員傷亡和財產損失。此后，美國軍艦規定，凡是和平時期在交通繁忙海域航行的軍艦，必須打開船舶自動識別系統［8］。因此，我海軍艦船在我國周邊的交通繁忙海域航行時，也應當廣播AIS信息，從而便于地方船舶交通服務系統管理，也可減少與他船碰撞的風險。

3 結 語

本文從航海工作者的角度，分析了AIS作為當今航運界依賴性最高的導航系統之一，在軍用艦船上的多種使用方式。并針對航行安全需要，規范了AIS廣播系統的開啟時機。合理使用AIS信息并適時廣播，可為艦船在復雜多變的航海環境中保證航行安全提供有效的保障手段。