AIS虛擬航標的合理設置

王俊榮 趙林娟 井彥達

中海油信息科技有限公司天津分公司 天津 300452

1 AIS技術的基礎和優點分析

1.1 AIS技術的概念和應用

AIS技術在航標行業的發展中是一項具有高度應用性的技術手段，通過標準與特性的發布，AIS技術的使用朝著更加規范化的方向進行，在航標管理過程中發揮了至關重要的作用[1]。目前，AIS技術的應用中航標管理工作往往與GPS定位技術緊密結合，從而使得船舶在航行過程中的動態和靜態信息等都得到了清晰而有效的反饋，從而使得后續管理工作更加高效的進行。靜態數據內容包含了船號、危險貨物名稱、船名、呼號等信息，動態數據包含了航線、位置、方向、速度等信息，從而在航行管理過程中發揮了關鍵性作用，保證船舶的航行安全性。從AIS技術的有效管理與網絡組成方面進行分析，AIS技術的應用依靠了網絡系統和海上移動端發射相關信號燈，對于信息進行處理之后，在基站有效分析作用之下，實現了信息互換工作，將船舶信息、載貨信息充分分析。AIS技術在航標遙測和遠程控制中發揮了不可替代的作用，物理航標是指將AIS平臺安裝在實體航標上，而虛擬航標是通過AIS、電子海圖、ECDIS、GPS、計算機技術等先進技術來實現的。

1.2 AIS技術的優點

在航標管理中，包括布設、拆除、遷移等方面，引入AIS航標遙測遙控系統，相對于以前的遙測遙控系統，優勢更加明顯，具體分析航標管理中AIS航標遙測遙控系統應用優勢，主要表現為如下幾點。

1.2.1 有關的航標布置和拆除工作。在航標遙測和遠程控制系統的布局中，采用了AIS技術，由于具有很強的開放性，INTERNET接入后，可以根據網絡進行數據通信，不需要特別建立通信網絡，節省了建設費用。此外，采用AIS虛擬航標，在氣象條件下，如果發生海上交通事故，或者由于航標設備的改裝，無法安裝實際航標，可以考慮采用AIS虛擬航標，以保證在非正常情況下的航行。此外，AIS虛擬航標拆除費用相對低廉，只需使用相應的軟件即可實現。

1.2.2 航標維修的一系列工作中，AIS技術也發揮了關鍵性作用。AIS航標遙測與遠程控制系統的相關應用，實現了遠距離控制和信息傳輸工作，具有跨越障礙物傳遞信息、抗干擾、全面的信息服務能力，從而大大保證了維修和維護工作的時效性。在AIS技術的控制之下，航標信息分析、處理難度大大降低。目前，AIS遙測管理技術在航標管理、航行安全等多方面都發揮了作用，維修工作精準度提升，使得人力、物力資源的消耗大大降低。

2 AIS技術在航標遙測和遠程控制中的應用問題分析

當前航標遙測、遠程控制和AIS裝備的使用非常普遍，這對船舶的管理起到了很大的促進作用。但是，AIS技術的使用還存在著一些問題，比如在一些海域，信號會被切斷，斷斷續續，終端的監控系統不能繼續接收，就像是兩個不同的海洋，會有信號和數據的回歸。對AIS技術在實際中的運用進行了詳細分析，其問題有：一是航標顯示的問題。如果船舶上的導航設備不能顯示 AIS航標的信息，或者沒有按照國際標準提供AIS航標的信息，尤其是某些海域出現了信號中斷，AIS航標會出現不正常的現象。二是航標的名稱。AIS航標可以細化為虛擬航標和物理航標，其中航標命名不規范的問題比較突出，比如將AIS航標燈浮式AIS應答器混淆命名，命名編寫過于隨性，為維護管理工作帶來一定難題。第三個是時間間隔的問題。ASI航標的設定，通常著重于3分鐘的廣播間隔，需要指出，在一些繁忙海域，由于船舶數目多，時間間隔比較狹窄，會影響船舶的信息傳遞，船舶調度和航運安全隱患問題。

3 AIS虛擬航標的合理配置

AIS虛擬航標的設定有一般設定和緊急設定，以下將介紹兩種設定的程序，并著重介紹設定的過程和有關的個案。

3.1 AIS虛擬航標的正常安裝

在規劃中，AIS的虛擬航標設置要經過方案制定、方案評審、發放九位代碼、布設航標四個階段。

3.2 AIS虛擬航標緊急設置程序

在緊急情況下，建立一個虛擬的AIS航標，需要進行3個步驟：

步驟1：根據用戶的要求，建立一個虛擬的AIS航標。這個要求通常是海洋部門，以發現緊急情況。

步驟2：航標管理機構在確認資料后，開始實施應急計劃，并將計劃審核表遞交給上級。

步驟3：在得到上級機關的同意后，由航標管理機構建立虛擬AIS航標，并及時公布航標動態。

廣州航標局是中國南海地區航標局的主要負責人，設立了一個緊急情況下的應急指揮小組。它包含了視覺和虛擬的AIS航標。緊急應變領導小組由三個部門組成：

作業與后勤組：接受緊急情況的資料，制訂緊急情況的計劃；海洋航行中心：設立AIS航標；航標導航科：公布航標動態。

本單位或人員接到緊急情況時，應做好記錄，并及時上報營運與安全科。

營運與安全部門要盡快確認資訊的正確性，掌握有關緊急情況的資訊，并向資訊來源方提出航標安裝的邀請函（若有緊急情況，可以在事后補上）。

在以下情形下，一般都會設定一個虛擬的AIS航標[2]：①由上級發布的緊急響應命令。②在重要海域有船舶殘骸等障礙物，但距離較遠、海況較差、水深較淺、船舶航行條件較差，不宜設立目視航標。在緊急情況下，廣州航標局運營與保障部負責制訂緊急情況下的設標，而海域導航中心則根據需要，設立虛擬 AIS航標。航標導航科在接到緊急設置工作通知后，會及時公布航標的動態，并在其他網站上發布諸如微信公眾號等的警示信息。

3.3 AIS虛擬航標緊急設置實例示范

AIS虛擬航標在遠離港口基地、惡劣天氣、復雜的通航環境、淺水區等條件下，具有明顯的優越性，并經過了大量的實踐驗證。

3.4 成果的分析

經過多次的應用，本流程在船舶應急設置中的優越性和優越性已經得到了充分的體現和應用。

3.4.1 節省了大量的時間，在緊急情況下，利用AIS虛擬標定可以有效地縮短事故發生的時間和事故發生的事故。

3.4.2 節約人力，保護航標作業人員。在船舶航行條件和船舶航行條件復雜的情況下，利用AIS虛擬航標，可以大大節約人力，保護航標工作人員的安全。

3.4.3 解決不適合在目視航標環境下進行標定的問題。如船舶殘骸所在的淺水區，不宜設立可視航標，可通過設立AIS虛擬航標。

3.4.4 順應未來無人駕駛和e航行的潮流。隨著無人駕駛和電子導航技術的應用越來越少，使用虛擬AIS航標可以適應今后的發展。

雖然AIS虛擬航標在緊急情況下具有顯著的優越性，但在實踐中仍需注意以下幾個問題[3]。

一是，虛擬航標不能隨著沉船等障礙物的運動，不能實時顯示出真實的障礙物。在有可能發生變化的障礙時，采用AIS的實際航標。

二是，在一般情況下，AIS的虛擬航標和可視航標結合起來，可以起到更好的預警作用。如遇天氣或其他不適宜的條件，在天氣轉好后，仍可投入目視航標。

三是，AIS九位代碼的資源十分有限，必須要節省。

4 AIS技術對航標的管理

針對目前AIS航標存在的問題，應從AIS基地臺的信號距離進行控制，將區內的干擾裝置設置在適當的地點，以確保信號的正確性和完整性。并應注意對燈塔的合理規劃，對轉播方式進行合理的處理，并將監測過程、整航過程和報警過程綜合起來，以進一步完善信息傳輸。同時，利用中繼設備間的燈泡，進行信息的統一和管理，以確保日照AIS的基站的工作得到有效的實施。或者與基站網工程合作，為日照燈塔AIS航標終端的接收工程進行維修，確保通信工作的質量，從而提高了中繼方案的有效性。為了確保AIS航標終端故障的及時處理，技術人員要加強日常巡查，及時掌握航標終端的不正常信息，為終端設備的安全可靠運行提供保障。

其次，AIS航標的使用還需要進一步規范。目前，我國對AIS航標的規范有很多，主要從AIS航標的符號、參數配置、信息和分類等方面進行了研究，并對AIS航標進行了標準化，并在三個主要海域進行了MMSI的標準化。為了進一步提升AIS航標的應用，還需要在參數設置、程序、應用范圍、維護管理等方面進行改進。在AIS技術的應用下，可以充分利用VDES的功能，整合AIS的所有功能，使得高頻數據傳輸工作和特殊應用報文工作得以實現，從而在AIS技術的應用下通訊壓力和數據壓力明顯降低，水面通訊數據具有較高的利用率，解決了原本具有的時間間隙問題[4]。在AIS航標控制中如果出現了無法顯示的問題，要建立起AIS航標設備專業化實驗平臺，做好前期的設備分析和處理性能檢測的工作，從而保證運行期間AIS技術應用穩定性。在船舶信息化管理過程中，要從多方面了解其發展趨勢，AIS技術運用中還需要結合其他技術手段等，提升綜合應用與數據分析能力。將AIS技術遠離、顯示符號、航標功能等信息，提升技術人員操作能力和理論水平等，進一步提升對于AIS技術的應用能力和認識程度，從而更好地發揮技術優越性，服務于航海管理工作。最后，對AIS航標終端的操作進行了改進。如果 RF模塊的接收信道得到了有效的管理，發送信道得到了系統化的升級，并且在AIS的終端設備上要合理地選擇，通常包括：發送信號、發電同步、突發事件前3S供電、持續工作，從而改進了低功率的終端系統，改善了傳統的操作和管理。通過改進航標控制系統，可以更好地發揮AIS航標終端的數字航標控制方式的優越性，提高了設備的工作穩定性，為解決以前的信號干擾問題提供了很大的幫助。

5 虛擬航標技術的應用

通過虛擬航標傳輸導航數據，如水文氣象。虛擬航標的使用，除了可以實現航行警告和指示功能外，還可以作為水文氣象等信息的發布平臺，向航行船只提供氣象、天氣、潮汐等信息，從而為過往船只提供更多的輔助服務。

無法取代實物航標，而虛擬航標僅能輔助虛擬航標。虛擬航標不能用于降低成本，也不能替代已有的實物航標。在未來的發展中，虛擬航標的數量會更多，也會變得更加重要，不過因為虛擬航標的限制，它在虛擬航標上的應用仍然存在著一些優越性，無法替代已經存在的實體航標[5]。

虛擬航標應與其他輔助設備相配合，為航行船只提供輔助導航。虛擬航標的導航功能是單一的，因此，可以將虛擬航標和其他輔助導航系統結合起來，實現對船舶的輔助功能。

6 結束語

隨著航運行業的不斷發展，航運環境日趨復雜，經常會出現諸如船舶相撞等突發事件。因此，在船舶運輸過程中，如何迅速、有效地做出緊急響應是非常必要的。文章介紹了南海海上安全保障中心虛擬AIS航標的建立過程，為有關部門提出了一些意見。