沈高瀚 顧智勇 曲鵬翔 劉劍平
(洋山海事局,上海 200120)
漁用網位儀是安裝在捕撈網具上用于定位的助漁裝備,一般采用AIS(船舶自動識別系統,Automatic Identification System)技術。其違規使用和違法濫用會對基于AIS 技術的水上無線電通信產生不利影響,從而危及海上交通安全。因此,研究網位儀對水上無線電環境的影響具有重要意義。本文將從海事管理的角度出發,系統地分析網位儀的影響,并提出相關建議。
網位儀屬于漁具定位裝備,分為采用中高頻(MF-UHF)技術的傳統網位儀和采用AIS 的網位儀,本文所研究的網位儀,主要為AIS 網位儀。該類型網位儀具有體積小、定位準確、遠距離或惡劣天氣下辨識清晰和價格低廉(市場價多在200~ 300 元)等優勢,因而近年來在流刺網、張網作業漁船上以及鰻魚苗捕撈網具上迅速普及。據統計和測算,目前國內具有一定規模的AIS 網位儀生產企業近10 家,年銷售近5 萬臺,沿海地區使用量高達50 萬臺。根據數據測算,在捕撈旺季洋山港及附近水域網位儀使用量可達1 000 套以上。
目前,網位儀無序無度使用,對水上無線電環境的造成以下影響:
(1)網位儀普遍存在MMSI 編碼、位置、時間、名稱、航向、航速等錯誤,綜合錯誤率可達70%以上;
(2)部分網位儀的MMSI(水上移動通信業務標識碼,九位碼)編碼異常或未報備隨意設置,涉嫌違法違規;
(3)網位儀使用定時搶發(Burst transmissions)技術,長時間高頻播發信息,易引發AIS 信道擁堵;
(4)網位儀為了擴大通信范圍、提高通信距離,都違規采用大功率發射,壓制正常AIS 頻段的通信;
(5)部分水域網位儀發射的AIS 報文更新頻繁、數量多,加重船舶導助航設備和VTS(船舶交通管理系統)的數據處理負擔。
網位儀無序無度使用在對水上無線電環境造成影響的同時,對水上通航安全造成如下影響:
(1)部分網位儀違規設置MMSI 和名稱,有的甚至冒用他船船名,導致附近經過的船舶很難辨別其真實身份和航行狀態。
(2)網位儀設備其信號發出的定位經緯度及速度矢量線有很高比例是錯誤的,容易被錯誤當作移動的漁船引起避讓上的誤判。
(3)在部分網位儀密布的區域,會出現網位儀AIS 更新頻率高于漁船更新頻率的現象,導致過往商船只見漁網、未見漁船,可能引發商漁船碰撞事故。
(4)部分網位儀AIS 報文類型、MMSI 和靜態信息組合錯誤,影響各類AIS 顯示設備對船舶、航標、示位報警等信號的辨識,可能干擾海上救援及協調活動(RCC)等情況。
AIS 的國際應用標準主要有:國際海事組織(IMO)規定的海上安全和防污染標準;國際電信聯盟(ITU)制定的無線電通信標準;美國海岸警衛隊(USCG)發布的《Manual on Automatic Identification System Operations》 要求;IEEE 組織的IEEE P1880 標準等。
這些標準確保AIS 的功能和性能符合國際標準。一是將AIS 定義為一種用于自動識別船舶身份的技術即“自動識別系統”;二是規定使用MMSI 需要經過批準和報備,遵守IMO 關于MMSI 使用的規則和指南,具體根據各國相關法律法規實施等。
涉及AIS、網位儀的相關國內法律法規主要有:《中華人民共和國海上交通安全法》《中華人民共和國海事法》《中華人民共和國無線電管理條例》《海洋漁業船舶通信導航設備管理規定》等。
這些法規要求AIS 以及網位儀需要符合國家有關標準。一是AIS 的MMSI 作為電臺識別碼具有唯一性,當船舶遇險時是組織搜救的重要信息,不得私自修改或在未登記設備使用;二是MMSI 需要在主管機關進行報備,AIS 設備的設計、制造和使用都必須符合國家相關標準和技術規范;三是AIS 及網位儀的使用頻率、發射功率應當符合國家和地方規定的限制等。
通過分析現有的國際規范和國內法律法規,可以發現目前網位儀的無序使用和超規范使用等情況違反了相關國際標準和國內規定,干擾了正常的水上無線電環境,并可能影響航行安全和搜救應急。
同時,目前的國際規范和國內法律法規在規范網位儀的使用方面存在局限性。一是缺乏統一標準,國內沒有明確的網位儀國家標準,難以實施統一管理和監管;二是缺乏監管力度,雖然國家對網位儀的生產和銷售進行了一定的要求,但監管主體不明確導致監管力度不強;三是違法行為界定不明確,對網位儀相關違規違法行為的界定不明確或適用條款模糊,難以進行處罰。
(1)頻率干擾。網位儀通常會使用AIS 頻率進行通信和控制,該頻率與周圍其他AIS 技術標準下的無線電設備頻率沖突,會產生頻率干擾,導致其他無線電設備的通信質量下降或失效。
(2)信道壓制。網位儀的信號強度與更新頻率往往超限設置,部分網位儀設備的發射功率超過5W(B 類CSTDMA 的標準為2W),且報文更新率過快。部分網位儀采用定時搶發的技術方案,設備中沒有接收機,由內置定位接收機(GNSS)進行同步(UTC)的定時發射機制,沒有載波偵聽(CSTDMA)技術方案的檢測信道忙停發機制,也沒有自組時分多址(SOTDMA)技術方案的信道空時隙預測機制,屬于無序搶發的狀態,會干擾正常AIS 設備的收發。
(3)無標準生產。網位儀采用MMSI 作為識別碼,但國際電聯尚未將其納入AIS 設備范疇,國內也沒有相應的標準和管理要求。因此,現有的網位儀并無合法身份,均系非法、非標生產。
綜上所述,網位儀對水上無線電環境的影響主要表現為頻率干擾、信道壓制、無標生產等方面。為了減少這些影響,需要采取措施來優化網位儀的通信設置和放置位置,減少對水上無線電環境的影響。
(1)無序使用。目前網位儀的MMSI 編碼規則、顯示標識、發射功率、通信協議接入方式、報文更新率等重要技術指標無統一規定,廠商或漁民可自行設置內置信息、隨意更改。
(2)超規范使用。中小型商船、漁船上普遍使用的AIS 為B 級,大中型商船使用A 級。B 級AIS 分為SO 型(SOTDMA 模式)和B 級CS 型(CSTDMA 模式),區別具體如下:
由表1 可以看到,A 級AIS 最大發射功率12.5 W,B 級AIS 發射功率2 W,網位儀一般使用和部分漁船同型的AIS B-CS 型。部分網位儀發射功率、發射頻率高于船舶AIS 信號,這種模式屬于利用成熟的AIS 識別、傳輸以及國際認證體系來進行漁具定位。短期看是方便漁具自身的識別,強迫商船讓路,但長遠來看危害極大,開了很不好的先例。假設,未來航標、島堤、橋墩、暗礁、風機等海上設施設備均安裝類似網位儀的“AIS 定位標”,那么中國沿海的VTS 系統、船舶電子海圖系統等在部分海域將滿屏幕都是定位信號,很難分辨出其他船舶,對通航安全埋下隱患。
(3)網位儀使用頻率與周邊飛機、無人飛行器、AIS導助航設施的頻率重疊,可能引發導航和通信系統干擾事件,從而影響安全。
(1)在A1 海區取締違規違法網位儀。根據調查,近海的漁網區,全部都是由漁業部門審批出來的,都是有經緯度定位的固定區域。超出區域布設漁網本身就違規違法,也就枉論還要在漁網上裝設備標識和擴建漁網區域。
從防碰撞和避免商漁糾紛的角度來看,通過虛擬AIS技術直接標記漁網區域,由航保中心發送給VTS 中心和船舶是比較合理的一種模式,同樣可以引導商船遠離漁網。因此,相關管理部門可以利用電子巡航、水域巡航等方式強化水上無線電環境監控,全面清查違規布設的網位儀。通過清理違規設備、查處典型案例,在A1 海區取締違規違法使用網位儀的行為。
(2)在監控系統對網位儀、漁船區分顯示。分別用不同顏色、標識區別監控網位儀和漁船,正規漁船顯示深綠色跟蹤,此類船舶AIS 信號發送的船舶類型為漁船,MMSI為“412+(200~549)+(00~99)+(1~9)”共九位顯示。而網位儀設備其信號發送的船舶類型為漁船,但編碼一般不符合規范,船名也會顯示亂碼。屆時監控系統將未按規范編制的AIS 跟蹤識別為網位儀,顯示淺綠色雷達跟蹤,因為網位儀并沒有對應的雷達跟蹤,會顯示成無碰撞體積的標識點。這樣VTS 等監控系統能直觀的區分正常的漁船和網位儀。
(3)在VTS 等監控系統接入北斗信號。將北斗信號接入海事監控系統,可以增強對漁船的發現能力。通過北斗定位識別的漁船,同AIS 識別的漁船進行同位置比對,可以便利的識別、分辨出網位儀和漁船,便于協調船舶避讓。
(1)研究網位儀技術標準。組織相關領域專業機構進行研究,由主管部門根據國際規范和國內法律法規,明確定義網位儀的合法身份,并確定對網位儀實施規范化管理的實施路徑、程序和方法,為下一步制定相關標準和管理制度指明方向。
(2)優化目前我國海事管理及漁業管理模式。一是委托相關技術機構制定網位儀產品標準,確定主要技術指標,制定水上移動業務標識編碼規則,統一網位儀的命名方式;二是出臺管理制度,建立網位儀生產、使用的標準體系和管理要求,明確網位儀識別碼等關鍵信息應由生產廠負責寫入,不得任意修改,網位儀投入使用前應經第三方技術檢驗機構檢驗合格并備案后方可上船使用;三是開展網位儀的專項治理行動,全面清理不符合標準、違規使用的網位儀,嚴厲打擊網位儀套用船舶MMSI 以及捕撈漁船在航道、錨地、習慣航路附近布設漁具等行為。
通過從海事管理的角度分析網位儀對水上無線電環境和通航安全帶來的影響,發現違法違規使用網位儀會干擾水上無線電通信、影響航行安全,需要加強管理和規范使用。未來,隨著漁業的不斷發展和技術的不斷進步,網位儀的使用量將會進一步增加。因此,應該繼續深入研究網位儀對水上無線電環境的影響,探索更加有效的技術手段降低干擾,并建立完善的監測體系和評估機制,及時解決可能存在的問題,確保水上無線電環境和交通運輸環境的暢通與安全。