AIS在航海中的應用及展望

摘 要:本文探討了AIS在船舶避碰、海事管理、船舶交通管理(VTS)等相關領域的應用，并展望了其在航海領域的應用前景。

關鍵詞:自動識別系統船舶避碰海事管理

中圖分類號:U675文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)01(a)-0016-01

引言

自動識別系統(automatic identification system，AIS)是一種用于船舶之間及船舶與岸臺之間進行信息交換的系統，開發此系統的主要目的在于:在以往的船舶碰撞事故中，出現多起由于VHF設備操作問題和語言交流上的問題而不能及時溝通和了解對方船舶信息與操船意圖，最終導致碰撞事故的發生;另外，在限制水域或VTS作用區域，控制中心通過無線電話詢問或由船舶用無線電話向控制中心報告而獲得船舶信息，再用人工方式將船舶信息輸入VTS監控系統以實現對船舶的跟蹤管理，這種工作方式不僅工作強度大，而且容易出現操作上的差錯，有時因出現盲區而丟失目標。研制新的船載自動識別系統(AIS)，就是要改善這種不利的局面。

1 AIS的系統組成

AIS主要由岸臺系統和船臺設備二部分組成。

1.1 岸臺系統

AIS岸臺系統由一系列AIS基站收發機聯網而成。網絡采用標準接口，借助基站控制器(BSC)、網絡設備、控制軟件和應用軟件，將海岸線的各個AIS基站收發機相互連接，實現對海岸線的覆蓋。聯網的網絡設備可以采用Internet網絡，通過網絡安全管理、控制、收集和分配信息流，進行船與岸以及船與船之間的通信。

1.2 船臺設備

AIS的船臺設備是一種工作在VHF頻道上的自動船載廣播式應答器。由AIS發射機應答器(信標機)、傳感器和顯示器三部分組成。它能周期地自動廣播和接收船舶的靜態、動態和與航行有關的其它信息，進行岸與船之間和船與船之間的信息傳遞。

2 AIS的配備要求及性能標準

2.1 AIS配備要求

根據國際海上人命安全公約(SOLAS公約)規定，船舶應按如下要求配備一臺自動識別系統:

(1)在2002年7月1日及以后建造的船舶。

(2)在2002年7月1日之前建造的國際航行船舶:客船不遲于2003年7月1日;液貨船不遲于2003年7月1日以后的第一個船檢日;除客船和液貨船外的50000總噸及以上的船舶，不遲于2004年7月1日;除客船和液貨船外的10000總噸及以上但小于50000總噸的船舶，不遲于2005年7月1日;除客船和液貨船外的3000總噸及以上但小于10000總噸的船舶，不遲于2006年7月1日;除客船和液貨船外的300總噸及以上但小于3000總噸的船舶，不遲于2007年7月1日;

(3)在2002年7月1日之前建造的非國際航行船舶，不遲于2008年7月1日。

2.2 通用船舶AIS性能標準建議

(1)系統應能以多種模式工作。

①“自主連續”模式，適用于所有海區

②“指定”模式，適用于負責交通監督的主管部門轄區的海區，數據發送間隔與時隙

③“查詢”或受控模式，響應船舶或主管部門的詢問后發送數據。

(2)信息。

①AIS提供的信息應包括:Ⅰ.靜態:IMO號碼、呼號、船名、船舶長度與寬度、定位天線在船上的位置;Ⅱ.動態:船位、UTC時間、實際航跡向、實際航速、船首向、航行狀態、回旋速率等;Ⅲ.航次數據:船舶吃水、目的港、ETA等。

②信息更新率(自主方式)。

系統至少能處理2000份報告/分鐘，以充分滿足各種可預見的工作情景。

③容許啟動時間，啟動后2min內工作。

3 AIS在航海中的應用

3.1 AIS在船舶避碰上的應用

在能見度不良時，雷達會提供不充分的信息，如果導航系統能及時獲得他船的動態信息，包括位置、航向、速度和轉向速度等，許多碰撞事故是可以避免的。AIS系統在遠離岸站的情況下會同附近的AIS系統自成體系，顯示周邊船舶的航行動態。它可以把對方船舶的主要數據顯示出來，便于船舶之間的相互溝通和避讓。就是萬一避讓不當，造成碰撞事故的發生，由于對方船舶的數據已經自動保存在AIS系統中，現場就可以抓緊時間確認碰撞事實和了解損失情況，不必象以前那樣先要詢問對方船名、對方船公司等基本數據。同時，由于AIS系統是工作在VHF頻段，電磁波具有繞射功能，對于一些雷達發現不了的隱藏在大目標后面的小目標也會“一目了然”，大大增加了船舶航行的安全性。

3.2 AIS在VTS中的應用

目前的VTS系統都是基于港口雷達的系統，對船舶的跟蹤完全依靠雷達對目標的跟蹤處理，由于雷達對目標的探測受到天氣、海浪和探測距離等因素的影響，在惡劣氣候條件下，在河道彎曲處、受他船或其他物體遮擋時就無法探測到目標。將AIS技術應用于VTS系統與傳統的VTS相比具有明顯的優勢，VTS可以提供實時、準確的管制水域的船舶數據，通過AIS基站的中轉，可以克服港口雷達探測距離限制，擴展VTS的覆蓋范圍，彌補了雷達在大霧和雨雪等惡劣天氣下不能探測目標的不足。

3.3 AIS在船位報告中的應用

從AIS的船位報告技術指標來看，比目前現行的船舶報告技術指標高的多，且有許多功能是目前船舶報告系統無法辦到的，但報告船必須在AIS區域或在轉發站(船站)的幫助下報告。用AIS向船舶報告機構進行報告，其準確性、實效性和效益性都遠遠高于現行的船位報告系統，因此，AIS必將替代現行船舶報告中的報告。

4 AIS的前景展望

隨著IMO關于AIS標準的出臺和不斷提高，各種研制廠商也不斷地推出了具有最新功能的AIS設備。AIS將成為對現存導航系統包括雷達最重要的補充。經AIS接收的數據將提高值班駕駛員獲取信息的質量，增強通航意識。配備合適的圖像顯示裝置，船載AIS將能提供快速、自動和精確的碰撞危險信息，為自動避碰系統的發展提供了較好的數據源。AIS從單臺儀器向網絡方向發展，從單一的提供數據向智能專家系統發展，與VTS結合向新型船舶交管系統方向發展，向互聯網發展。AIS已不是簡單的船舶裝配的單獨航行儀器，它與海岸AIS網構成船岸之間航海保證系統，進入英特網，具有廣闊的前景。船舶AIS與電子海圖顯示(ECDIS)技術集成為“新型船舶避碰專家系統”，AIS與過去基于雷達的VTS結合技術集成為“新型船舶交管系統”。

5 結語

AIS受外界自然因素干擾較少，在船舶避碰、海事管理、船舶導航等方面發揮獨特并且重要的作用。它對航海自動化技術的發展也將產生積極的影響，具有重大的現實意義。

參考文獻

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