AIS航標(biāo)應(yīng)用管理研究*

郭小飛

(北海航海保障中心　天津　300456)

AIS航標(biāo)應(yīng)用管理研究*

郭小飛

(北海航海保障中心天津300456)

摘要隨著AIS航標(biāo)相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的逐步完善，我國(guó)AIS航標(biāo)數(shù)量增長(zhǎng)較快。為規(guī)范AIS航標(biāo)的應(yīng)用和管理，論文研究了AIS航標(biāo)的定義和分類、適用范圍和布設(shè)流程，總結(jié)了AIS航標(biāo)主要參數(shù)設(shè)置方法和日常管理的注意事項(xiàng)，以提高AIS航標(biāo)的管理水平，增強(qiáng)助航海保障能力。

關(guān)鍵詞AIS; 航標(biāo); MMSI碼; 管理

Class NumberTN959

1引言

近年來(lái)，IMO、IEC、IHO、ITU和IALA等國(guó)際組織通過(guò)了系列決議、通函和建議案，明確了AIS航標(biāo)的技術(shù)規(guī)范、電文格式、應(yīng)用建議和符號(hào)顯示標(biāo)準(zhǔn)，AIS航標(biāo)在世界范圍內(nèi)得到了快速推廣和應(yīng)用，我國(guó)AIS航標(biāo)數(shù)量也增長(zhǎng)較快。但由于AIS系統(tǒng)的脆弱性，若不對(duì)AIS航標(biāo)進(jìn)行規(guī)范管理，會(huì)影響AIS航標(biāo)的助效效能，為船舶安全航行帶來(lái)隱患。因此，亟需研究和制定我國(guó)AIS航標(biāo)應(yīng)用管理規(guī)范，加強(qiáng)AIS航標(biāo)的應(yīng)用管理工作。

2AIS航標(biāo)的定義和分類

AIS航標(biāo)指使用21號(hào)電文播發(fā)供船舶導(dǎo)航、定位、避險(xiǎn)或其它助航信息的一種AIS臺(tái)站，具有實(shí)體AIS航標(biāo)、虛擬AIS航標(biāo)、合成AIS航標(biāo)和AIS航標(biāo)鏈四種類型[1]。

1) 實(shí)體AIS航標(biāo)

實(shí)體AIS航標(biāo)指放置在實(shí)際存在的實(shí)體航標(biāo)上的AIS航標(biāo)設(shè)備，俗稱AIS應(yīng)答器，根據(jù)接收信道和功能分為1型、2型和3型實(shí)體AIS航標(biāo)。

2) 虛擬AIS航標(biāo)

虛擬AIS航標(biāo)指由AIS基站通過(guò)21號(hào)電文播發(fā)的航標(biāo)信息。虛擬AIS航標(biāo)并非實(shí)際存在，是由航標(biāo)主管部門發(fā)布的數(shù)字航標(biāo)，能在船載導(dǎo)航設(shè)備中顯示。虛擬AIS航標(biāo)可表示一條線、區(qū)域、位置點(diǎn)或其它幾何形狀，包含的地理位置信息為固定或隨時(shí)間動(dòng)態(tài)變化[2]。虛擬AIS航標(biāo)按照應(yīng)用目的和存在時(shí)間分為臨時(shí)虛擬AIS航標(biāo)和永久虛擬AIS航標(biāo)。

3) 合成AIS航標(biāo)

合成AIS航標(biāo)指航標(biāo)的21號(hào)電文由附近的AIS基站播發(fā)，且該航標(biāo)是實(shí)際存在的。根據(jù)21號(hào)電文內(nèi)容更新模式分為監(jiān)控型合成AIS航標(biāo)和預(yù)測(cè)型合成AIS航標(biāo)。

4) AIS航標(biāo)鏈

AIS航標(biāo)鏈指AIS基站至遠(yuǎn)端AIS航標(biāo)之間的中繼通信鏈路，AIS電文可通過(guò)AIS航標(biāo)鏈進(jìn)行傳遞。AIS航標(biāo)鏈應(yīng)用較少，本文不做贅述。

3AIS航標(biāo)的適用范圍

3.1實(shí)體AIS航標(biāo)[1]

1)燈塔和燈樁

航行風(fēng)險(xiǎn)較高的燈塔和燈樁應(yīng)安裝實(shí)體AIS航標(biāo),典型安裝地點(diǎn)為海上臺(tái)站、海岬臺(tái)站、岸邊臺(tái)站、作為航路點(diǎn)的臺(tái)站、標(biāo)注無(wú)特征海岸線和孤立危險(xiǎn)物臺(tái)站。

2)浮動(dòng)標(biāo)志

在能見(jiàn)度不高的區(qū)域，實(shí)體AIS航標(biāo)可有效提高航標(biāo)的可見(jiàn)性。根據(jù)浮動(dòng)標(biāo)志的重要程度來(lái)判斷是否需要安裝實(shí)體AIS航標(biāo)，所有大型浮標(biāo)和重要浮標(biāo)應(yīng)安裝實(shí)體AIS航標(biāo)，典型安裝地點(diǎn)為狹窄水道進(jìn)口、航路點(diǎn)、孤立危險(xiǎn)物和淺灘區(qū)邊界的浮動(dòng)標(biāo)志。

3.2虛擬AIS航標(biāo)[2]

虛擬AIS航標(biāo)不是為了取代實(shí)體航標(biāo)，只是作為實(shí)體航標(biāo)的補(bǔ)充，以提高船舶航行的安全性。虛擬AIS航標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)為：部分船載導(dǎo)航設(shè)備不能顯示虛擬航標(biāo)信息；GNSS的脆弱性；易發(fā)生電子欺騙和干擾；VDL容量和FATDMA規(guī)劃的限制。虛擬AIS航標(biāo)的優(yōu)勢(shì)為：助航信息告知及時(shí)；位置顯示精確；信息直觀；設(shè)置方便；修改簡(jiǎn)單；安裝維護(hù)成本低等[3]。設(shè)置虛擬AIS航標(biāo)應(yīng)充分考慮上述因素。

1)臨時(shí)虛擬AIS航標(biāo)

臨時(shí)虛擬AIS航標(biāo)為航海人員提供臨時(shí)性或預(yù)備性的警告信息，尤其是因時(shí)間關(guān)系該信息尚未包含在電子海圖中，設(shè)置時(shí)間不應(yīng)超過(guò)6個(gè)月。應(yīng)用臨時(shí)虛擬AIS航標(biāo)時(shí)，應(yīng)注意航海通告中也包含這些臨時(shí)性或預(yù)備性信息時(shí)，避免對(duì)一個(gè)航標(biāo)進(jìn)行多重信息覆蓋。常用于標(biāo)識(shí)航行限制區(qū)域、標(biāo)識(shí)臨時(shí)推薦航路和標(biāo)識(shí)故障航標(biāo)或移位航標(biāo)。

2)永久虛擬AIS航標(biāo)

永久虛擬AIS航標(biāo)可布設(shè)在深水區(qū)域或惡劣海況環(huán)境，以及隨時(shí)間、洋流或天氣影響而動(dòng)態(tài)變化的航標(biāo)。永久虛擬AIS航標(biāo)應(yīng)包含在電子海圖、紙質(zhì)海圖和航海出版物中，同時(shí)應(yīng)避免多重信息覆蓋。常用標(biāo)識(shí)礙航物、標(biāo)識(shí)航路界限、標(biāo)識(shí)安全水域界限和標(biāo)識(shí)特殊區(qū)域。

3.3合成AIS航標(biāo)[1]

1)監(jiān)控型合成AIS航標(biāo)

監(jiān)控型合成AIS航標(biāo)的21號(hào)電文由附近AIS基站播發(fā)，且航標(biāo)是實(shí)際存在的。AIS基站和實(shí)體航標(biāo)之間存在通信鏈路，可獲取該航標(biāo)的實(shí)時(shí)位置和狀態(tài)。適用于以下情況該航標(biāo)已存在利用AIS系統(tǒng)傳輸?shù)暮綐?biāo)遙測(cè)遙控系統(tǒng)或者該航標(biāo)已使用利用AIS系統(tǒng)傳輸采集的水文氣象信息。

2)預(yù)測(cè)型合成AIS航標(biāo)

預(yù)測(cè)型合成AIS航標(biāo)的21號(hào)電文由AIS基站播發(fā)，該航標(biāo)是實(shí)際存在的，且不能確定實(shí)體航標(biāo)的實(shí)時(shí)位置和狀態(tài)，不能確保21號(hào)電文的完好性，因此預(yù)測(cè)型合成AIS航標(biāo)不宜在浮動(dòng)標(biāo)志上使用，適用于固定航標(biāo)(如燈塔和燈樁)和固定礙航物(如漁場(chǎng)、風(fēng)電發(fā)電場(chǎng)和鉆井平臺(tái)等)。

4AIS航標(biāo)布設(shè)流程

布設(shè)AIS航標(biāo)應(yīng)考慮MMSI分配、時(shí)隙配置和電文播發(fā)方式等問(wèn)題，并結(jié)合實(shí)際情況考慮表1的相關(guān)因素確定布設(shè)AIS航標(biāo)的類型[1]。

表1　布設(shè)AIS航標(biāo)考慮因素一覽表

AIS航標(biāo)的布設(shè)流程的每個(gè)階段應(yīng)充分論證和考慮相關(guān)因素，并考慮當(dāng)前和未來(lái)用戶的需求。AIS航標(biāo)審批分為三個(gè)階段，分別是申請(qǐng)階段、復(fù)核階段和批準(zhǔn)階段，其中申請(qǐng)階段用戶應(yīng)填寫(xiě)《AIS航標(biāo)設(shè)置申請(qǐng)表》[4]。

5AIS航標(biāo)主要參數(shù)設(shè)置

AIS航標(biāo)的主要參數(shù)有航標(biāo)名稱、用途種類、MMSI碼、航標(biāo)位置、航標(biāo)尺寸和播發(fā)參數(shù)等[5]。在SAAB的AIS管理系統(tǒng)中設(shè)置虛擬AIS航標(biāo)的界面如圖1所示。

圖1　虛擬AIS航標(biāo)設(shè)置界面

5.1航標(biāo)名稱

航標(biāo)名稱最多為34個(gè)字符，考慮到船載導(dǎo)航設(shè)備的顯示能力，不建議超過(guò)20個(gè)字符。由于AIS基站只能播發(fā)虛擬AIS航標(biāo)的英文名稱，AIS航標(biāo)英文名稱的命名方式應(yīng)尤為注意。

1)實(shí)體AIS航標(biāo)

航標(biāo)名稱為“AIS設(shè)備所附屬的實(shí)體航標(biāo)名稱 + 實(shí)體AIS航標(biāo)”。比如大沽燈塔上安裝實(shí)體AIS設(shè)備，實(shí)體AIS航標(biāo)的中文名稱為“大沽燈塔實(shí)體AIS航標(biāo)”，不建議稱為“大沽燈塔AIS應(yīng)答器”，英文名稱為“Dagu Real AIS AtoN”，建議簡(jiǎn)寫(xiě)為“Dagu R AIS”。

2)合成AIS航標(biāo)

航標(biāo)名稱為“實(shí)體航標(biāo)名稱 + 合成AIS航標(biāo)”，比如AIS基站用21號(hào)電文播發(fā)油港碼頭堤頭燈樁的相關(guān)信息，則該虛擬航標(biāo)的中文名稱為“油港碼頭堤頭燈樁合成AIS航標(biāo)”，英文名稱為“Oil Pier Head Synthetic AIS AtoN”，建議簡(jiǎn)寫(xiě)為“Oil Pier Head S AIS”。

3)虛擬AIS航標(biāo)

對(duì)于掃測(cè)前不了解船舶名稱的概位沉船，中文名稱為“沉船概位 + 序號(hào) + 虛擬AIS航標(biāo)”，比如“沉船概位3號(hào)虛擬AIS航標(biāo)”，序號(hào)表示管轄范圍的第3艘概位沉船，以避免重名；英文名稱為“Wreck Approximate 3 Virtual AIS AtoN”，建議簡(jiǎn)寫(xiě)為“Wreck Ap 3 V AIS”。

對(duì)于掃測(cè)前知道船舶名稱的概位沉船，中文名稱為“船舶名稱 + 沉船概位+ 虛擬AIS航標(biāo)”，比如“豫信貨13396沉船概位虛擬AIS航標(biāo)”，英文名稱為“YUXINHUO13396 WRECK Approximate Virtual AIS AtoN”，該英文名稱已超過(guò)34個(gè)字符，建議簡(jiǎn)寫(xiě)為“YUXINHUO13396 Wreck Ap V AIS”。對(duì)沉船位置進(jìn)行掃測(cè)后，應(yīng)把中文名稱中的“概位”去掉，把英文名稱中的“Ap”去掉，同時(shí)根據(jù)掃測(cè)情況對(duì)虛擬航標(biāo)的位置進(jìn)行調(diào)整。

用虛擬AIS航標(biāo)標(biāo)識(shí)其他航標(biāo)時(shí)，比如標(biāo)識(shí)“鲅魚(yú)圈港區(qū)38#燈浮標(biāo)”，其中文名稱為“鲅魚(yú)圈港區(qū)38#虛擬AIS航標(biāo)”，英文名稱為“BAYUQUAN NO 38 Virtual AIS AtoN”，建議簡(jiǎn)寫(xiě)為“BAYUQUAN NO 38 V AIS”。

5.2用途種類

IALA A-126建議案對(duì)AIS航標(biāo)的32種用途種類進(jìn)行了定義。實(shí)體AIS航標(biāo)和合成AIS航標(biāo)的用途種類與其相關(guān)的實(shí)體航標(biāo)的用途種類一致，虛擬AIS航標(biāo)根據(jù)其布設(shè)目的從32種用途種類中選擇。

5.3MMSI碼

AIS航標(biāo)MMSI碼的格式為99MIDX1X2X3X4，其中MID為國(guó)家成員VHF識(shí)別符，我國(guó)MID識(shí)別符有3個(gè)，分別為412、413和414。X1為6表示虛擬AIS航標(biāo)；X1為8表示合成AIS航標(biāo)；X1為0 ～ 5表示實(shí)體AIS航標(biāo)；X1為7和9時(shí)為備用[6]。

目前我國(guó)尚未進(jìn)一步劃分MMSI碼，三個(gè)海區(qū)部分AIS航標(biāo)的MMSI碼相同，為海上用戶應(yīng)用AIS航標(biāo)造成一定干擾。為此，建議我國(guó)三個(gè)海區(qū)對(duì)MMSI碼進(jìn)一步進(jìn)行劃分，劃分方案為北方海區(qū)MID值為412，東海海區(qū)MID值為413，南海海區(qū)MID值為414。各海區(qū)可利用X2對(duì)所屬航標(biāo)處的MMSI碼進(jìn)行劃分，以北方海區(qū)為例，X2為1表示大連航標(biāo)處；2表示營(yíng)口航標(biāo)處；3表示秦皇島航標(biāo)處；4表示天津航標(biāo)處；5為黃驊航標(biāo)處預(yù)留；6表示煙臺(tái)航標(biāo)處；7表示青島航標(biāo)處，0、8和9為備用。按照這種方式，大連航標(biāo)處虛擬AIS航標(biāo)MMSI碼范圍為994126100 ～ 994126199，若該數(shù)量不能滿足需求，由海區(qū)再分配備用碼。

5.4航標(biāo)位置參數(shù)

實(shí)體AIS航標(biāo)和合成AIS航標(biāo)的位置與其對(duì)應(yīng)的實(shí)體航標(biāo)的實(shí)時(shí)位置一致，虛擬AIS航標(biāo)應(yīng)使用設(shè)置審批的設(shè)計(jì)位置。

5.5航標(biāo)尺寸

航標(biāo)尺寸表示航標(biāo)本身的的大小，并非表示浮動(dòng)標(biāo)志位移的范圍或航標(biāo)周圍的“危險(xiǎn)區(qū)”。對(duì)安裝在固定航標(biāo)上的實(shí)體AIS航標(biāo)，A、B、C和D表示航標(biāo)中心點(diǎn)距航標(biāo)北面、南面、西面和東面的距離，單位為米，只支持整數(shù)。對(duì)大于2m×2m浮動(dòng)標(biāo)志上的實(shí)體AIS航標(biāo)，航標(biāo)尺寸為A=B=C=D>1；對(duì)小于等于2m×2m浮動(dòng)標(biāo)志的實(shí)體AIS航標(biāo)，航標(biāo)尺寸為A=B=C=D=1。對(duì)于虛擬AIS航標(biāo)，航標(biāo)尺寸為A=B=C=D=0。

5.6發(fā)射電文參數(shù)

1)發(fā)射模式：AIS航標(biāo)發(fā)射模式為指配模式或自主連續(xù)模式，一般為后者。

2)電文播放方式：除3型AIS航標(biāo)外，其它AIS航標(biāo)采用FATDMA方式播發(fā)電文。3型AIS航標(biāo)在條件允許(配置FATDMA的時(shí)隙廣播可覆蓋其區(qū)域)情況下，也宜采用FATDMA方式。

3)播發(fā)間隔：21號(hào)電文默認(rèn)播發(fā)間隔為3分鐘，一般不建議更改。其它電文播發(fā)間隔宜采用21號(hào)電文播發(fā)間隔的整數(shù)倍。

4)播發(fā)基站：建議使用距離虛擬AIS航標(biāo)設(shè)計(jì)位置最近的AIS基站。

5.7實(shí)體AIS航標(biāo)作用距離

作用距離與實(shí)體AIS航標(biāo)的發(fā)射功率、天線高度、船臺(tái)的天線高度有關(guān)，一般為10海里左右。

6AIS航標(biāo)的日常管理

目前海事系統(tǒng)報(bào)表統(tǒng)計(jì)體系不包含對(duì)虛擬AIS航標(biāo)的統(tǒng)計(jì)，航標(biāo)資料表中也不包含虛擬AIS航標(biāo)，因此部分航標(biāo)管理部門對(duì)AIS航標(biāo)尤其是虛擬AIS航標(biāo)的重視程度不夠，存在“重設(shè)置、輕管理”的現(xiàn)象。為此，航標(biāo)管理部門應(yīng)從以下六個(gè)方面加強(qiáng)AIS航標(biāo)的管理。

1)建立AIS航標(biāo)檔案

目前由于部分航標(biāo)處尚未建立AIS航標(biāo)檔案，不掌握轄區(qū)多年前虛擬AIS航標(biāo)的設(shè)置情況。部分合成AIS航標(biāo)對(duì)應(yīng)的實(shí)體航標(biāo)位置和狀態(tài)已發(fā)生改變，但虛擬AIS航標(biāo)未及時(shí)隨之更改，造成兩者信息不一致；部分沉船已打撈，但相關(guān)的虛擬航標(biāo)并未及時(shí)撤除，為航海用戶應(yīng)用航標(biāo)助航服務(wù)造成了干擾。為此建議航標(biāo)管理部門建立AIS航標(biāo)檔案，并根據(jù)AIS航標(biāo)設(shè)置和撤除情況實(shí)時(shí)進(jìn)行更新。AIS航標(biāo)檔案應(yīng)包含管轄單位、播發(fā)基站、中文名稱、英文名稱、航標(biāo)編號(hào)、MMSI碼、設(shè)計(jì)位置、用途種類、設(shè)置時(shí)間、新增/撤除時(shí)間和動(dòng)態(tài)編號(hào)等信息。

2)發(fā)布航標(biāo)動(dòng)態(tài)

航海圖書(shū)出版社于2015年起開(kāi)始出版《中國(guó)海區(qū)無(wú)線電信號(hào)表》，收錄了已發(fā)布航海通告的實(shí)體AIS航標(biāo)和虛擬AIS航標(biāo)信息。因此，所有AIS航標(biāo)應(yīng)在設(shè)置后及時(shí)發(fā)布航行警告，長(zhǎng)期設(shè)置的AIS航標(biāo)還應(yīng)發(fā)布航海通告，臨時(shí)設(shè)置的實(shí)體AIS航標(biāo)和臨時(shí)虛擬AIS航標(biāo)(設(shè)置時(shí)已明確將在6個(gè)月內(nèi)撤除)無(wú)需發(fā)布航海通告。

3)季度核查

航標(biāo)管理部門每季度應(yīng)結(jié)合航標(biāo)動(dòng)態(tài)開(kāi)展一次AIS航標(biāo)檔案的核查工作，確保AIS航標(biāo)檔案與AIS航標(biāo)的布設(shè)情況一致。

4)季度巡檢

航標(biāo)管理部門在開(kāi)展航標(biāo)巡檢時(shí)，應(yīng)利用航標(biāo)船舶上的船載導(dǎo)航設(shè)備核查AIS航標(biāo)的位置、作用距離、用途種類和顯示符號(hào)[6～7]等屬性，并做好記錄，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題應(yīng)及時(shí)更改。

5)年度評(píng)估

航標(biāo)管理部門每年年底前應(yīng)對(duì)AIS航標(biāo)的應(yīng)用情況開(kāi)展評(píng)估，根據(jù)航道的變化情況和實(shí)體航標(biāo)的變動(dòng)情況，對(duì)AIS航標(biāo)進(jìn)行調(diào)整，已經(jīng)打撈的沉船應(yīng)及時(shí)撤除對(duì)應(yīng)的AIS航標(biāo)。

6)虛擬AIS航標(biāo)納入海事系統(tǒng)報(bào)表統(tǒng)計(jì)體系和制定AIS航標(biāo)管理制度

為規(guī)范對(duì)AIS航標(biāo)的管理，增強(qiáng)航標(biāo)管理機(jī)關(guān)對(duì)AIS航標(biāo)的重視程度，應(yīng)將虛擬AIS航標(biāo)納入海事系統(tǒng)報(bào)表統(tǒng)計(jì)體系，并制定AIS航標(biāo)管理制度。

7結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)AIS航標(biāo)數(shù)量的增多，對(duì)AIS航標(biāo)的管理也應(yīng)加強(qiáng)。目前我國(guó)AIS航標(biāo)的應(yīng)用和管理仍不規(guī)范，存在在燈浮標(biāo)上應(yīng)用預(yù)測(cè)型合成AIS航標(biāo)、大范圍應(yīng)用實(shí)體AIS航標(biāo)、合成AIS航標(biāo)的實(shí)體航標(biāo)和虛擬航標(biāo)信息不一致、尚未建立為沉船設(shè)置虛擬AIS航標(biāo)的規(guī)范等問(wèn)題，為此航標(biāo)管理人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)AIS航標(biāo)相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)，制定AIS航標(biāo)管理制度，增強(qiáng)AIS航標(biāo)設(shè)置審批和日常管理的規(guī)范性，不斷提高AIS航標(biāo)的助航效能。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 國(guó)際航標(biāo)協(xié)會(huì)(IALA)1062號(hào)指南.AIS航標(biāo)建設(shè)[EB/OL].國(guó)際航標(biāo)協(xié)會(huì)官方網(wǎng)站，2008-12-1.

[2] 國(guó)際航標(biāo)協(xié)會(huì)(IALA)1081號(hào)指南.虛擬航標(biāo)[EB/OL].國(guó)際航標(biāo)協(xié)會(huì)官方網(wǎng)站，2010-3-1.

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Application and Management of AIS Aids to Navigation

GUO Xiaofei

(Navigation Guarantee Center of North China Sea, Tianjin300456)

AbstractWith AIS aids to navigation (AIS AtoN) related international standards gradually improved, the number of AIS AtoN in our country is growing rapidly. For the application and management of AIS AtoN, this paper studies the definition, classification, scope of application, setting process of AIS AtoN, and summarizes AIS AtoN main parameters setting methods and the considerations of daily management, in order to improve the management level of AIS AtoN, and enhance navigation guarantee capability.

Key WordsAIS, aids to navigation, MMSI code, management

*收稿日期:2015年12月7日,修回日期:2016年1月31日

作者簡(jiǎn)介:郭小飛，男，碩士研究生，工程師，研究方向：無(wú)線電航標(biāo)。

中圖分類號(hào)TN959

DOI:10.3969/j.issn.1672-9730.2016.06.015