AIS航標技術在海警艦艇執法中的應用*

常會振

AIS航標技術在海警艦艇執法中的應用*

常會振

近年來，AIS航標技術得到了快速的發展，我國海事機構也在內河和沿海設置了相當數量的AIS航標。海警艦艇執法執勤的水域主要是在內河和沿海，因此，研究如何充分利用AIS航標技術來提高海警艦艇對轄區水域的監控質量以及對遇險船舶人員的搜救效率有著重要的意義。在詳細分析AIS航標功能和特點的基礎上總結AIS航標在海警艦艇進行維權、執法、服務中的應用效能，以及海警艦艇在使用AIS航標時面臨的問題，并提出相應的對策和建議。

AIS航標；海警艦艇；航行安全；監控

一、引言

作為海上交通安全保障體系的重要組成部分，航標系統在保障艦船安全航行方面起著不可或缺的作用。傳統航標系統雖然助航方式簡單直觀，但也存在著嚴重的不足，比如航標的維護需要大量的人員和船只進行現場巡檢，[1]傳統航標不能向艦船提供精確的位置，浮標存在移位問題，視覺效果受環境影響較大等。為彌補上述不足，適應IMO提出的“E-航海”戰略，借助AIS網絡的優勢，基于AIS的虛擬航標、航標監控等技術得到了快速發展。[2]目前，越來越多的海警艦艇安裝了AIS、ECDIS、雷達等設備，通過AIS船載設備獲得AIS航標信息，通過通用接口在ECDIS和雷達設備中顯示AIS航標的圖示符號和詳細文本信息，可有效改善助航效果，提高海警艦艇進行維權、執法、服務的效率。

二、AIS航標

根據IALA制定的《AIS在海上航標中的應用標準》（A-126），[3]AIS航標是為了保障和加強船舶交通安全及提高航行效率，由航標主管機關在船舶外部設計并運行的設備或系統。借助AIS網絡，可以擴展物理航標的有效識別能力，發射浮標的精確位置，指示浮標是否移位，標注航跡、航線和限制范圍，提供天氣、潮汐和海況數據，利用虛擬航標緊急標注新出現的危險物等。

1. AIS航標的類型

AIS航標共包括三種類型，即AIS真實航標、AIS綜合航標和AIS虛擬航標。

（1）AIS真實航標

AIS真實航標是指航標上安裝有AIS臺站的物理航標。

（2）AIS綜合航標

出于經濟方面的考慮，有時在物理航標上安裝AIS設備可能并不合適，在這種情況下，可采用AIS綜合航標（Synthetic AIS AtoN）的方式。AIS綜合航標是指在遠離航標的AIS基站發射AIS電文21，即助航報告電文。根據實施方法的不同，AIS綜合航標又分為“監控”和“預報”兩種。監控AIS綜合航標是指從遠離航標的AIS站發射電文21，航標實際存在，航標與AIS站之間有通信鏈路，通過航標與AIS設備之間的通信鏈路確認航標的位置與狀態。預報AIS綜合航標是指從遠離航標的AIS站發射電文21，航標真實存在，但由于航標與AIS設備之間沒有通信鏈路存在，不能監控航標的位置或狀態。因此，在實際應用中，浮標上一般不推薦使用預報AIS綜合航標，但由于固定航標位置不變，預報AIS綜合航標一般用于固定航標。AIS綜合航標的使用，可以在視距外觀測到航標，同時還能夠遠程監測和管理傳統航標。

（3）AIS虛擬航標

根據國際航標協會IALA Guideline No.1081 On Virtual Aids to Navigation Edition 2010中的基本定義，虛擬航標是指物理上并不存在的，由授權的服務提供機構發布的，可以在導航系統上顯示的數字化信息物標。AIS虛擬航標能夠向艦艇指揮人員提供物理上并不存在的航標符號或信息。AIS虛擬航標具有以下優勢：

①布設或更改方便快捷。比如當發生沉船事故時，主管當局可以在發送航行警告的同時利用AIS基站布設關于沉船的AIS虛擬航標。

②不受環境因素影響。物理航標的布設需要航標船前往航標位置處布設，當環境惡劣時很難完成工作，但AIS虛擬航標的布設不存在這個問題，在AIS基站就能夠直接布設。同時，由于AIS虛擬航標工作在VHF頻道上，只要船載AIS設備能正常工作，即可觀測到相應的AIS航標。

③不會產生移位的問題。AIS虛擬航標不存在物理航標，是由AIS基站發送的數字信息，因此不受風流影響，不會產生移位現象，定位精度較高。

2.AIS航標的顯示

國際海事組織（IMO）、國際電工委員會（IEC）和國際水道測量組織（IHO）等國際組織制定了AIS航標顯示符號的相關標準。

IMO SN/Circ.243號通函附件2規定了所有的船載導航系統或設備使用的航行相關符號，其中，AIS航標（包括虛擬航標）符號為菱形，航標位置處是“＋”字形，但是也指明了這些航行相關符號并非海圖符號。圖1為IMO規定的AIS航標符號。

圖1 IMO規定的AIS航標符號

在IEC制定的IEC 62288《船載航行顯示器導航信息的顯示——通用要求，測試方法和要求的測試結果》以及IEC 62388《航海雷達性能標準》中規定，AIS真實航標的顯示采用IMO規定的符號，但虛擬航標的顯示符號不同，其在AIS真實航標符號的菱形內部加一“V”形符號，圖2為IEC規定的AIS虛擬航標符號。

圖2 IEC規定的AIS虛擬航標符號

當船載AIS設備接收到AIS航標的信號后，雷達和ECDIS將疊加顯示，但是這些符號并未標出航標類型，而且相關的技術標準中也未明確規定顯示AIS虛擬航標時的顏色，因此，雷達和ECDIS在顯示AIS航標符號時，可能會存在某些不確定性。

在IHO出版的國際海圖規章和IHO海圖規范中，根據AIS航標的類別，對AIS航標的符號也做了相應的規定，圖3為IHO規定的三種AIS航標符號。

圖3 IHO規定的AIS航標符號

AIS航標符號中心的小圓圈代表航標的實際位置，頂標標志位于中心圓圈正上方，標識航標的功能。

3.AIS航標的識別

每一個AIS航標站發射的航標信息中都包含有唯一的MMSI識別碼。根據ITU-R M.585-5的規定，AIS航標的MMSI識別碼的格式是99MIDXXXX，其中MID是國家區域碼，XXXX4位數字是唯一識別碼，AIS真實和綜合航標的唯一識別碼以1開頭，即99M ID1XXX，AIS虛擬航標以6開頭，即99MID6XXX。

三、海警艦艇使用AIS航標的效能分析

根據《公安機關海上執法工作規定》，海警艦艇執勤執法水域主要是我國內水、領海、毗連區、專屬經濟區和大陸架水域。這些水域地形地貌復雜，海岸線曲折，島礁、暗礁眾多，水深、航道條件復雜，航行密度大，同時潮汐、潮流、海浪等天氣海況情況復雜多變，對于海警艦艇的航行安全及執勤執法提出了嚴峻的挑戰。

1.對傳統航標的增強和監控，擴大海警艦艇的監管水域

傳統航標是通過有關國際組織規定的標志、顏色、燈光、聲響等方式提供助航信息，艦船指揮人員通過視覺、聽覺等方式獲得相應信息，此種方式雖簡單直觀，但如前所述，也存在很大的缺陷，艦船指揮人員如不注意，可能會發生航行事故，影響艦艇執勤執法的效率。

在傳統航標上安裝AIS設備或采用監控AIS綜合航標的方式，可有效提高航標的利用效率，解決傳統航標存在的問題。通過在VHF頻道上發送AIS電文21，可使安裝有AIS設備的艦船接收到航標類型、名稱、位置、位置精度指示、在位/移位指示、真實與虛擬航標辨識等信息，根據航標AIS設備天線的高度，可以使周圍5～15海里范圍內的艦船接收到相應信息，從而提高艦船航行安全的保障能力。同時，利用AIS網絡的信息交換及AIS設備的自動識別、跟蹤能力，可有效擴展AIS基站的監控范圍，增加海警艦艇的電子視距，解決海警艦艇監管水域廣泛、AIS VHF傳播距離限制的問題，擴大監管水域的范圍。航標主管機關還可根據AIS航標播發的航標的健康狀態信息（例如燈光、電源等）對航標的健康狀態進行監測，遙控改變航標的參數，減少艦船因航標故障而發生事故的概率。

2.利用虛擬航標快速標記遇險船，提高海警部隊海上搜救效率

作為我國海上重要的武裝力量和執法隊伍，隨著國際海洋形勢和我國海洋經濟的發展，海警部隊服務職能日益突顯，對轄區內的遇險船舶及人員進行搜救逐漸成為海警部隊的重要職責之一。海警部隊主要在我國的內水及沿海水域執勤執法，航行條件復雜，航行密度大，而且沿海多漁船、小船，船況差，船員素質低，不按航行規則行駛的情況經常出現，以致船舶安全事故頻發。以浙江沿海為例，2011年至2015年間，發生船舶事故數共243起，死亡失蹤人數208人，直接經濟損失41 804萬元。[4]轄區內船舶事故的大量發生，促使海警部隊進一步提高搜救效率，減少人員傷亡和經濟損失。

為確保航行安全，大多數船舶都配備有AIS設備，當船舶遇險后，搜救艦船可以根據遇險船舶AIS設備發送的數據快速確定搜救位置，減少搜救時間，提高搜救效率。但是，在沿海水域，仍有很多漁船、小船沒有安裝AIS設備，或為了非法捕撈逃脫監控，私自拆除AIS設備，比如寧波“FS SANAGA”輪與“浙三漁00011”輪碰撞事故中，[5]“浙三漁00011”輪在禁漁期為躲避監控非法捕撈私自拆除AIS設備，導致事故發生后，無法及時確定船舶位置，耽誤搜救時間，最終導致嚴重后果。沒有安裝或私自拆除AIS設備的船舶發生海難事故時，海警部隊在搜救中大致確定遇險船舶位置后，可及時協調航標部門設置臨時虛擬航標標注遇險位置，對于無法確定遇險位置的船舶，可設置臨時虛擬航標標注搜救區域，這樣安裝有AIS設備的搜救艦船可以及時接收到虛擬航標顯示的搜救信息，有利于搜救部門對搜救行動進行管理和效能評估，指揮搜救艦船高效、迅速實施海上搜救，提高搜救效率。

3. 提高海警艦艇對轄區的監控能力

近年來，由于AIS設備具有可以通過VHF頻道自動廣播本船的靜態和動態信息，實現艦船間的自動識別、跟蹤以及信息的交換等優點，使其在艦船上得到了廣泛的應用。發揮AIS設備的優越性，海警艦艇在開展執勤執法活動時，可以根據轄區水域內的裝備有AIS設備的船舶發送的信息將不同種類的船舶分組管理；還可以利用AIS綜合顯示器監控轄區水域船舶概況，從而合理調配海警監管力量，做好重點區域的防護工作；海警艦艇還可以利用AIS數據庫預先將重點跟蹤船舶錄入，一旦該船舶進入轄區水域，即派遣執法人員進行現場管控，從而提高海警艦艇對轄區水域的有效監控和執勤能力。[6]

四、海警艦艇使用AIS航標存在的問題及對策

1.AIS航標顯示問題

雖然IMO、IEC和IHO都規定了AIS航標的符號，但在實際應用中依然存在問題。大部分海警艦船都裝備有帶MKD的A類AIS設備，但在A類AIS設備的MKD最低顯示要求中卻只能顯示字母-數字文本格式，沒有強制要求顯示圖形，這就導致小型的只裝備有AIS設備的海警艦船將無法觀測到AIS航標的符號，而只能接收文字信息。如果艦船上的官兵不提前了解附近AIS航標的情況，僅僅通過AIS設備將很難觀測到AIS航標。而且有的海警艦船裝備的AIS設備不能識別AIS航標，如FURUNO FA-100、FA-100、JHS-180等型號的AIS設備。

在2008年修訂的航海雷達性能標準中，要求新型雷達應能顯示AIS目標，但對于AIS航標是否屬于AIS目標，卻沒有明確指出。在MSC.232（82）的ECDIS性能標準中也沒有強制要求各ECDIS制造商生產的ECDIS要能夠顯示或整合AIS航標。因此，AIS航標在雷達和ECDIS顯示器上顯示與否以及顯示的符號將取決于制造商，這就導致有的設備不能識別顯示AIS航標，比如JRC JMA-9922-6XA、JRC JMA-9932-SA、FURUNO FAR 2825等型號的雷達不能顯示AIS航標，Transas的ECDIS、FURUNO、Kelvin Huges和Maris ECDIS不能顯示AIS航標。對于2008年之前列裝的海警艦船而言，上述不能顯示AIS航標的雷達和ECDIS在艦船中也有所列裝，這點需要引起海警官兵注意，由于設備的原因不能充分獲得執勤水域的助導航信息。

海警官兵還需注意的是，即使雷達和ECDIS顯示器上顯示了AIS航標的符號，但是AIS航標電文中包含的航標信息（如航標類型、名稱等）在AIS航標符號中并沒有反映出來，符號只是表示是AIS航標，不是傳統航標。

相比于AIS虛擬航標，AIS真實/綜合航標符號是疊加在ECDIS原有的航標符號之上的，因此海警官兵需要注意同一航標的雙重顯示問題，即需要注意AIS航標符號與ECDIS原有符號的關聯問題，否則航標信息的不一致可能會給艦船指揮人員帶來疑問。

2.AIS航標信息播發問題

根據海事部門的規定，航標管理部門在播發AIS航標報告時，要嚴格審查AIS航標報告的內容，特別是AIS航標的MMSI、航標名稱、類型以及尺度等重要信息。如對于AIS綜合航標，根據ITU的相關規定，其MMSI格式應該是99MID1XXX，但是在江蘇沿海水域由東海航保中心設置的大豐糧食碼頭北燈樁，其上安裝AIS航標，名稱是LIANG SHI MA TOU BEI，MMSI是999412126，顯然是不對的，正確的應該是994121126。因此，海警官兵在識別AIS航標時要特別注意，不符合規定格式的AIS航標MMSI可能會導致疑問，必要時可采取其他方式對AIS航標進行核對確認。

3.對策及建議

由于缺少統一的AIS航標的測試和顯示標準，因此，目前海警艦艇裝備的一部分AIS設備、ECDIS和雷達設備不能顯示或不能正確顯示AIS航標，特別是對于船齡較長的海警艦艇而言更是如此。對于這一問題，可以通過船載助導航設備的升級來解決，在設備升級的時候，一定要注意某些型號的雷達和ECDIS不能顯示或不能正確顯示AIS航標。

另一問題是，接受培訓和了解AIS航標的海警官兵并不是很多，這也對AIS航標在海警部隊充分應用帶來了負面影響。對于這一問題，可以通過培訓，加強海警官兵對AIS航標相關國際標準的了解，切實掌握AIS航標的功能、播發的具體內容和顯示特征，對于增強海警部隊對海域的監控能力、保障海警艦艇航行安全、提高執法執勤的效率有著重要的意義。

五、小結

AIS航標技術是對傳統航標功能的擴展和有效補充，充分發揮AIS航標的功能，對于海警部隊而言，可以有效擴展監管海域范圍，提高監管質量和執勤執法的效率，以及提高海警部隊對遇險船舶搜救的效率。但是，海警艦艇在使用AIS航標時也面臨著很多的問題，而“E-航海”戰略的全面實施為解決AIS航標在應用中存在的問題提供了重要契機，在助導航設備、標準和人員認知等問題協調發展后，AIS航標技術的潛力才能得到充分的開發和利用。

[1]區銳相.航標無線監控系統及其軟硬件設計[D].廣州：廣東工業大學,2004.

[2]張杏谷,方耿舜,鄭佳春,等.自動識別系統航標的研究與開發[J].中國航海,2013(1)：35-39.

[3]International Association of Lighthouse Authorities. Recommendation A-126 The Use of the Automatic Identification System（AIS）in Marine Aids to Navigation[S].Danmark：IALA Bulletin,2008.

[4]浙江海事局安全管理處.2015年度及第四季度轄區水上交通安全形勢分析報告[R].浙江：浙江海事局,2016.

[5]浙江海事局安全管理處.寧波“7.14”“FS SANAGA”輪與“浙三漁00011”輪碰撞事故調查報告[R].浙江：浙江海事局,2016.

[6]虞錫宏.海警艦艇AIS設備的應用分析[J].公安海警學院學報,2012(3)：1-3.

10.16176/j.cnki.21-1284.2017.01.006

常會振（1985—），男，公安海警學院船艇指揮系，講師，碩士參考文獻：

浙江省高校實驗室工作研究項目（YB201501）