關(guān)于AIS航標(biāo)及其網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的探討

劉天才

摘 要：AIS航標(biāo)的研究和應(yīng)用一直是國內(nèi)航標(biāo)航標(biāo)部門的一項熱點工作，近年來基于AIS網(wǎng)絡(luò)的航標(biāo)遠(yuǎn)程監(jiān)控，從理論到實踐都有了長足進展。本文結(jié)合航標(biāo)基層單位工作實際，就航標(biāo)AIS應(yīng)答器及其網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用進行探討。

關(guān)鍵詞：AIS 航標(biāo)；報文；自動識別系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用

中圖分類號：U644 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006—7973（2017）06-0053-02

近年來，AIS航標(biāo)的研究和應(yīng)用一直是國內(nèi)航標(biāo)航標(biāo)部門的一項熱點工作，基于AIS網(wǎng)絡(luò)的航標(biāo)遠(yuǎn)程監(jiān)控，從理論到實踐都有了長足進展。汕頭航標(biāo)處目前已在其轄區(qū)設(shè)置約30座AIS航標(biāo)，并成功建成和應(yīng)用AIS航標(biāo)遙測遙控管理系統(tǒng)，在南海海區(qū)航標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)取得較大較大反響。本文結(jié)合汕頭航標(biāo)處AIS航標(biāo)應(yīng)用情況及方向就航標(biāo)AIS應(yīng)答器及其網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用進行探討。

1 AIS航標(biāo)應(yīng)用的發(fā)展背景

根據(jù)國際電信聯(lián)盟ITU-RM.1371-3的精神，AIS航標(biāo)應(yīng)用的有關(guān)規(guī)定由國際航標(biāo)協(xié)會IALA負(fù)責(zé)起草制定，并指定AIS信息21#用作為航標(biāo)信息發(fā)布。IALA公布了“IALA關(guān)于自動識別系統(tǒng)應(yīng)用于航標(biāo)領(lǐng)域的建議（國際航標(biāo)協(xié)會建議A-126）”。該“建議”明確指出：國際電信聯(lián)盟（ITU）已認(rèn)可了“自動識別系統(tǒng)”在船只報告與船舶交管{即海上與安全性相關(guān)的信息服務(wù)，航標(biāo)和搜尋與救助}上的潛力，同時也認(rèn)可了其在岸基應(yīng)用領(lǐng)域的潛力。航標(biāo)AIS應(yīng)用中涉及的主要報文為第21#、第6#和第8#。

此外，“建議”對于那些因經(jīng)濟因素未安裝AIS應(yīng)答器的航標(biāo)設(shè)施使用其它數(shù)據(jù)鏈路傳送航標(biāo)信息的系統(tǒng)也作出了相應(yīng)的規(guī)定。

2 AIS航標(biāo)的21#和6#號報文

航標(biāo)AIS中的主要報文是21號，這是一個廣播報文，用于船舶的航行安全和實現(xiàn)無線電助航的報文。其主要內(nèi)容如下表：

2.1 AIS21# 報文（廣播報文）

用于所有船舶和基站接收主要信息：①MISS呼號；②航標(biāo)名稱、標(biāo)志性質(zhì)；③航標(biāo)的尺寸；④實體航標(biāo)還是虛擬航標(biāo)；⑤是否有發(fā)光航標(biāo)燈；⑥位置信息。

2.2 AIS6#報文

AIS的第6#報文是實現(xiàn)航標(biāo)遙測遙控的報文，信息內(nèi)容可以自行定義。通過對AIS第6#報文的應(yīng)用，可以非常簡單地實現(xiàn)航標(biāo)燈的遠(yuǎn)程監(jiān)控。

AIS航標(biāo)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)組成

3 安裝于不同航標(biāo)設(shè)施上的AIS應(yīng)答器的不同用途

AIS航標(biāo)應(yīng)用的功能是由AIS應(yīng)答器來實現(xiàn)的。根據(jù)“建議”的規(guī)定，安裝于不同航標(biāo)設(shè)施上的AIS應(yīng)答器，其用途也不一樣。

3.1 安裝在浮標(biāo)上的自動識別系統(tǒng)

國際航標(biāo)協(xié)會將航標(biāo)定義為“一種設(shè)備或船舶的外部系統(tǒng)，該設(shè)備通過設(shè)計并運行來提高船舶與/或船舶交通的安全性與效率。”國際航標(biāo)協(xié)會-航標(biāo)指南中指出“離位浮標(biāo)、漂流浮標(biāo)或夜間不發(fā)光的浮標(biāo)其本身可能變成船舶航行的危險”。通過安裝在浮標(biāo)上的AIS應(yīng)答器，當(dāng)浮標(biāo)離位或發(fā)生故障時，信息21發(fā)送浮標(biāo)離位信息，自動識別系統(tǒng)基站開始檢測浮標(biāo)離位及發(fā)生故障的情況，并在此基礎(chǔ)上通過AIS信息12播報航行警告。

3.2 安裝在固定航標(biāo)上的自動識別系統(tǒng)

安裝在固定航標(biāo)諸如燈塔、燈樁上的自動識別系統(tǒng)能夠：

（1）播報其自身的信息及水文資料和氣象資料；

（2）從其它裝有自動識別系統(tǒng)的航標(biāo)上接收信息用于監(jiān)測；

（3）播報合成自動識別系統(tǒng)或虛擬自動識別系統(tǒng)的信息。

3.3 安裝在離岸建筑物上的自動識別系統(tǒng)

離岸建筑物的位置對于安全性及航行非常重要。因為它們被視為危險物。固定的離岸建筑物包括石油鉆井平臺、天然氣開采平臺、特殊用途的海上建筑物等，可通過AIS信息21條播報離岸建筑物自身位置，同時也可以在被授權(quán)的情況下播發(fā)其它信息，諸如信息8播報的應(yīng)避免區(qū)域。

3.4 AIS自動識別系統(tǒng)基站

AIS自動識別系統(tǒng)基站是自動識別系統(tǒng)岸基應(yīng)用的最基本形式。各國海事管理當(dāng)局將通過AIS中心來發(fā)布各類航行信息和航標(biāo)信息。同時也是AIS網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用和區(qū)域乃至全球航行資源和航標(biāo)資源共享的重要平臺。AIS自動識別系統(tǒng)基站通常由海事管理部門直接管理。

4 AIS航標(biāo)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用

AIS航標(biāo)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用是自動識別系統(tǒng)的一項重要用途。國際電信聯(lián)盟將AIS信息21規(guī)定為航標(biāo)信息報文，而第6#報文就直接用于航標(biāo)設(shè)備，如航標(biāo)燈、雷達應(yīng)答器等的遠(yuǎn)程監(jiān)控。通過AIS航標(biāo)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用可以提高助航效率和保證航行的安全性。AIS航標(biāo)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用主要有：

（1）對航標(biāo)設(shè)施的現(xiàn)有信號進行補充。理論上說，在AIS覆蓋區(qū)域內(nèi)的航標(biāo)設(shè)施，無論其本身是否裝置AIS應(yīng)答器，都可以由AIS中心通過海事87B、88B二個頻點播發(fā)航標(biāo)信息。這種信息的播發(fā)模式、時間間隔和內(nèi)容由RM1371-3予以規(guī)范。通過AIS應(yīng)答器的顯示屏可以看到對應(yīng)位置的航標(biāo)信息。這種對現(xiàn)有實物航標(biāo)信息進行補充的做法在原理上是區(qū)別于“虛擬航標(biāo)”的。借助航標(biāo)遙測系統(tǒng)或其它航標(biāo)數(shù)據(jù)傳輸方式，AIS控制中心可根據(jù)需要來調(diào)整既定的航標(biāo)信息，從提高助航效果和提高船舶航行安全性出發(fā)，對現(xiàn)有的實物航標(biāo)設(shè)施發(fā)出的信息（如燈光信號）增加必要的補充。

（2）播報浮動航標(biāo)的準(zhǔn)確位置。通過AIS信息21，可將浮動航標(biāo)的理論位置直接播發(fā)出去，使得在覆蓋區(qū)域內(nèi)的過往船舶接收到該航標(biāo)的位置信息。

（3）標(biāo)示和報告浮動航標(biāo)的離位。當(dāng)浮動航標(biāo)因種種外部因素（臺風(fēng)、海嘯等）發(fā)生漂離既定位置時，自動識別系統(tǒng)將通過安全地址信息，AIS信息12，將該離位浮標(biāo)信息自動播發(fā)，并將該安全信息自動標(biāo)示在AIS管理中心的電子海圖上。“建議”規(guī)定，該安全地址信息的發(fā)送必須確保僅在遇到相關(guān)情況（如浮標(biāo)移動等）時才發(fā)生，并確認(rèn)該信息僅在受影響的區(qū)域內(nèi)發(fā)送給船舶。

（4）作為雷達應(yīng)答器（Racon）的補充。當(dāng)航行中的船舶用船載雷達掃到航標(biāo)設(shè)施上的雷康時，裝有AIS應(yīng)答器的船舶同時通過“船—船”模式獲得了該航標(biāo)設(shè)施上的AIS航標(biāo)信息，通過信息21，綜合航標(biāo)信息同時被詢問船接收。

（5）AIS虛擬航標(biāo)應(yīng)用。由于某些特定因素的影響，如新建成的航道而尚未布設(shè)航標(biāo)設(shè)施，或原有航道的舊航標(biāo)體系改造，或臨時需要設(shè)置而來不及設(shè)置實物航標(biāo)的航道等，均可以通過AIS信息21發(fā)送虛擬航標(biāo)信息。這種事實上沒有實物航標(biāo)的虛擬航標(biāo)，將自動地標(biāo)繪在過往船舶的船載AIS應(yīng)答器的顯示屏上。依靠電子海圖上示出的虛擬航標(biāo)，航船得以正常安全行駛。虛擬航標(biāo)系統(tǒng)的確立是完全建立在AIS平臺上，這對于保證船舶在非正常助航條件下的安全航行具有重要的意義。目前汕頭航標(biāo)處已在粵東海域設(shè)置了海灣大橋、深仔礁、“DOMG-AH 101”沉船等6座AIS虛擬航標(biāo)，助航效能得到了航海用戶的認(rèn)可。

（6）標(biāo)示航跡、航路、航區(qū)、航限及播報天氣、潮汐、海洋、波浪等資料。AIS信息8為二進制廣播信息，一般僅限于管理當(dāng)局使用，主要用于播發(fā)管轄區(qū)域內(nèi)的各種航警信息，如航路的指示、航區(qū)的劃分和確定、航行限制的規(guī)定（分道通航制等）。從而使航行于該區(qū)域內(nèi)的船舶可以借助這樣的信息正確航行。通過AIS信息8，還可以發(fā)布諸如天氣、波浪、潮汐、海洋等方面的資料。該條報告已獲得批準(zhǔn)在國際間使用，從而實現(xiàn)航行信息的共享。

（7）通過AIS信息21，AIS基站可將各類離岸的固定設(shè)施，如海上石油平臺、天然氣開采作業(yè)區(qū)平臺、非航標(biāo)水中獨立標(biāo)志等信息傳送出去，警示各類航行于該區(qū)域的船舶。

（8）幫助航標(biāo)管理部門通過網(wǎng)絡(luò)手段來實現(xiàn)航標(biāo)的遠(yuǎn)程管理和監(jiān)控，從而解決航標(biāo)動態(tài)的實時性。①通過AIS信息21，管轄區(qū)域內(nèi)的AIS航標(biāo)根據(jù)RM1371-1的規(guī)定，每三分鐘一次向航標(biāo)管理部門報告自身狀態(tài)，航標(biāo)管理部門可以通過AIS航標(biāo)監(jiān)控管理系統(tǒng)實時動態(tài)地監(jiān)測航標(biāo)設(shè)施的狀況。②當(dāng)離位浮標(biāo)漂移時，通過AIS信息12將離位浮標(biāo)的漂移軌跡實時地報告給航標(biāo)管理部門，而航標(biāo)管理部門則通過AIS電子海圖上示出的漂移浮標(biāo)的軌跡去追蹤漂移的浮標(biāo)。③識別同浮標(biāo)相撞的船舶。長期以來，追蹤撞擊或拖帶海上航標(biāo)的肇事船舶一直是困擾航標(biāo)管理部門的一大難題。AIS的啟用很大程度上解決了這個問題。當(dāng)浮標(biāo)被撞時，浮標(biāo)將發(fā)回被撞信息，此時，肇事船舶所在位置和當(dāng)時時間也被記錄在航標(biāo)管理部門的數(shù)據(jù)庫內(nèi)，通過判斷該時刻肇事船舶的位置，可以確認(rèn)撞擊浮標(biāo)的肇事船舶。

目前，汕頭航標(biāo)處已成功建成和運用AIS航標(biāo)遙測遙控管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對該處轄區(qū)所有AIS航標(biāo)的遠(yuǎn)程管理和監(jiān)控，還成功通過該系統(tǒng)處理了十多起燈浮標(biāo)船舶被碰撞或拖帶的事故，幫助確定了肇事船舶，大大減輕了航標(biāo)管理部門處理該類事故的難度。汕頭航標(biāo)處通過AIS航標(biāo)遙測遙控管理系統(tǒng)和AIS岸基管理系統(tǒng)，已成功實現(xiàn)以上所有AIS航標(biāo)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。

5 結(jié)論

AIS系統(tǒng)的啟用將開創(chuàng)一個新的航標(biāo)革命。AIS技術(shù)和現(xiàn)代綜合技術(shù)的應(yīng)用必將對航標(biāo)的管理理念進行一場無法回避的革命。AIS航標(biāo)理念的形成、E-NAVIGATION的發(fā)展正是順應(yīng)了技術(shù)革命的潮流。可以預(yù)見，AIS技術(shù)的航標(biāo)應(yīng)用以及增值服務(wù)，必將推動新的航標(biāo)管理模式的產(chǎn)生，數(shù)字航標(biāo)的時代離我們并不遙遠(yuǎn)。

參考文獻：

[1]IALA關(guān)于自動識別系統(tǒng)應(yīng)用于航標(biāo)領(lǐng)域的建議（IALA A-126）