國內VTS信息服務發展展望

任亞磊+　董健華

摘要：信息服務是VTS的基本服務，對提高船舶航行安全和效率發揮著重要作用。通過追蹤國際相關技術發展方向，整理國內相關研究資料，結合自身實際工作經驗，研究國內VTS信息服務的新變化，查找VTS信息服務提升存在的主要困難，總結中長期VTS信息服務的發展趨勢，提出了在強化數據平臺整合、推進E航海建設、促進法規標準制定、開展定制性服務等幾個方面進行發力的建議，為VTS運行管理提供參考。

關鍵詞：VTS信息服務 船岸信息交互 E-航海 數據平臺整合

信息服務（Information Service，INS）是VTS必須包含的基本服務。VTS通過向覆蓋水域內的船舶提供必要、及時和有助于船舶安全航行的信息，有效提升了對重點水域、重點船舶和重點時段的服務水平，改善了轄區通航環境。當前，國內VTS信息服務的理論研究主要集中在法律責任[1]、功能提升[2-9]和服務體系建設[10-12]等方面，以上研究為國內信息服務科學化、規范化和標準化提供了重要參考。近年來，國內迎來了VTS建設和發展的小高峰，在建和已經運行的VTS中心基本覆蓋了國內主要港口和重點水道，硬件水平處在世界前列，隨著E航海理念的提出和數據挖掘、通信技術的發展，VTS信息服務面臨著新的發展機遇，一場大的技術革新呼之欲出。本研究以VTS管理人員和值班人員的視角，結合工作經驗分析國內VTS信息服務的現狀和需求，梳理VTS信息服務的發展趨勢，探求提升信息服務水平的發力點，為國內VTS運行管理提供參考。

1 AIS系統基本建設情況

1.1 國內VTS信息服務定義和要求

交通運輸部海事局在2017年3月印發了《船舶交通服務值班指南》，將VTS信息服務定義為：在適當時機為VTS覆蓋區內的船舶，或者應船舶請求提供相關信息的服務。服務要求方面，明確了VTS中心提供服務應至少包括信息服務；限定了服務對象為VTS覆蓋水域內的船舶；指定VHF頻道作為優先使用通信方式；申明了VTS中心可建立信息廣播制度，在規定的時間或是固定間隔提供公告類信息的播發，強調了信息是必要的、及時的和有助于船舶安全航行。VTS信息服務按內容可分為：交通與航路信息、航行風險警告、氣象信息、氣象警告、水文信息、電子航行設備、其他信息等七大類。

1.2 國內VTS信息服務的新變化

一是，國內VTS建設獲得跨越式發展，VTS國產化已初見成效，VTS信息服務呈現出智能化的發展趨勢。硬件方面國內沿海主要港口和重點水道基本實現了VTS全覆蓋，雷達站點、高頻站點、CCTV站點，尤其是AIS基站的建設，使得信息獲取能力大大增強；軟件方面海事系統信息化的進程加速，以船舶管理系統為代表的平臺為船舶交通管理提供了大量的輔助信息。二是，船舶信息交互能力大大增強。隨著雷達性能的提升，以及AIS設備和電子海圖的普及，船舶獲取信息和信息可視化的能力顯著增強，信息交互效率顯著提升。三是，船舶對信息服務要求提高，特別是超大型船舶和部分特殊船舶，需保持一定的安全區域、并對氣象條件、定位精度和通航環境等要求較高。四是，通航環境更加復雜，主要表現在船舶密度增加和大量水工、風電場、跨海大橋、跨江電纜的建設導致可通航水域減少。

1.3 國內VTS信息服務提升存在的主要困難

一是，信息發布渠道不暢、服務時間不足。VTS信息發布的主要渠道是VHF，在很多VTS中心一個VHF頻道同時還承擔著船位報告、錨泊申請等職能，在通航密度較大的水域常常出現信息服務被打斷，導致服務效果大打折扣，某些水域VHF用于信息服務時間甚至只有2%[13]。二是，VTS中心之間信息交互不暢，資源和信息未能形成合力。由于我國 VTS 產品出于多國公司，涉及不同技術體系間的信息交換，在數據共享能力方面難度較大，至今在我國未能實現跨轄區VTS資源和信息的整合，嚴重影響了 VTS 功能的進一步發揮。三是，數據資源利用不足，定制化服務匱乏。隨著科技的進步和以“E-航海”等為代表新型理念的推廣，船舶、港口、碼頭乃至航標都在向著智能化方向發展，借助于各式傳感器，海量的氣象、水文、船舶動靜態信息得以收集和匯總，對以上數據進行整合，構建海量信息實時收集、處理、應用的“水上交通大數據智能服務平臺”，為船舶提供定制化服務已具有一定的技術基礎，也是未來水上交通智能化發展的必然。

2 VTS信息服務發展趨勢

近年來，對VTS信息服務發展影響較大的是AIS的配備、通信技術的發展和E航海理念的推廣，信息服務有著高效、智能和科學的發展趨勢，并已具備在近期取得跨越式發展的可能性。AIS是IMO強制配備的助航儀器之一，目前國際航行300總噸以上船舶和所有國際航行客船已普遍配備了AIS（class A），國內航行200總噸以上船舶還配備了AIS class B。AIS的普及使得海量的船舶動態、靜態和航行相關信息應用成為可能，盡管AIS數據由于設置等原因存在著一定的錯誤率，但大量基于AIS的數據挖掘和智能應用正在蓬勃發展并逐漸成熟。通信技術方面，國際上船船交互的甚高頻數據交換系統（VDES）已取得較大進展，我國東海航海保障中心也開展了海上移動服務數字廣播系統（NAVDAT）研究和開發工作，再加上衛星寬帶服務，船船和船岸信息交互能力大幅提升。在信息和通信技術發展的基礎上，“E-航海”這一以數據高度共享為基礎，通過信息交換，增強船舶航行安全，提高航運效率和減少環境污染方面的理念已獲得較為普遍的認可，目前IALA有超過50個E-航海示范項目正在運行和開發。

2.1 VTS信息服務更加高效

目前，VTS信息服務的主要通訊方式是VHF，在實際操作中常常出現因通訊信號不良、語言不同或口音問題導致溝通效果較差、甚至誤解，嚴重的還可能造成船舶危險會遇或碰撞。E-航海示范項目蒙娜麗莎（MONALISA）為代表的“航線交換”使得信息服務和交互更加高效，其基本原理是通過設計“綠色航線系統”來建立一種類似空中交通管理的海上交通管理（STM）新模型。“航線交換”基本步驟為：（1）船長向VTS提交初始航線；（2）VTS與船長共同確定最佳航線，并導入綠色航線系統；（3）船長對VTS反饋的航線確認無誤并簽字（數字簽字）；（4）船舶按照計劃航線航行（一旦船舶偏離協議的最佳航線，VTS 和船舶都會自動報警）；（5）其他船舶在航行過程中，可相互查看計劃航線，實現航線交換；（6）VTS有更多的時間和精力來監管未加入該系統的船舶。endprint

2.2 VTS信息服務更加智能

傳統VTS信息服務主要依賴值班員收集、判斷航行環境及航行狀態信息，并向船舶推送。然而，VTS值班員除了承擔信息服務外，還要接收船舶動態報告、開展交通組織和助航服務，在船舶交通流密度較大水域極易因疲勞或疏忽導致服務信息發送不及時。基于AIS的數據挖掘，為更加智能地推送VTS服務信息提供了可能，此類技術創新以唐山VTS船舶監控智能語音提醒系統和福州航標處橋區綜合助航信息服務系統為代表。船舶監控智能語音提醒系統可實現船舶碰撞危險智能提醒、AIS信號消失自動報警、重點關注船舶到港自動提醒、船舶接近特殊水域提醒等功能，并能通過VHF自動推送以上報警信息。橋區綜合助航信息服務系統可智能識別進入橋區水域的船舶，并判定其航行動向，并通過VHF DSC自動向違規船舶發送點對點警示信息。

2.3 VTS信息服務更加科學

當前的VTS在船舶抵達港區附近水域（或VTS覆蓋水域）之前，通常不會對船舶進行交通管理，而船舶也缺乏有效手段對前方的交通狀況進行感知和評估。導致了在通航密度較大水域，時常出現大量船舶在狹水道內擁堵，或者大量船舶在錨地等待泊位等現象。SESAME海峽項目（馬六甲和新加坡海峽安全、有效的海上交通管理）是通過為船舶提供最佳航速和航路建議，優化海上交通流量，避免密度超標的“熱點水域”形成，從而避免交通擁堵，使得船舶能夠在最佳時間到達港口，優化泊位，提高總體安全和效率。

2.4 通訊技術的進步將引領信息服務產生跨越式發展

除了航海傳統的VDES和NAVDAT，以高容量的衛星寬帶系統為代表的衛星通訊技術發展將會給海上通信和信息服務帶來重大變革。隨著用戶的增加和技術進步，衛星通訊成本越來越低，目前已有部分遠洋船舶開始使用衛星寬帶進行信息交互，如果再輔以沿岸的遠程WIFI，基于網頁的信息交互和定制化服務將會成為可能，海上通訊不便這一技術瓶頸將會被徹底打破，信息服務的形式和內容必將迎來跨越式發展。

3 提升國內VTS信息服務的發力點

隨著科技的發展，現階段的主要技術性限制性因素如數據采集、數據通信鏈路、數據共享等將問題將會得到緩解，國內外E航海技術的發展也將會給信息服務帶來較大的變革，提升VTS可在以下幾個方面發力：

3.1 強化數據平臺整合，提升數據質量

目前，隨著港航及相關行業信息化的發展，船舶、港口、氣象部門、航運企業和港航管理部門借助各類傳感器和申報系統采集到了海量的數據和信息，但這些信息并未得到有效整合，尚未形成合力。海事系統內部也存在大量船舶基本數據、船員基本數據等靜態信息、海事管理業務信息和海量船舶動態信息，這些信息散布于不同系統、被隔離與內網與外網，對不同密級的分類管理不足，信息整合和共享不足，制約著“智慧海事”的建設進程。當前，國家層面正在積極打造海事“共享數據庫”，將海事內部數據進行整合，并能與其他港航相關單位進行數據交互。此外，海事系統還通過“AIS專項整治”等系列活動，提高海事數據質量，并在船舶簽證取消后，積極探索加強船舶監管的電子手段，數據應用方面已經取得了較大進展。

3.2 加快岸基支持系統發展，積極推進E航海建設

岸基支持系統的發展是實現穩定、可靠信息服務的重要保障，為此要加大航標、定位和通信等方面核心技術發展力度，除了船舶信息和港口信息之外，還要注重實時水文氣象信息的獲取。發展方向方面，要積極關注和追蹤航海先進國家E航海的建設進程，并結合國內通航環境，因地制宜的開展E航海示范項目研究。目前，國內有洋山港和天津港兩個IALA E航海示范項目，均在硬件建設、軟件開發和管理模式創新方面開展了積極的探索。

3.3 促進法規標準制定，為船員培訓提供法律保障

未來綜合航海保障的發展必將會改變船舶現有的設備和技術，要求駕駛員能夠有效的接收、理解、使用和發送相關的信息，對駕駛員的知識儲備、設備和儀器的操作水平也提出了更高的要求。船員培訓標準的滯后，將可能導致船員在新趨勢、新技術和新應用方面的脫節。

3.4 以用戶需求為導向，開展定制性服務

隨著數據挖掘的深入和信息交互技術的發展，為跟對用戶需求為船舶提供定制性將成為新一代VTS的發展趨勢。以氣象導航為代表的定制性服務，已經逐步由實驗走向了商業化，并創造了可觀的經濟價值。以新加坡為例，對某些通航密度較大的熱點水域，進行更加科學和有效的交通組織和預控，也正在成為研究熱點之一。此外，隨著船舶大型化、專業化，部分船型對水文、氣象和通航環境有特殊要求，提供科學的、有針對性的定制化信息服務也是發展方向之一。

4 結論與展望

近年來，我國VTS信息服務在硬件支持、軟件開發和規范化管理方面都有了較大的進步，船岸信息交互能力明顯增強，但也存在著信息發布渠道不暢、服務時間不足；VTS中心之間信息交互不暢，資源和信息未能形成合力；數據資源利用不足，定制化服務匱乏等短板。國際上信息服務有著高效、智能和科學的發展趨勢，并已具備在近期取得跨越式發展的可能性。因此，我國可在強化數據平臺整合，提升數據質量；加快岸基支持系統發展，積極推進E航海建設；促進法規標準制定，為船員培訓提供法律保障；以用戶需求為導向，開展定制性服務等幾個方面進行發力，提升VTS信息化服務水平。

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