虛擬航標技術及其應用研究

敖自棟 曲瑩瑩

摘 要 虛擬航標技術作為一種現代化技術，被廣泛運用在現代化船舶助航服務中，其融入計算機技術、衛星導航定位技術。本文就結合虛擬航標技術，重點分析虛擬航標及其分類，根據虛擬航標的優點，提出虛擬航標的應用。

關鍵詞 虛擬航標;AIS;助航;自動識別;定位

航標作為保證船舶航行安全，提高船舶交通效率的重要因素。在傳統視覺航標系統中，特別是把燈浮、燈塔為核心的設備，實現對航海者操作船只提供依據。近幾年，隨著AIS技術水平的提高，把AIS為根本的虛擬船標技術實現了穩定發展。現階段，AIS在沿海領域中實現了廣泛使用，具有AIS功能，給AIS價值發揮提供了可能。針對船標來說，通過使用AIS技術成立虛擬航標，在短時間內把船標動態信息發布給周圍船舶和船民，給船舶安全運行提供條件。

1虛擬航標技術分析

虛擬船標也就是基于AIS網絡技術下形成的一種新型船標技術，自身具有無實體特點，通過從周圍AIS基站傳遞相關信息，實現快速定位。虛擬航標技術具有顯著現代化特定，融入了網絡技術、衛星導航技術等，把電子海圖信息和AIS基站充分融合，利用AIS基站將獲取的信息傳遞給周圍船舶和海民，在ECDIS系統中展示，這樣用戶在運用虛擬航標技術過程中，通過ECDIS將信息反饋，對船標具體位置進行展示出來，達到預警和管理效果[1]。

2虛擬航標及其分類

2.1 有實體的虛擬航標

有實體虛擬航標也被稱之為方針航標，是一種真實存在的航標，傳遞航標信息的AIS基站能夠在航標周圍，也可以在距離航標較遠的地方。通常情況下，有實體的虛擬航標由處理器、GPS接收機及全球移動通信技術等內容組合而成。數據根據國際電信聯盟要求，對AIS航標數據格式轉變處理，由AIS岸站或者AIS航標站重新播放，如同在航標中利用AIS設備進行信息傳遞，該信息可以被船載AIS設備接收，并在電子海圖中進行展示。

仿真航標主要是指航標真實存在，但是AIS站需要安裝在距離航標比較遠的位置。仿真航標中AIS電文可以由其他地方發射，而航標實際一般產生于AIS電文中。在部分情況下，要想達到經濟適用效果，需要在航標中安裝AIS設備，也就是仿真航標[2]。通過航標和AIS之間通信線路聯合判斷航標具體位置。“預報仿真航標”從遠離航標的AIS站中發出電文信息，航標真實存在，但是航標不會受到監管，其位置和狀態將無法確定。

2.2 無實體的虛擬航標

航標自身不具有真實性，航標信息也就是利用航標AIS站進行傳遞，AIS信息能夠在顯示屏的作用下形成一個虛擬信息，并在航標中存在。基于此，航標符號通過軟件編程在船舶顯示屏中展現，但是無法具體展現出實際航標位置。無實體虛擬航班則是在緊急環境下應用，例如沉船位置或者使用虛擬航標臨時劃分航道時，這些對保證航標安全有著直接影響。

這種航標也就是AIS電文系航標電文，AIS電文中展現出的位置在實際中以不存在物理航標為主。一把情況下，在視覺顯示器中產生的“虛擬航標”更適合在實際中使用。這時，在顯示器中展現出的航標位置并非是真實存在的物理航標符號。相關信息清楚表示出一個虛擬航標。例如，在新沉船位置中設有的物理浮標位置，通過使用虛擬AIS航標當作新沉船緊急標識。

3虛擬航標的優點

針對虛擬航標來說，展現出的優勢具體展現在以下幾個方面：第一，虛擬航標即便為一個表示實體的航標，但是和實體航標比較，具有相同的助航功能;第二，虛擬航標不管是在設計上，還是更改上，都可以利用軟件系統來完成，消耗的成本少;第三，虛擬航標位置和更改效率高，特別是在面對各種突發現象情況下，需要快速完成航標設置工作，這是其優點比較凸顯[3]。例如，在某海域發生海難情況下，通過使用AIS網絡系統設有沉船航標，提醒過往船只注意;第四，虛擬航標位置和更改不會受到外界因素影響，如天氣。虛擬航標和實體燈浮標設置各不相同，實體燈浮標需要在航標船的拋標下，在大風大浪等天氣狀況下無法實現。而虛擬航標設置則需要利用AIS無線數字通信技術完成，不會受到天氣狀況等影響。

4虛擬航標的應用

首先，能夠在沉船位置中設有浮標，通過浮標對周圍船只進行預警;其次，在設立航標之前，需要在浮標的作用下對目標位置進行定義，給周圍過往船只提供預警;最后，如果目標區域船只數量比較大，或者交通流量相對復雜的環境下，設有實物航標時將會給航海帶來影響，通過虛擬航標技術取代實物航標。與此同時，結合國際航標部門下發的先關要求，在《關于海區航標服務中使用AIS的建議案》中，明確表示離岸建筑物需要設有AIS航標裝置。由此可以得知，在當前虛擬航標技術被運用在航海項目中[4]。

第一，實現單位海域內虛擬航標覆蓋，保證區域內傳世運行都能及時接收相關信號，對航區內各個危險物進行識別和防范，如沉船、海上油氣平臺等;第二，及時記錄各項航海信息，給周圍傳遞運行提供精準定位信息，便于船只及時調整基準，保證航行安全;第三，根據虛擬AIS基站，獲取周圍區域氣象信息，并將獲取的信息及時傳遞給周圍船只;第四，對于各種突發事件，可以在基站的作用下精準定位，給制定救援方案提供數據參考。

5結束語

總而言之，在當前海洋行業發展中，通過使用虛擬航標技術，對傳統航海模式進行改革創新。和傳統技術比較，虛擬航標技術的應用，能夠更好滿足今后海洋行業發展要求，自身具備可行性特點。并且，在今后發展中，隨著AIS、ECDIS等現代化技術普及使用，能夠讓虛擬航標技術更加完善，有效提高船舶運行安全。

參考文獻

[1] 陳玉立，田亮.淺析AIS虛擬航標在復雜航道中的應用[J].珠江水運，2019（7）：15-16.

[2] 楊運航.關于虛擬航標及其應用研究[J].珠江水運，2019（7）：98-99.

[3] 馬甲林.北斗短報文技術在虛擬航標中的應用[J].珠江水運，2019 （12）：75-77.

[4] 李佑鋼，徐海潮，金炳耀，等.基于多技術的虛擬航標應用初探[J].中國水運（下半月），2018，18（2）：60-62.