港口引航中AIS技術的應用

湯浩淵 寧波大港引航有限公司

長期以來，我國在水上航運事業的發展中投入了大量的人力、物力和有力政策，促進了水上航運領域的技術革新和觀念革新，面對與日俱增的港口駁船壓力和引航壓力，加快推進現代化船舶管理體系建設至關重要，AIS技術擁有完善的控制系統和靈活的信息接收、傳輸方式，借助AIS基站，其支持了港口引航水平的切實提升。

1.AIS技術在港口引航中的應用優勢

在“一帶一路”戰略方針的不斷推進下，我國擁有了優良的對外貿易環境和對外貿易基礎，在水上航運事業的持續發展中，AIS技術的應用將為港口引航工作帶來全新的發展機遇，以下對AIS技術在港口引航中的應用優勢進行介紹：

第一，信息處理優勢，在AIS基站的支持下，AIS技術可以在界面上顯示港口引航所需的標準數據，同時，還能按照信息顯示需求，通過圖標顯示動態的船舶引航信息，具有較高的靈活性和便捷性。

第二，交通態勢全面反饋優勢，隨著我國對外貿易事業和物流事業的蓬勃發展，水上航運環境也發展了翻天覆地的變化，日均引航船舶數量呈現了明顯的上漲趨勢，在發展階段中，AIS技術能夠充分識別水上引航環境，以AIS基站和互聯網為基礎，實時獲取水上交通動態，從而合理調整船舶引航方案，切實保障了水上交通系統的正常運行和引航安全。

第三，信息可靠性優勢，AIS技術的信息傳輸、接收覆蓋范圍大，同時可不受天氣因素的影響，因此，其在引航信息接收和傳輸上具有較高的抗干擾能力。

2.船載AIS的基本構成

船載AIS能夠獲取動態的引航信息、泊位信息，加快了引航效率，保證了引航安全，這與船載AIS精密、現代化的系統構成具有密不可分的關系，以下對船載AIS的系統構成進行介紹：

船載AIS的技術核心是衛星定位技術、數字通信技術、信息處理技術和計算機網絡技術，為船舶監控、引航規劃建立提供了優良的信息環境，是現代化的數字助航系統。船載AIS系統圍繞通信處理器主要包括GNSS接收機、ANF收發機、MKD和BHT，實現了信息的有效整合和快速處理，支持了船舶引航過程中相關人員了解船舶的具體狀態和當前航線上的交通信息。在通信處理器的支持下，船載AIS具備輸出接口和輸入接口，其中輸入接口主要與艏向傳感器、速度傳感器、轉向率傳感器、GNSS接收機以及其他相關傳感器相連接，充分搜集了船舶引航過程中所需的具體信息，有助于船舶引航人員了解船舶狀態。在信息收集的基礎上，船載AIS通過通信處理器進行了信息的精細化處理，并經由輸出接口與電子海圖接口、雷達接口、便攜引航儀接口、遠程通信接口進行雙向連接，實現了與外部的信息交流，同時通信處理器的輸出接口還可以與警報器進行單向連接，支持了故障預警功能的發揮。

3.AIS技術在港口引航中的應用路徑

3.1 信息化船舶管理體系建設

近年來，隨著我國物流行業的全面發展，水上航運體系的建設日趨完善，以寧波舟山為例，在2019年中國內地港口吞吐量調查中，寧波舟山以112009萬噸獲得年吞吐量第一名。AIS技術的應用將打破傳統的水上航運引航體系，在信息化船舶管理體系建設中貢獻力量，以下對其進行介紹：

AIS技術可以憑借其高效率、高穩定性和高精度的信息整合能力，通過在船舶上普遍裝載，構成系統、完善的AIS信息交流溝通環境，有助于我國水上交通管理水平的切實提升。另外，在AIS技術的穩定支持下，還能形成更為統一的船舶引航制度，對船舶航行環境中的動態信息、靜態信息、安全信息、泊位信息等進行實時交流，充分利用了計算機網絡技術的穩定信息傳輸優勢。信息化船舶管理體系和現代化信息管理體系的建設是水上航運事業發展的必經路徑，AIS技術在港口船舶引航中的合理應用則能進一步統籌引航信息環境，通過與艏向傳感器、速度傳感器、轉向率傳感器、GNSS接收機以及其他傳感器相連接，實現了船舶引航過程中重要信息的精細化收集，在此基礎上，可憑借引航經驗、引航標準建立健全的引航規劃，充分規避引航風險，保證引航船只、引航人員以及船只工作人員的安全。

3.2 船舶報告

AIS技術在港口引航中的應用主要依靠了VHF頻段和TDMA技術，實現了自動性的廣播信息接收和船舶狀態信息整合，這些信息主要包括靜態信息、動態信息、航次信息和安全信息，對于港口安全引航具有重要意義和深遠影響。另外，AIS技術整合了衛星定位技術、數字通信技術、信息處理技術和計算機網絡技術的信息處理優勢，支持了其在船舶報告中的合理應用，以下對其進行介紹：

AIS技術具有高效信息傳輸優勢，因此，在船舶引航過程中，其可根據信息傳輸要求和船舶報告要求，對船舶吃水信息、危險品貨物信息、目地港ETA信息以及航線計劃信息進行定期更新。在正式引航前，相關引航人員可按照六分鐘一次的更新頻率進行信息更新，或者在被詢問時進行信息的立即更新。主要的更新內容包括正式引航前船舶的最大吃水深度、貨物裝卸后以及主管機關要求時危險品貨物的種類、在航行位置發生變化時港口名和到達港口的時間以及轉向點信息，其中危險品貨物主要包括危險貨物、有毒物質、海洋污染物等。

3.3 船舶監管和操縱

AIS技術在船舶引航中的應用主要以其高精度、高整合性的信息系統為基礎，可以切實提高船舶監管效果，AIS船載終端主要包括差分GPS OEM、高分辨率LED顯示屏、微功能數字電臺、USB接口微功能數字電臺、控制主板、電源系統聚合物理電池、便攜式筆記本電腦、船舶PLUG接口、中心通信天線、通信天線和嵌入式GPS天線等模塊，構成船載AIS終端的每個模塊都具有著不同的功能性，系統支持了船舶信息的充分整合和快速導出。

當前，我國正處于信息化環境中，大部分信息都可以轉換成數據進行實時傳輸，而AIS技術借助了信息傳輸的多元化、靈活性特征，將超越VHF傳遞范圍的信息進行了有效傳輸，有助于相關人員遠程監控船舶的狀態，實現船舶的遠程動態監管，并根據引航要求和引航標準對船舶的正常引航狀態進行實時分析，掌握引航危險點，合理調整引航計劃。AIS技術在港口引航中的合理應用，還能夠切實地發揮衛星定位和計算機網絡技術的優勢，幫助相關人員實時掌握引航船舶的位置信息，并借助AIS技術的信息獲取界面對當前引航船只的交通態勢進行重點掌握，充分發揮了其拓展性和兼容性功能。

在寧波港的實際引航工作中，當船舶處于大黃蟒、突泥嘴，螺頭角，長柄子頭、上溜網等相互看不見的灣頭水域時，及時利用AIS系統發現進出的相關船舶和交通流，及早聯系或發布通告，及早采取與當時水流和天氣相適應的合理的避讓措施。但在任何時候，都要考慮到周圍船舶仍然存在沒有安裝AIS系統和可能無法準確及時顯示AIS船舶信息的局限性，不能疏忽和減少瞭望的作用。

3.4 引航計費

通過不斷優化集裝箱航線結構，2019年寧波全年凈增10條東南亞航線，全港航線總數達244條，發展態勢良好。引航費用是引航結構經濟的重要來源，同時也是支持引航事業長期健康發展的堅實基礎，在港口引航過程中，AIS技術可以促進引航計費精準化和現代化發展，以下對其進行介紹：

AIS技術的核心技術是衛星定位技術、數字通信技術、信息處理技術和計算機網絡技術，引航人員可以有效地掌握引航信息，同時引航計費的管理人員和監控系統也可以借助AIS技術進行引航信息的實時掌握。在港口引航過程中，需要通過AIS技術掌握的引航信息主要包括引航員登船時間、引航員離船時間、錨地位置以及泊位參數等，在常規信息獲取過程中，天氣因素、地理因素、人為因素等都會對信息獲取效率和信息的接收精準性造成不良影響，影響了引航計費效果，而借助AIS技術則可精準獲知具體信息，從而按照實際收費標準進行精準計費，保證了引航機構的服務質量。

4.結論

當前，我國正處于水上交通系統建設的關鍵時期，在港口船舶引航過程中，可以靈活地應用AIS技術，實現信息交流，切實保障引航安全，AIS技術可以在船舶引航過程中參與到信息化船舶管理體系的建設過程中，支持船舶報告、船舶監管和引航計費功能，打破了傳統的引航系統建設框架，有助于我國引航能力的快速提升。