基于AIS技術的船臺不規范行為篩選方法

韓佳彤 交通運輸部南海航海保障中心廣州航標處

1.前言

近年來，海上航行船舶的AIS船臺有很多不規范行為。部分人員受利益驅動，違法設置水上無線電臺（站），冒用無線電臺識別碼、不按規定取得船舶無線電證照，占用無線電通信頻道，長時間干擾無線電通信秩序，已對我國水上交通安全造成不良影響。針對上述現象，2020年5月，交通運輸部海事局下發了關于開展水上無線電秩序管理專項整治工作的通知，針對水上無線電違法行為的易發區域、易發船舶以及易發時段開展專項整治，對“一碼多船”、“一船多碼”、非法占用頻道、違反通信秩序等突出問題加大打擊力度。

當前，僅活躍在南海海區的船舶數量將近18000艘，海事部門逐一上船檢查工作量巨大，抽查又容易有漏網之魚，利用AIS報文包含的船舶所有的動靜態信息進行解碼和關聯分析，協助海事部門對不規范的船臺進行初步篩查，能夠覆蓋轄區所有船舶AIS船臺，大大減輕人工工作強度，使執法檢查更有針對性。

2.篩選方法

設定時間和區域，通過AIS 岸基設備提取AIS 歷史數據，或者根據檢查區域實時提取信號覆蓋該區域的幾個基站的實時數據，對提取的數據中AIS 報文進行解析，提取其中的MMSI、報文類型、船名、出廠序列號、位置信息，存入數據表中，同步計算同一MMSI 的所有連續報文位置間隔并寫入表格中，再將表格中所有靜態信息相同、位置間隔小于設定閾值的行剔除，剩下的表格內容就是AIS 船臺不規范的初步篩選表。例如實時計算廣州黃埔基站的天24 小時實時報文，計算出船臺數量7000 余個，其中不規范船臺1000 多個，絕大多是同時發送A 類報文和B 類報文的不規范現象。

3.利用上述方法篩選出的船臺不規范情況

3.1 部分廠家生產的AIS船臺不規范

（1）有些船臺同時發送A類和B類報文。根據AIS技術特性（ITU_RM_1371）規定，A類船舶只能發送A類船臺報文，B類船舶只能發送B類船臺報文，A類船臺報文類型為1號、2號、3號、5號。1、2、3號報文為A類船載移動設備位置報告，主要包含MMSI號、經緯度、船首向、對地航速、轉向率等；5號報文為A類船載移動設備計劃中的靜態和航行相關數據報告，包含船名、MMSI號、IMO號、呼號、設備類型等；B類船臺報文類型為18號、19號、24號。18、19號報文為B類設備位置報告；24號報文為B類船臺靜態數據報告。用上述方法對報文進行解析，發現同一MMSI下同時包含A類和B類報文，報文解析的靜態信息相同，位置間隔很近，推斷為同一船臺同時發送A類和B類報文。

（2）船臺發出的報文不符合國際標準。如果船臺發送的報文不是ITU_RM_1371規定的報文格式，解析出的船名包含特殊符號。如表1所示。

（3）私自篡改船臺信息或者填寫的MMSI信息不規范。從AIS報文中解析出的MMSI不滿9位，MMSI編號不規范、如123456789；船臺船名與真實船名不一致甚至船名為空等。如表3所示。

3.2 一碼多船現象

通過對指定區域、指定時間的AIS報文進行篩選、計算、分析、解析出同一MMSI連續兩條報文計算出的距離大于指定閾值時，進一步排除GPS定位異常、或者船舶航速過快的情況，最大可能就是一碼多船，圖1所示為導助航系統海圖上同一條船連續軌跡線出現跳點，跳躍幅度很大，時而在東海、時而在南海、時而在北方海區、時而在內河。排除GPS定位錯誤，推斷有幾條船設置了同樣的MMSI，它們的船臺在不同的地點發射AIS報文，導致在海圖上軌跡線出現跳點。

表1 船名包含特殊符號

表2 私自篡改船臺信息的現象

表3 一碼多船

表4 一船多設備

圖1 同一個MMSI連續軌跡線出現跳點

圖2 一船多碼

表3所示為AIS報文解析出的同一MMSI下有兩個船名，且連續報文的位置間隔為525海里，明顯為兩條船共用一個MMSI。

3.3 一船多設備

（1）一船多碼。當計算到兩個設備發送的位置基本重合或者低于設置的閾值時，可能存在一船多碼的現象，可能有船舶安裝了多臺設備，每臺設備設置了不同的MMSI和船名等船舶靜態信息。可以進一步結合海圖上歷史軌跡回放明確，如圖2所示，海圖上兩條船位置完全重疊，有一條船船長船寬都設為0，分別回放兩船同一時間段的歷史軌跡，發現軌跡線完全重合。初步推斷為同一條船上安裝兩個船臺，分別設置了不同的MMSI。

（2）一船多臺設備設置同一MMSI。有些的報文解析出的MMSI相同，船名也相同，或者船名有細微不同，如空格，符號等，連續報文之間的位置間隔也不是很遠，但解析出的出廠序列號顯示為不同制造商生產，可能是一條船上安裝了多臺設備，設置了同一個MMSI。表5為實際解析到的一船多設備的情況。

3.4 其他非船舶類自主海上無線電設備用ITU_RM_1371標準設計，占用海上無線電頻道

目前水面上存在一些自主海上無線電設備，如漁業A I S示位儀，這些無線電設備大多遵循I T U-R M.1371，使用AIS工作頻率161.975 MHz/162.025MHz，在船載電子海圖上顯示為一個B類船臺，容易占用水上無線電通信頻道，干擾正常水上航行秩序和干擾海上無線電秩序，影響正常船舶通信。

4.結論

利用信息化手段，通過對指定時間指定區域的AIS數據進行篩選和實時計算分析，能夠初步篩選出AIS船臺不規范的船舶，并精準定位船舶位置，再經過人工排查、現場執法，能夠大大提高海上無線電秩序專項整治工作的效率。還能根據檢查出的船臺不規范現象，從而要求廠家嚴格按照規范要求生產AIS船臺，同時從技術上、法規上控制私自篡改船臺信息的行為，真正維護水上正常通信秩序。