船載AIS信號無法接收的原因分析及應對建議

摘 ?要：通過AIS設備，船舶和岸臺能及時掌握周圍水域內所有船舶及動態信息，實現實時互相通話協調，及時采取避讓行動，有效保障船舶航行安全。但是，目前AIS設備使用中存在設備故意關機、數據設置錯誤、設備故障頻發、使用非標設備等諸多問題，導致船載AIS信號無法被其他船臺和岸臺有效接收，直接影響了AIS設備的功能實現，嚴重威脅了水上交通安全，制約著海事管理的方向和效能。基于多年的現場執法實踐，在積累大量的AIS類典型案例的基礎上，本文對船載AIS設備信號無法被他船臺和岸臺接收的原因進行了系統分析，并提出相應的應對建議。

關鍵詞：AIS信號;無法接收;原因分析;應對建議

1 研究背景

船舶自動識別系統（AutomaticIdentification System， 簡稱AIS系統），由岸基（基站）設施和船載設備共同組成，是一種集網絡技術、現代通訊技術、計算機技術、電子信息顯示技術為一體的新型數字助航系統和設備。AIS系統配合全球定位系統（GPS）將船位、船速、航向等船舶動態數據結合船名、呼號等船舶靜態數據由甚高頻（VHF）向附近水域船舶及岸臺廣播，使鄰近船舶及岸臺能及時掌握周圍水域內所有船舶及動態信息，實現了實時互相通話協調，使船舶能及時采取必要避讓行動，有效保障了船舶航行安全。AIS具有識別船只、協助追蹤目標、簡化信息交流和提供輔助信息以避免碰撞發生等功能。

自從2006年5月1日我國強制要求在部分沿海航行船舶安裝船載自動識別系統（AIS）以來，特別是2010年擴大AIS的安裝范圍后，國內船載AIS設備的使用在中國迅速普及。但在船載AIS設備快速普及的同時，部分船舶不按照規定保持船舶自動識別系統處于正常工作狀態、不按照規定在設備中輸入準確信息等違法行為時常發生。目前，國內航行船舶AIS設備使用現狀亂象叢生，導致他船、公司和海事管理機構等相關方無法及時接收有關船舶AIS信號，這些直接影響著水上交通安全，制約著海事管理的效能。

2 AIS專項檢查概況

為提高船舶AIS信息準確性、提高海事監管效能、保障船舶航行安全。自2010年起，交通運輸部海事局幾乎每年都有針對船載AIS設備監督管理的專題發文，例如，2010年6月開展為期3個月AIS專項檢查;2012年將AIS檢查納入日常監督檢查;2014年增加信息輸入標準的專項技術要求檢查;2015年對船載B級自動識別系統（AIS）新增技術要求;2016年船載AIS設備靜態信息固化升級;2017年將 AIS 設備的檢查列入國內航行船舶船旗國監督檢查和現場監督檢查的必查項目，這些發文表明，國內航行船舶船載AIS設備使用不規范的問題突出，岸基無法有效接收部分AIS設備船臺信息，系統自動識別船只、協助追蹤目標、簡化信息交流和提供輔助信息的功能沒有充分實現。

楊浦海事局自2017年起，一直將船載AIS設備的檢查列入國內航行船舶船旗國監督檢查和現場監督檢查的必查項目，在轄區持續開展船載AIS設備專項整治。這期間，專項整治可以分為3個階段：第一階段是2017年3月至2018年6月，專項檢查的重點是船舶是否開啟AIS設備。第二階段是2018年7月至2020年4月，專項檢查的重點通過AIS檢定儀檢測轄區到港船舶AIS設備發射信息的質量。第三階段為2020年5月12日以來開展的船載AIS設備使用專項檢查，檢查的重點是查找AIS使用過程中存在的問題、原因及應對方法。

經過多年的現場執法，積累大量的AIS類典型案例，筆者發現國內航行船舶船載AIS設備的使用中存在設備關機、數據設置有誤、天線的未連接和安裝問題、B級AIS設備質量較差等諸多問題，導致船載AIS信號無法被其他船臺和岸臺有效接收，直接影響了AIS設備的功能實現，嚴重威脅了水上交通安全，制約著海事管理的方向和效能。本文對船載AIS設備信號無法被其他船臺和岸臺接收的原因進行了系統分析，并提出相應的應對建議。

3 原因分析及處理建議

3.1 人為原因

3.1.1 設備故意關機

2020年5月至8月，楊浦海事局共查處設備故意關機違法案例98起（見表1），其中停泊56起（碼頭27起、浮筒29起），占比57.1%;航行船舶42起（出口35起、進口7起）。目前，我局有浮筒17個，停靠浮筒的船舶絕大部分是候潮船舶和候泊船舶。

船載AIS設備關機的原因多樣，主要有部分船員守法意識和安全意識不夠、部分內河停泊船舶無法保持對設備持續供電、部分船舶故意逃避海事監管等。建議公司和海事執法人員對船員加強AIS開機重要性的宣傳教育、按照規范要求為AIS設備提供穩定的電源，以及監管機構加大對惡意關機逃避監管的打擊力度。

3.1.2 靜態數據設置錯誤

以上海海事局2018年1月至2020年6月查處的“不按照規定在船舶自動識別設備中輸入準確信息”類違章為例，期間共查處船舶AIS設備靜態數據設置錯誤480起，其中20艘船2次違章。以楊浦海事局2020年5月至7月查處的此類46起為例，MMSI設置錯誤28.3%，船名錯誤58.7%，MMSI碼和船名設置錯誤直接導致系統無法正確識別，見表2。

此類缺陷主要表現在MMSI碼和船名錯輸、漏輸。靜態數據錯誤可分為無意的錯誤設置和故意錯誤設置兩大類。無意錯誤設置表現有：服務商初始設置錯誤，而公司和船員對AIS設備相關知識缺乏，沒有發現;船舶買賣后未及時修改信息;設備老化故障導致發射信號錯誤;船舶英文名稱長度超過國際規范規定的20個字符（如湘張家界貨210768（XIANGZHANGJIAJIEHUO210768英文船名長度達25個字符）而錯誤設置。惡意設置錯誤主要表現為：為逃避監管，船舶所有人或船員故意錯誤設置A級設備靜態數據，部分船舶所有人找AIS服務商對B級設備擅自刷機修改數據。例如：在2019年10月28日，上海海事局舉行的涉海運輸內河船舶套牌AIS公開集中銷毀活動中集中銷毀了115臺內河船舶套牌AIS設備，這銷毀的115臺設備的靜態數據均是錯誤的。

建議加強對公司和船員AIS設備技術培訓，使相關人員掌握基本的知識，學會檢查AIS設備靜態數據是否正確，進而避免非故意錯誤設置情況的發生;監管機構對于惡意設置的違法行為保持持續高壓打擊態勢，促使其規范使用設備。

3.1.3 惡意關閉設備發射模塊

表現為設備可以接收他船信息，但其他設備無法接收本臺信息，即使關機重啟后依然不能排除故障。此類問題較難發現，上船檢查一切正常，但是他船和岸臺都無法接收信號，需要通過附近他船AIS設備、AIS軌跡查詢軟件或AIS檢定儀交叉比對才能發現。此類違法行為多發生在故意逃避海事監管的船舶，例如內河船舶非法從事海上運輸。

3.2 設備原因

3.2.1 天線問題

AIS設備的VHF天線一般要在156-162M甚高頻頻段的天線，天線中心頻率在162M，駐波比應小于1.5，這些對AIS設備信號收發很關鍵，直接決定發射的效果。天線安裝一般要離開雷達等天線2 m。但實際情況有很多船只沒辦法滿足安裝要求，實際安裝不符合上述要求，造成干擾。此外，由于內河船舶過橋過閘的需要將天線放倒、天線與設備不連接或連接不良等原因都有可能導致近距離能夠識別而遠距離則無法識別。

此類問題在內河船舶中表現較為突出，導致海事管理平臺無法識別船舶占在港船舶2%～3%。

建議相關方按規范要求安裝天線，避免AIS的VHF天線與甚高頻無線電話和雷達進行干擾;內河船舶過橋過閘后及時將天線恢復原狀;定期檢查天線狀況，發現天線連接不良、破損、斷裂等情況及時維修。

3.2.2 設備死機

此類問題本船也較難發現，需要船員值班保持高度的責任心，頻繁核對AIS顯示屏上的數據信息及時發現問題，但發現之后關機重啟之后，船臺可以恢復正常工作。原因設備長期保持開機，持續工作可能導致部分電子元件出現問題（特別是使用年限超過5 a的設備），可能出現設備死機。

3.2.3 設備老化

此類問題的表現是信號斷續、甚至出現MMSI號碼跳號。楊浦海事局近期對7艘曾出現過MMSI號碼跳號的港作船開展了專項檢查，發現出現跳號的設備主要出現在飛通和賽洋兩家公司生產的（FT-8700、FT-2200和AIS9000）3種型號的產品，且設備使用時間都在5 a以上。

在理想的環境中，AIS元器件的可靠性在5萬 h左右，按照法規要求AIS應保持24 h開機，換算下來也就是AIS設備正常使用壽命一般在5 a左右。如果AIS設備使用年限超過5 a，出現信號斷續、甚至出現MMSI號碼跳號，基本可以判斷為設備老化，可以考慮更換設備了。

3.2.4 GPS模塊故障

其表現為船位異常（常說的“飛點”）、時間戳錯誤（表現為設備時間與實際時間不一致）。在7月17日掃測AIS結果，發現296艘船舶中有18艘船舶出現“飛點”問題，占比高達6.08%。

如果船員比較細心，通過比較船位還是能夠發現本船AIS設備船位不對和AIS時間錯誤，此時應立即綜合考慮進行修理或更換設備。

3.3 其他因素

3.3.1 特殊地區信號干擾

信號干擾多出現在海岸電臺附近、軍事設施或重要設施（如大橋）附近，船載AIS設備位于這類地區附近信號可能會受到干擾，導致岸臺短時間無法識別或信號錯誤。遠離此類地區則信號恢復正常。

建議保持持續關注，當干擾源消失或遠離干擾范圍，AIS信號會回復正常。

3.3.2 發射時隙沖突

部分船舶安裝非標B類AIS產品，這些AIS產品既不是A級AIS，也不是B級AIS;既不采用SOTDMA工作模式，也不采用CSTDMA工作模式。主要表現為：不通過時隙管理來決定發射的時間和方式，不符合AIS的編碼要求，僅僅是一個簡單的定時發射裝置。這些AIS嚴重干擾AIS網絡環境，導致標準B類AIS設備發射的信息無法被岸臺和其他船臺正常接收。

針對此類問題，建議各航運公司、船舶從正規渠道購買經船檢認證的標準AIS設備。

3.3.3 超功率發射

AIS設備的發射功率不但影響設備的作用距離，而且影響了整個AIS網絡的容量，增大發射功率可以提高本船作用距離，但是降低了整個AIS網絡的容量，所以AIS國際國內技術標準都對不同類型的AIS設備發射功率進行了限定。部分廠商生產的B級的設備發射功率甚至超過了A級設備，干擾了其他AIS設備發射信號正常接收。

建議大家都從正規渠道購買經船檢認證的標準AIS設備，避免影響對他船信號的接收，和整個無線先使用環境。

3.3.4 部分信號被岸臺過濾、在傳輸過程中丟失

部分B級AIS船臺不按國際標準（時隙、功率）播發信息、超功率播發信息，導致數據沖突、本船和他船播發的信息全部或部分丟失。AIS基站在收到船臺發送的信息包后會進行檢測，如果數據包數據丟失嚴重（完整率低于60%），將作為噪音處理，進行過濾，不會推送到數據中心，海事管理平臺自然無法顯示此類船臺信息。

以2020年7月17日楊浦轄區AIS信號掃測結果為例，分析發現AIS Socket接口（東保中心基站接收到的）AIS船舶為453艘，楊浦局電子巡航系統AIS船舶為439艘，兩組數據差異14艘。初步分析主要原因為傳輸鏈路中間環節過多，受鏈路帶寬限制，導致AIS數據在傳輸過程中丟失數據的現象較為嚴重，丟失比例約為3.1%。

4 應對建議

4.1 船舶所有人方面

船舶所有人/航運公司應高度重視正確使用AIS設備在船舶安全營運中的重要性。為了保證AIS設備的正確有效使用，航運公司應當從正規渠道購買經認可的合規設備，為船上配齊包括設備產品說明書和操作說明書在內的文書和文件，制定正確使用船載AIS設備的須知和規定，鼓勵船員正確操作AIS設備，高度重視船舶報告的設備故障，加強岸基支持力度，對設備在使用過程中出現的問題及時給予技術支持，及時聘請工程師進行維修或予以換新。

4.2 船員方面

由于IMO和國內都未將AIS設備使用納入船員培訓的必修課程，國內航行船舶船員接受文化教育的程度相對較低以及認識水平的不足，導致船員AIS設備操作能力和水平較低，特別是內河船員對AIS設備基本不敢碰、不愿碰。因此，船員應克服畏懼心理，經常閱讀設備操作說明書，提高AIS設備操作技能。

4.3 生產商方面

B級AIS設備基本都是國內生產商生產，其使用壽命不如A級設備長，B級設備生產商應著力提高設備的工作可靠性、穩定性和使用壽命。

4.4 船舶檢驗方面

Solas公約2010年修正案要求，營運船舶配備的自動識別系統應由認可的驗船師或認可的試驗或檢測機構進行年度試驗（國內法規無此規定）。試驗應驗證船舶的靜態信息編程是否正確，與連接傳感器的數據交換是否正確，并且通過無線電頻率測量和使用船舶交通服務（VTS）等進行廣播試驗驗證無線電性能。船上應保留一份試驗報告的副本。國內航行船舶卻無相關規定，導致船載AIS設備安裝之后不再進行試驗，并且設備出現故障之后，船東隨意更換AIS設備。建議將AIS設備納入船舶年度檢驗的必檢內容。

4.5 海事管理方面

AIS設備自2006年起在國內推行，由于倉促推行，國內AIS類管理規范大多是針對某一時期出現的突出問題進行打補丁，倉促出臺的規范性文件。目前，迫切需要對AIS相關個法律、法規和規范進行梳理，建立一套涵蓋MMSI號核發，船舶命名，船舶買賣，AIS設備的認可、檢驗、安裝、培訓、操作、管理等各方面的管理制度，實現立法系統化。同時，利用大數據技術對AIS數據進行系統分析和挖掘，為現場執法人員提供系統支持，實現監管信息共享、執法標準統一，大幅提高AIS執法能力和執法水平，持續嚴格執法，對船載AIS設備類的違法行為進行有效管理。

5 結 論

船載AIS設備自應用以來，在船舶避碰、海上搜尋與救助、水上交通管制、海上交通事故調查、發布海上安全信息和識別助航等方面發揮著越來越重要的作用。在充分了解到可能造成船載AIS信號無法接收的可能原因之后，業界相關各方應針對每臺AIS的實際情況具體問題具體分析，找出無法接收的真正原因，采取正確的應對措施，確保AIS設備的正常使用，充分發揮AIS自動識別、自動跟蹤、簡化信息交流的功能，避免船舶碰撞的發生，提高水上交通安全。

作者簡介：

邱學剛，綜合業務處副處長，（E-mail）qiuxg7503@shmsa.gov.cn，18918229176