AIS船臺信號實測分析與應對策略

◎賴擎青 李輝 南海航海保障中心

船舶自動識別系統(AIS)的使用在加強海上生命安全、提高航行的安全性和效率發揮了巨大的作用。因管理的逐步精細化，AIS系統存在的缺陷及應用問題凸顯，各類學術論文中均有報道。陸悅銘等反映船舶駕引人員在船載船舶自動識別系統中常會發現一些不正確的信息被接收到，然而一會這些接收到的船舶信息出現丟失的報警。馬楓反映國內的廠商在開發船臺的過程中，過于追求低成本，造成性能不達標的情況十分普遍，船臺信號，存在著功率上升時間過長，調制時間過長的問題，這類船臺如果繼續蔓延，將對信道造成很大的混亂。

1.存在的問題

南海航海保障中心作為南海海區AIS系統維護管理機構，關注到了各類報道反映的問題，也收到了各類應用方的反饋，問題主要集中在以下幾方面：

（1）AIS反饋的船舶信息不準確，不能真實反映船舶的動、靜態信息，對船舶避碰及船舶監管造成不良影響；

（2）船舶存在一船多個九位碼，一個九位碼幾個船舶共用的情況，船舶存在利用逃避監管的情況；

（3）AIS船舶動態數據延時，不能準確標示船舶實時船位；

（4）與VTS系統進行數據融合中發現部分船舶無AIS信號。

首先，南海航海保障中心對南海海區AIS岸臺系統進行技術核查。核查所有基站的時隙占用情況，核查了網絡丟包情況，對基站實時數據與網關服務器實時數據進行比對分析，通過檢索數據庫服務器中相同時間段內存儲的數據，核查服務器輸出到終端數據的完整性，核查顯示岸臺系統在技術各方面都正常，不是造成以上問題的原因。問題在AIS船臺上進行了集中，很可能是岸臺基站接收到船臺不合規數據造成的問題。為此，通過對基站接收的船臺信號進行技術分析，查找問題根源。

2.AIS船臺信號實測分析

2.1 實測情況

為確保測試區域數據能準確反映可航行水域的整體狀況，在廣東、廣西兩省區域選取了沿海及內河典型的7塊水域進行數據收集分析。測試人員架設全新AIS數據接收設備，每個測試點分別采集船臺實時數據時間約120分鐘。開發基于國際標準與實測數據比對軟件，從以下四個方向對接收數據進行分析。

①AIS船臺靜態信息標準符合度分析；

② AIS船臺動態信息標準符合度分析；

③AIS船臺動態電文播發頻率符合度分析；

④ AIS船臺（Class A、Class B）與船舶類型的匹配度分析；

分析見數據表1。

表1 實測數據統計結果

2.2 數據分析

2.2.1 AIS船臺靜態信息標準符合度測試情況

收集的7800條船舶AIS船臺數據中船臺靜態信息存在問題的船舶數量為310個，占比3.97%，其中Class A類問題船臺6個，Class B類船舶MMSI碼277個，船舶船臺動態信息同時在A類和B類報文存在的27個。通過數據分析，南海南區AIS船臺靜態信息標準符合度較高，Class B船臺靜態信息錯誤率明顯高于Class A船臺。

2.2.2 AIS船臺動態信息標準符合度測試情況

收集的7800條船舶AIS船臺數據中船臺動態信息存在問題的船舶數量為718個，占比9.2%，其中Class A類問題船臺157個，Class B類船舶MMSI碼529個，船舶船臺動態信息同時在A類和B類報文存在的32個。通過數據分析，南海南區AIS船臺動態信息標準符合度較高，Class B船臺動態信息錯誤率明顯高于Class A船臺。

2.2.3 一船同時使用多個九位碼測試情況

收集的7800條船舶AIS船臺數據中，在同一條船舶名下同時使用不同船舶MMSI碼，并且同時發送AIS報文的船舶107條，占比1.37%。

2.2.4 AIS船臺與船舶類型的匹配度測試

通過A類船臺發射1、2、3、5號報文，B類船臺發射18、19、24號報文的標準，測試AIS船臺（Class A、Class B）與船舶類型的匹配度，收集的7800條船舶AIS船臺數據中，存在不匹配問題的船舶數量為755條，占比9.68%。

2.2.5 AIS船臺動態電文播發頻率符合度測試情況

AIS船臺動態電文播發頻率符合度測試主要檢測船臺是否按AIS通信標準進行時隙預約發射，播放頻率是否符合標準，收集的1076條船舶AIS船臺數據中，AIS船臺動態電文播發頻率不符合國際標準要求的船臺910，占比84.46%，Class B船臺電文播發頻率不符度明顯高于Class A船臺。

3.問題應對策略研究

3.1 AIS船臺設備靜態、動態信息標準問題情況分析

同一MMSI碼下存在多重船名、多重廠商、多重設備類型及基礎信息填報不準確等問題；船速與實際船速不匹配，船舶GPS數據異常、船舶MMSI碼配置錯誤等問題。該類問題會造成船舶實時位置飛移，船舶航行軌跡錯亂，給監管部門帶來管理上的不便。同時該類船臺設備還會額外占用時隙，影響正常發射報文船舶，問題船臺主要為B類船臺。部海事局文件“海船舶（2015）368 號”要求，已安裝上船的船載B級AIS設備，禁止用戶隨意修改靜態參數。但實際調查中發現市面上有靜態數據燒寫器，可對船舶靜態數據進行修改，為一些有違法意向的船舶提供了便利。建議海事執法機構聯合船舶檢驗機構加強船載AIS設備檢驗，船舶檢驗機構定期校驗AIS船臺信息合格性，發現AIS靜態信息不準確的情況由海事機構嚴肅處理；在船舶動態信息的更新機制上海事部門可與船舶到港及離港報告制度掛鉤，在進出港同時校正AIS船臺動態信息；對于提供船臺靜態數據燒寫器的商家交與公安立案偵辦，全方位凈化AIS船舶靜、動態信息。

3.2 AIS船臺動態電文播發頻率不規范

未按AIS通信標準進行時隙預約發射，電文播發頻率的間隔時間存在問題，隨意進行播發數據報文，該類問題會嚴重擾亂該水域AIS通信環境，造成AIS目標丟失、信號延時，這是目前各海事局反饋AIS在電子海圖顯示與實地查看位置不符合的根源。主要問題在B類船臺，實際為AIS設備廠商不按規范生產AIS設備，為節省船臺用電，廠商選擇了按固定時間發送AIS信息（實測中很多問題船臺為固定3、5、10分鐘發送），與ITURM.1371規范要求相差甚遠，海事管理機構應約談問題船臺生產企業，及時糾正非標船臺生產行為。

3.3 AIS船臺與船舶類型不匹配

船舶上同時發射Class A和Class B報文，此類問題主要因船臺廠商生產的船臺設備不合規范，即同時發射Class A和Class B報文，或船舶同時安裝了兩套船臺設備，該類問題主要占用時隙，影響正常發射報文船舶，造成AIS目標丟失、信號延時。主要原因是為了提高Class B船臺的識別率，一些廠商在Class B臺上增加了定時的Class A報文發送，擾亂了正常的AIS無線電秩序。海事管理機構應要求船舶設備檢驗機構加強技術檢驗，強制更換此類船臺，有必要時約談不合規船臺生產企業，逐步凈化不規范船臺。

4.結束語

AIS船臺是AIS系統的重要組成部分，船臺發送數據的質量直接決定AIS系統數據服務質量。通過分析，目前AIS系統及數據使用中產生的諸多問題是由非標準AIS船臺發送數據造成，根治非標準AIS船臺需要多方聯合施策，從根源上消除問題，提高AIS數據質量。