AIS 監控系統在長江引航安全中的作用

張剛

（上海港引航站，上海 200080）

針對船只行進過程中的偏航、路線錯誤等問題，需耗費大量的人力物力資源與時間才能夠解決。而基于AIS 技術開發出的船舶監控系統，能夠實時追蹤船只航行位置信息，確定船只行進軌跡，分析船只在行進過程中是否發生偏離。同時，其還能夠獲取其他船只的航行軌跡圖，通過對比不同船只的航行軌跡路線，最終選定最優領航方案。

1 AIS 技術在長江下游的應用現狀

AIS 技術在引航領域的應用主要受AIS 基站建設以及船舶配備情況的影響。長江數字航道與智能航運建設示范工程（南京至瀏河口河段）建設規模為四站一中心，即在南京設置控制管理中心，在南京、鎮江、江陰、南通等地共設置四個AIS 基站，基本實現南京至瀏河口長江干線水域的AIS 通信覆蓋。工程竣工后，全部AIS 基站的船舶監控信號可以通過已有鏈路傳輸至長江引航中心[1]。

同時，中國海事局要求沿海航行的客船、500 總噸以上油船、危險化學品船、集裝箱船均需配備AIS 設備，未按要求安裝的船舶禁止離港。截至目前，進江外輪和大部分國輪都安裝了符合國際標準的AIS 系統，這為引航員利用船載AIS 設備提供助航服務創造了良好的外部條件。

2 基于AIS 技術的船舶監控系統

2.1 系統框架

基于AIS 技術的船舶監控系統包括船舶動態監控、監控預警、安全信息收發、視頻監控等功能模塊，為船舶安全管理人員提供服務。船舶安全管理人員可通過PC 終端登錄船舶監控系統開展安全管理工作。系統框架如圖1 所示[2]：

圖1 引航安全監控系統邏輯框架

2.2 系統監控范圍

應用AIS 技術構建出的船舶監控系統，能夠實現對船舶的實時監控與引導，監控范圍如下：其一，利用GPS 助航的引領船舶。其二，利用AIS 系統助航的引領船舶。其三，安裝有GPS 接收機的引航交通艇。其四，視頻監控系統監控范圍內的過往船舶。

2.3 實驗論證分析

基于AIS 技術的船舶監控系統與傳統引航方法相比更加高效穩定。通過對照實驗分析論證基于AIS 技術的船舶監控系統應用效果，A 組為船舶監控系統引航法，B 組為傳統引航法，最終實驗結果如表1[3]：

表1 對此實驗結果

對比分析可得：A 組與B 組相比，航行時間減少了23min，航行路程減少了255km，且A 組安全系數更高。由此可見，應用船舶監控系統，能夠為船舶提供安全可靠的優質引航服務，進而能夠顯著縮短航行時間與路程、提高航行安全性。

3 AIS 船舶監控系統在長江引航安全中的作用

3.1 實時更新船只航進位置

船舶行進過程易受風浪、天氣等多種不穩定外界因素影響，因此需加大對船只的掌控力度。應用AIS 船舶監控系統，有助于實時掌握船只運行信息，包括整體載重、航行速度、前進路線、資源儲備等等。同時，應用AIS 船舶監控系統，能夠顯著提高通信穩定性，進而確保船只與陸地之間交流通暢。此外，應用AIS 船舶監控系統，能夠實現對船只信息的總結分析，進而將有用信息傳遞給引航中心。基于此，引航中心能夠實時跟進船只航進位置[4]。

3.2 確定船只行進軌跡

船只航行應按照既定路線前進，但航行過程往往會受各種不可控因素影響，而需更改行進路線。因此，需合理分析與優化船只預定行進軌跡。AIS 監控系統與船只導航系統的結合，能夠幫助引航中心確定船只行進是否受不可控因素影響。

AIS 船舶監控系統本身具有計算功能，通過實時記錄船舶勞氏數據信息、港口基本信息及潮汐、氣象等數據信息，于系統內部自動整合分類，進而通過計算實現對船只行進路線的二次規劃。同時，其還能夠在二次規劃船只行進路線的基礎上，探究水面風速、風向等環境因素對船只行進路程的影響，最終設計出最佳路線。

3.3 報警功能與安全作用

引航中心AIS 監控系統擁有多種報警功能。其一，超速報警：可以對指定航段設立速度限制，當進入該航段的船舶超過設置速度時就會報警。其二，偏航報警：可對監控系統進行預警設置，當船舶偏離預先設立區域或靠近預先設立的警戒線時，系統能夠自動報警。其三，警戒區報警：可同時針對多個區域進行預警設置。其四，速降變化異常報警：當船速度突然明顯下降時報警。

監控人員可通過查看報警窗口漏洞對報警船舶實時監控，判別該船是否有緊急情況或者違章行為發生，如有則及時通過信息平臺給予提醒并記錄備查。并為失控或事故船舶提供信息服務和必要協助，以防損失進一步擴大[5]。

3.4 軌跡回放和查詢功能作用

AIS 監控系統具備儲存船舶行進軌跡的功能，進而通過軌跡回放明確單船或區域內多船的行進軌跡，在此基礎上調查船舶是否存在航行爭議或違章行為，以此作為海事調查和違章處罰的依據。

此外，AIS 監控系統還具備查詢功能，直接點擊電子航道圖上航行船舶標志，即可立即顯示出船舶的基本信息。而在查詢欄輸入船名或呼號，則可快速查詢相應船舶在電子江圖上的位置，并髙亮居中顯示。查詢功能能夠輔助引航人員實時定位船舶并探查航行狀態，一旦發現異常也能夠及時向船長發出警報，進而提升航行安全。

3.5 對特殊船舶和復雜航段進行監控

為保證引航安全，中心監控室對特殊船舶應進行特殊監控。例如：將下行吃水較深的船舶（超過8.0m）特別列出，確保安全措施落實并將船舶動態航行信息發送給引航員，提高引航員安全意識。

4 AIS 船舶監控系統在長江引航中的應用問題與改進措施

4.1 AIS 船舶監控系統的應用問題

首先，監控設備存在一定的局限，對于部分未配置AIS 系統的船舶，AIS 系統無法對其進行辨別。同時，由于受基站配置影響，部分區域信號源相對較弱，極易導致出現監控盲區。其次，電子江圖不是完全的矢量圖，導致無法直接對圖紙浮標進行修改。這一問題嚴重阻礙了圖紙更新，為引航工作埋下了安全隱患。再次，圖紙數據缺乏準確性，使得江圖航道、分隔帶以及浮標等的位置信息存在一定的偏差，導致難以對部分船舶的違法行為進行取證，不利于違章查處工作得以順利開展。最后，監控系統具有延遲性，經常會出現兩艘或者多艘船舶信號重疊現象。

4.2 AIS 船舶監控系統應用問題的改進措施

首先，進一步完善江圖。相關工作人員可以通過經緯度理論對水域進行定位，并以此為基礎對水域進行更加精確科學的劃分。其次，添加相關系統。在監控系統中適當添加一些相關系統，例如雷達系統、CCTV系統等，從而消除監控盲區，進而提升監控效率[6]。再次，引進矢量電子江圖。為解決電子江圖信息數據不準確的問題，工作人員可以通過引進矢量電子江圖的方法，有效提高江圖的準確性以及可操作性，同時確保江圖能夠及時得到更新。最后，提高監控系統的自動化程度，從而提升監控系統的監控效率。同時也應當加強對監控工作人員計算機操作技術水平的培訓。

5 結語

綜上所述，通過建設長江引航AIS 船舶監控系統，有助于全面提高業務效率、安全生產能力與服務水平。同時有助于推進長江引航生產服務網絡化、引航資源調度電子化，并進一步實現長江流域引航服務智能化和引航全過程動態監控等目標。