長江干線AIS 航標助航作用的調查與評估

郝江凌，李昱，程贛軍，趙階樂，潘明陽

（1.大連海事大學航海學院，遼寧 大連 116026；2.長江蕪湖航道處，安徽 蕪湖 241000；3.長江航務管理局，湖北 武漢 430000；4.長江鎮江航道處，江蘇 鎮江 212000）

1 引言

從黨的十九大提出建設交通強國、創新型國家等戰略部署，到黨的二十大報告中特別強調加快建設交通強國、數字中國，全國各地都在認真貫徹黨的精神，統籌推進交通運輸行業高質量發展。中共中央國務院印發《交通強國建設綱要》，要求由依靠傳統要素驅動向更加注重創新驅動轉變，構建安全、便捷、高效、綠色、經濟的現代化綜合交通體系，打造一流設施、一流技術、一流管理、一流服務，建成人民滿意、保障有力、世界前列的交通強國。

2021 年初，長江航道局修訂了《航標工作規定》，首次明確了AIS 航標在長江航道應用的技術標準，規范了多種應用場景，逐步探索以視覺航標為主，AIS 航標為輔，多種助航服務協同發展的綜合導助航體系。

2022 年3 月7 日，長航局印發的《長航局交通強國試點2022 年工作要點》在長江航運多源時空信息智能服務應用試點方面，要求試點AIS 虛擬航標應用。

截至2022 年6 月25 日，長江干線共設置AIS 航標三百多座，共11 個航道單位有應用。為提高長江干線綠色養護和智能養護水平，強化AIS 航標全面規范化應用，開展AIS 航標試用情況調查和評估是非常必要的。通過調查各類AIS 終端、平臺接收和顯示情況，了解AIS 航標的助航作用、用戶體驗和需求，為進一步完善AIS 航標服務條件和管理機制以及AIS 航標的推廣應用奠定基礎。

2 指標體系的建立

AIS 航標的信息通過AIS 21 號電文播發出來，由AIS 基站播發、AIS 船臺接收，然后在相關硬件設備、軟件系統和平臺顯示并用于助航。為了對AIS 航標試用效果進行評估，需要建立科學合理的指標體系。指標體系是評估的依據，是調查的基礎。

根據指標制定的原則，將評估體系分解成目標層、準則層和指標層。目標層是AIS 航標試用效果，準則層則是可用性與辨識度（助航作用）、船端設備顯示情況、岸基平臺顯示情況、養護保障能力四個方面進行考量。每一個準則層都有不同的指標去細化和分解。本文限于篇幅，只做助航作用方面的評估研究。

AIS 航標的第一服務對象是船舶，主要使用者為駕駛員、引航員、VTS 值班員等，他們對AIS 航標的認可程度決定了AIS 航標的應用前景。將可用性與辨識度分為四個具體指標來衡量，包括助航作用、船員的認可和歡迎程度、信號獲取的便捷性和辨識度（見表1）。

表1 指標體系

通過調查問卷分別對駕駛人員（通航船舶、航道工作船駕駛員以及長江下游引航員）、VTS 值班員進行了調查，共收集答卷340 份，具體數量見下表2。從上、中、下游從船舶的流量密度來看，這樣的答卷比例是符合實際情況的。

表2 調查問卷數量

3 調查結果

定義“效果值”作為效果的測度，表示穩定性、可用性、辨識度以及助航、養護等能力的大小或高低，取值為[0，1]（或[0%，100%]）。該值越大，表示效果越好，反之亦然。

對AIS 航標能起到多大的助航作用的調查設置了四個選項：很大、較大、一般和不能。具體調查結果見下表3。其效果值為“較大”及以上的比例81.76%（即59.41%+22.35%）。

表3 AIS 航標起到的助航作用

對AIS 航標是否受駕駛員的喜歡的調查設置了四個選項：很喜歡、喜歡、一般和不喜歡。具體調查結果見表4。其效果值為“喜歡”及以上的比例79.12%（即50.59%%+28.53%）。

表4 是否喜歡這種顯示方式

調查問卷中對于獲取AIS 航標信號的便捷性選項分為：便捷、一般、不穩定和空（未填寫），具體統計結果如表5。其效果值為70%。

對AIS 航標的辨識度調查設置了四個選項：很好、較好、一般和不好。具體調查結果見表6。其效果值為“較好及以上的比例80.29%（即57.94%%+22.35%）。

表6 AIS 航標的辨識度

4 指標權重和評估結果

評估方法采用層次分析法（Analytic Hierarchy Process.AHP）。對于判斷矩陣的比較和打分，邀請了3 位教授、2 位船長、3 位資深行業專家、1 位航道管理人員共9 人組成評判組，通過會議討論、電話訪談、函調三種方法，采用1～9 比率標度對其重要性進行打分。根據九位專家打分求平均值，可用性與辨識度判斷矩陣的結果如表7。

表7 判斷矩陣

對判斷矩陣采用特征根方法進行計算，結果如表8：

表8 計算過程

因為一致性比例CR=0.053517 ＜0.1，所以該判斷矩陣的一致性在可接受范圍內。故而，得到“可用性與辨識度(A)”的權重系數如表9：

表9 權重系數

從上表中可以看出，助航作用權重最大，即它是最重要因素。結合上一節各指標的效果值，得到可用性與辨識度最終效果值為80.36，見表10。

表10 最終效果值

采用被廣泛認可的“五分制”進行評級，即在百分制里90 以上為優秀，80～89 為良好，70～79 為中等，60～69 為及格，60 分以下為不佳，AIS 航標的可用性與辨識度效果綜合評估結果為良好，助航作用效果也達到良好。

5 結論與建議

從評估結果可以看出，AIS 航標信號獲取的便捷性（得分70）不高，制約了整體效果，是薄弱環節。船舶在航行中，主要依靠雷達導航，尤其是視野不好的夜航和惡劣天氣。雷達是駕駛員最信任的導航設備，將AIS 航標接入到雷達中，將會極大發揮它的助航功能，提升應用效果。所以要加強船舶通導設備（雷達/ARPA、ECS/ECDIS 等）對AIS 航標信號的獲取、接入的便捷性，才能使AIS 航標的應用效果更進一步發揮。