摘　要：　目前AIS的快速發(fā)展，已成為船與船、船與岸之間通信及安全避碰的一種重要手段。文章系統(tǒng)地介紹了AIS的由來、結(jié)構(gòu)和功能、在航海安全中的應(yīng)用、使用時的局限性和發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：　AIS　結(jié)構(gòu)　功能　避碰　應(yīng)用趨勢　注意事項

1　AIS的由來

目前，航運事業(yè)發(fā)展迅速。各個國家的船舶正朝著大型化、高速化方向發(fā)展，船舶數(shù)量和水 域交通密度及危險貨物裝載量不斷增加，海損事故時有發(fā)生，嚴(yán)重威脅船舶航行安全和海洋生態(tài)環(huán)境。為了改變這種狀況，瑞典提出了AIS系統(tǒng)。國際海事組織(IMO)、國際航標(biāo)協(xié)會(IALA)和國際電信聯(lián)盟(ITU)等國際組織經(jīng)過多次研究和討論，基本確定了船舶自動識別系統(tǒng)(AIS-Automatic Identification system)的概念、工作頻率、系統(tǒng)構(gòu)成、信息交換方式和系統(tǒng)性能標(biāo)準(zhǔn)。

2　AIS的結(jié)構(gòu)和功能

1.1　AIS的結(jié)構(gòu)

AIS系統(tǒng)主要由岸臺系統(tǒng)和船臺設(shè)備兩部分組成。

1.1.1　岸臺系統(tǒng)

由一系列岸臺聯(lián)網(wǎng)而成。一個典型的岸臺由

VHF TDMA收發(fā)機、VHF DSC接收機、基站控制器(BSC)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、控制軟件和應(yīng)用軟件組成。AIS基站收發(fā)機遵從ITU-RM.1371-1建議案《AIS技術(shù)特性標(biāo)準(zhǔn)》，可安裝在VIS系統(tǒng)中或作為AIS沿海網(wǎng)絡(luò)的核心單元。借助基站控制器(BSC)，基站收發(fā)機可以相互連接實現(xiàn)對海岸線的覆蓋。收發(fā)機還可配置為轉(zhuǎn)發(fā)站。

1.1.2　船臺設(shè)備

是一種VHF海上頻段的船載廣播式應(yīng)答器。一個典型的AIS船臺由1臺VHF發(fā)射機、2臺VHFTDMA接收機、1臺VHFDSC接收機、1臺帶有標(biāo)準(zhǔn)的船用電子通信接口(IED61162/NMEAOl83/200)的控制裝置以及各種必要的傳感器組成。它能發(fā)出船舶的各種信息，如身份、船位、船首向、船舶類型、船舶長度、寬度、吃水、所載危險貨物等信息。

1.2　AIS的功能

SOLAS第5章第19條中規(guī)定了通用AIS的配備要求。該系統(tǒng)的配置已于2002年7月1日起新造船舶開始強制執(zhí)行，同時，對所有從事海上航行的船舶于2004年7月1日起強制裝備，300總噸以上能夠從事國際運輸?shù)拇埃?00總噸及以上不從事國際航運的貨船和所有客船，均需要安裝AIS的設(shè)備。

規(guī)則闡述的AIS大體有如下功能：

(1)系統(tǒng)可在無人介入的情況下，主動連續(xù)地向合適配備的岸臺、其他船舶或航空器提供信息，包括船舶識別、類型、位置、航向、航速、航行狀態(tài)和其他與安全有關(guān)的信息；

(2)系統(tǒng)能自動接受處理來自他船的操縱和船位信息；

(3)系統(tǒng)內(nèi)設(shè)測試設(shè)備(BITE)；

(4)能與AIS岸臺交換數(shù)據(jù)；

(5)能識別船只、檢測和跟蹤船舶；

(6)大大簡化了信息的交流量和交流次數(shù)；

(7)提供其他輔助信息以避免碰撞發(fā)生。

3　AIS在VTS和航海中實際應(yīng)用

航海者都認為AIS系統(tǒng)是一種有效的避碰手段，給航行安全帶來了革命性的突破。

3.1　AIS提供的船舶信息，減少了船船及船岸間大量的口頭通信內(nèi)容和時間

1999年新加坡AIS小規(guī)模測試表明：有了AIS提供的船舶信息，使船方只要進行簡單的船位報告，就能進行有效地識別，幾乎減少了一半的口頭通信時間，最大程度消除了語言障礙及誤解，有利于船舶相互間集中時間進行協(xié)調(diào)避讓。

3.2　AIS系統(tǒng)有助于船舶和VTS識別雷達盲區(qū)船舶的航行動態(tài)

因雷達發(fā)射波被島礁等阻斷，船舶雷達無法捕捉到該雷達盲區(qū)航行船舶，這給船舶航行帶來了一定的安全隱患。而VTS跟蹤的未配置AIS系統(tǒng)的船舶進入雷達盲區(qū)，船舶標(biāo)識符(VTS標(biāo)注的船舶識別符號)按船舶進入雷達盲區(qū)時的速度、航向前進，無疑會與船舶實際位置發(fā)生出入，如果船舶在盲區(qū)錨泊，船舶標(biāo)識符就會移失，與其他船舶、物標(biāo)發(fā)生假碰撞報警，錨泊船也會失去跟蹤，這些給VTS和船方都造成了不小的麻煩。而裝備AIS系統(tǒng)的船舶通過與附近船舶及岸基AIS數(shù)據(jù)的實時交換，船位得到了與岸基AIS相連的DGPS的修正，船舶定位精度更高，航行動態(tài)更易識別。

3.3　AIS讓雷達回波、船舶標(biāo)識符及AIS識別標(biāo)識符緊緊關(guān)聯(lián)在一起。從而有效避免了船舶標(biāo)識符交換現(xiàn)象，讓船舶標(biāo)識符實時標(biāo)識在船舶實際位置上。

3.4　AIS對航行水域環(huán)境的應(yīng)用

燈標(biāo)、浮標(biāo)等航標(biāo)容易受到水流的影響產(chǎn)生移位或者漂浮，因而很可能給船舶帶來事故。但是這些航標(biāo)是否移位，有的時候不能被及時發(fā)現(xiàn)或者及時改正，船舶也不能及時地得到通知。如果在AIS系統(tǒng)情況下仍需要現(xiàn)行的實物航標(biāo)，只要在現(xiàn)行燈標(biāo)體上安置1臺AIS設(shè)備就能解決。當(dāng)燈標(biāo)發(fā)生移位時，移位了的燈標(biāo)上的AIS設(shè)備就能把移動了的位置報告出來并報警，這對航行安全是非常有益的，可以有效地減少因為看錯燈標(biāo)或者定位錯誤而產(chǎn)生事故。

3.5　有助于確定沿海事故嫌疑船舶及組織事故附近水域船舶參與搜救

IMO規(guī)定：船舶上安裝的AIS設(shè)備除在有國際協(xié)議、規(guī)則或標(biāo)準(zhǔn)要求保護航行信息的情況下(如為避免海盜獲悉船舶信息)不得停止使用，故此，只要在沿海地區(qū)合理布局AIS基站，每一條配備AIS設(shè)備的航行船舶動態(tài)都能被實時跟蹤、記錄。近幾年事故調(diào)查表明：沿海地區(qū)發(fā)生的船舶碰撞事故，大多數(shù)肇事逃逸嫌疑船舶都是VTS通過保存的AIS數(shù)據(jù)進行排查確定的。同時AIS系統(tǒng)清楚地顯示了事故水域附近的航行船舶，海上搜救中心接到求救報告后，可以立即組織進行搜救。

3.6　AIS系統(tǒng)有助于船舶避碰

2002年7月倫敦舉辦的IMO/IALA大會關(guān)于AIS的報告中，IM0助理秘書長就曾在報告中提及將AIS作為一種適合當(dāng)時環(huán)境和情況的有效手段加入到《1972年國際海上避碰規(guī)則》第5條(了望)和第7條(斷定是否存在碰撞危險)中；而許多資深船長也認為AIS系統(tǒng)作為一種了望、避碰手段已經(jīng)運用于航海中。

3.6.1　AIS進一步改善了值班駕駛員的了望信息目前沿海地區(qū)發(fā)生的重大事故，往往是能見度不良情況下大型船舶在高速行進中將小船撞沉，由于海況、天氣和其他干擾源對雷達探測的影響及選用雷達距離標(biāo)尺帶來的限制，在適當(dāng)距離內(nèi)，雷達對小船和其他漂浮物有探測不到的可能性，使小船被撞概率居高不下，造成了海上人命財產(chǎn)的極大損失。所以本人強烈建議小船更應(yīng)安裝AIS系統(tǒng)，以便大型船舶值班駕駛員能及時掌握小船動態(tài)，避免事故發(fā)生。

3.6.2　AIS系統(tǒng)是一種提供適時信息以斷定是否存在碰撞危險的有效手段值班駕駛員可通過AIS船對兩船的DCPA和TCPA進行分析，提供的實時數(shù)據(jù)幫助值班駕駛員斷定是否存在碰撞危險。所以AIS系統(tǒng)是一種避免碰撞的有效手段。裝備AIS系統(tǒng)的兩船如果存在碰撞危險，她們?yōu)楸苊馀鲎捕鞯暮较蚝秃剿俚娜魏巫儎佣紩ㄟ^AIS被對方實時而準(zhǔn)確地探知，有助于船舶判定兩船是否正在形成或消除緊迫局面，以便及早和充分地運用良好的船藝避免與他船碰撞，并細心查核避免行動的有效性，直到最后駛過讓清為止。

4　AIS實際使用中應(yīng)該注意的問題

目前AIS設(shè)備已進入實質(zhì)性的強制安裝和使用階段，但是任何一種設(shè)備都有其特性和局限性，要發(fā)揮其作用，使用人員必須全面熟悉和掌握其性能，以免顯示不正確信息，引發(fā)事故。下面是AIS系統(tǒng)在使用時容易出現(xiàn)的幾個問題：

4.1　AIS位置信息可能出現(xiàn)誤差

與AIS相連的任何設(shè)備或傳感器的準(zhǔn)確度或其出現(xiàn)故障都將影響到AIS信息的準(zhǔn)確性。該情況在實際工作中已經(jīng)得到驗證。本人查閱了進出廈門港口的一段時間內(nèi)裝有AIS船舶的AIS船位信息與雷達回波進行比較，發(fā)現(xiàn)兩者之問存在一定的誤差。在廈門VTS顯示系統(tǒng)中，當(dāng)AIS船位信息與雷達回波較近時，兩者融合在一起，顯示一個船位信息；當(dāng)兩者相差較大時則分別顯示AIS信息與雷達回波信息。中國沿海如不進行校核，普通型的GPS船位的誤差一般在100m左右，其中包含20m左右的偽距水平誤差，50m左右的坐標(biāo)系統(tǒng)誤差，20m左右的海圖和作圖誤差。經(jīng)調(diào)查2004年11月下旬進出廈門港的船舶，共有350艘裝有AIS，其AIS船位信息與雷達船位信息不一致的占12%，部分船舶AIS船位與雷達船位相差200m以上，有一船相差478m，另一船竟達935m。廈門VTS中心雷達在工程驗收時實測測距誤差為6.92m，實際位置誤差可能大于實驗誤差，必須引起重視。

4.2　與AIS相關(guān)的故障將影響AIS信息的準(zhǔn)確度

2004年3月，Q輪向廈門VTS中心報告，該輪從檢疫錨地起錨進港，VTS中心通過AIS對該輪進行跟蹤，十幾分鐘后VTS工作人員發(fā)現(xiàn)Q輪剛出錨地，AIS矢量圖象與進港海圖不符，同時航道內(nèi)距Q輪1.6nmiles左右的一艘未向VTS報告的大船，未被跟蹤。經(jīng)與Q輪核實，實際未被跟蹤的船舶是Q輪，VTS顯示的信息是錯誤的，原因是該輪GPS出現(xiàn)故障，GPS顯示的起錨不久的位置和航向、航速信息，導(dǎo)致VTS收到Q輪的AIS信息與實際不符，所以駕駛員和AIS使用人員要注意AIS虛假信息和錯誤報告的識別。

4.3　不能正確操作，使AIS信息與實際狀況不符

目前我國AIS的培訓(xùn)僅僅在海上保安員培訓(xùn)課程中涉及，且涉及到具體航行中的使用也不多。駕駛員對AIS的使用只能通過自學(xué)和不斷的摸索，那出現(xiàn)不當(dāng)?shù)氖褂镁筒蛔銥槠媪?。AIS的航向信息可以從電羅經(jīng)上接入，也可以人工輸入；AIS的航跡向信息可以通過儀器本身計算或人工輸入風(fēng)流壓差。有的船舶隨意輸入風(fēng)流壓差，導(dǎo)致AIS顯示的矢量圖象與實際移動相差甚遠，有的相差70度到80度。該錯誤信息使其它船舶的AIS計算與該船間的CPA，TCPA不正確，目標(biāo)危險程度顯示不真實，出現(xiàn)錯誤報警和漏報警，駕駛員如盲目相信AIS則可能引發(fā)碰撞事故。

4.4　單獨使用AIS的局限性

AIS不能取代雷達；AIS僅在雙方均安裝了該設(shè)備的情況下才能顯示和進行聯(lián)絡(luò)。對沒有安裝該設(shè)備的船舶無法顯示和跟蹤，特別是小型船和漁船一段時間內(nèi)可能不會安裝AIS設(shè)備。對其他靜止目標(biāo)及水域環(huán)境等無法顯示，或顯示的不是水域的全景交通圖象。

5　AIS的前景展望

由于目前不是所有的船舶都配備有此設(shè)備，例如游船、內(nèi)陸水域船舶等，所以必須生產(chǎn)出滿足較低航行標(biāo)準(zhǔn)的、經(jīng)濟的AIS設(shè)備。隨著IMO關(guān)于AIS標(biāo)準(zhǔn)的出臺和不斷提高，各種研制廠商也不斷地推出了具有最新功能的AIS設(shè)備。AIS將成為對現(xiàn)存導(dǎo)航系統(tǒng)(包括雷達)最重要的補充。總之，經(jīng)AIS接收的數(shù)據(jù)將提高值班駕駛員獲取信息的質(zhì)量，增強通航意識。配備合適的圖象裝置，船載AIS通過計算到達最近點(CPA)和從目標(biāo)船發(fā)送的數(shù)據(jù)，將能提供快速、自動和精確的碰撞危險信息，為自動避碰系統(tǒng)的發(fā)展提供了較好的數(shù)據(jù)源。AIS從單臺儀器向網(wǎng)絡(luò)方向發(fā)展，從單一的提供數(shù)據(jù)向智能專家系統(tǒng)發(fā)展，與VTS結(jié)合向新型船舶交管系統(tǒng)方向發(fā)展，向互聯(lián)網(wǎng)(INTERNET)發(fā)展。AIS已不是簡單的船舶裝備的單獨航行儀器，它與海岸AIS網(wǎng)構(gòu)成船岸之間航海保證系統(tǒng)，進入互聯(lián)網(wǎng)，具有廣闊的前景。船舶AIS與電子海圖顯示(ECDIS)技術(shù)集成為“新型船舶避碰專家系統(tǒng)”，AIS與過去基于雷達的VTS結(jié)合集成為“新型船舶交管系統(tǒng)”。AIS既是航海導(dǎo)航通信設(shè)備，又是船舶信息化的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，利用傳統(tǒng)的甚高頻水上移動通信頻率，采取了自主時分多通道訪問協(xié)議的數(shù)字通信技術(shù)，以先進的GPS定位作為船位的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，電子海圖顯示為顯示終端，因此在海事管理方面有廣闊的應(yīng)用前景，對船舶交通管理具有監(jiān)督能力，對運輸船隊有調(diào)度、營運的管理能力，對船舶進出港口具有領(lǐng)航能力，對船舶遇險有搜救能力，對海上航行的船舶有獲得航行警告和氣象信息的能力，還有船舶與公司之間信息通信的能力。

隨著航運技術(shù)的發(fā)展，AIS技術(shù)必將得到更大的發(fā)揮和完善，為航運的發(fā)展帶來更大的便利。

作者：郭濱  來源：天津航海