交通管理AIS在海事管理中的应用

　　这篇交通管理投稿论文发表了AIS在海事管理中的应用，AIS统一地以MIS学科世界办理人身份在国际学术界出现，大大提高了MIS学科在世界学术界的声誉及影响力。AIS也开始较为独立地研究创立MIS学科核心标准课程。
 

　　摘 要：结合海事工作实践，详细介绍了AIS的结构、功能和技术特点。

　　关键词：交通管理投稿,AIS技术,结构和功能,技术特点

　　现代船舶朝着大型化、高速化方向发展，船舶数量和水域交通密度及危险货物装载量不断增加，海损事故时有发生，严重威胁船舶航行安全和海洋生态环境。为了改变这种状况，自1992年起，国际海事组织(IMO)、国际航标协会(IALA)和国际电信联盟(ITU)等国际组织经过多次研究和讨论，基本确定了船舶自动识别系统(AIS —Automatic Identification System)的概念、工作频率、系统构成、信息交换方式和系统性能标准。国际海事组织在国际海上人命安全公约(SOLAS公约)第五章船载航行系统和设备的配置中，增加了自动识别系统。具体规定了不同类型船舶的实施时间。随着AIS技术的不断发展，AIS在海事管理中的应用也不断扩展，其发挥的作用也不断增强。

　　一、AIS的结构和功能

　　1.AIS的结构

　　AIS系统主要由船台设备和岸台系统两部分组成。

　　图一 AIS组成结构图

　　(1)船台设备。是一种VHF海上频段的船载广播式应答器。一个典型的AIS船台由1台VHF发射机、2台VHF TDMA接收机、1台VHF DSC接收机、1台带有标准的船用电子通信接口(IED 61162/NMEA0183/200)的控制装置以及各种必要的传感器组成。它能发出船舶的各种信息，如身份、船位、船首向、船舶类型、船舶长度、宽度、吃水、所载危险货物等信息。一个典型的AIS船台结构如图一所示。

　　(2)岸台系统。由一系列岸台联网而成。一个典型的岸台由VHF TDMA收发机、VHF DSC接收机、基站控制器(BSC)、网络设备、控制软件和应用软件组成。AIS基站收发机遵从ITU-RM.1371建议案《AIS技术特性标准》，可安装在VIS系统中或作为AIS沿海网络的核心单元。借助基站控制器(BSC)，基站收发机可以相互连接实现对海岸线的覆盖。收发机还可配置为转发站。

　　2.AIS的功能

　　IMO 已在新修正SOLAS第5章和第19条中规定了通用AIS的配备要求。该系统的配置已于2002年7月1日起新造船舶开始强制执行，同时，对所有从事海上航行的船舶于2004年7月1日起强制装备，300总吨以上能够从事国际运输的船舶，500总吨及以上不从事国际航运的货船和所有客船，均需要安装AIS的设备。规则阐述AIS应有如下功能：

　　(1)自动向合适配备的岸台、其他船舶和航空器提供信息，包括船舶识别、类型、位置、航向、航速、航行状态和其他与安全有关的信息;

　　(2)自动接收来自其他船舶的有关信息;

　　(3)识别船只、检测和跟踪船舶;

　　(4)与岸基设施交换数据;

　　(5)简化信息交流和提供其他辅助信息以避免碰撞发生。

　　二、AIS的技术特点

　　AIS的主要技术特点是采用开放系统互连(OSI)的工作模式，能在所有区域自主和连续工作;由VTS中心指配工作模式;可以广播模式、受控模式进行数据传送。船台传送船舶的基本信息，岸台传送交管信息及其他船舶信息;相互无线通讯制式为SO/TDMA，频率为161.975MHz和162.025MHz，传输带宽为25KHz或12.5KHz;调制方式为GMSK;数据编码方式为NRZI(不归零倒置);传输速率为9600b/s。

　　三、AIS对航行安全的影响

　　AIS的出现给航海人员带来了航行的便利，使用它航海人员可以很方便地识别目标船舶的船名、航速、航向等等一些静态的和动态的参数，方便了船舶之间的通信联系，提高了通信连接的成功率。

　　1.AIS对航行水域环境的影响。灯标、浮标等航标容易受到水流的影响产生移位或者漂浮，船舶在进出港口或者能见度不良的情况下通过狭水道都需要他们的帮助。一旦不在原来的位置就很可能给船舶带来事故，比如船舶的搁浅、触礁等。但是这些航标是否移位，有的时候不能被及时发现或者及改正，船舶也不能及时地得到通知。如果在AIS系统情况下仍需要现行的实物航标，只要在现行灯标体上安置1台AIS设备就能解决。当灯标发生移位时，移位了的灯标上的AIS设备就能把移动了的位置报告出来并报警，这对航行安全是非常有益的，可以有效地减少因为看错灯标或者定位错误而产生的事故率。

　　2.AIS对VTS的影响。AIS实施以后对VTS的影响是相当大的。可以说AIS是对VTS的有效补充。对VTS来说，可扩大VTS的工作范围，可提高VTS精度，船舶的识别从无到完善，可提高VTS工作人员的工作效率。

　　3.AIS对航行警(通)告的影响。现行的部分航行警(通)告的内容，如超大型船舶的长距离拖带、沉船等将会被全新的AIS系统的船舶告知方法所取代。目前超大型船舶的长距离拖带的特殊性和何时出发、何时到达(经过)某地等可能需要他船进行协助避让的事项发布航行警告以便接收到该航行警告的船舶可估计相遇时间从而主动协助避让。

　　4.AIS对海事调查的影响。AIS设备在没有岸站的情况下同样可以自成系统，显示周边船舶的航行动态。开阔水域的船舶相对比较少，由于AIS系统有把最近的一艘船舶作为主要对象船，并将起主要数据显示在显示屏上，显示目的是便于船舶之间的避让和相互沟通。万一避让不当，造成两船发生避碰事故时，由于对方船的数据自动保存在AIS系统中，双方的动态一清二楚，事故的责任自然很容易判别。即使有一方有意篡改，想要逃避责任是徒劳的。虽然AIS的出现可以弥补船舶在航行中的一些不足之处，但是我们不能认为有了AIS本船就可以得到足够多的和足够准确的航行信息，航行就绝对的安全了。因为有些船舶并没有配备AIS设备，比如军舰、游船、渔船以及某些岸基站台等等，即使配备了此设备的船舶，如果船长认为AIS的连续开启会危及船舶安全的话也可能会将它关闭。

　　四、AIS对海事管理的影响

　　AIS对船舶的航行安全起着重大作用，拓宽了海事管辖范围，也将改变海上交通管理体系，协调周边海事管理服务。AIS的技术特点对船舶的航行安全和船舶的航行管理及海事管理能提供积极和有效的辅助作用，这种作用无论在开阔水域还是限制水域都可得到充分发挥。船载AIS设备和岸上AIS基站都可对航行过程和区域内的船舶动态变化情况实施自动记录，并可用软件进行快速回放，这一功能对海事处理和教育培训是十分有益的。

　　海事AIS网将成为中国海事信息系统的重要组成部分，AIS信息是有很强的地理空间特性和时间空间特性的交通信息，为交通管理和交通组织提供了宝贵的信息资源。

　　保障船舶安全减少海难事故。发达国家研究AIS是为了防止船舶碰撞。经过实验证明和国际航海专家的论证，AIS确实是海上船舶会遇、交流操船意图、沟通避碰措施、自主改善避碰的船载设备，是减少船舶海滩事故的保障措施。

　　AIS除了经常报告航行数据外，还经常或按查询要求插入船舶和航次的信息，AIS便成了船舶报告制的一种设备。

　　AIS拓宽了海事管辖海域，提高了协调能力。我国早期建设的VTS已有近20年的历史了，设备普遍陈旧，维修困难，逐渐不能适应当前航运事业发展和监督管理的要求，有些台站已开始改建、扩建或更新。在应用AIS后，VTS得到新的船舶传感器，VTS与AIS的结合有利于强化VTS的功能，发挥船舶自身安全航行的职责，进一步加强对覆盖水域船舶交通的管理。但是，我国几乎所有的VTS中心全套设备从国外引进，现有VTS软件是封闭的，系统进行软件、硬件升级相当困难。而AIS可以弥补这些问题，而且建设费用可以大量降低，就是在新建VTS时，对设雷达站与AIS基站方案比选时，也可降低雷达站的建设费用，改造和完善现有的VTS。

　　海事AIS基站在我国沿海、长江和珠江等水域的逐步建成，通过AIS网络，可以对沿海等主要航线的船舶进行交通管理，充分运用AIS的监督和管理手段，实施交通安全统一管理和交通组织以提高船舶通航效率;同时，它提高了对船舶污染海域肇事船的判断准确性，对船舶遇险搜救更加直接，扩大了船舶交通管理体系和周边协调管理的力度。

　　五、AIS的前景展望

　　由于目前不是所有的船舶都配备有此设备，例如游船、内陆水域船舶等，所以必须生产出满足较低航行标准的、经济的AIS设备。随着IMO 关于AIS标准的出台和不断提高，各种研制厂商也不断地推出了具有最新功能的AIS 设备。AIS 将成为对现存导航系统包括雷达最重要的补充。总之，经AIS接收的数据将提高值班驾驶员获取信息的质量，增强通航意识。配备合适的图象装置，船载AIS通过计算到达最近点(CPA)和从目标船发送的数据，将能提供快速、自动和精确的碰撞危险信息，为自动避碰系统的发展提供了较好的数据源。AIS从单台仪器向网络方向发展，从单一的提供数据向智能专家系统发展，与VTS结合向新型船舶交管系统方向发展，向互联网(INTERNET)发展。AIS已不是简单的船舶装配的单独航行仪器，它与海岸AIS网构成船岸之间航海保证系统，进入互联网，具有广阔的前景。船舶AIS与电子海图显示(ECDIS)技术集成为"新型船舶避碰专家系统"，AIS与过去基于雷达的VTS结合集成为"新型船舶交管系统"。AIS既是航海导航通信设备，又是船舶信息化的网络系统，利用传统的甚高频水上移动通信频率，采取了自主时分多通道访问协议的数字通信技术，以先进的GPS 定位作为船位的基础数据，电子海图显示为显示终端，因此在海事管理方面有广阔的应用前景，对船舶交通管理具有监督能力，对运输船队有调度、营运的管理能力，对船舶进出港口具有领航能力，对船舶遇险有搜救能力，对船舶海上航行有航行警告和气象信息的能力，还有船舶与公司之间信息通信的能力。

　　随着AIS技术的不断完善和发展，AIS在海事管理方面的应用也将不断地得到拓展，AIS作为一种新兴的科学技术促进了海事管理的信息化和智能化建设，AIS与其他信息技术的结合积极地推动了“数字海事”的建设。

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