船舶自动识别系统在船舶交通管理系统中的应用

刘志刚

长江海事局 武汉430016

船舶自动识别系统在船舶交通管理系统中的应用

刘志刚

长江海事局 武汉430016

介绍AIS研制背景、功能及作用，着重分析AIS对VTS应用的影响，它能减轻VHF操作员的劳动强度；扩大VTS的覆盖范围；便捷船岸沟通；有助于提高搜救效率及海事证据的采集等。

自动识别系统 船舶交通管理系统 应用 影响

船舶自动识别系统AIS（automatic identification system）诞生于20世纪90年代，是以自控时分多址（SOTDMA，亦称自适应无线链路）为核心技术，可以用于水上交通联络和指挥的岸—船、船—岸，以及船—船之间的通讯、导航系统。由于运用了先进的船舶导航技术、数字通信技术和网络信息技术，AIS能够为船舶避碰和船舶航行提供辅助决策，增强船舶识别和动态信息广播的功能。

2000年5月，国际海事组织（IMO）海上安全委员会第45次会议上通过了新修订的SOLAS公约第V章关于强制安装船舶自动识别系统（AIS）的决议，规定了从2002年7月1日起对所有300总t及以上的国际航行船舶和500总t及以上的非国际航行船舶，以及所有客船，应按统一的时间表配备一台船舶自动识别系统（AIS）设备。随着国际公约的生效和AIS的普及，AIS正逐渐被广泛地应用于船队管理、海事安全监督，特别是船舶交通管理（简称VTS）等各个领域。AIS与VTS的整合加强了对船舶交通的管理，同时使船舶遇险呼叫和搜救服务日益完善，并实现了船岸之间的信息传输，从而提高了航运生产效率，减少了海难事故。

1 AIS概况

1．1 AIS研制的起因和背景

通过岸基雷达搜集目标信号的船舶交通管理系统被称为VTS；通过船基雷达搜集目标信号并显示自标的航向、航速以及能模拟避碰的雷达被称为ARPA避碰雷达。20世纪80年代，VTS、ARPA雷达得到了长足发展，几乎全球所有的港口都安装了VTS，全部的远航船舶都安装了ARPA雷达［1］。VTS、ARPA雷达与以前的同类产品的性能相比的确提高了，但航行中的船舶之间的信息交换还是非常有限的，手段也非常单一，主要是利用VHF进行通信，但是由于语言和语音的障碍，使船舶双方不能进行很好的沟通，也就无法了解双方的操船信息与意图，使船舶碰撞时有发生。在VTS作用区，VTS中心的显示屏上可以看到通过岸基雷达接受到船舶的回波（目标），工作人员需要通过VHF直接询问，VHF通话加VHF测向，VHF短消息等手段来获得该船的船名并对该目标进行标识。经标识过目标其标识会始终跟随船舶（目标）航行，直到船舶（目标）驶离VTS区域。为获得船名并在显示屏上确认其位置，VHF与船舶通话是相当频繁的。对于船舶航行密度较大的地区，不仅劳动强度增大，而且操作上容易出现差错，也极大削弱了VTS的功能，再加上雷达的盲区，容易造成丢失目标。随着航海事业的发展和人们对航海通信导航仪器的要求提高，VTS和ARPA雷达无法直接标识目标的问题就越来越突出了。针对上述情况，自20世纪90年代，IMO就着手研制AIS系统。

1．2 AIS的基本功能

AIS是在船舶之间和船岸之间能自动进行航行通信、建立船舶信息交换和船舶识别的一个体系。它能够自动发射、接收和处理船舶运动等数据，使船舶相距对遇船或岸台很远时，即能自动、连续向目标船舶或岸台VTS交管中心提供该船的实时船位、航行即时速度、航向等与船舶航行或与交通管理相关的信息并接收VTS交管中心提供的助航服务信息，从而保证了船舶交通管理和船舶服务的有效实施和船舶的航行安全。

1．3 AIS的工作状况

AIS通过与GPS（全球定位系统）、罗径、电子海图、雷达以及其他船舶仪器的接口，采用数据打包的方式，以自控时分多址，用VHF的87、88频道在船—船、船—岸间互不干扰地自动发射或接收岸（船）的信息。其信息包括船舶标识（MMIS全球船舶唯一识别码，每一艘船舶从开始建造到船舶使用结束解体，给予一个全球唯一的MMSI码。MMSI码适用于100总t及以上的国际航行船舶。AIS中就是使用MMSI码来区分不同的船舶）、船位、航速、航向、船首向等信息；报告次数按船舶状态不同分成2 s／次到3 min／次等7种。

1．4 AIS使用的意义

通过使用AIS系统，加强了船舶间避免碰撞的措施，增强了ARPA雷达、船舶交通管理系统VTS、船舶报告的功能，在电子海图上显示所有船舶可视化的航向、航线、船名等信息，改进了海事通信的功能，提供了一种与通过AIS识别的船舶进行语音和文本通信的方法。

1．5 AIS的作用

AIS具有信息量大、抗天气干扰强、能越障碍传输，还能显示近距离目标等优点。该系统不但能提供船位数据，还能提供船舶标识、航速、航向、首向和航行状态等信息，具有一定的绕越障碍能力，与雷达结合可以观察到小岛、山脚、以及弯曲河道背后的目标，没有近距离盲区，能够显示靠在大船旁边的引水船的位置，这一点单靠雷达是做不到的。

2 AIS对VTS应用的影响

1）减少船舶的语言报告次数和报告量，改善VHF的通话环境。AIS可自动播送船舶相关动、静态信息及短信息，将大幅度减少语言通信次数，减少通话拥阻现象，使VHF通话环境明显改善［2］。

2）减轻VHF操作员的劳动强度。AIS设备通过多传感器信息融合处理，其信息可实时地显示在雷达屏幕上，由于AIS可自动识别船舶，物标稳定，不易丢失，大大减少了VTS操作员对物标判断、核实、录取的工作负担；它所提供船舶的对地航向、船首向、回转率等数据减轻了操作员对船舶动向预测、判断的工作量；AIS信息可直接读取并存入VTS的船舶数据处理计算机，减少了操作员对船舶资料录入的工作量。

3）提高VTS对船舶的监控能力及识别精度。在VTS中，对船舶的监控是通过VHF无线电话与雷达观测相结合，这种方法存在识别难、速度慢、定位精度低、提供信息少且易失误等缺陷。而AIS用VHF波段作无线通信链路，捕获和跟踪目标能力比雷达更为有效，不受雷达盲区、遮蔽区及恶劣气象和不良海况的影响，只要在VHF的作用范围内，它就能发挥作用，扩大了VTS的监控能力。同时，AIS的传送数据由于不受气象、海况影响，使用国际专用频道和SOTDMA技术进行信息交换，能够显著提高跟踪稳定性与可靠性。

4）扩大了VTS的覆盖范围。AIS可实时获取本船周围20 n mail内目标船的动、静态信息，为船舶避碰提供科学依据，而且能与安装AIS系统的船舶进行语音和文本通信联络等。若将AIS与VTS相结合，不仅可实现对船舶的自动识别和标绘，还可将区域内的所有船舶的状态、港口信息、航行通告等信息通过广播方式进行播发，区域内所有装有AIS设备的船舶都可自动接收并显示这些信息。这样扩大了原以雷达为基础的VTS覆盖范围，实现了对进出港口和沿岸航行的船舶提前识别，为船舶进口做好交通组织和交通动态的监控管理，提高航道船舶的通过能力。

5）便捷船岸沟通。VTS还可以通过AIS发布航行计划、靠泊指令、航行警告、突发事件及水文气象等信息，使船舶能够及时了解港内船舶航行情况，沟通不受语言、语音的限制，极大地便捷了船舶、船岸间的信息交流。

6）实现对助航标志或其它物标的自动监控。配有AIS装置的航标、灯塔、浮标、碍航物及其它水上设施，实时向周围发送位置信息，一有情况，立即报警，使VTS及时处理这些信息。

7）有助于提高搜救效率及海事证据的采集。AIS的安装，增强了船舶安全航行的技术条件，改善了重点水域安全航行的环境，提高了海事部门对船舶遇险救助的指挥和决策能力。VTS通过所掌握的船舶位置及航行状态信息可快速发现目标船舶，迅速通报给搜救中心，为搜救行动争取更多的时间和提供更多的信息。VTS还可依其保存的航迹资料，对覆盖区内所发生的海事提供依据，有利于海事处理部门对海事的判断分析［3］。

8）降低了VTS工程造价及维护费用。AIS技术的介入使VTS所配备的雷达在性能选择上有更为充分的余地，不必再选用造价高昂的专用岸基雷达，可转向造价低廉、技术成熟的船用雷达；在VTS的选址上也有了更为充分的余地（当前大多VTS选址较为偏远），从而可节省大量的土建投入；同时也节省对人员的待遇、交通及设备维护方面的投入，减少了VTS后期的维护费用［4］。

3 结束语

随着有关国际组织及各国政府对AIS技术的日益重视和推广，随着更多船舶配备AIS，AIS技术在船舶及VTS中的应用必将得到飞速发展。AIS应用于VTS，也必将进一步提高船舶管理能力和助航服务水平，使船舶交通管理体系更加完善，在保护水上环境、改善水上交通秩序、保证船舶航行安全方面发挥积极的作用。

［1］邓洪章．船舶自动识别系统（AIS）［J］．天津航海，2002（4）：31-36．

［2］杨会明，李冬梅．AIS简介及VTS应用AIS效果展望［J］．珠江水运，2001（11）：22-23．

［3］但乃越．长江航运新技术知识读本［M］．武汉：武汉大学出版社，2006：184-190．

［4］陈 清，过静王君．AIS与VTS的完美结合［J］．中国水运，2003（4）：32-33．

Application of the influence of the automatic identification system in the vessel traffic service system

LIU Zhi-gang
Changjiang Maritime Safety Administration Wuhan 430016

This paper introduced the development background，function and effect of the automatic identification system（AIS），analyzed emphatically the influence of the AISupon the application of vessel traffic service system（VTS）．AIS can expand the coverage area of VTS，is helpful for communication between the ship and shore，raising efficiency of search and rescue and collecting the maritime disaster evidence．

automatic identification system vessel traffic service system application influence

U675．7

A

1671-7953（2007）02-0123-03

2006-11-07

修回日期2006-12-01

刘志刚（1975—），男，学士，工程师。