基于AIS技术的船台不规范行为筛选方法

韩佳彤 交通运输部南海航海保障中心广州航标处

1.前言

近年来，海上航行船舶的AIS船台有很多不规范行为。部分人员受利益驱动，违法设置水上无线电台（站），冒用无线电台识别码、不按规定取得船舶无线电证照，占用无线电通信频道，长时间干扰无线电通信秩序，已对我国水上交通安全造成不良影响。针对上述现象，2020年5月，交通运输部海事局下发了关于开展水上无线电秩序管理专项整治工作的通知，针对水上无线电违法行为的易发区域、易发船舶以及易发时段开展专项整治，对“一码多船”、“一船多码”、非法占用频道、违反通信秩序等突出问题加大打击力度。

当前，仅活跃在南海海区的船舶数量将近18000艘，海事部门逐一上船检查工作量巨大，抽查又容易有漏网之鱼，利用AIS报文包含的船舶所有的动静态信息进行解码和关联分析，协助海事部门对不规范的船台进行初步筛查，能够覆盖辖区所有船舶AIS船台，大大减轻人工工作强度，使执法检查更有针对性。

2.筛选方法

设定时间和区域，通过AIS 岸基设备提取AIS 历史数据，或者根据检查区域实时提取信号覆盖该区域的几个基站的实时数据，对提取的数据中AIS 报文进行解析，提取其中的MMSI、报文类型、船名、出厂序列号、位置信息，存入数据表中，同步计算同一MMSI 的所有连续报文位置间隔并写入表格中，再将表格中所有静态信息相同、位置间隔小于设定阈值的行剔除，剩下的表格内容就是AIS 船台不规范的初步筛选表。例如实时计算广州黄埔基站的天24 小时实时报文，计算出船台数量7000 余个，其中不规范船台1000 多个，绝大多是同时发送A 类报文和B 类报文的不规范现象。

3.利用上述方法筛选出的船台不规范情况

3.1 部分厂家生产的AIS船台不规范

（1）有些船台同时发送A类和B类报文。根据AIS技术特性（ITU_RM_1371）规定，A类船舶只能发送A类船台报文，B类船舶只能发送B类船台报文，A类船台报文类型为1号、2号、3号、5号。1、2、3号报文为A类船载移动设备位置报告，主要包含MMSI号、经纬度、船首向、对地航速、转向率等；5号报文为A类船载移动设备计划中的静态和航行相关数据报告，包含船名、MMSI号、IMO号、呼号、设备类型等；B类船台报文类型为18号、19号、24号。18、19号报文为B类设备位置报告；24号报文为B类船台静态数据报告。用上述方法对报文进行解析，发现同一MMSI下同时包含A类和B类报文，报文解析的静态信息相同，位置间隔很近，推断为同一船台同时发送A类和B类报文。

（2）船台发出的报文不符合国际标准。如果船台发送的报文不是ITU_RM_1371规定的报文格式，解析出的船名包含特殊符号。如表1所示。

（3）私自篡改船台信息或者填写的MMSI信息不规范。从AIS报文中解析出的MMSI不满9位，MMSI编号不规范、如123456789；船台船名与真实船名不一致甚至船名为空等。如表3所示。

3.2 一码多船现象

通过对指定区域、指定时间的AIS报文进行筛选、计算、分析、解析出同一MMSI连续两条报文计算出的距离大于指定阈值时，进一步排除GPS定位异常、或者船舶航速过快的情况，最大可能就是一码多船，图1所示为导助航系统海图上同一条船连续轨迹线出现跳点，跳跃幅度很大，时而在东海、时而在南海、时而在北方海区、时而在内河。排除GPS定位错误，推断有几条船设置了同样的MMSI，它们的船台在不同的地点发射AIS报文，导致在海图上轨迹线出现跳点。

表1 船名包含特殊符号

表2 私自篡改船台信息的现象

表3 一码多船

表4 一船多设备

图1 同一个MMSI连续轨迹线出现跳点

图2 一船多码

表3所示为AIS报文解析出的同一MMSI下有两个船名，且连续报文的位置间隔为525海里，明显为两条船共用一个MMSI。

3.3 一船多设备

（1）一船多码。当计算到两个设备发送的位置基本重合或者低于设置的阈值时，可能存在一船多码的现象，可能有船舶安装了多台设备，每台设备设置了不同的MMSI和船名等船舶静态信息。可以进一步结合海图上历史轨迹回放明确，如图2所示，海图上两条船位置完全重叠，有一条船船长船宽都设为0，分别回放两船同一时间段的历史轨迹，发现轨迹线完全重合。初步推断为同一条船上安装两个船台，分别设置了不同的MMSI。

（2）一船多台设备设置同一MMSI。有些的报文解析出的MMSI相同，船名也相同，或者船名有细微不同，如空格，符号等，连续报文之间的位置间隔也不是很远，但解析出的出厂序列号显示为不同制造商生产，可能是一条船上安装了多台设备，设置了同一个MMSI。表5为实际解析到的一船多设备的情况。

3.4 其他非船舶类自主海上无线电设备用ITU_RM_1371标准设计，占用海上无线电频道

目前水面上存在一些自主海上无线电设备，如渔业A I S示位仪，这些无线电设备大多遵循I T U-R M.1371，使用AIS工作频率161.975 MHz/162.025MHz，在船载电子海图上显示为一个B类船台，容易占用水上无线电通信频道，干扰正常水上航行秩序和干扰海上无线电秩序，影响正常船舶通信。

4.结论

利用信息化手段，通过对指定时间指定区域的AIS数据进行筛选和实时计算分析，能够初步筛选出AIS船台不规范的船舶，并精准定位船舶位置，再经过人工排查、现场执法，能够大大提高海上无线电秩序专项整治工作的效率。还能根据检查出的船台不规范现象，从而要求厂家严格按照规范要求生产AIS船台，同时从技术上、法规上控制私自篡改船台信息的行为，真正维护水上正常通信秩序。