AIS虚拟航标的合理设置

2022-11-26王俊荣赵林娟井彦达

科学与信息化 2022年12期

王俊荣赵林娟井彦达

中海油信息科技有限公司天津分公司天津 300452

1 AIS技术的基础和优点分析

1.1 AIS技术的概念和应用

AIS技术在航标行业的发展中是一项具有高度应用性的技术手段，通过标准与特性的发布，AIS技术的使用朝着更加规范化的方向进行，在航标管理过程中发挥了至关重要的作用[1]。目前，AIS技术的应用中航标管理工作往往与GPS定位技术紧密结合，从而使得船舶在航行过程中的动态和静态信息等都得到了清晰而有效的反馈，从而使得后续管理工作更加高效的进行。静态数据内容包含了船号、危险货物名称、船名、呼号等信息，动态数据包含了航线、位置、方向、速度等信息，从而在航行管理过程中发挥了关键性作用，保证船舶的航行安全性。从AIS技术的有效管理与网络组成方面进行分析，AIS技术的应用依靠了网络系统和海上移动端发射相关信号灯，对于信息进行处理之后，在基站有效分析作用之下，实现了信息互换工作，将船舶信息、载货信息充分分析。AIS技术在航标遥测和远程控制中发挥了不可替代的作用，物理航标是指将AIS平台安装在实体航标上，而虚拟航标是通过AIS、电子海图、ECDIS、GPS、计算机技术等先进技术来实现的。

1.2 AIS技术的优点

在航标管理中，包括布设、拆除、迁移等方面，引入AIS航标遥测遥控系统，相对于以前的遥测遥控系统，优势更加明显，具体分析航标管理中AIS航标遥测遥控系统应用优势，主要表现为如下几点。

1.2.1 有关的航标布置和拆除工作。在航标遥测和远程控制系统的布局中，采用了AIS技术，由于具有很强的开放性，INTERNET接入后，可以根据网络进行数据通信，不需要特别建立通信网络，节省了建设费用。此外，采用AIS虚拟航标，在气象条件下，如果发生海上交通事故，或者由于航标设备的改装，无法安装实际航标，可以考虑采用AIS虚拟航标，以保证在非正常情况下的航行。此外，AIS虚拟航标拆除费用相对低廉，只需使用相应的软件即可实现。

1.2.2 航标维修的一系列工作中，AIS技术也发挥了关键性作用。AIS航标遥测与远程控制系统的相关应用，实现了远距离控制和信息传输工作，具有跨越障碍物传递信息、抗干扰、全面的信息服务能力，从而大大保证了维修和维护工作的时效性。在AIS技术的控制之下，航标信息分析、处理难度大大降低。目前，AIS遥测管理技术在航标管理、航行安全等多方面都发挥了作用，维修工作精准度提升，使得人力、物力资源的消耗大大降低。

2 AIS技术在航标遥测和远程控制中的应用问题分析

当前航标遥测、远程控制和AIS装备的使用非常普遍，这对船舶的管理起到了很大的促进作用。但是，AIS技术的使用还存在着一些问题，比如在一些海域，信号会被切断，断断续续，终端的监控系统不能继续接收，就像是两个不同的海洋，会有信号和数据的回归。对AIS技术在实际中的运用进行了详细分析，其问题有：一是航标显示的问题。如果船舶上的导航设备不能显示 AIS航标的信息，或者没有按照国际标准提供AIS航标的信息，尤其是某些海域出现了信号中断，AIS航标会出现不正常的现象。二是航标的名称。AIS航标可以细化为虚拟航标和物理航标，其中航标命名不规范的问题比较突出，比如将AIS航标灯浮式AIS应答器混淆命名，命名编写过于随性，为维护管理工作带来一定难题。第三个是时间间隔的问题。ASI航标的设定，通常着重于3分钟的广播间隔，需要指出，在一些繁忙海域，由于船舶数目多，时间间隔比较狭窄，会影响船舶的信息传递，船舶调度和航运安全隐患问题。

3 AIS虚拟航标的合理配置

AIS虚拟航标的设定有一般设定和紧急设定，以下将介绍两种设定的程序，并着重介绍设定的过程和有关的个案。

3.1 AIS虚拟航标的正常安装

在规划中，AIS的虚拟航标设置要经过方案制定、方案评审、发放九位代码、布设航标四个阶段。

3.2 AIS虚拟航标紧急设置程序

在紧急情况下，建立一个虚拟的AIS航标，需要进行3个步骤：

步骤1：根据用户的要求，建立一个虚拟的AIS航标。这个要求通常是海洋部门，以发现紧急情况。

步骤2：航标管理机构在确认资料后，开始实施应急计划，并将计划审核表递交给上级。

步骤3：在得到上级机关的同意后，由航标管理机构建立虚拟AIS航标，并及时公布航标动态。

广州航标局是中国南海地区航标局的主要负责人，设立了一个紧急情况下的应急指挥小组。它包含了视觉和虚拟的AIS航标。紧急应变领导小组由三个部门组成：

作业与后勤组：接受紧急情况的资料，制订紧急情况的计划；海洋航行中心：设立AIS航标；航标导航科：公布航标动态。

本单位或人员接到紧急情况时，应做好记录，并及时上报营运与安全科。

营运与安全部门要尽快确认资讯的正确性，掌握有关紧急情况的资讯，并向资讯来源方提出航标安装的邀请函（若有紧急情况，可以在事后补上）。

在以下情形下，一般都会设定一个虚拟的AIS航标[2]：①由上级发布的紧急响应命令。②在重要海域有船舶残骸等障碍物，但距离较远、海况较差、水深较浅、船舶航行条件较差，不宜设立目视航标。在紧急情况下，广州航标局运营与保障部负责制订紧急情况下的设标，而海域导航中心则根据需要，设立虚拟 AIS航标。航标导航科在接到紧急设置工作通知后，会及时公布航标的动态，并在其他网站上发布诸如微信公众号等的警示信息。

3.3 AIS虚拟航标紧急设置实例示范

AIS虚拟航标在远离港口基地、恶劣天气、复杂的通航环境、浅水区等条件下，具有明显的优越性，并经过了大量的实践验证。

3.4 成果的分析

经过多次的应用，本流程在船舶应急设置中的优越性和优越性已经得到了充分的体现和应用。

3.4.1 节省了大量的时间，在紧急情况下，利用AIS虚拟标定可以有效地缩短事故发生的时间和事故发生的事故。

3.4.2 节约人力，保护航标作业人员。在船舶航行条件和船舶航行条件复杂的情况下，利用AIS虚拟航标，可以大大节约人力，保护航标工作人员的安全。

3.4.3 解决不适合在目视航标环境下进行标定的问题。如船舶残骸所在的浅水区，不宜设立可视航标，可通过设立AIS虚拟航标。

3.4.4 顺应未来无人驾驶和e航行的潮流。随着无人驾驶和电子导航技术的应用越来越少，使用虚拟AIS航标可以适应今后的发展。

虽然AIS虚拟航标在紧急情况下具有显著的优越性，但在实践中仍需注意以下几个问题[3]。

一是，虚拟航标不能随着沉船等障碍物的运动，不能实时显示出真实的障碍物。在有可能发生变化的障碍时，采用AIS的实际航标。

二是，在一般情况下，AIS的虚拟航标和可视航标结合起来，可以起到更好的预警作用。如遇天气或其他不适宜的条件，在天气转好后，仍可投入目视航标。

三是，AIS九位代码的资源十分有限，必须要节省。

4 AIS技术对航标的管理

针对目前AIS航标存在的问题，应从AIS基地台的信号距离进行控制，将区内的干扰装置设置在适当的地点，以确保信号的正确性和完整性。并应注意对灯塔的合理规划，对转播方式进行合理的处理，并将监测过程、整航过程和报警过程综合起来，以进一步完善信息传输。同时，利用中继设备间的灯泡，进行信息的统一和管理，以确保日照AIS的基站的工作得到有效的实施。或者与基站网工程合作，为日照灯塔AIS航标终端的接收工程进行维修，确保通信工作的质量，从而提高了中继方案的有效性。为了确保AIS航标终端故障的及时处理，技术人员要加强日常巡查，及时掌握航标终端的不正常信息，为终端设备的安全可靠运行提供保障。

其次，AIS航标的使用还需要进一步规范。目前，我国对AIS航标的规范有很多，主要从AIS航标的符号、参数配置、信息和分类等方面进行了研究，并对AIS航标进行了标准化，并在三个主要海域进行了MMSI的标准化。为了进一步提升AIS航标的应用，还需要在参数设置、程序、应用范围、维护管理等方面进行改进。在AIS技术的应用下，可以充分利用VDES的功能，整合AIS的所有功能，使得高频数据传输工作和特殊应用报文工作得以实现，从而在AIS技术的应用下通讯压力和数据压力明显降低，水面通讯数据具有较高的利用率，解决了原本具有的时间间隙问题[4]。在AIS航标控制中如果出现了无法显示的问题，要建立起AIS航标设备专业化实验平台，做好前期的设备分析和处理性能检测的工作，从而保证运行期间AIS技术应用稳定性。在船舶信息化管理过程中，要从多方面了解其发展趋势，AIS技术运用中还需要结合其他技术手段等，提升综合应用与数据分析能力。将AIS技术远离、显示符号、航标功能等信息，提升技术人员操作能力和理论水平等，进一步提升对于AIS技术的应用能力和认识程度，从而更好地发挥技术优越性，服务于航海管理工作。最后，对AIS航标终端的操作进行了改进。如果 RF模块的接收信道得到了有效的管理，发送信道得到了系统化的升级，并且在AIS的终端设备上要合理地选择，通常包括：发送信号、发电同步、突发事件前3S供电、持续工作，从而改进了低功率的终端系统，改善了传统的操作和管理。通过改进航标控制系统，可以更好地发挥AIS航标终端的数字航标控制方式的优越性，提高了设备的工作稳定性，为解决以前的信号干扰问题提供了很大的帮助。