长江干线AIS 航标助航作用的调查与评估

郝江凌，李昱，程赣军，赵阶乐，潘明阳

（1.大连海事大学航海学院，辽宁 大连 116026；2.长江芜湖航道处，安徽 芜湖 241000；3.长江航务管理局，湖北 武汉 430000；4.长江镇江航道处，江苏 镇江 212000）

1 引言

从党的十九大提出建设交通强国、创新型国家等战略部署，到党的二十大报告中特别强调加快建设交通强国、数字中国，全国各地都在认真贯彻党的精神，统筹推进交通运输行业高质量发展。中共中央国务院印发《交通强国建设纲要》，要求由依靠传统要素驱动向更加注重创新驱动转变，构建安全、便捷、高效、绿色、经济的现代化综合交通体系，打造一流设施、一流技术、一流管理、一流服务，建成人民满意、保障有力、世界前列的交通强国。

2021 年初，长江航道局修订了《航标工作规定》，首次明确了AIS 航标在长江航道应用的技术标准，规范了多种应用场景，逐步探索以视觉航标为主，AIS 航标为辅，多种助航服务协同发展的综合导助航体系。

2022 年3 月7 日，长航局印发的《长航局交通强国试点2022 年工作要点》在长江航运多源时空信息智能服务应用试点方面，要求试点AIS 虚拟航标应用。

截至2022 年6 月25 日，长江干线共设置AIS 航标三百多座，共11 个航道单位有应用。为提高长江干线绿色养护和智能养护水平，强化AIS 航标全面规范化应用，开展AIS 航标试用情况调查和评估是非常必要的。通过调查各类AIS 终端、平台接收和显示情况，了解AIS 航标的助航作用、用户体验和需求，为进一步完善AIS 航标服务条件和管理机制以及AIS 航标的推广应用奠定基础。

2 指标体系的建立

AIS 航标的信息通过AIS 21 号电文播发出来，由AIS 基站播发、AIS 船台接收，然后在相关硬件设备、软件系统和平台显示并用于助航。为了对AIS 航标试用效果进行评估，需要建立科学合理的指标体系。指标体系是评估的依据，是调查的基础。

根据指标制定的原则，将评估体系分解成目标层、准则层和指标层。目标层是AIS 航标试用效果，准则层则是可用性与辨识度（助航作用）、船端设备显示情况、岸基平台显示情况、养护保障能力四个方面进行考量。每一个准则层都有不同的指标去细化和分解。本文限于篇幅，只做助航作用方面的评估研究。

AIS 航标的第一服务对象是船舶，主要使用者为驾驶员、引航员、VTS 值班员等，他们对AIS 航标的认可程度决定了AIS 航标的应用前景。将可用性与辨识度分为四个具体指标来衡量，包括助航作用、船员的认可和欢迎程度、信号获取的便捷性和辨识度（见表1）。

表1 指标体系

通过调查问卷分别对驾驶人员（通航船舶、航道工作船驾驶员以及长江下游引航员）、VTS 值班员进行了调查，共收集答卷340 份，具体数量见下表2。从上、中、下游从船舶的流量密度来看，这样的答卷比例是符合实际情况的。

表2 调查问卷数量

3 调查结果

定义“效果值”作为效果的测度，表示稳定性、可用性、辨识度以及助航、养护等能力的大小或高低，取值为[0，1]（或[0%，100%]）。该值越大，表示效果越好，反之亦然。

对AIS 航标能起到多大的助航作用的调查设置了四个选项：很大、较大、一般和不能。具体调查结果见下表3。其效果值为“较大”及以上的比例81.76%（即59.41%+22.35%）。

表3 AIS 航标起到的助航作用

对AIS 航标是否受驾驶员的喜欢的调查设置了四个选项：很喜欢、喜欢、一般和不喜欢。具体调查结果见表4。其效果值为“喜欢”及以上的比例79.12%（即50.59%%+28.53%）。

表4 是否喜欢这种显示方式

调查问卷中对于获取AIS 航标信号的便捷性选项分为：便捷、一般、不稳定和空（未填写），具体统计结果如表5。其效果值为70%。

对AIS 航标的辨识度调查设置了四个选项：很好、较好、一般和不好。具体调查结果见表6。其效果值为“较好及以上的比例80.29%（即57.94%%+22.35%）。

表6 AIS 航标的辨识度

4 指标权重和评估结果

评估方法采用层次分析法（Analytic Hierarchy Process.AHP）。对于判断矩阵的比较和打分，邀请了3 位教授、2 位船长、3 位资深行业专家、1 位航道管理人员共9 人组成评判组，通过会议讨论、电话访谈、函调三种方法，采用1～9 比率标度对其重要性进行打分。根据九位专家打分求平均值，可用性与辨识度判断矩阵的结果如表7。

表7 判断矩阵

对判断矩阵采用特征根方法进行计算，结果如表8：

表8 计算过程

因为一致性比例CR=0.053517 ＜0.1，所以该判断矩阵的一致性在可接受范围内。故而，得到“可用性与辨识度(A)”的权重系数如表9：

表9 权重系数

从上表中可以看出，助航作用权重最大，即它是最重要因素。结合上一节各指标的效果值，得到可用性与辨识度最终效果值为80.36，见表10。

表10 最终效果值

采用被广泛认可的“五分制”进行评级，即在百分制里90 以上为优秀，80～89 为良好，70～79 为中等，60～69 为及格，60 分以下为不佳，AIS 航标的可用性与辨识度效果综合评估结果为良好，助航作用效果也达到良好。

5 结论与建议

从评估结果可以看出，AIS 航标信号获取的便捷性（得分70）不高，制约了整体效果，是薄弱环节。船舶在航行中，主要依靠雷达导航，尤其是视野不好的夜航和恶劣天气。雷达是驾驶员最信任的导航设备，将AIS 航标接入到雷达中，将会极大发挥它的助航功能，提升应用效果。所以要加强船舶通导设备（雷达/ARPA、ECS/ECDIS 等）对AIS 航标信号的获取、接入的便捷性，才能使AIS 航标的应用效果更进一步发挥。