AIS在內(nèi)河使用中存在的問題與對(duì)策研究＊

牟學(xué)東 郭俊維 吳建華 陽博敏

（交通運(yùn)輸部規(guī)劃研究院安全所1） 北京 100028）（武漢理工大學(xué)航運(yùn)學(xué)院2） 武漢 430063）

0 引 言

目前AIS在保障船舶安全方面發(fā)揮的作用越來越明顯，內(nèi)河也有越來越多的船舶安裝了AIS，但是由于現(xiàn)在尚未出臺(tái)針對(duì)內(nèi)河船舶AIS設(shè)備安裝、使用管理問題的相關(guān)法律法規(guī)，使得AIS在內(nèi)河使用中存在著部分設(shè)備的某些信息缺失、信息失實(shí)、AIS外接傳感器設(shè)備故障或未連接等問題，導(dǎo)致AIS信息交換中出現(xiàn)部分設(shè)備的某些信息不能正確顯示、信息的不完整率較高等現(xiàn)象，帶來航行安全的隱患.長(zhǎng)江作為國(guó)內(nèi)最大的內(nèi)河，船舶密度比海上運(yùn)輸更高，每天有500～600艘裝有AIS設(shè)備的船舶通過長(zhǎng)江武漢段航行，以收集的長(zhǎng)江武漢段船舶AIS信息，分析內(nèi)河船舶使用AIS存在的問題進(jìn)而制定相應(yīng)對(duì)策是有實(shí)際意義的.此外，長(zhǎng)江航道狹窄，水流蜿蜒曲折，航行環(huán)境較為復(fù)雜，規(guī)范和正確指導(dǎo)使用AIS對(duì)于保障內(nèi)河船舶航行安全也是重要舉措之一.

1 數(shù)據(jù)的采集與篩選

研究的對(duì)象是內(nèi)河船舶AIS的使用情況，所以選定航行于長(zhǎng)江中游武漢段的船舶為研究對(duì)象具有代表性.利用地處長(zhǎng)江之濱的武漢理工大學(xué)實(shí)驗(yàn)室的AIS 設(shè)備對(duì)航經(jīng)長(zhǎng)江武漢段的內(nèi)河船舶AIS的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)接收，隨機(jī)采集了30 d的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析.參考相關(guān)文獻(xiàn)［1］，從AIS的3種類型數(shù)據(jù)中選取了船名、船舶尺寸、船舶類型和船首向4個(gè)信息作為評(píng)價(jià)因子.其中，船名是船舶最基本的信息，在船舶之間和船岸之間交流起著至關(guān)重要的作用，是在AIS通信范圍內(nèi)呼叫船舶的必需信息，也是統(tǒng)計(jì)船舶交通流的基本數(shù)據(jù)［2］；通過船舶的尺寸數(shù)據(jù)可以評(píng)估水域中船舶的通過能力，利用船舶載重噸與水位的關(guān)系，以及船舶載重噸與船舶尺寸的關(guān)系，進(jìn)而分析水域中船舶的通過能力［3］；船舶類型信息可以用于船舶監(jiān)控，在內(nèi)河中航行的危險(xiǎn)品船舶必須重點(diǎn)監(jiān)控，及時(shí)避讓確保其航行安全；船首向是屬于船舶的動(dòng)態(tài)信息，船舶在避讓轉(zhuǎn)向時(shí)都要依據(jù)船首向信息來做出正確的判斷，以避免船舶出現(xiàn)碰撞危險(xiǎn)［4］，此外，根據(jù)船首向信息和航跡向信息也可以推算出船舶的風(fēng)流壓差角，對(duì)船舶操縱有著輔助作用.除此之外的其他信息，特別是航次信息，由于內(nèi)河船舶裝載B類型AIS較多，而該類型的航次信息不是AIS性能指標(biāo)中所要求必備的［5］，因此沒有納入本文的研究范圍.

2 統(tǒng)計(jì)與結(jié)果分析

2.1 統(tǒng)計(jì)分析評(píng)價(jià)因子

將采集的信息數(shù)據(jù)以4個(gè)評(píng)價(jià)因子為對(duì)象，對(duì)每天的信息不完整率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果見圖1～4.根據(jù)圖表統(tǒng)計(jì)的結(jié)果，對(duì)數(shù)據(jù)做了進(jìn)一步的分析，得出各項(xiàng)評(píng)價(jià)因子不完整率的平均值、中值、最大值、最小值、方差以及標(biāo)準(zhǔn)差等，見表1.

圖3 船舶類型信息不完整比例

圖4 船首向信息不完整比例

2.2 數(shù)據(jù)符合性檢驗(yàn)

在所觀測(cè)的30d數(shù)據(jù)中，船名、船舶尺寸、船舶類型3個(gè)評(píng)價(jià)因子的不完整比例均值分別為22.02%，23.53%，22.76%；標(biāo)準(zhǔn)差分別為2.59%，2.46%，2.43%，均值及標(biāo)準(zhǔn)差比較接近.船首向評(píng)價(jià)因子的不完整比例均值高達(dá)84.42%，標(biāo)準(zhǔn)差為2.39%.為了檢驗(yàn)以上數(shù)據(jù)分析的合理性，以船名評(píng)價(jià)因子的數(shù)據(jù)為例，利用Matlab數(shù)學(xué)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行符合性檢驗(yàn).首先使用概率紙檢驗(yàn)數(shù)據(jù)是否服從正態(tài)分布，檢驗(yàn)結(jié)果見圖5，樣本數(shù)據(jù)畫出的圖形基本上都位于一條直線上，可見樣本數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布.

表1 各評(píng)價(jià)因子數(shù)據(jù)分析 %

圖5 概率紙檢驗(yàn)樣本數(shù)據(jù)結(jié)果圖

在matlab軟件中小樣本正態(tài)分布還可以用擬合優(yōu)度測(cè)試檢驗(yàn)函數(shù)lillietest來檢驗(yàn)：［H，P，LSTAT，CV］=lillietest（X）%正態(tài)分布的擬合檢驗(yàn)，顯著性水平為0.05.

運(yùn)行結(jié)果：H=0 接收原假設(shè)；P=0.5000接收原假設(shè)的概率大于0.05；LSTAT=0.0882；CV=0.1588；測(cè)試值0.0882 小于臨界值0.1588，所以接收原假設(shè).由此可以認(rèn)定船名評(píng)價(jià)因子的數(shù)據(jù)是服從正態(tài)分布的.同樣的方法檢驗(yàn)船舶尺寸、船舶類型、船首向3個(gè)評(píng)價(jià)因子的數(shù)據(jù)也是符合正態(tài)分布的，由此可以證明論文采取的樣本數(shù)據(jù)是可信的.

2.3 AIS在內(nèi)河使用中存在的主要問題

通過對(duì)評(píng)價(jià)因子數(shù)據(jù)的不完整率的統(tǒng)計(jì)分析，并結(jié)合評(píng)價(jià)因子信息的具體內(nèi)容，深入分析發(fā)現(xiàn)船名、船舶尺寸、船舶類型均屬于船舶靜態(tài)信息，屬于在AIS設(shè)備安裝時(shí)手動(dòng)輸入的信息，在使用過程中只有掌握密碼權(quán)限的管理員可以修改.由此可以推斷，內(nèi)河船舶在安裝AIS設(shè)備時(shí)有接近1／4的船舶存在著靜態(tài)數(shù)據(jù)輸入隨意性較大的問題，而且船舶設(shè)備的管理也存在不夠規(guī)范的問題.

船首向信息的不完整比率最大，均值高達(dá)84.42%，存在較大的問題，船首向信息屬于動(dòng)態(tài)信息，主要是通過傳感器設(shè)備（例如陀螺羅經(jīng)）自動(dòng)獲取的數(shù)據(jù)，而內(nèi)河船舶大多數(shù)沒有安裝陀螺羅經(jīng)設(shè)備，所以無法提供船首向信息.因此，得出以下結(jié)論：內(nèi)河船舶使用AIS設(shè)備中存在的主要問題為有接近1／4 的船舶在安裝AIS 設(shè)備時(shí)船舶靜態(tài)數(shù)據(jù)的輸入存在著不規(guī)范行為和84.42%的船舶沒有安裝陀螺羅經(jīng)等船首向輸出設(shè)備.

3 建議與對(duì)策

通過以上分析找出的內(nèi)河船舶AIS 設(shè)備使用中存在的問題，勢(shì)必對(duì)船舶避碰、海事監(jiān)管、交通流量統(tǒng)計(jì)的準(zhǔn)確性等方面帶來較大的影響.因此，為了充分發(fā)揮AIS信息在保障船舶航行安全方面的作用，使AIS設(shè)備在內(nèi)河航行中能正確有效地發(fā)揮助航的功效，針對(duì)目前AIS在內(nèi)河使用中存在的問題，提出以下建議與對(duì)策.

3.1 依據(jù)相關(guān)法律法規(guī)對(duì)相關(guān)責(zé)任人處罰

國(guó)家海事局制定的《內(nèi)河航行船舶船載電子海圖和自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)設(shè)備產(chǎn)品及安裝檢驗(yàn)指南》中第5.9條明確規(guī)定，應(yīng)提供AIS初始化數(shù)據(jù)清單（內(nèi)容為MMSI＼船名＼船長(zhǎng)和船寬＼船舶類型等）［6］，供現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)船師確認(rèn)其是否與實(shí)船相符.第6條安裝檢驗(yàn)中第6.6（5）規(guī)定：按照提供的“AIS初始化數(shù)據(jù)清單”，確認(rèn)AIS 已正確輸入本船的靜態(tài)和／或與航次有關(guān)信息.盡管有相關(guān)法律法規(guī)明確規(guī)定內(nèi)河船舶在安裝AIS 時(shí)必須真實(shí)輸入船舶靜態(tài)數(shù)據(jù)，但是實(shí)際執(zhí)行起來仍然有近1／4的船舶沒有遵守該項(xiàng)規(guī)定.對(duì)于船員可以依據(jù)“中華人民共和國(guó)船員違法記分管理辦法”考慮對(duì)相關(guān)責(zé)任人予以扣分處罰；同時(shí)對(duì)于未認(rèn)真履行職責(zé)的驗(yàn)船師也應(yīng)根據(jù)人力資源和社會(huì)保障部及交通運(yùn)輸部聯(lián)合頒布的“注冊(cè)驗(yàn)船師制度暫行規(guī)定”第四十一條“有不履行工作職責(zé)，監(jiān)督不力，并造成不良影響或嚴(yán)重后果的，對(duì)直接責(zé)任人員依法給予行政處分”［7］.

3.2 加強(qiáng)船員培訓(xùn)

從航行安全的角度出發(fā)，船員培訓(xùn)機(jī)構(gòu)應(yīng)該對(duì)船員加強(qiáng)AIS設(shè)備的使用培訓(xùn).培訓(xùn)的基本要求和目的是讓船員在實(shí)際工作中熟練掌握并正確使用AIS設(shè)備，使AIS設(shè)備在船舶航行安全保障方面發(fā)揮其應(yīng)有的作用.AIS的培訓(xùn)不僅僅只要求船員掌握設(shè)備的操作，而且要達(dá)到讓船員借助AIS設(shè)備進(jìn)行船舶的操縱和避碰，例如利用目標(biāo)船舶的船名信息進(jìn)行識(shí)別、交流；利用船舶類型信息結(jié)合航行狀態(tài)確定避讓時(shí)的義務(wù)船、權(quán)利船；逐步培養(yǎng)船員通過獲取目標(biāo)船舶信息輔助船舶航行的意識(shí)，進(jìn)而理解正確輸入船舶信息對(duì)于船舶之間安全保障的重要性，從主觀意識(shí)上去維護(hù)和愛惜船舶信息.

3.3 改進(jìn)AIS及傳感器設(shè)備

首先，應(yīng)充分考慮我國(guó)內(nèi)河船員外語水平不高的具體情況，設(shè)計(jì)適應(yīng)內(nèi)河船員使用的AIS設(shè)備，使菜單操作簡(jiǎn)單明了，進(jìn)一步推動(dòng)AIS 設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化和漢化，使船員能夠通過AIS容易地與周圍船舶進(jìn)行溝通協(xié)調(diào).其次，由于內(nèi)河船舶一般不使用陀螺羅經(jīng)設(shè)備，而是使用磁羅經(jīng)提供船首航向，導(dǎo)致AIS 難以動(dòng)態(tài)獲取船舶首向信息.建議相關(guān)部門設(shè)計(jì)開發(fā)考慮船舶自差、磁差自動(dòng)校正的磁羅經(jīng)作為AIS的船首向傳感器，解決內(nèi)河船舶AIS船首向信息缺失的問題.

3.4 強(qiáng)化監(jiān)控及服務(wù)力度

通過以上分析發(fā)現(xiàn)內(nèi)河船舶AIS 當(dāng)前存在的問題并非強(qiáng)制安裝問題，而是屬于正確設(shè)置問題.可以通過海事部門的VTS中心監(jiān)控［8］，發(fā)現(xiàn)AIS設(shè)備的信息有缺失及不規(guī)范設(shè)置情況時(shí)，應(yīng)及時(shí)通過短信的方式溫馨提示其更正.為了提高海事服務(wù)質(zhì)量，主管機(jī)關(guān)執(zhí)法人員可以利用船舶到港期間，對(duì)船舶AIS設(shè)備的靜態(tài)信息設(shè)置進(jìn)行正確指導(dǎo)并予以糾錯(cuò)，消除安全隱患.

4 結(jié)束語

本文通過對(duì)采集的內(nèi)河船舶AIS 數(shù)據(jù)進(jìn)行了信息不完整率的統(tǒng)計(jì)分析，找出了內(nèi)河船舶AIS使用中存在的主要問題，并提出了針對(duì)性的建議及對(duì)策，研究結(jié)果對(duì)于規(guī)范使用AIS設(shè)備具有參考價(jià)值.

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