AIS虛擬航標的應用和發(fā)展

趙家松

摘 要：我國沿海航標以視覺航標和無線電航標為主。近年來，隨著AIS技術(shù)的日益成熟和廣泛應用，作為一種新型助航標志，虛擬航標的應用與推廣極大地改變了現(xiàn)有的航標設(shè)置、維護與管理現(xiàn)狀。本文從兩個方面簡要闡述了虛擬航標的定義及應用，對比虛擬航標與傳統(tǒng)航標的優(yōu)劣性，根據(jù)目前虛擬航標的應用狀況，推想虛擬航標的應用前景。

關(guān)鍵詞：虛擬航標；實體航標；助航；AIS

中圖分類號：U644 文獻標識碼：A 文章編號：1006—7973（2017）04-0020-02

在網(wǎng)絡科技的時代，航標作為標示航道方向、界限與礙航物的標志，也正在走向虛擬化。虛擬航標的應用實現(xiàn)了航標信息的數(shù)字化，不僅有助于航行在港口與航道中的船舶實時、準確地獲取信息，還有助于航標管理部門對航標實時地進行管理。

目前，中國沿海的AIS岸基網(wǎng)絡系統(tǒng)已經(jīng)很完善，能夠形成沿海全覆蓋。中國海事局規(guī)定中國籍500總噸以下沿海航行船舶在2011年1月1日之后的第一次年度檢驗之前配備A級或B級AIS系統(tǒng)。中國籍內(nèi)河航行船舶在2011年7月1日之后的第一次年度檢驗之前配備A級或B級AIS系統(tǒng)。

1 虛擬航標的定義

虛擬航標綜合應用了計算機技術(shù)、電子海圖技術(shù)、AIS技術(shù)和GPS衛(wèi)星導航技術(shù)等先進的現(xiàn)代高科技技術(shù)，是一個高科技產(chǎn)物，由虛擬航標及相關(guān)附屬設(shè)備構(gòu)成的系統(tǒng)稱為虛擬航標系統(tǒng)。

廣義上講，虛擬航標是指在電子海圖上以助航標志圖示標識出來的沒有實物的航標；狹義來講，虛擬航標分為兩種：一種是有實體的虛擬航標。是指在遠離航標的地方安裝AIS設(shè)備，該AIS設(shè)備往往只包含AIS發(fā)射機，沒有接收部分，只負責將該航標的位置信息發(fā)送給附近的船舶，該信號可以在船舶上集成了AIS與ECDIS的顯示設(shè)備上進行顯示，為船舶提供精確的航標位置等助航信息，為船舶提供導航服務。這類航標的主要目的是為了延長AIS設(shè)備的使用年限。另二種是無實體的虛擬航標，是現(xiàn)實中并不存在的航標，只是航道相關(guān)部門在電子海圖上相應位置設(shè)置了一個虛擬的AIS航標，在該航標附近都可以接收到該航標信息，從而起到警示作用。

2 虛擬航標的應用

目前虛擬航標廣泛應用于監(jiān)管其管轄水域的船舶，不僅具有實體航標指引船舶的功能，也可以幫助航標監(jiān)管部門對相關(guān)航標進行監(jiān)控，及早發(fā)現(xiàn)航標的問題或者故障并及時解決。虛擬航標的具體應用包括以下幾個方面。

2.1 指引船舶航行

首先，作為一種航標，與實體航標一樣，虛擬航標最重要的作用就是作為航道界限、方向以及礙航物的標志，指引船舶安全航行。有實體的虛擬航標與傳統(tǒng)航標一樣，不能體現(xiàn)虛擬航標的優(yōu)點。無實體的虛擬航標在指引船舶安全航行方面則可以實現(xiàn)隨時設(shè)置，隨時撤銷，具有節(jié)省時間、人力物力財力等優(yōu)點。如下圖為我國首座虛擬航標在遼寧水域投入使用。這座虛擬航標位于東經(jīng)121°59′03.34″、北緯38°57′22.77″，名稱為“XIAN JIAO ISOLATED DANGER”，為孤立危險物標。通過大連老鐵山、黃白嘴AIS基站每分鐘向AIS用戶播發(fā)助航信息，為AIS標準標志符號。

2.2 對特殊區(qū)域進行界定

對于錨泊區(qū)、淺水區(qū)以及事故發(fā)生區(qū)可以采用虛擬航標進行界定。例如當某水域發(fā)生海上交通事故造成船舶沉沒時，相關(guān)部門應該在該水域附近設(shè)置一定的設(shè)施來提醒附近過往船舶避開該區(qū)域，合理安全航行。如果設(shè)置實體航標，不僅需要相關(guān)工作船舶前去放置航標，這不僅耗費人力物力，而且該時間段內(nèi)經(jīng)過的船舶也可能會遇到危險。使用虛擬航標就會改變這一狀況，當事故發(fā)生后，相關(guān)單位工作人員就可以利用計算機在該水域相應地點設(shè)置若干座虛擬航標，在第一時間對過往船舶發(fā)出警告。打撈工作完成、工程船離開后，再在計算機上撤銷所設(shè)置的虛擬航標，這不僅大大提高了相關(guān)部門的應急反應能力，還大大減少了設(shè)置實體航標所耗費的人力物力。

2.3 優(yōu)化航標配布

對于一些特殊航道，如通航環(huán)境極其復雜的水域，僅僅設(shè)置實體航標難以滿足實際的需求，還會導致航道更窄，通航環(huán)境更差，這就需要設(shè)置虛擬航標以確保該水域船舶順利安全航行，以保證船舶的安全航行。

3 虛擬航標與傳統(tǒng)航標的優(yōu)劣性分析虛擬航標的優(yōu)勢

3.1 虛擬航標的優(yōu)勢

3.1.1 虛擬航標大大降低了航標的設(shè)置、維護成本

設(shè)置實體航標，不僅耗費人力物力，而且還花費時間，不能實現(xiàn)第一時間到達相關(guān)區(qū)域設(shè)標。虛擬航標的研發(fā)與利用不需要這些繁瑣的過程，這不僅大大降低了航標的設(shè)置、維護成本，還減少了能源損失與環(huán)境污染。

3.1.2 虛擬航標改變了以往使用視覺航標的被動局面

視覺航標是由船舶上工作人員自行發(fā)現(xiàn)該航標燈閃爍等信息。如果遇到大風、大浪或者雨天霧天，能見度低，船員不能及時發(fā)現(xiàn)航標燈，就會形成一定的安全隱患。虛擬航標的設(shè)置將會改變這一現(xiàn)狀，為船舶的安全航行提供了保障。

3.1.3 可以解決實體航標移位的問題

實體航標有一定的漂移范圍，如果超過了這個范圍，航標的指示作用已經(jīng)不準確，或許可能會造成錯誤指引。虛擬航標一旦放好，就確定了該位置，不可能發(fā)生移動，這就徹底解決了航標移位的問題。

3.2 虛擬航標的局限性

3.2.1 要求船舶必須配備有AIS與ECDIS設(shè)備

虛擬航標要想有效利用起來，對設(shè)備的依賴性比較強。由于是需要船員在電子海圖上看到標志，以及AIS的消息傳遞作用，要求船舶必須配備有電子海圖以及AIS接收儀器，而目前并不是所有船舶都配備有電子海圖。這就造成了虛擬航標使用的局限性。

3.2.2 使用起來有風險

虛擬航標的使用過程使用AIS進行電文傳輸，而AIS在使用過程中必須要保證其可靠性。如果儀器損壞或者AIS信息過載就可能會導致虛擬航標使用的危險。

3.2.3 缺乏相關(guān)標準

目前虛擬航標的使用還沒有相關(guān)的規(guī)定，沒有進行明確的定義。許多應用只是相關(guān)單位有需要才進行使用，相關(guān)部門并沒有規(guī)定必須在什么條件下才可以使用，這個可能會造成一定的混亂。

3.2.4 使船員的儀器依賴性比較強

目前，一般船舶都配備兩臺AIS設(shè)備，盡量在看到相關(guān)水域的虛擬航標時，能夠再查看船上另外一臺AIS設(shè)備進行確認。但僅相信電子海圖上的虛擬航標，而不進行考究，船員的實際應用能力都會不斷下降。

4 虛擬航標的發(fā)展前景

4.1 利用虛擬航標發(fā)送水文氣象等助航信息

虛擬航標的應用不僅僅可以實現(xiàn)航行警告、指示的功能，在必要的時候，也可以作為水文、氣象等信息的發(fā)布平臺，提供航標所在水域天氣、潮汐和海況數(shù)據(jù)，為過往船舶提供更多的助航服務。

4.2 不能替代實體航標，虛擬航標只能作為虛擬航標的補充

虛擬航標并不是作為一項以削減成本為目的的開發(fā)項目，它將無法取代現(xiàn)有的實體航標。未來的發(fā)展趨勢肯定是虛擬航標的數(shù)量越來越多也越來越重要，但是由于虛擬航標的局限性，相對于虛擬航標來說，實體航標還是具有一定的優(yōu)勢，虛擬航標要取代現(xiàn)有實體航標是不可能的。

4.3 虛擬航標要與其他助航設(shè)施協(xié)調(diào)好，為過往船舶提供助航信息

虛擬航標的指示作用單一，在未來，可以考慮將虛擬航標與其他助航系統(tǒng)聯(lián)合起來，共同協(xié)作，為船舶提供更好的助航服務。

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