當前AIS航標布設原則及重點問題分析

李琳+王云軒

摘 要：隨著科技的發(fā)展，AIS船舶自動識別系統(tǒng)已廣泛應用于航海船舶中，有效地保證了船舶運輸安全性。AIS航標是助航系統(tǒng)的重要組成，其布設位置直接影響著系統(tǒng)效能的發(fā)揮。本文首先介紹了AIS航標的工作原理及主要組成，然后分析了AIS航標的布設原則和需要注意的重點問題，為以后類似的工程提供了必要的技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞：AIS航標 原理 布設原則 重點問題

AIS船舶自動識別系統(tǒng)由岸基基站和船載設備共同組成，集合了網(wǎng)絡、現(xiàn)代通訊、計算機、電子信息顯示等多種技術(shù)為一體。該技術(shù)可以配合GPS將船位、船速、航向等動態(tài)參數(shù)以及船名、最大吃水、危險貨物等靜態(tài)資料實時傳輸給附近船舶及岸臺廣播，可以使附近船只及時掌握相關(guān)情況，大大降低事故發(fā)生率?？偨Y(jié)AIS系統(tǒng)有4大功能：識別船只；協(xié)助追蹤船只；簡化信息交流；提供其他輔助信息避免發(fā)生碰撞。

1.AIS航標工作原理及組成

（1）AIS航標工作原理介紹。AIS航標指的是加裝了AIS設備的航標或獨立存在和工作的AIS設備，對船舶航行具有導航作用。AIS航標有兩種工作模式：自主連續(xù)式和非自主連續(xù)式。

在自主連續(xù)工作模式下，AIS可通過GPS系統(tǒng)獲得位置信息，該信息可被傳輸給基站和船載接收器，這樣可獲得準確電子航道圖。此外，基站還能夠把搜集到的航標各類信息通過網(wǎng)絡發(fā)送給監(jiān)控中心，之后可分類匯總制作報表并錄入預警信息。

在非自主連續(xù)工作模式下，管理員可通過人工查詢獲得指定坐標位置信息，并且對其發(fā)出指令，實現(xiàn)航標遙控。還可以通過AIS航標來收集附近船只信息。

（2）AIS航標的組成。AIS航標主要有三部分組成：AIS基站、AIS應答器、AIS虛擬航標。其中AIS基站是AIS航標系統(tǒng)的基礎，一般設置于河道和海岸線附近。我國目前已基本完成全國岸基AIS系統(tǒng)建設，為船舶安全航行打下堅實基礎；AIS應答器用于安裝在實體航標中，用于附近船舶能夠清楚了解該航標編號和性質(zhì)。目前AIS應答器覆蓋范圍在6-8n mile，每隔3-5min播發(fā)一次信息；AIS虛擬航標是根據(jù)AIS網(wǎng)絡發(fā)展而來的新型航標技術(shù)，結(jié)合了電子海圖顯示和信息系統(tǒng)。其原理是通過岸基臺站或廣播信息將一定區(qū)域內(nèi)的航標信息實時傳遞給該區(qū)域船舶（實際不存在航標），船舶中自帶的電子海圖會顯示虛擬航標，也能起到導航作用。虛擬航標技術(shù)成本低、精確度高，是未來航標的發(fā)展方向。

2.AIS航標的布設原則分析

（1）集中標記孤立危險物。孤立危險物是影響航道安全的最大威脅，如果某區(qū)域發(fā)生了船舶擱淺問題，AIS系統(tǒng)技術(shù)人員需要及時對航標進行修正，在布設時要重點集中標記這些潛在威脅元素，特別是在繁忙水道，必須建立對過往船只進行實時警報系統(tǒng)，提升船只避讓效率。實體AIS航標可安設在燈塔或燈樁上，典型安裝地點為臺站、海岸線、孤立危險物臺站等地。

（2）集中標記容易移動的燈浮標。在某些條件復雜、航道狹窄的水域，很多航標會受到船舶撞擊，這會影響船舶運行。所以可將AIS航標設置于燈標上，即可對航道數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)控和傳輸又能收集航標撞擊信息，為后期航標設置和船舶提醒收集必要數(shù)據(jù)。

（3）集中標記重點節(jié)點和航道口。重要節(jié)點和巷道口是船舶重點關(guān)注位置，需要重點集中標記。一般設計將AIS實體航標安設在航道轉(zhuǎn)彎點、匯合點、分叉處等，可保證船舶在視距范圍外就對這些重要節(jié)點提前準備，給駕駛員充足的時間做準備。

（4）集中標記自身適合情況。目前AIS航標種類包括：實體航標、虛擬航標、合成航標、航標鏈等四類，可根據(jù)實際水域情況選擇合適航標類型布設，可參照下表1所示。

3.AIS航標的布設主要問題分析

（1）航標命名問題。目前相關(guān)文件規(guī)定AIS航標最多只能有20個字母符號，這就造成對名字較長航標命名時只能進行適當簡化縮寫，目前沒有統(tǒng)一規(guī)定，造成往來船舶對某些AIS航標名稱識別混亂，因此指定統(tǒng)一命名標準對于AIS航標建設工作十分必要。

（2）時隙復用問題。在某些繁忙航道布設AIS航標時，經(jīng)常會發(fā)生“時隙復用”問題，當很多船舶接收同一個航標信息時，會造成船載設備無法對該時隙信息進行及時接收，從而出現(xiàn)盲通信問題，下圖1表明了在港口及海上時隙阻塞率和船只數(shù)量之間的關(guān)系。為了有效避免該問題，可適當降低AIS航標發(fā)射靈敏度和天線高度，并且在繁忙水域布設較少航標。

（3）定位精度問題。目前實體AIS航標中內(nèi)置GPS芯片為民用產(chǎn)品，其定位精度一般在10m級別，與燈浮標實際位置有一定差距，在極端情況下會造成駕駛員產(chǎn)生誤判。針對該問題，可采用連接DGNSS基準接收機的AIS實體航標，這樣提供的航標位置數(shù)據(jù)會降低至5m以內(nèi)，精度大大提高，有利于船舶在大雨或黑夜中航行安全。

（4）航標自身耗電問題。為保證導航需要，需要航標24h連續(xù)工作，目前航標工作功耗一般在1-4W，所以在設置航標時應充分考慮供電問題。航標主要供電方式有蓄電池和太陽能兩種，為保證航標電池壽命，建議選擇時盡量考慮有充放電功能的產(chǎn)品，此外要對電源進行定期維護。

（5）電磁干擾問題。隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，當前空氣中存在很多電磁干擾，這會影響AIS錯碼率升高，造成導航數(shù)據(jù)失真。所以在安設AIS航標時應充分評估周邊水域的電磁環(huán)境，首先選擇抗干擾性較強的設備，此外在復雜水域段進行必要的提示，讓過往船只盡量關(guān)閉無用的通信設備。

4.結(jié)語

AIS航標布設對于航行安全意義重大，在布設時應嚴格遵循相關(guān)原則。目前AIS航標存在一些問題，包括命名、時隙復用、定位精度等，在布設時應綜合考慮，有效調(diào)整布設策略，必須要保證重要節(jié)點、危險水域的標記工作。

參考文獻：

[1]閆健.探討AIS航標基本布設原則及關(guān)鍵問題[J].中國水運月刊，2015，15（11）：48-49.

[2]林智堅，郭旭.淺談AIS航標基本布設原則及注意事項[J]. 珠江水運，2013（1）：164-166.

[3]黃何，陳英俊，孟淑媛，等.新一代大型航標布設船研制與收益[J].中國海事，2013（2）：29-32.

[4]章愛武.長江下游航標布設信息系統(tǒng)研究[J].武漢理工大學學報（交通科學與工程版），2000（3）：18-20.

[5]王煥，蔣紅燕.AIS航標及其在海圖上表示方法的探討[J].海洋測繪，2012，32（3）：47-49.