船載自動識別系統(tǒng)技術(shù)及其對航行安全的影響

楊震

交通運(yùn)輸部廣州打撈局 廣東廣州 510290

隨著世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不斷提升，船舶數(shù)量不斷增多，船舶運(yùn)輸行業(yè)的發(fā)展逐漸向高速化和大型化的趨勢前進(jìn)。但是在船舶運(yùn)輸過程中受多種不可抗力因素的影響，海損事故經(jīng)常發(fā)生，不僅影響到了船舶的正常航行，對海洋生態(tài)環(huán)境也造成了非常不利的影響。因此，如何降低船舶航行中對于海洋的污染，成為了亟待解決的問題，必須要提高相關(guān)部門的高度重視。同時，隨著信息化時代的到來，信息技術(shù)和科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展，為這方面的研究帶來了非常堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)保障，其中船載自動識別系統(tǒng)技術(shù)就是這樣發(fā)展而來的，以下將對船載自動識別系統(tǒng)技術(shù)及其對航行安全的影響進(jìn)行具體分析。

1 船載自動識別系統(tǒng)技術(shù)

1.1 產(chǎn)生的背景

在船舶的運(yùn)輸過程中，無論處在何種水域環(huán)境下，都要對航行的狀態(tài)、船舶的類型以及相關(guān)的信息等進(jìn)行隨時隨地了解，這樣才能夠在出現(xiàn)緊急事故后迅速采取解決措施，降低海上事故的發(fā)生幾率。以往對于船舶航行安全的監(jiān)測采取的是雷達(dá)和VHF 技術(shù)等監(jiān)測方式，進(jìn)行船舶信息和航行狀態(tài)的獲取，但是這種技術(shù)存在一定的缺陷性，一旦發(fā)生海上事故，是無法從語言上及時與對方進(jìn)行交流和溝通的，這樣就無法很好地掌握其航行需求及操船意圖，進(jìn)而發(fā)生海上安全事故。

船載自動識別系統(tǒng)技術(shù)第一次是在1996 年確定的，各國成員對此進(jìn)行了廣泛地討論，最后得出的結(jié)論是，船載自動識別系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用，能夠很好地解決船舶之間、船岸之間不斷增長的信息需要，便利了雙方的信息傳輸與交換。1997 年IMO 組織的成員確定了以自租住通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)的“通用船載自動識別系統(tǒng)”，并在全球海上實(shí)施該系統(tǒng)。到1985 年該項(xiàng)技術(shù)在第69 屆航行安全委員會會議上被采納，1999 年的NAV45 會議通過了船載自動識別系統(tǒng)的強(qiáng)制裝載決定[1]。

1.2 定義及工作模式

船載自動識別系統(tǒng)是一項(xiàng)對船舶碰撞問題進(jìn)行改善和避免的自備性工具，是一種不依靠雷達(dá)技術(shù)進(jìn)行船舶信息獲取的技術(shù)方式，是一種對船舶位置進(jìn)行報告的系統(tǒng)性工具。該項(xiàng)技術(shù)方式在實(shí)際的應(yīng)用過程中，可以以一定的速度向船舶和岸上發(fā)送船舶的具體位置、航行情況及其他船舶的信息。這些信息在發(fā)生之后，其他的船舶和岸上的基站能夠?qū)ρb備了此項(xiàng)系統(tǒng)的船舶進(jìn)行自動性的定位和跟蹤?？梢?，在海上船舶航行過程中應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)，能夠大大地提高航行的安全性，實(shí)現(xiàn)對船舶航行的實(shí)時監(jiān)測，為海上事故預(yù)警提供了重要的作用。此項(xiàng)技術(shù)在應(yīng)用中采取的是自組織時分多路接續(xù)技術(shù)，可以進(jìn)行高速率的傳播，以此來保證傳播行使的安全性問題[2]。

船載自動識別系統(tǒng)包括三個部分：GPS 接收機(jī)、通信處理器和兩個多信號的VHF 數(shù)字接發(fā)機(jī)。其中，GPS 接收機(jī)可以對船舶的位置、速度、方向等進(jìn)行獲取，通信處理器則可以在兩個頻道上對VHF 數(shù)字接發(fā)機(jī)進(jìn)行控制。在海域和其他水域內(nèi)默認(rèn)的工作模式是兩個信道工作模式，船載自動識別系統(tǒng)可以對所有的頻道進(jìn)行接收，并在規(guī)定的時間范圍內(nèi)在兩個頻道內(nèi)進(jìn)行交替?zhèn)鬟_(dá)。船載自動識別技術(shù)在所有的區(qū)域內(nèi)可以使用自動和連續(xù)的工作模式，也可以由岸上控制中心指定方式，如果在船舶與岸臺之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時出現(xiàn)了疑問，可以使用輪詢方式。

1.3 特點(diǎn)

第一，承載的信息量更大。該項(xiàng)技術(shù)與傳統(tǒng)的雷達(dá)技術(shù)相比，在提供船舶基本數(shù)據(jù)之外，還會提供船舶的標(biāo)識、速度、航行的狀態(tài)、方向等多種數(shù)據(jù)資源。

第二，跨越障礙性傳輸。該項(xiàng)技術(shù)與傳統(tǒng)的雷達(dá)技術(shù)相比，在信號傳輸上可以實(shí)現(xiàn)跨障礙性地傳輸，這樣就可以使沿海地形產(chǎn)生盲點(diǎn)被消除。

第三，不易受不良天氣影響。該系統(tǒng)在應(yīng)用過程中受海上惡劣天氣的影響是非常小的，在應(yīng)用過程中不會出現(xiàn)因?yàn)閻毫犹鞖舛鴣G失小目標(biāo)或者被其他電磁波感染等現(xiàn)象。

第四，可以進(jìn)行近距離的目標(biāo)顯示。該項(xiàng)系統(tǒng)在應(yīng)有中是不存在近距離盲區(qū)的，也就是可以將大小目標(biāo)均顯示出來，這是雷達(dá)無法做到的[3]。

船載自動識別系統(tǒng)技術(shù)與傳統(tǒng)的雷達(dá)技術(shù)相比具有很大的優(yōu)越性，這些都是其自有的技術(shù)特征，但是此項(xiàng)技術(shù)是無法取代雷達(dá)的。在應(yīng)用中也存在一些不足之處，比如該項(xiàng)系統(tǒng)只適用于裝載了該設(shè)備的船舶。但是雷達(dá)就沒有這方面的限制，雷達(dá)所探測的目標(biāo)數(shù)量是沒有具體限制的，所以兩項(xiàng)技術(shù)要結(jié)合應(yīng)用。

2 船載自動識別系統(tǒng)技術(shù)對航行安全的影響

船載自動識別系統(tǒng)技術(shù)是一項(xiàng)被要求強(qiáng)制性裝載的無線電設(shè)備，能夠自動識別傳播信息，對保證船舶航行的安全性等具有非常重要的意義。船載自動識別系統(tǒng)是一項(xiàng)被動性的監(jiān)視系統(tǒng)，所以其應(yīng)用范圍受其安裝范圍的影響，未來隨著安裝量的不斷擴(kuò)大，應(yīng)用范圍也將不斷地?cái)U(kuò)大。所以說，船載自動識別系統(tǒng)在海水航行中的應(yīng)用，必然會對航行的安全造成非常大的影響，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

2.1 AIS、VDR、ECDIS 的關(guān)鍵作用

船舶自動識別系統(tǒng)（AIS）、船載航行數(shù)據(jù)記錄儀（VDR）、電子海圖和信息系統(tǒng)（ECDIS 是船舶航行中必須要應(yīng)用到的獨(dú)立的系統(tǒng)，但是這幾個系統(tǒng)之間又是緊密相連的。各自獨(dú)立的系統(tǒng)，但又是緊密聯(lián)系的。AIS、VDR 系統(tǒng)在獲取到數(shù)據(jù)信息之后必須要借助ECDIS 進(jìn)行顯示AIS、VDR 所獲取到的數(shù)據(jù)信息可以進(jìn)行相互的引證，證明數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和一致性，所以這三個系統(tǒng)在船舶航行中具有非常重要的作用。同時，在船舶上安裝AIS 系統(tǒng)，可以對周邊所有安裝AIS 系統(tǒng)的船舶的船名、呼號、船長、貨物種類等船舶靜態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取，對航向、航速、位置、相對距離等船舶航行動態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取，這些都能夠?yàn)榇昂叫械陌踩峁﹫?jiān)實(shí)的保障。而；VDR 能在事故后保存記錄數(shù)據(jù)并恢復(fù)和再現(xiàn)這些數(shù)據(jù)，對事件的還原準(zhǔn)確程度和對事故原因分析提供原始數(shù)據(jù)的程度是傳統(tǒng)的方法無法比擬的。

2.2 有效地解決船舶避碰問題

船舶在動識別系統(tǒng)技術(shù)是解決船舶避碰問題的一項(xiàng)非常有效的方式，這是由于此項(xiàng)技術(shù)方式在應(yīng)用的過程中，能夠快速且有效地與船岸、船舶之間進(jìn)行對話和溝通。在船載自動識別系統(tǒng)當(dāng)中，其動態(tài)信息包括了對船舶位置、船舶速度、船舶航行方向、船舶航行狀態(tài)等信息。這些功能的存在能夠使船舶獲取到更加全面的信息內(nèi)容，從而幫助其在海上航行過程中有效地避險，正確地采取碰觸行動。系就是萬一避讓不當(dāng)，船舶之間發(fā)生了碰撞事件之后，造成兩船發(fā)生碰撞事故時，在AIS 系統(tǒng)中會自動地保存對方船舶的運(yùn)行情況，進(jìn)而在第一時間內(nèi)確認(rèn)事故的實(shí)際情況并了解損失問題，能夠減少很多的工作步驟，而由AIS 系統(tǒng)自動記錄和保存的功能，可以清楚地顯示事故的動態(tài)，事故的責(zé)任自然很容易判別。

2.3 AIS 系統(tǒng)在VTS、ARPA 等方面的影響

AIS 系統(tǒng)在VTS、ARPA 等方面的影響是很大的，從VTS 的角度來說，可以使VTS 工作范圍拓寬，使VTS 精度提高，船舶識別功能越來越強(qiáng)大，工作效率越來越高。最直接的體現(xiàn)就在VTS 工作人員VHF 通信叫喊聲的徹底取消，也為航海保障會起到更好的作用。從ARPA 角度來說，AIS 系統(tǒng)在目標(biāo)識別與船舶協(xié)助與避讓方面起到了重要的作用，降低了船舶碰撞事故的發(fā)生幾率[4]。

2.4 AIS 系統(tǒng)對航標(biāo)的影響

因?yàn)楹綐?biāo)設(shè)在流動的水中，以往為了提高航標(biāo)的安全系數(shù)，要對航槽進(jìn)行相應(yīng)地加寬。但是在只AIS 系統(tǒng)應(yīng)用之后，采用電子航標(biāo)的方式，使航標(biāo)不再受水流的影響而移動的，在同樣的安全系數(shù)的情況下，可以降低對航槽開挖寬度的要求。從而降低航槽建設(shè)成本。同時，在AIS 系統(tǒng)下還可以改善燈浮的現(xiàn)象，部分?jǐn)R淺事故也就可以避免。如果在AIS 系統(tǒng)情況下仍需要現(xiàn)行的實(shí)物航標(biāo)的話，只要在現(xiàn)行燈標(biāo)體上安置一臺AIS 設(shè)備就能解決。當(dāng)燈標(biāo)發(fā)生移位時，移位了的燈標(biāo)上的AIS 設(shè)備就能把移動了的位置報告出來并報警，對航行安全是非常有好處的。

3 結(jié)語

綜上所述，船載自動識別系統(tǒng)技術(shù)在船舶航行中的應(yīng)用，具有強(qiáng)大的識別與定位能力，并且可以實(shí)現(xiàn)自動連續(xù)性地信息交流與傳輸，信息傳輸容量大，在海上航行中的應(yīng)用具有非常大的價值。可見，船載自動識別系統(tǒng)技術(shù)對改善航海環(huán)境，提高船舶航行安全等具有非常重要的影響，對于航海技術(shù)來說也是一項(xiàng)重要的變革。