“AIS致碰”原因分析與履約建議

劉運(yùn)江 吳延國(guó)

一、引言

船載自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)（Shipborne Automatic Identification System，AIS）已成為一種重要的助航設(shè)備，它能夠協(xié)助識(shí)別與跟蹤船舶，幫助值班人員提高情境意識(shí)。而且，AIS能夠快速提供本船與其他AIS物標(biāo)間的碰撞危險(xiǎn)信息，協(xié)助值班人員作出避碰決策。可以說，AIS的應(yīng)用使得值班瞭望與避碰工作變得相對(duì)輕松。然而，更多助航設(shè)備的應(yīng)用也在改變著船舶駕駛?cè)藛T的值班習(xí)慣，因助航設(shè)備使用不當(dāng)導(dǎo)致的船舶碰撞事故時(shí)有發(fā)生，以前曾發(fā)生過多起“VHF致碰”“雷達(dá)致碰”的案例，近年來“AIS致碰”事故也初現(xiàn)端倪。

對(duì)2018年1月6日發(fā)生在東海的“桑吉”輪與“長(zhǎng)峰水晶”輪碰撞事故的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，當(dāng)事船舶“桑吉”輪AIS信息中本船SOG（對(duì)地航速）與實(shí)際存在2~3節(jié)的差異，COG（對(duì)地航向）與實(shí)際存在20~25度的差異，沒有證據(jù)表明事發(fā)前兩船駕駛臺(tái)值班人員意識(shí)到這種數(shù)據(jù)不一致的情況以及其對(duì)AIS所提供的CPA（最近會(huì)遇距離）和TCPA（最近會(huì)遇時(shí)間）的影響。盡管事故發(fā)生還有其他方面的原因，但是從值班瞭望與設(shè)備使用的角度來看，這應(yīng)該算是一起典型的“AIS致碰”事故。

二、“AIS致碰”原因分析

事故調(diào)查發(fā)現(xiàn)，“AIS致碰”原因既與設(shè)備本身的局限性有關(guān)，又與AIS的過度應(yīng)用及使用不當(dāng)有關(guān)。

（一）AIS局限性

盡管AIS設(shè)備能夠提供物標(biāo)的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)、航次及其他安全相關(guān)信息，然而這些信息并非是完全實(shí)時(shí)的，有時(shí)并不能客觀地反映準(zhǔn)確的、完整的海上交通局面，作為一種助航儀器，有其局限性。

1. AIS信息并非實(shí)時(shí)

AIS信息存在不同的更新頻率。靜態(tài)與航次信息通常是每6分鐘更新一次，而動(dòng)態(tài)信息的更新頻率與AIS種類及船舶動(dòng)態(tài)相關(guān)。總的來說同等條件下，A類AIS更新頻率較B類設(shè)備快，航速越快，存在航向變化的更新頻率就越快（見表1、表2）。因此AIS信息并非是實(shí)時(shí)信息，AIS基于船舶動(dòng)態(tài)信息所計(jì)算的CPA、TCPA等避碰信息中包含由于信息更新頻率所導(dǎo)致的誤差。在某些情況下，AIS信息更新頻率會(huì)導(dǎo)致AIS提供的避碰信息與實(shí)際存在較大偏差。

表1 A類AIS設(shè)備動(dòng)態(tài)信息更新頻率

表2 B類AIS設(shè)備動(dòng)態(tài)信息更新頻率

2. AIS信息未必準(zhǔn)確

AIS是一個(gè)收集本船傳感器數(shù)據(jù)并將此類信息發(fā)送到其他船舶或岸基AIS的平臺(tái)，因此AIS播發(fā)信息的準(zhǔn)確性直接取決于這些傳感器的工作狀況。如果某一接入傳感器發(fā)生故障，則可導(dǎo)致其他AIS終端接收的數(shù)據(jù)存在問題。此外，因用戶設(shè)備維護(hù)導(dǎo)致的AIS信息不準(zhǔn)確的情況也比較普遍，如由于參照點(diǎn)位置（通常為外部全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) GNSS天線位置）錄入錯(cuò)誤導(dǎo)致的船舶的航向矢量線與船首向垂直的情況，對(duì)于航次相關(guān)信息及船舶航行狀態(tài)信息如果沒有及時(shí)維護(hù)也會(huì)導(dǎo)致相關(guān)信息顯示錯(cuò)誤的情況（如圖1所示）。不準(zhǔn)確的AIS信息容易誤導(dǎo)值班人員作出錯(cuò)誤的避碰決策。

3. AIS未必能完整反映周邊交通狀況

AIS設(shè)備之間只有正常工作時(shí)才能夠傳遞信息，互相“可見”。根據(jù)AIS操作要求，通常無論船舶在航或錨泊都應(yīng)保持設(shè)備處于常開狀態(tài)，但如果設(shè)備開啟會(huì)對(duì)船舶安全或安保產(chǎn)生不良影響，船長(zhǎng)可以根據(jù)其專業(yè)判斷關(guān)閉設(shè)備。比如在船舶航經(jīng)海盜活動(dòng)水域時(shí)，為防止船舶被識(shí)別與跟蹤，船長(zhǎng)可以決定臨時(shí)關(guān)閉AIS設(shè)備。此外，也存在船舶為逃避監(jiān)管而主動(dòng)關(guān)閉AIS的情況，比如有些船舶（如超航區(qū)航行的內(nèi)河船或休漁期間違規(guī)出海作業(yè)漁船）會(huì)人為關(guān)閉AIS設(shè)備來逃避主管機(jī)關(guān)的跟蹤。如果駕駛員僅通過AIS來進(jìn)行值班瞭望，則不會(huì)發(fā)現(xiàn)未配備AIS或關(guān)閉AIS的物標(biāo)，這種情況下是否發(fā)生碰撞就要完全看運(yùn)氣了。

圖1 參照點(diǎn)位置錄入錯(cuò)誤導(dǎo)致AIS顯示異常的情況

4.AIS輸入航速易導(dǎo)致避碰信息誤差

AIS速度輸入可以有兩個(gè)來源（如圖2所示），其中GNSS傳感器是必須接入的傳感器，而速度傳感器（通常為計(jì)程儀速度）是備選的。然而，一旦兩者均接入，如果船舶AIS是按照國(guó)際電工委員會(huì)IEC 61993-2：2001標(biāo)準(zhǔn)①IEC在2012版的IEC61993-2:2012中已經(jīng)做出修正，當(dāng)兩路速度傳感器接入AIS時(shí)，將RMC（基于GNSS）作為首選。該標(biāo)準(zhǔn)最新版本為61993-2:2018。然而2012年前安裝的AIS可能還會(huì)受速度輸入的影響。（2012年以前安裝的船載AIS設(shè)備符合該標(biāo)準(zhǔn)）安裝的（見表3），則計(jì)程儀速度（VBW - Dual ground/water speed雙對(duì)地/對(duì)水速度）優(yōu)先于衛(wèi)導(dǎo)系統(tǒng)速度。在水深較深、流速較大的水域，計(jì)程儀航速會(huì)存在較大的誤差，AIS由此航速計(jì)算出的CPA與TCPA會(huì)與實(shí)際有比較大的差距。對(duì)值班人員而言，是很難在航行中意識(shí)到這種由于設(shè)計(jì)原因造成的SOG和COG誤差以及由此導(dǎo)致的CPA、TCPA與實(shí)際的差異的。值班人員在此種情況下如依賴AIS來進(jìn)行值班瞭望和避碰，是非常危險(xiǎn)的。在“桑吉”輪與“長(zhǎng)峰水晶”輪碰撞事故中，“桑吉”輪AIS接入的就是計(jì)程儀航速，COG則是根據(jù)計(jì)程儀航速和船首向獲取的。

圖2 AIS構(gòu)成框圖

表3 首選的IEC61162-1傳感器語(yǔ)句(IEC61993-2:2001標(biāo)準(zhǔn))

（二）AIS過度應(yīng)用與使用不當(dāng)問題

1.AIS的過度應(yīng)用增加了安全風(fēng)險(xiǎn)并導(dǎo)致可航水域減少

當(dāng)前，AIS已被廣泛安裝在小型船舶（例如休閑船、漁船）和許多SOLAS公約豁免配備AIS的船舶上。此外，非船舶（如漁標(biāo)或漁網(wǎng)、海上養(yǎng)殖設(shè)施，甚至無人機(jī)）配備AIS的情況已不罕見。在世界許多水域，AIS的過度安裝應(yīng)用（例如在漁船和漁網(wǎng)上安裝AIS）增加了安全風(fēng)險(xiǎn)，減少了可用的通航水域并降低了運(yùn)輸效率。比如，在中國(guó)東海、黃海的沿岸水域，海員必須極其謹(jǐn)慎地駕駛才能避開大量配備AIS的漁船、漁標(biāo)和漁網(wǎng)，如圖3所示。

圖3 成山角定線制水域大量AIS漁標(biāo)情況

2.AIS使用不當(dāng)成為導(dǎo)致許多船舶碰撞事故的重要因素

自被引入航運(yùn)界以來，從方便識(shí)別船舶到快速獲取信息，AIS為用戶帶來了極大的便利。國(guó)際海事組織（IMO）《關(guān)于雷達(dá)性能標(biāo)準(zhǔn)的修訂建議案》[MSC.192（79）決議]要求應(yīng)能夠在2008年7月1日或之后安裝到船的雷達(dá)上集成顯示AIS信息，這進(jìn)一步方便了海員從雷達(dá)顯示中獲取AIS物標(biāo)的信息。駕駛臺(tái)值班人員通過點(diǎn)擊激活（Activate）雷達(dá)屏幕上的AIS信號(hào)即能查看物標(biāo)AIS信息，這比在雷達(dá)上捕捉（Acquire）雷達(dá)回波進(jìn)行標(biāo)繪獲取物標(biāo)信息效率更高。

技術(shù)的提高與應(yīng)用給用戶帶來了升級(jí)的體驗(yàn)，同時(shí)也在改變著海員的值班習(xí)慣。由于AIS的功能優(yōu)勢(shì)，許多值班人員主要依靠AIS獲取周邊船舶信息尤其是避碰信息，而減少甚至放棄了傳統(tǒng)的值班瞭望習(xí)慣，比如對(duì)視覺瞭望不夠重視，不再對(duì)物標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)觀察或雷達(dá)標(biāo)繪等。然而，許多用戶對(duì)AIS設(shè)備的局限性沒有足夠的認(rèn)識(shí)，也不了解AIS所提供避碰信息（CPA和TCPA等數(shù)據(jù)）的計(jì)算原理以及該原理與雷達(dá)標(biāo)繪的不同之處。過度依賴AIS信息進(jìn)行值班瞭望和避碰已成為導(dǎo)致許多船舶碰撞事故的重要因素。

三、履約建議

（一）建議IMO對(duì)AIS指南進(jìn)行修訂

根據(jù)海上安全委員會(huì)和海洋環(huán)境保護(hù)委員會(huì)及其附屬機(jī)構(gòu)的組織和工作方法（MSC-MEPC.1 / Circ.5 / Rev.1），同時(shí)考慮到關(guān)于IMO戰(zhàn)略計(jì)劃的應(yīng)用[A.1111（30）決議]，《船載自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)（AIS）操作使用指南》（IMO A.1106（29）號(hào)決議，以下簡(jiǎn)稱“現(xiàn)行版AIS指南”）中需要澄清或更新的關(guān)鍵內(nèi)容包括：

1.目的

現(xiàn)行版AIS指南保留了先前版本中警示文本框中的內(nèi)容，以提醒當(dāng)班駕駛員并非所有船舶都裝有AIS或船上安裝的AIS可能由船長(zhǎng)自行決定關(guān)閉。 該提醒內(nèi)容主要是在AIS設(shè)備剛剛開始普及的背景下提出的。 準(zhǔn)則應(yīng)適應(yīng)背景的變化，并認(rèn)識(shí)到AIS的廣泛使用（例如在非船舶上安裝AIS）及其帶來的風(fēng)險(xiǎn)。

2.AIS的描述

現(xiàn)行版AIS指南提到船載AIS能夠通過自目標(biāo)船舶發(fā)送的位置信息計(jì)算最近會(huì)遇距離（CPA）和最接近會(huì)遇時(shí)間（TCPA）來提供快速自動(dòng)的信息。但是這種描述過于籠統(tǒng)，用戶很難理解AIS是如何計(jì)算CPA和TCPA數(shù)據(jù)。 明確計(jì)算原理有助于提高用戶對(duì)AIS提供的CPA和TCPA與雷達(dá)標(biāo)繪獲取的CPA和TCPA之間差異的認(rèn)識(shí)，以便用戶在做出避免碰撞決策時(shí)可以更加謹(jǐn)慎。

3.AIS的固有局限性

應(yīng)提醒當(dāng)班駕駛員目前AIS已廣泛安裝于小型船舶（例如休閑船、漁船）和某些豁免安裝AIS的船舶上。此外，還應(yīng)該意識(shí)到非船舶，如漁標(biāo)或漁網(wǎng)、海上養(yǎng)殖設(shè)施，甚至無人機(jī)，都可能配備AIS。

4.避免在碰撞局面中使用AIS

在船到船模式下使用AIS進(jìn)行避碰時(shí)，建議用戶牢記AIS是導(dǎo)航信息的另一個(gè)來源， 它不能取代、只是支持如雷達(dá)物標(biāo)跟蹤和VTS等導(dǎo)航系統(tǒng)，并且AIS的使用特別是在確定是否存在碰撞危險(xiǎn)時(shí)并不解除當(dāng)班駕駛員在任何時(shí)候都遵守《1972年國(guó)際海上避碰規(guī)則》的責(zé)任。從AIS獲得的CPA和TCPA信息應(yīng)通過一切可用手段仔細(xì)核實(shí)，鑒于雷達(dá)標(biāo)繪與之在原理上的不同，最好是通過雷達(dá)標(biāo)繪對(duì)避碰信息進(jìn)行驗(yàn)證。

5.AIS用戶

當(dāng)前指南主要將船長(zhǎng)或駕駛員作為AIS主要的船上用戶。考慮到引航員在引航水域?qū)叫邪踩闹匾砸约霸谥笇?dǎo)船舶操縱時(shí)使用AIS的習(xí)慣，建議在指南中明確將引航員作為重要的AIS船上用戶。而且，考慮到目前AIS的應(yīng)用普及程度，建議將AIS用戶進(jìn)行擴(kuò)展以包括船上和岸上用戶（例如VTS、港調(diào)等）。

6.引用

A.1106（29）決議整個(gè)文件的結(jié)構(gòu)符合IMO風(fēng)格指南——指南附于決議之后、附錄1附于附件之后。但是，附件中有幾處不恰當(dāng)?shù)囊眯枰闭`：在該指南第2段對(duì)AIS系統(tǒng)的描述中，使用的是參考“附件1”而不是“附錄1”。第28段（AIS數(shù)據(jù)顯示）中也存在同樣的問題。

（二）建議IMO對(duì)避碰規(guī)則進(jìn)行修訂

AIS在航行值班及船岸溝通方面非常重要，船岸用戶也將AIS作為值班與避碰工作的重要數(shù)據(jù)來源。然而，對(duì)于設(shè)備局限性沒有足夠的認(rèn)識(shí)，過于依賴AIS信息也成為許多海上碰撞事故的致因。歷史上曾發(fā)生過多起由于助航儀器使用不當(dāng)導(dǎo)致的碰撞事故，比如“VHF致碰”事故、雷達(dá)致碰事故等。IMO的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)也是在這些事故的基礎(chǔ)上逐步進(jìn)行完善的。建議IMO借鑒在規(guī)范雷達(dá)使用方面的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)避碰規(guī)則做出如下修訂：

第六條 安全航速

在現(xiàn)有內(nèi)容后，加入：

“3.對(duì)于配備AIS的船舶，還應(yīng)考慮：

（1）AIS設(shè)備的特性、效率和局限性；

（2）接入傳感器的工作狀態(tài)對(duì)AIS信息的影響；

（3）天氣、海況及其他干擾源對(duì)AIS信息傳輸?shù)挠绊懀?/p>

（4）其他物標(biāo)可能不配備AIS；

（5）AIS探測(cè)到的船舶數(shù)目、位置和動(dòng)態(tài)；

（6）當(dāng)用AIS來識(shí)別物標(biāo)時(shí)，可能對(duì)能見度做出更確切的估計(jì)?！?/p>

第七條 碰撞危險(xiǎn)

在現(xiàn)有內(nèi)容后，加入：

“5.如裝有AIS設(shè)備并可使用，則應(yīng)正確予以使用。AIS所提供的避碰信息可作為其他導(dǎo)航系統(tǒng)（如雷達(dá)）的補(bǔ)充信息輔助判斷碰撞危險(xiǎn)，但不能將AIS作為唯一的信息來源?！?/p>

（三）主管機(jī)關(guān)加強(qiáng)對(duì)AIS配備與使用的履約管理

（1）在設(shè)備配備方面，主管機(jī)關(guān)應(yīng)嚴(yán)格管理，根據(jù)中國(guó)海事局發(fā)布的AIS設(shè)備管理規(guī)定，船舶需要按要求申請(qǐng)辦理AIS 標(biāo)識(shí)碼證書，設(shè)備需要經(jīng)型式認(rèn)可和產(chǎn)品檢驗(yàn)等。當(dāng)前應(yīng)加強(qiáng)對(duì)漁業(yè)船舶設(shè)施AIS安裝與使用的管理，尤其是要對(duì)在某些設(shè)施如漁網(wǎng)或漁標(biāo)上安裝AIS設(shè)備加以限制以緩解AIS過度安裝的情況。

（2）在規(guī)范AIS使用方面，主管機(jī)關(guān)應(yīng)加強(qiáng)船員培訓(xùn)，使其認(rèn)識(shí)到AIS設(shè)備的局限性并熟悉設(shè)備安全使用方法；同時(shí)加強(qiáng)公司管理，督促公司在安全管理體系中對(duì)AIS使用情況進(jìn)行專門強(qiáng)調(diào)。主管機(jī)關(guān)可以通過PSC/FSC檢查、公司審核等手段確保IMO相關(guān)公約得到有效遵守。

（四）值班駕駛員應(yīng)嚴(yán)格遵守避碰規(guī)則

雖然AIS能夠幫助識(shí)別物標(biāo)，但這并不意味著碰撞危險(xiǎn)的解除。AIS是視覺、雷達(dá)等基本瞭望手段的有效補(bǔ)充，值班人員不能將AIS作為唯一的信息來源而放棄視覺瞭望、雷達(dá)標(biāo)繪或與其相當(dāng)?shù)南到y(tǒng)觀察，更不能因?yàn)榕鋫湎冗M(jìn)的助航設(shè)備而減少值班瞭望人員。AIS播發(fā)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性需要通過視覺、雷達(dá)等多種手段進(jìn)行驗(yàn)證。

四、結(jié)語(yǔ)

AIS具有非常明顯的功能優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)逐漸成為值班人員進(jìn)行值班瞭望和判斷碰撞危險(xiǎn)的一種重要手段。然而，AIS自身的局限性決定了它不一定能夠完整或準(zhǔn)確地反映船舶周邊實(shí)時(shí)的交通信息，值班人員仍須嚴(yán)格按照避碰規(guī)則的要求，將AIS作為視覺、聽覺及雷達(dá)的一種補(bǔ)充手段進(jìn)行值班瞭望及避碰決策。同時(shí)，建議IMO結(jié)合“AIS致碰”原因?qū)ΜF(xiàn)行版AIS指南及避碰規(guī)則進(jìn)行評(píng)估修訂，主管機(jī)關(guān)也應(yīng)加強(qiáng)履約管理，從而避免“AIS致碰”事故的再次發(fā)生。