虛擬航標(biāo)技術(shù)及其應(yīng)用研究

敖自棟 曲瑩瑩

摘 要 虛擬航標(biāo)技術(shù)作為一種現(xiàn)代化技術(shù)，被廣泛運(yùn)用在現(xiàn)代化船舶助航服務(wù)中，其融入計(jì)算機(jī)技術(shù)、衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)。本文就結(jié)合虛擬航標(biāo)技術(shù)，重點(diǎn)分析虛擬航標(biāo)及其分類，根據(jù)虛擬航標(biāo)的優(yōu)點(diǎn)，提出虛擬航標(biāo)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 虛擬航標(biāo);AIS;助航;自動識別;定位

航標(biāo)作為保證船舶航行安全，提高船舶交通效率的重要因素。在傳統(tǒng)視覺航標(biāo)系統(tǒng)中，特別是把燈浮、燈塔為核心的設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對航海者操作船只提供依據(jù)。近幾年，隨著AIS技術(shù)水平的提高，把AIS為根本的虛擬船標(biāo)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定發(fā)展?，F(xiàn)階段，AIS在沿海領(lǐng)域中實(shí)現(xiàn)了廣泛使用，具有AIS功能，給AIS價(jià)值發(fā)揮提供了可能。針對船標(biāo)來說，通過使用AIS技術(shù)成立虛擬航標(biāo)，在短時(shí)間內(nèi)把船標(biāo)動態(tài)信息發(fā)布給周圍船舶和船民，給船舶安全運(yùn)行提供條件。

1虛擬航標(biāo)技術(shù)分析

虛擬船標(biāo)也就是基于AIS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)下形成的一種新型船標(biāo)技術(shù)，自身具有無實(shí)體特點(diǎn)，通過從周圍AIS基站傳遞相關(guān)信息，實(shí)現(xiàn)快速定位。虛擬航標(biāo)技術(shù)具有顯著現(xiàn)代化特定，融入了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)等，把電子海圖信息和AIS基站充分融合，利用AIS基站將獲取的信息傳遞給周圍船舶和海民，在ECDIS系統(tǒng)中展示，這樣用戶在運(yùn)用虛擬航標(biāo)技術(shù)過程中，通過ECDIS將信息反饋，對船標(biāo)具體位置進(jìn)行展示出來，達(dá)到預(yù)警和管理效果[1]。

2虛擬航標(biāo)及其分類

2.1 有實(shí)體的虛擬航標(biāo)

有實(shí)體虛擬航標(biāo)也被稱之為方針航標(biāo)，是一種真實(shí)存在的航標(biāo)，傳遞航標(biāo)信息的AIS基站能夠在航標(biāo)周圍，也可以在距離航標(biāo)較遠(yuǎn)的地方。通常情況下，有實(shí)體的虛擬航標(biāo)由處理器、GPS接收機(jī)及全球移動通信技術(shù)等內(nèi)容組合而成。數(shù)據(jù)根據(jù)國際電信聯(lián)盟要求，對AIS航標(biāo)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)變處理，由AIS岸站或者AIS航標(biāo)站重新播放，如同在航標(biāo)中利用AIS設(shè)備進(jìn)行信息傳遞，該信息可以被船載AIS設(shè)備接收，并在電子海圖中進(jìn)行展示。

仿真航標(biāo)主要是指航標(biāo)真實(shí)存在，但是AIS站需要安裝在距離航標(biāo)比較遠(yuǎn)的位置。仿真航標(biāo)中AIS電文可以由其他地方發(fā)射，而航標(biāo)實(shí)際一般產(chǎn)生于AIS電文中。在部分情況下，要想達(dá)到經(jīng)濟(jì)適用效果，需要在航標(biāo)中安裝AIS設(shè)備，也就是仿真航標(biāo)[2]。通過航標(biāo)和AIS之間通信線路聯(lián)合判斷航標(biāo)具體位置。“預(yù)報(bào)仿真航標(biāo)”從遠(yuǎn)離航標(biāo)的AIS站中發(fā)出電文信息，航標(biāo)真實(shí)存在，但是航標(biāo)不會受到監(jiān)管，其位置和狀態(tài)將無法確定。

2.2 無實(shí)體的虛擬航標(biāo)

航標(biāo)自身不具有真實(shí)性，航標(biāo)信息也就是利用航標(biāo)AIS站進(jìn)行傳遞，AIS信息能夠在顯示屏的作用下形成一個(gè)虛擬信息，并在航標(biāo)中存在?；诖耍綐?biāo)符號通過軟件編程在船舶顯示屏中展現(xiàn)，但是無法具體展現(xiàn)出實(shí)際航標(biāo)位置。無實(shí)體虛擬航班則是在緊急環(huán)境下應(yīng)用，例如沉船位置或者使用虛擬航標(biāo)臨時(shí)劃分航道時(shí)，這些對保證航標(biāo)安全有著直接影響。

這種航標(biāo)也就是AIS電文系航標(biāo)電文，AIS電文中展現(xiàn)出的位置在實(shí)際中以不存在物理航標(biāo)為主。一把情況下，在視覺顯示器中產(chǎn)生的“虛擬航標(biāo)”更適合在實(shí)際中使用。這時(shí)，在顯示器中展現(xiàn)出的航標(biāo)位置并非是真實(shí)存在的物理航標(biāo)符號。相關(guān)信息清楚表示出一個(gè)虛擬航標(biāo)。例如，在新沉船位置中設(shè)有的物理浮標(biāo)位置，通過使用虛擬AIS航標(biāo)當(dāng)作新沉船緊急標(biāo)識。

3虛擬航標(biāo)的優(yōu)點(diǎn)

針對虛擬航標(biāo)來說，展現(xiàn)出的優(yōu)勢具體展現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，虛擬航標(biāo)即便為一個(gè)表示實(shí)體的航標(biāo)，但是和實(shí)體航標(biāo)比較，具有相同的助航功能;第二，虛擬航標(biāo)不管是在設(shè)計(jì)上，還是更改上，都可以利用軟件系統(tǒng)來完成，消耗的成本少;第三，虛擬航標(biāo)位置和更改效率高，特別是在面對各種突發(fā)現(xiàn)象情況下，需要快速完成航標(biāo)設(shè)置工作，這是其優(yōu)點(diǎn)比較凸顯[3]。例如，在某海域發(fā)生海難情況下，通過使用AIS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)有沉船航標(biāo)，提醒過往船只注意;第四，虛擬航標(biāo)位置和更改不會受到外界因素影響，如天氣。虛擬航標(biāo)和實(shí)體燈浮標(biāo)設(shè)置各不相同，實(shí)體燈浮標(biāo)需要在航標(biāo)船的拋標(biāo)下，在大風(fēng)大浪等天氣狀況下無法實(shí)現(xiàn)。而虛擬航標(biāo)設(shè)置則需要利用AIS無線數(shù)字通信技術(shù)完成，不會受到天氣狀況等影響。

4虛擬航標(biāo)的應(yīng)用

首先，能夠在沉船位置中設(shè)有浮標(biāo)，通過浮標(biāo)對周圍船只進(jìn)行預(yù)警;其次，在設(shè)立航標(biāo)之前，需要在浮標(biāo)的作用下對目標(biāo)位置進(jìn)行定義，給周圍過往船只提供預(yù)警;最后，如果目標(biāo)區(qū)域船只數(shù)量比較大，或者交通流量相對復(fù)雜的環(huán)境下，設(shè)有實(shí)物航標(biāo)時(shí)將會給航海帶來影響，通過虛擬航標(biāo)技術(shù)取代實(shí)物航標(biāo)。與此同時(shí)，結(jié)合國際航標(biāo)部門下發(fā)的先關(guān)要求，在《關(guān)于海區(qū)航標(biāo)服務(wù)中使用AIS的建議案》中，明確表示離岸建筑物需要設(shè)有AIS航標(biāo)裝置。由此可以得知，在當(dāng)前虛擬航標(biāo)技術(shù)被運(yùn)用在航海項(xiàng)目中[4]。

第一，實(shí)現(xiàn)單位海域內(nèi)虛擬航標(biāo)覆蓋，保證區(qū)域內(nèi)傳世運(yùn)行都能及時(shí)接收相關(guān)信號，對航區(qū)內(nèi)各個(gè)危險(xiǎn)物進(jìn)行識別和防范，如沉船、海上油氣平臺等;第二，及時(shí)記錄各項(xiàng)航海信息，給周圍傳遞運(yùn)行提供精準(zhǔn)定位信息，便于船只及時(shí)調(diào)整基準(zhǔn)，保證航行安全;第三，根據(jù)虛擬AIS基站，獲取周圍區(qū)域氣象信息，并將獲取的信息及時(shí)傳遞給周圍船只;第四，對于各種突發(fā)事件，可以在基站的作用下精準(zhǔn)定位，給制定救援方案提供數(shù)據(jù)參考。

5結(jié)束語

總而言之，在當(dāng)前海洋行業(yè)發(fā)展中，通過使用虛擬航標(biāo)技術(shù)，對傳統(tǒng)航海模式進(jìn)行改革創(chuàng)新。和傳統(tǒng)技術(shù)比較，虛擬航標(biāo)技術(shù)的應(yīng)用，能夠更好滿足今后海洋行業(yè)發(fā)展要求，自身具備可行性特點(diǎn)。并且，在今后發(fā)展中，隨著AIS、ECDIS等現(xiàn)代化技術(shù)普及使用，能夠讓虛擬航標(biāo)技術(shù)更加完善，有效提高船舶運(yùn)行安全。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳玉立，田亮.淺析AIS虛擬航標(biāo)在復(fù)雜航道中的應(yīng)用[J].珠江水運(yùn)，2019（7）：15-16.

[2] 楊運(yùn)航.關(guān)于虛擬航標(biāo)及其應(yīng)用研究[J].珠江水運(yùn)，2019（7）：98-99.

[3] 馬甲林.北斗短報(bào)文技術(shù)在虛擬航標(biāo)中的應(yīng)用[J].珠江水運(yùn)，2019 （12）：75-77.

[4] 李佑鋼，徐海潮，金炳耀，等.基于多技術(shù)的虛擬航標(biāo)應(yīng)用初探[J].中國水運(yùn)（下半月），2018，18（2）：60-62.