港口引航中AIS技術(shù)的應(yīng)用

湯浩淵 寧波大港引航有限公司

長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)在水上航運(yùn)事業(yè)的發(fā)展中投入了大量的人力、物力和有力政策，促進(jìn)了水上航運(yùn)領(lǐng)域的技術(shù)革新和觀念革新，面對(duì)與日俱增的港口駁船壓力和引航壓力，加快推進(jìn)現(xiàn)代化船舶管理體系建設(shè)至關(guān)重要，AIS技術(shù)擁有完善的控制系統(tǒng)和靈活的信息接收、傳輸方式，借助AIS基站，其支持了港口引航水平的切實(shí)提升。

1.AIS技術(shù)在港口引航中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

在“一帶一路”戰(zhàn)略方針的不斷推進(jìn)下，我國(guó)擁有了優(yōu)良的對(duì)外貿(mào)易環(huán)境和對(duì)外貿(mào)易基礎(chǔ)，在水上航運(yùn)事業(yè)的持續(xù)發(fā)展中，AIS技術(shù)的應(yīng)用將為港口引航工作帶來(lái)全新的發(fā)展機(jī)遇，以下對(duì)AIS技術(shù)在港口引航中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)進(jìn)行介紹：

第一，信息處理優(yōu)勢(shì)，在AIS基站的支持下，AIS技術(shù)可以在界面上顯示港口引航所需的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，同時(shí)，還能按照信息顯示需求，通過圖標(biāo)顯示動(dòng)態(tài)的船舶引航信息，具有較高的靈活性和便捷性。

第二，交通態(tài)勢(shì)全面反饋優(yōu)勢(shì)，隨著我國(guó)對(duì)外貿(mào)易事業(yè)和物流事業(yè)的蓬勃發(fā)展，水上航運(yùn)環(huán)境也發(fā)展了翻天覆地的變化，日均引航船舶數(shù)量呈現(xiàn)了明顯的上漲趨勢(shì)，在發(fā)展階段中，AIS技術(shù)能夠充分識(shí)別水上引航環(huán)境，以AIS基站和互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，實(shí)時(shí)獲取水上交通動(dòng)態(tài)，從而合理調(diào)整船舶引航方案，切實(shí)保障了水上交通系統(tǒng)的正常運(yùn)行和引航安全。

第三，信息可靠性優(yōu)勢(shì)，AIS技術(shù)的信息傳輸、接收覆蓋范圍大，同時(shí)可不受天氣因素的影響，因此，其在引航信息接收和傳輸上具有較高的抗干擾能力。

2.船載AIS的基本構(gòu)成

船載AIS能夠獲取動(dòng)態(tài)的引航信息、泊位信息，加快了引航效率，保證了引航安全，這與船載AIS精密、現(xiàn)代化的系統(tǒng)構(gòu)成具有密不可分的關(guān)系，以下對(duì)船載AIS的系統(tǒng)構(gòu)成進(jìn)行介紹：

船載AIS的技術(shù)核心是衛(wèi)星定位技術(shù)、數(shù)字通信技術(shù)、信息處理技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，為船舶監(jiān)控、引航規(guī)劃建立提供了優(yōu)良的信息環(huán)境，是現(xiàn)代化的數(shù)字助航系統(tǒng)。船載AIS系統(tǒng)圍繞通信處理器主要包括GNSS接收機(jī)、ANF收發(fā)機(jī)、MKD和BHT，實(shí)現(xiàn)了信息的有效整合和快速處理，支持了船舶引航過程中相關(guān)人員了解船舶的具體狀態(tài)和當(dāng)前航線上的交通信息。在通信處理器的支持下，船載AIS具備輸出接口和輸入接口，其中輸入接口主要與艏向傳感器、速度傳感器、轉(zhuǎn)向率傳感器、GNSS接收機(jī)以及其他相關(guān)傳感器相連接，充分搜集了船舶引航過程中所需的具體信息，有助于船舶引航人員了解船舶狀態(tài)。在信息收集的基礎(chǔ)上，船載AIS通過通信處理器進(jìn)行了信息的精細(xì)化處理，并經(jīng)由輸出接口與電子海圖接口、雷達(dá)接口、便攜引航儀接口、遠(yuǎn)程通信接口進(jìn)行雙向連接，實(shí)現(xiàn)了與外部的信息交流，同時(shí)通信處理器的輸出接口還可以與警報(bào)器進(jìn)行單向連接，支持了故障預(yù)警功能的發(fā)揮。

3.AIS技術(shù)在港口引航中的應(yīng)用路徑

3.1 信息化船舶管理體系建設(shè)

近年來(lái)，隨著我國(guó)物流行業(yè)的全面發(fā)展，水上航運(yùn)體系的建設(shè)日趨完善，以寧波舟山為例，在2019年中國(guó)內(nèi)地港口吞吐量調(diào)查中，寧波舟山以112009萬(wàn)噸獲得年吞吐量第一名。AIS技術(shù)的應(yīng)用將打破傳統(tǒng)的水上航運(yùn)引航體系，在信息化船舶管理體系建設(shè)中貢獻(xiàn)力量，以下對(duì)其進(jìn)行介紹：

AIS技術(shù)可以憑借其高效率、高穩(wěn)定性和高精度的信息整合能力，通過在船舶上普遍裝載，構(gòu)成系統(tǒng)、完善的AIS信息交流溝通環(huán)境，有助于我國(guó)水上交通管理水平的切實(shí)提升。另外，在AIS技術(shù)的穩(wěn)定支持下，還能形成更為統(tǒng)一的船舶引航制度，對(duì)船舶航行環(huán)境中的動(dòng)態(tài)信息、靜態(tài)信息、安全信息、泊位信息等進(jìn)行實(shí)時(shí)交流，充分利用了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的穩(wěn)定信息傳輸優(yōu)勢(shì)。信息化船舶管理體系和現(xiàn)代化信息管理體系的建設(shè)是水上航運(yùn)事業(yè)發(fā)展的必經(jīng)路徑，AIS技術(shù)在港口船舶引航中的合理應(yīng)用則能進(jìn)一步統(tǒng)籌引航信息環(huán)境，通過與艏向傳感器、速度傳感器、轉(zhuǎn)向率傳感器、GNSS接收機(jī)以及其他傳感器相連接，實(shí)現(xiàn)了船舶引航過程中重要信息的精細(xì)化收集，在此基礎(chǔ)上，可憑借引航經(jīng)驗(yàn)、引航標(biāo)準(zhǔn)建立健全的引航規(guī)劃，充分規(guī)避引航風(fēng)險(xiǎn)，保證引航船只、引航人員以及船只工作人員的安全。

3.2 船舶報(bào)告

AIS技術(shù)在港口引航中的應(yīng)用主要依靠了VHF頻段和TDMA技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)性的廣播信息接收和船舶狀態(tài)信息整合，這些信息主要包括靜態(tài)信息、動(dòng)態(tài)信息、航次信息和安全信息，對(duì)于港口安全引航具有重要意義和深遠(yuǎn)影響。另外，AIS技術(shù)整合了衛(wèi)星定位技術(shù)、數(shù)字通信技術(shù)、信息處理技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的信息處理優(yōu)勢(shì)，支持了其在船舶報(bào)告中的合理應(yīng)用，以下對(duì)其進(jìn)行介紹：

AIS技術(shù)具有高效信息傳輸優(yōu)勢(shì)，因此，在船舶引航過程中，其可根據(jù)信息傳輸要求和船舶報(bào)告要求，對(duì)船舶吃水信息、危險(xiǎn)品貨物信息、目地港ETA信息以及航線計(jì)劃信息進(jìn)行定期更新。在正式引航前，相關(guān)引航人員可按照六分鐘一次的更新頻率進(jìn)行信息更新，或者在被詢問時(shí)進(jìn)行信息的立即更新。主要的更新內(nèi)容包括正式引航前船舶的最大吃水深度、貨物裝卸后以及主管機(jī)關(guān)要求時(shí)危險(xiǎn)品貨物的種類、在航行位置發(fā)生變化時(shí)港口名和到達(dá)港口的時(shí)間以及轉(zhuǎn)向點(diǎn)信息，其中危險(xiǎn)品貨物主要包括危險(xiǎn)貨物、有毒物質(zhì)、海洋污染物等。

3.3 船舶監(jiān)管和操縱

AIS技術(shù)在船舶引航中的應(yīng)用主要以其高精度、高整合性的信息系統(tǒng)為基礎(chǔ)，可以切實(shí)提高船舶監(jiān)管效果，AIS船載終端主要包括差分GPS OEM、高分辨率LED顯示屏、微功能數(shù)字電臺(tái)、USB接口微功能數(shù)字電臺(tái)、控制主板、電源系統(tǒng)聚合物理電池、便攜式筆記本電腦、船舶PLUG接口、中心通信天線、通信天線和嵌入式GPS天線等模塊，構(gòu)成船載AIS終端的每個(gè)模塊都具有著不同的功能性，系統(tǒng)支持了船舶信息的充分整合和快速導(dǎo)出。

當(dāng)前，我國(guó)正處于信息化環(huán)境中，大部分信息都可以轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸，而AIS技術(shù)借助了信息傳輸?shù)亩嘣㈧`活性特征，將超越VHF傳遞范圍的信息進(jìn)行了有效傳輸，有助于相關(guān)人員遠(yuǎn)程監(jiān)控船舶的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)船舶的遠(yuǎn)程動(dòng)態(tài)監(jiān)管，并根據(jù)引航要求和引航標(biāo)準(zhǔn)對(duì)船舶的正常引航狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，掌握引航危險(xiǎn)點(diǎn)，合理調(diào)整引航計(jì)劃。AIS技術(shù)在港口引航中的合理應(yīng)用，還能夠切實(shí)地發(fā)揮衛(wèi)星定位和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，幫助相關(guān)人員實(shí)時(shí)掌握引航船舶的位置信息，并借助AIS技術(shù)的信息獲取界面對(duì)當(dāng)前引航船只的交通態(tài)勢(shì)進(jìn)行重點(diǎn)掌握，充分發(fā)揮了其拓展性和兼容性功能。

在寧波港的實(shí)際引航工作中，當(dāng)船舶處于大黃蟒、突泥嘴，螺頭角，長(zhǎng)柄子頭、上溜網(wǎng)等相互看不見的灣頭水域時(shí)，及時(shí)利用AIS系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)進(jìn)出的相關(guān)船舶和交通流，及早聯(lián)系或發(fā)布通告，及早采取與當(dāng)時(shí)水流和天氣相適應(yīng)的合理的避讓措施。但在任何時(shí)候，都要考慮到周圍船舶仍然存在沒有安裝AIS系統(tǒng)和可能無(wú)法準(zhǔn)確及時(shí)顯示AIS船舶信息的局限性，不能疏忽和減少瞭望的作用。

3.4 引航計(jì)費(fèi)

通過不斷優(yōu)化集裝箱航線結(jié)構(gòu)，2019年寧波全年凈增10條東南亞航線，全港航線總數(shù)達(dá)244條，發(fā)展態(tài)勢(shì)良好。引航費(fèi)用是引航結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)的重要來(lái)源，同時(shí)也是支持引航事業(yè)長(zhǎng)期健康發(fā)展的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，在港口引航過程中，AIS技術(shù)可以促進(jìn)引航計(jì)費(fèi)精準(zhǔn)化和現(xiàn)代化發(fā)展，以下對(duì)其進(jìn)行介紹：

AIS技術(shù)的核心技術(shù)是衛(wèi)星定位技術(shù)、數(shù)字通信技術(shù)、信息處理技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，引航人員可以有效地掌握引航信息，同時(shí)引航計(jì)費(fèi)的管理人員和監(jiān)控系統(tǒng)也可以借助AIS技術(shù)進(jìn)行引航信息的實(shí)時(shí)掌握。在港口引航過程中，需要通過AIS技術(shù)掌握的引航信息主要包括引航員登船時(shí)間、引航員離船時(shí)間、錨地位置以及泊位參數(shù)等，在常規(guī)信息獲取過程中，天氣因素、地理因素、人為因素等都會(huì)對(duì)信息獲取效率和信息的接收精準(zhǔn)性造成不良影響，影響了引航計(jì)費(fèi)效果，而借助AIS技術(shù)則可精準(zhǔn)獲知具體信息，從而按照實(shí)際收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行精準(zhǔn)計(jì)費(fèi)，保證了引航機(jī)構(gòu)的服務(wù)質(zhì)量。

4.結(jié)論

當(dāng)前，我國(guó)正處于水上交通系統(tǒng)建設(shè)的關(guān)鍵時(shí)期，在港口船舶引航過程中，可以靈活地應(yīng)用AIS技術(shù)，實(shí)現(xiàn)信息交流，切實(shí)保障引航安全，AIS技術(shù)可以在船舶引航過程中參與到信息化船舶管理體系的建設(shè)過程中，支持船舶報(bào)告、船舶監(jiān)管和引航計(jì)費(fèi)功能，打破了傳統(tǒng)的引航系統(tǒng)建設(shè)框架，有助于我國(guó)引航能力的快速提升。