AIS技術(shù)在航海實(shí)踐中的應(yīng)用研究

摘 要：本文探討了AIS技術(shù)，分析了AIS技術(shù)的功能和基本構(gòu)成，研究了AIS技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢以及AIS技術(shù)在航海實(shí)踐中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：AIS技術(shù);航海實(shí)踐;應(yīng)用

中圖分類號：U675.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2020）13-0045-02

0 引言

船舶航海過程中受到多個因素的影響經(jīng)常會出現(xiàn)各種各樣的問題，比如船舶之間新獲取的不精準(zhǔn)，對于這個問題應(yīng)用傳統(tǒng)的VTS技術(shù)和APPA雷達(dá)技術(shù)形式往往很難有效識別目標(biāo)，和這些技術(shù)相比，AIS技術(shù)具備更多的功能和優(yōu)勢，在使用的過程中能夠幫助船舶獲得更有效的信息，從而在船舶運(yùn)行的過程中確保船舶的航海安全。從當(dāng)前發(fā)展實(shí)際情況來看，很多船舶公司在發(fā)展的過程中都應(yīng)用了AIS技術(shù)形式，在這類技術(shù)的作用下能夠確保船舶在航行過程中的安全。為了能夠更好的促進(jìn)我國航海事業(yè)發(fā)展，文章現(xiàn)就AIS技術(shù)在航海實(shí)踐中的具體應(yīng)用問題進(jìn)行探究。

1 AIS技術(shù)概述

在航海運(yùn)行中雷達(dá)起到了十分重要的作用，但是在使用的時候雷達(dá)往往無法精準(zhǔn)的識別目標(biāo)信息，由此導(dǎo)致在航行運(yùn)行的過程中各個船舶之間的信息交流十分受限。對于這個問題，在船舶航行的過程中就需要應(yīng)用一種無線通訊技術(shù)來強(qiáng)化各個船只之間的交流，但是在具體操作的時候存在一些語言障礙。AIS技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展能夠在一定程度上解決信息交流的語言障礙，并實(shí)現(xiàn)船舶和船舶之間的實(shí)時性通訊，在船舶運(yùn)行的過程中自動識別各類信息。同時，AIS技術(shù)在使用的時候還能夠自動收發(fā)信號、處理數(shù)據(jù)，從而在船舶距離岸邊比較遠(yuǎn)的情況下借助檢測技術(shù)來定位船舶信息，并實(shí)現(xiàn)航海運(yùn)行速度、航行方向、交通管理信息的實(shí)時性交流。

2 AIS技術(shù)的功能和基本構(gòu)成

（1）功能。AIS技術(shù)的基本功能包含船舶碰撞的規(guī)避、船舶運(yùn)行信息的自動化識別和信息交流;對船舶運(yùn)行情況的動靜態(tài)交流、監(jiān)督和管理;強(qiáng)化VIS系統(tǒng)功能，在將AIS信息接入到VIS之后，船舶信息獲取和應(yīng)用的精準(zhǔn)度會相應(yīng)的提升。（2）構(gòu)成。AIS信息處理器。AIS信息處理器是整個系統(tǒng)的核心部分，在系統(tǒng)內(nèi)部存儲了整個船只運(yùn)行的基本信息，包含船舶識別信息、船名、船型信息、航海信息等。整個信息處理器所接收的信息一般來自于傳感器，能夠?qū)Υ跋到y(tǒng)定位、船舶運(yùn)行方向、船舶運(yùn)行速度等信息進(jìn)行全面的記錄。在對這些信息記錄整理之后會將整個船只運(yùn)行航行信息和靜態(tài)信息進(jìn)行二次編碼處理，編碼信息返回到通信處理器中。（3）AIS通信處理器。AIS的通信處理器由專門的處理器來控制，在運(yùn)行的時候借助專門的協(xié)議頻道和通信方案來調(diào)控現(xiàn)有的信息信號。調(diào)頻信息的基本頻率帶寬度在25kHz～12.5kHz。AIS在接收到這兩個頻道的信息之后還會在這兩個頻道上調(diào)節(jié)發(fā)射信息，在無法使用其他頻道和導(dǎo)航信息的情況下，所有信息會被直接切換到當(dāng)?shù)氐膶Ｓ眯诺郎?。?）船用導(dǎo)航設(shè)備通用性接口。整個船舶的導(dǎo)航通用設(shè)備接收機(jī)船位信息會同步到對應(yīng)的UTC上。陀螺羅經(jīng)會提供整個船舶運(yùn)行方向的信息，并在船舶運(yùn)行的過程中對船舶運(yùn)行過程中的一系列信息進(jìn)行記錄。

3 AIS技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

3.1 AIS技術(shù)在航標(biāo)中的應(yīng)用優(yōu)勢

在航道運(yùn)行的過程中為了能夠讓駕駛?cè)藛T精準(zhǔn)的料及航道的位置信息，在航道運(yùn)行的時候需要在航道兩邊設(shè)置航標(biāo)。但是在航標(biāo)設(shè)置的過程中受水流變動的影響，航標(biāo)經(jīng)常會出現(xiàn)漂移的問題，漂移半徑一般會達(dá)到10m～30m。為了能夠解決這個問題，在航道運(yùn)行的過程中需要相關(guān)人員采取必要的措施來拓展航道路徑，增強(qiáng)航道運(yùn)行的安全系數(shù)。基于這樣的要求使用AIS技術(shù)能夠有效降低航道的開挖寬度，降低航道開挖的成本，并減少航道運(yùn)行安全風(fēng)險。在航道運(yùn)行的過程中如果條件允許可以設(shè)置實(shí)物航標(biāo)，并在航標(biāo)上安置AIS設(shè)備，在燈標(biāo)出現(xiàn)偏移的時候AIS系統(tǒng)就會出現(xiàn)發(fā)出警報，由此能夠提升航道運(yùn)行的安全性[1]。

3.2 AIS技術(shù)在航行警告通信中的應(yīng)用優(yōu)勢

在當(dāng)前航行警告通告中，大型船舶拖帶、沉船信息等都被AIS系統(tǒng)的告知方法取代，特別是超大型船舶的長距離拖帶除了需要獲得航行許可審批，而且還需要低船舶長距離拖帶特殊性和出發(fā)地進(jìn)行協(xié)調(diào)管理，在這個時候就會出現(xiàn)航行警告。在收到航行警告的船舶會停止協(xié)調(diào)避讓。在AIS技術(shù)的支持下超大型船舶長距離拖帶航行警告能夠被AIS的信息替代，這些信息會在一定距離之內(nèi)發(fā)出相應(yīng)的警報，從而能夠提升操作人員對信息的重視程度，做好大風(fēng)預(yù)警、搶險救助等工作。

4 AIS技術(shù)在航海實(shí)踐中的應(yīng)用

4.1 AIS技術(shù)在船位報告中的應(yīng)用

將AIS技術(shù)應(yīng)用到航海實(shí)踐工作中能夠更加精準(zhǔn)的預(yù)見和評估船只的運(yùn)行實(shí)際情況，并將船只運(yùn)行實(shí)際情況通過無線轉(zhuǎn)移到有線的通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，并將整合之后的信息送入到對應(yīng)的信息報告站中。信息報告站計算機(jī)系統(tǒng)會根據(jù)船舶規(guī)定的周期、信息和時間來打造相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，并為整個數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行提供靜態(tài)化的數(shù)據(jù)信息，之后根據(jù)用戶的需求來對這些數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析、處理，從而為整個船舶的穩(wěn)定運(yùn)行提供及時、重要的數(shù)據(jù)信息支持?，F(xiàn)階段，提出的AIS系統(tǒng)和關(guān)聯(lián)服務(wù)功能一般用來接收船舶之間的AIS數(shù)據(jù)信息，從而實(shí)現(xiàn)對船舶所在位置的實(shí)時性定位，以一種動態(tài)化的形式來強(qiáng)化對各類信息的查詢管理和航運(yùn)跟蹤管理，從而更好地促進(jìn)我國航海事業(yè)發(fā)展[2]。

4.2 AIS技術(shù)在航標(biāo)遙測遙控中的應(yīng)用

航標(biāo)遙控監(jiān)督控制系統(tǒng)一般由兩個部分組成，即航標(biāo)運(yùn)行設(shè)備和AIS應(yīng)答器。和一般性的航標(biāo)遙側(cè)遙控體系相比，基于AIS技術(shù)的航標(biāo)遙感控制系統(tǒng)不需要申請專門的遙感測試頻道就能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)信息的傳輸。同時，在AIS技術(shù)的支持下還能夠節(jié)省通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)工作，并為整個系統(tǒng)的運(yùn)作配備專門的航標(biāo)設(shè)備和AIS應(yīng)答器，實(shí)現(xiàn)實(shí)時性的聯(lián)網(wǎng)操作，即在AIS系統(tǒng)的作用下來將所有的信息聯(lián)網(wǎng)到互聯(lián)網(wǎng)平臺上。不僅如此，AIS技術(shù)還能夠被使用到虛擬航標(biāo)運(yùn)行管理中，由此不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對具體航標(biāo)位置的虛擬化設(shè)定，而且還能夠減少實(shí)物航標(biāo)系統(tǒng)設(shè)置的虛擬化，減少各個實(shí)物航標(biāo)系統(tǒng)硬件設(shè)施設(shè)定的繁瑣，減少設(shè)備運(yùn)行管理成本[3]。

4.3 AIS技術(shù)在水文氣象信息系統(tǒng)中的應(yīng)用

從航道運(yùn)行發(fā)展實(shí)際情況來看，水文氣象信息深刻影響航海運(yùn)行安全，也就是說天氣和水文深刻影響航道的運(yùn)行發(fā)展。因此，為了確保航道的順利運(yùn)行，需要相關(guān)人員應(yīng)用必要的手段來強(qiáng)化對水文和天氣的監(jiān)督控制。將AIS技術(shù)應(yīng)用到航海運(yùn)行實(shí)踐中能夠更好地監(jiān)督控制水文氣象信息，并在航道運(yùn)行的過程中來把握水文、水文、溫度、方向、濕度、潮汐變化等。

4.4 AIS技術(shù)在船舶碰撞系統(tǒng)中的應(yīng)用

在船舶運(yùn)行的過程中為了能夠更好的確保船舶運(yùn)行安全，確保船舶在運(yùn)行的過程中及時避開障礙物，需要借助AIS技術(shù)形式來對船舶的運(yùn)行進(jìn)行精準(zhǔn)的定位，特別是需要在容易出現(xiàn)碰撞的區(qū)域范圍內(nèi)來安裝AIS設(shè)備。比如在航道運(yùn)行過程中有很多的漁網(wǎng)都安排布置了AIS應(yīng)答設(shè)備，在應(yīng)答設(shè)備的作用下能夠及時發(fā)現(xiàn)漁網(wǎng)的位置信息，駕駛?cè)藛T也能夠根據(jù)顯示出來的信息來規(guī)避漁網(wǎng)，由此為船舶的安全、穩(wěn)定運(yùn)行提供重要支持。

4.5 AIS技術(shù)在VTS中的應(yīng)用

AIS技術(shù)在VTS中也有著十分廣泛的應(yīng)用前景，即在先進(jìn)技術(shù)的支持下能夠更好地提升船舶海上服務(wù)質(zhì)量，從而能夠更好地推進(jìn)我國航海事業(yè)長遠(yuǎn)、穩(wěn)定的發(fā)展。將AIS技術(shù)引入到VTS中能夠幫助相關(guān)人員更為精準(zhǔn)地辨別和了解各個船只的基本信息、航行方向。以往的雷達(dá)系統(tǒng)能對船只的運(yùn)行軌跡進(jìn)行計算分析，而AIS技術(shù)所獲得的傳播信息是瞬時信息，且這些信息的獲取精準(zhǔn)度也要比一般船只信息精準(zhǔn)度高，在這個過程中雖然雷達(dá)能夠獲得船只運(yùn)行的動態(tài)信息，但是如果兩個船只之間的距離比較接近，在船只交叉交匯的時候也出現(xiàn)信號干擾問題。將AIS技術(shù)引入到船只運(yùn)行中能夠幫助船只的運(yùn)行獲得更加精準(zhǔn)的動態(tài)信息，且還能夠為船只的穩(wěn)定運(yùn)行提供全方位的動態(tài)數(shù)據(jù)，盡可能的提升船只運(yùn)行信息的精準(zhǔn)度[4]。

5 結(jié)語

綜上所述，文章就AIS技術(shù)的應(yīng)用功能、應(yīng)用必要性問題進(jìn)行了分析，結(jié)合AIS技術(shù)應(yīng)用必要性著重分析其在航海實(shí)踐匯總的實(shí)際應(yīng)用，旨在能夠為船只的安全航行提供重要支持，進(jìn)而促進(jìn)我國航海事業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展。

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Abstract：This paper discusses AIS technology， the function and basic structure of AIS technology are analyzed， the application advantages of AIS technology are studied， and the application of AIS technology in navigation practice.

Key words：AIS technology;navigation practice;application

收稿日期：2020-06-02

作者簡介：李樹寬（1963—），男，河北昌黎人，本科，艦艇高級工程師，研究方向：艦艇指揮。