船載AIS信號無法接收的原因分析及應(yīng)對建議

摘 ?要：通過AIS設(shè)備，船舶和岸臺能及時掌握周圍水域內(nèi)所有船舶及動態(tài)信息，實現(xiàn)實時互相通話協(xié)調(diào)，及時采取避讓行動，有效保障船舶航行安全。但是，目前AIS設(shè)備使用中存在設(shè)備故意關(guān)機(jī)、數(shù)據(jù)設(shè)置錯誤、設(shè)備故障頻發(fā)、使用非標(biāo)設(shè)備等諸多問題，導(dǎo)致船載AIS信號無法被其他船臺和岸臺有效接收，直接影響了AIS設(shè)備的功能實現(xiàn)，嚴(yán)重威脅了水上交通安全，制約著海事管理的方向和效能?；诙嗄甑默F(xiàn)場執(zhí)法實踐，在積累大量的AIS類典型案例的基礎(chǔ)上，本文對船載AIS設(shè)備信號無法被他船臺和岸臺接收的原因進(jìn)行了系統(tǒng)分析，并提出相應(yīng)的應(yīng)對建議。

關(guān)鍵詞：AIS信號;無法接收;原因分析;應(yīng)對建議

1 研究背景

船舶自動識別系統(tǒng)（AutomaticIdentification System， 簡稱AIS系統(tǒng)），由岸基（基站）設(shè)施和船載設(shè)備共同組成，是一種集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、現(xiàn)代通訊技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、電子信息顯示技術(shù)為一體的新型數(shù)字助航系統(tǒng)和設(shè)備。AIS系統(tǒng)配合全球定位系統(tǒng)（GPS）將船位、船速、航向等船舶動態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)合船名、呼號等船舶靜態(tài)數(shù)據(jù)由甚高頻（VHF）向附近水域船舶及岸臺廣播，使鄰近船舶及岸臺能及時掌握周圍水域內(nèi)所有船舶及動態(tài)信息，實現(xiàn)了實時互相通話協(xié)調(diào)，使船舶能及時采取必要避讓行動，有效保障了船舶航行安全。AIS具有識別船只、協(xié)助追蹤目標(biāo)、簡化信息交流和提供輔助信息以避免碰撞發(fā)生等功能。

自從2006年5月1日我國強(qiáng)制要求在部分沿海航行船舶安裝船載自動識別系統(tǒng)（AIS）以來，特別是2010年擴(kuò)大AIS的安裝范圍后，國內(nèi)船載AIS設(shè)備的使用在中國迅速普及。但在船載AIS設(shè)備快速普及的同時，部分船舶不按照規(guī)定保持船舶自動識別系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)、不按照規(guī)定在設(shè)備中輸入準(zhǔn)確信息等違法行為時常發(fā)生。目前，國內(nèi)航行船舶AIS設(shè)備使用現(xiàn)狀亂象叢生，導(dǎo)致他船、公司和海事管理機(jī)構(gòu)等相關(guān)方無法及時接收有關(guān)船舶AIS信號，這些直接影響著水上交通安全，制約著海事管理的效能。

2 AIS專項檢查概況

為提高船舶AIS信息準(zhǔn)確性、提高海事監(jiān)管效能、保障船舶航行安全。自2010年起，交通運(yùn)輸部海事局幾乎每年都有針對船載AIS設(shè)備監(jiān)督管理的專題發(fā)文，例如，2010年6月開展為期3個月AIS專項檢查;2012年將AIS檢查納入日常監(jiān)督檢查;2014年增加信息輸入標(biāo)準(zhǔn)的專項技術(shù)要求檢查;2015年對船載B級自動識別系統(tǒng)（AIS）新增技術(shù)要求;2016年船載AIS設(shè)備靜態(tài)信息固化升級;2017年將 AIS 設(shè)備的檢查列入國內(nèi)航行船舶船旗國監(jiān)督檢查和現(xiàn)場監(jiān)督檢查的必查項目，這些發(fā)文表明，國內(nèi)航行船舶船載AIS設(shè)備使用不規(guī)范的問題突出，岸基無法有效接收部分AIS設(shè)備船臺信息，系統(tǒng)自動識別船只、協(xié)助追蹤目標(biāo)、簡化信息交流和提供輔助信息的功能沒有充分實現(xiàn)。

楊浦海事局自2017年起，一直將船載AIS設(shè)備的檢查列入國內(nèi)航行船舶船旗國監(jiān)督檢查和現(xiàn)場監(jiān)督檢查的必查項目，在轄區(qū)持續(xù)開展船載AIS設(shè)備專項整治。這期間，專項整治可以分為3個階段：第一階段是2017年3月至2018年6月，專項檢查的重點是船舶是否開啟AIS設(shè)備。第二階段是2018年7月至2020年4月，專項檢查的重點通過AIS檢定儀檢測轄區(qū)到港船舶AIS設(shè)備發(fā)射信息的質(zhì)量。第三階段為2020年5月12日以來開展的船載AIS設(shè)備使用專項檢查，檢查的重點是查找AIS使用過程中存在的問題、原因及應(yīng)對方法。

經(jīng)過多年的現(xiàn)場執(zhí)法，積累大量的AIS類典型案例，筆者發(fā)現(xiàn)國內(nèi)航行船舶船載AIS設(shè)備的使用中存在設(shè)備關(guān)機(jī)、數(shù)據(jù)設(shè)置有誤、天線的未連接和安裝問題、B級AIS設(shè)備質(zhì)量較差等諸多問題，導(dǎo)致船載AIS信號無法被其他船臺和岸臺有效接收，直接影響了AIS設(shè)備的功能實現(xiàn)，嚴(yán)重威脅了水上交通安全，制約著海事管理的方向和效能。本文對船載AIS設(shè)備信號無法被其他船臺和岸臺接收的原因進(jìn)行了系統(tǒng)分析，并提出相應(yīng)的應(yīng)對建議。

3 原因分析及處理建議

3.1 人為原因

3.1.1 設(shè)備故意關(guān)機(jī)

2020年5月至8月，楊浦海事局共查處設(shè)備故意關(guān)機(jī)違法案例98起（見表1），其中停泊56起（碼頭27起、浮筒29起），占比57.1%;航行船舶42起（出口35起、進(jìn)口7起）。目前，我局有浮筒17個，停靠浮筒的船舶絕大部分是候潮船舶和候泊船舶。

船載AIS設(shè)備關(guān)機(jī)的原因多樣，主要有部分船員守法意識和安全意識不夠、部分內(nèi)河停泊船舶無法保持對設(shè)備持續(xù)供電、部分船舶故意逃避海事監(jiān)管等。建議公司和海事執(zhí)法人員對船員加強(qiáng)AIS開機(jī)重要性的宣傳教育、按照規(guī)范要求為AIS設(shè)備提供穩(wěn)定的電源，以及監(jiān)管機(jī)構(gòu)加大對惡意關(guān)機(jī)逃避監(jiān)管的打擊力度。

3.1.2 靜態(tài)數(shù)據(jù)設(shè)置錯誤

以上海海事局2018年1月至2020年6月查處的“不按照規(guī)定在船舶自動識別設(shè)備中輸入準(zhǔn)確信息”類違章為例，期間共查處船舶AIS設(shè)備靜態(tài)數(shù)據(jù)設(shè)置錯誤480起，其中20艘船2次違章。以楊浦海事局2020年5月至7月查處的此類46起為例，MMSI設(shè)置錯誤28.3%，船名錯誤58.7%，MMSI碼和船名設(shè)置錯誤直接導(dǎo)致系統(tǒng)無法正確識別，見表2。

此類缺陷主要表現(xiàn)在MMSI碼和船名錯輸、漏輸。靜態(tài)數(shù)據(jù)錯誤可分為無意的錯誤設(shè)置和故意錯誤設(shè)置兩大類。無意錯誤設(shè)置表現(xiàn)有：服務(wù)商初始設(shè)置錯誤，而公司和船員對AIS設(shè)備相關(guān)知識缺乏，沒有發(fā)現(xiàn);船舶買賣后未及時修改信息;設(shè)備老化故障導(dǎo)致發(fā)射信號錯誤;船舶英文名稱長度超過國際規(guī)范規(guī)定的20個字符（如湘張家界貨210768（XIANGZHANGJIAJIEHUO210768英文船名長度達(dá)25個字符）而錯誤設(shè)置。惡意設(shè)置錯誤主要表現(xiàn)為：為逃避監(jiān)管，船舶所有人或船員故意錯誤設(shè)置A級設(shè)備靜態(tài)數(shù)據(jù)，部分船舶所有人找AIS服務(wù)商對B級設(shè)備擅自刷機(jī)修改數(shù)據(jù)。例如：在2019年10月28日，上海海事局舉行的涉海運(yùn)輸內(nèi)河船舶套牌AIS公開集中銷毀活動中集中銷毀了115臺內(nèi)河船舶套牌AIS設(shè)備，這銷毀的115臺設(shè)備的靜態(tài)數(shù)據(jù)均是錯誤的。

建議加強(qiáng)對公司和船員AIS設(shè)備技術(shù)培訓(xùn)，使相關(guān)人員掌握基本的知識，學(xué)會檢查AIS設(shè)備靜態(tài)數(shù)據(jù)是否正確，進(jìn)而避免非故意錯誤設(shè)置情況的發(fā)生;監(jiān)管機(jī)構(gòu)對于惡意設(shè)置的違法行為保持持續(xù)高壓打擊態(tài)勢，促使其規(guī)范使用設(shè)備。

3.1.3 惡意關(guān)閉設(shè)備發(fā)射模塊

表現(xiàn)為設(shè)備可以接收他船信息，但其他設(shè)備無法接收本臺信息，即使關(guān)機(jī)重啟后依然不能排除故障。此類問題較難發(fā)現(xiàn)，上船檢查一切正常，但是他船和岸臺都無法接收信號，需要通過附近他船AIS設(shè)備、AIS軌跡查詢軟件或AIS檢定儀交叉比對才能發(fā)現(xiàn)。此類違法行為多發(fā)生在故意逃避海事監(jiān)管的船舶，例如內(nèi)河船舶非法從事海上運(yùn)輸。

3.2 設(shè)備原因

3.2.1 天線問題

AIS設(shè)備的VHF天線一般要在156-162M甚高頻頻段的天線，天線中心頻率在162M，駐波比應(yīng)小于1.5，這些對AIS設(shè)備信號收發(fā)很關(guān)鍵，直接決定發(fā)射的效果。天線安裝一般要離開雷達(dá)等天線2 m。但實際情況有很多船只沒辦法滿足安裝要求，實際安裝不符合上述要求，造成干擾。此外，由于內(nèi)河船舶過橋過閘的需要將天線放倒、天線與設(shè)備不連接或連接不良等原因都有可能導(dǎo)致近距離能夠識別而遠(yuǎn)距離則無法識別。

此類問題在內(nèi)河船舶中表現(xiàn)較為突出，導(dǎo)致海事管理平臺無法識別船舶占在港船舶2%～3%。

建議相關(guān)方按規(guī)范要求安裝天線，避免AIS的VHF天線與甚高頻無線電話和雷達(dá)進(jìn)行干擾;內(nèi)河船舶過橋過閘后及時將天線恢復(fù)原狀;定期檢查天線狀況，發(fā)現(xiàn)天線連接不良、破損、斷裂等情況及時維修。

3.2.2 設(shè)備死機(jī)

此類問題本船也較難發(fā)現(xiàn)，需要船員值班保持高度的責(zé)任心，頻繁核對AIS顯示屏上的數(shù)據(jù)信息及時發(fā)現(xiàn)問題，但發(fā)現(xiàn)之后關(guān)機(jī)重啟之后，船臺可以恢復(fù)正常工作。原因設(shè)備長期保持開機(jī)，持續(xù)工作可能導(dǎo)致部分電子元件出現(xiàn)問題（特別是使用年限超過5 a的設(shè)備），可能出現(xiàn)設(shè)備死機(jī)。

3.2.3 設(shè)備老化

此類問題的表現(xiàn)是信號斷續(xù)、甚至出現(xiàn)MMSI號碼跳號。楊浦海事局近期對7艘曾出現(xiàn)過MMSI號碼跳號的港作船開展了專項檢查，發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)跳號的設(shè)備主要出現(xiàn)在飛通和賽洋兩家公司生產(chǎn)的（FT-8700、FT-2200和AIS9000）3種型號的產(chǎn)品，且設(shè)備使用時間都在5 a以上。

在理想的環(huán)境中，AIS元器件的可靠性在5萬 h左右，按照法規(guī)要求AIS應(yīng)保持24 h開機(jī)，換算下來也就是AIS設(shè)備正常使用壽命一般在5 a左右。如果AIS設(shè)備使用年限超過5 a，出現(xiàn)信號斷續(xù)、甚至出現(xiàn)MMSI號碼跳號，基本可以判斷為設(shè)備老化，可以考慮更換設(shè)備了。

3.2.4 GPS模塊故障

其表現(xiàn)為船位異常（常說的“飛點”）、時間戳錯誤（表現(xiàn)為設(shè)備時間與實際時間不一致）。在7月17日掃測AIS結(jié)果，發(fā)現(xiàn)296艘船舶中有18艘船舶出現(xiàn)“飛點”問題，占比高達(dá)6.08%。

如果船員比較細(xì)心，通過比較船位還是能夠發(fā)現(xiàn)本船AIS設(shè)備船位不對和AIS時間錯誤，此時應(yīng)立即綜合考慮進(jìn)行修理或更換設(shè)備。

3.3 其他因素

3.3.1 特殊地區(qū)信號干擾

信號干擾多出現(xiàn)在海岸電臺附近、軍事設(shè)施或重要設(shè)施（如大橋）附近，船載AIS設(shè)備位于這類地區(qū)附近信號可能會受到干擾，導(dǎo)致岸臺短時間無法識別或信號錯誤。遠(yuǎn)離此類地區(qū)則信號恢復(fù)正常。

建議保持持續(xù)關(guān)注，當(dāng)干擾源消失或遠(yuǎn)離干擾范圍，AIS信號會回復(fù)正常。

3.3.2 發(fā)射時隙沖突

部分船舶安裝非標(biāo)B類AIS產(chǎn)品，這些AIS產(chǎn)品既不是A級AIS，也不是B級AIS;既不采用SOTDMA工作模式，也不采用CSTDMA工作模式。主要表現(xiàn)為：不通過時隙管理來決定發(fā)射的時間和方式，不符合AIS的編碼要求，僅僅是一個簡單的定時發(fā)射裝置。這些AIS嚴(yán)重干擾AIS網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)B類AIS設(shè)備發(fā)射的信息無法被岸臺和其他船臺正常接收。

針對此類問題，建議各航運(yùn)公司、船舶從正規(guī)渠道購買經(jīng)船檢認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)AIS設(shè)備。

3.3.3 超功率發(fā)射

AIS設(shè)備的發(fā)射功率不但影響設(shè)備的作用距離，而且影響了整個AIS網(wǎng)絡(luò)的容量，增大發(fā)射功率可以提高本船作用距離，但是降低了整個AIS網(wǎng)絡(luò)的容量，所以AIS國際國內(nèi)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)都對不同類型的AIS設(shè)備發(fā)射功率進(jìn)行了限定。部分廠商生產(chǎn)的B級的設(shè)備發(fā)射功率甚至超過了A級設(shè)備，干擾了其他AIS設(shè)備發(fā)射信號正常接收。

建議大家都從正規(guī)渠道購買經(jīng)船檢認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)AIS設(shè)備，避免影響對他船信號的接收，和整個無線先使用環(huán)境。

3.3.4 部分信號被岸臺過濾、在傳輸過程中丟失

部分B級AIS船臺不按國際標(biāo)準(zhǔn)（時隙、功率）播發(fā)信息、超功率播發(fā)信息，導(dǎo)致數(shù)據(jù)沖突、本船和他船播發(fā)的信息全部或部分丟失。AIS基站在收到船臺發(fā)送的信息包后會進(jìn)行檢測，如果數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)丟失嚴(yán)重（完整率低于60%），將作為噪音處理，進(jìn)行過濾，不會推送到數(shù)據(jù)中心，海事管理平臺自然無法顯示此類船臺信息。

以2020年7月17日楊浦轄區(qū)AIS信號掃測結(jié)果為例，分析發(fā)現(xiàn)AIS Socket接口（東保中心基站接收到的）AIS船舶為453艘，楊浦局電子巡航系統(tǒng)AIS船舶為439艘，兩組數(shù)據(jù)差異14艘。初步分析主要原因為傳輸鏈路中間環(huán)節(jié)過多，受鏈路帶寬限制，導(dǎo)致AIS數(shù)據(jù)在傳輸過程中丟失數(shù)據(jù)的現(xiàn)象較為嚴(yán)重，丟失比例約為3.1%。

4 應(yīng)對建議

4.1 船舶所有人方面

船舶所有人/航運(yùn)公司應(yīng)高度重視正確使用AIS設(shè)備在船舶安全營運(yùn)中的重要性。為了保證AIS設(shè)備的正確有效使用，航運(yùn)公司應(yīng)當(dāng)從正規(guī)渠道購買經(jīng)認(rèn)可的合規(guī)設(shè)備，為船上配齊包括設(shè)備產(chǎn)品說明書和操作說明書在內(nèi)的文書和文件，制定正確使用船載AIS設(shè)備的須知和規(guī)定，鼓勵船員正確操作AIS設(shè)備，高度重視船舶報告的設(shè)備故障，加強(qiáng)岸基支持力度，對設(shè)備在使用過程中出現(xiàn)的問題及時給予技術(shù)支持，及時聘請工程師進(jìn)行維修或予以換新。

4.2 船員方面

由于IMO和國內(nèi)都未將AIS設(shè)備使用納入船員培訓(xùn)的必修課程，國內(nèi)航行船舶船員接受文化教育的程度相對較低以及認(rèn)識水平的不足，導(dǎo)致船員AIS設(shè)備操作能力和水平較低，特別是內(nèi)河船員對AIS設(shè)備基本不敢碰、不愿碰。因此，船員應(yīng)克服畏懼心理，經(jīng)常閱讀設(shè)備操作說明書，提高AIS設(shè)備操作技能。

4.3 生產(chǎn)商方面

B級AIS設(shè)備基本都是國內(nèi)生產(chǎn)商生產(chǎn)，其使用壽命不如A級設(shè)備長，B級設(shè)備生產(chǎn)商應(yīng)著力提高設(shè)備的工作可靠性、穩(wěn)定性和使用壽命。

4.4 船舶檢驗方面

Solas公約2010年修正案要求，營運(yùn)船舶配備的自動識別系統(tǒng)應(yīng)由認(rèn)可的驗船師或認(rèn)可的試驗或檢測機(jī)構(gòu)進(jìn)行年度試驗（國內(nèi)法規(guī)無此規(guī)定）。試驗應(yīng)驗證船舶的靜態(tài)信息編程是否正確，與連接傳感器的數(shù)據(jù)交換是否正確，并且通過無線電頻率測量和使用船舶交通服務(wù)（VTS）等進(jìn)行廣播試驗驗證無線電性能。船上應(yīng)保留一份試驗報告的副本。國內(nèi)航行船舶卻無相關(guān)規(guī)定，導(dǎo)致船載AIS設(shè)備安裝之后不再進(jìn)行試驗，并且設(shè)備出現(xiàn)故障之后，船東隨意更換AIS設(shè)備。建議將AIS設(shè)備納入船舶年度檢驗的必檢內(nèi)容。

4.5 海事管理方面

AIS設(shè)備自2006年起在國內(nèi)推行，由于倉促推行，國內(nèi)AIS類管理規(guī)范大多是針對某一時期出現(xiàn)的突出問題進(jìn)行打補(bǔ)丁，倉促出臺的規(guī)范性文件。目前，迫切需要對AIS相關(guān)個法律、法規(guī)和規(guī)范進(jìn)行梳理，建立一套涵蓋MMSI號核發(fā)，船舶命名，船舶買賣，AIS設(shè)備的認(rèn)可、檢驗、安裝、培訓(xùn)、操作、管理等各方面的管理制度，實現(xiàn)立法系統(tǒng)化。同時，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對AIS數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)分析和挖掘，為現(xiàn)場執(zhí)法人員提供系統(tǒng)支持，實現(xiàn)監(jiān)管信息共享、執(zhí)法標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，大幅提高AIS執(zhí)法能力和執(zhí)法水平，持續(xù)嚴(yán)格執(zhí)法，對船載AIS設(shè)備類的違法行為進(jìn)行有效管理。

5 結(jié) 論

船載AIS設(shè)備自應(yīng)用以來，在船舶避碰、海上搜尋與救助、水上交通管制、海上交通事故調(diào)查、發(fā)布海上安全信息和識別助航等方面發(fā)揮著越來越重要的作用。在充分了解到可能造成船載AIS信號無法接收的可能原因之后，業(yè)界相關(guān)各方應(yīng)針對每臺AIS的實際情況具體問題具體分析，找出無法接收的真正原因，采取正確的應(yīng)對措施，確保AIS設(shè)備的正常使用，充分發(fā)揮AIS自動識別、自動跟蹤、簡化信息交流的功能，避免船舶碰撞的發(fā)生，提高水上交通安全。

作者簡介：

邱學(xué)剛，綜合業(yè)務(wù)處副處長，（E-mail）qiuxg7503@shmsa.gov.cn，18918229176