AIS船臺信號實測分析與應(yīng)對策略

◎賴擎青 李輝 南海航海保障中心

船舶自動識別系統(tǒng)(AIS)的使用在加強海上生命安全、提高航行的安全性和效率發(fā)揮了巨大的作用。因管理的逐步精細化，AIS系統(tǒng)存在的缺陷及應(yīng)用問題凸顯，各類學術(shù)論文中均有報道。陸悅銘等反映船舶駕引人員在船載船舶自動識別系統(tǒng)中常會發(fā)現(xiàn)一些不正確的信息被接收到，然而一會這些接收到的船舶信息出現(xiàn)丟失的報警。馬楓反映國內(nèi)的廠商在開發(fā)船臺的過程中，過于追求低成本，造成性能不達標的情況十分普遍，船臺信號，存在著功率上升時間過長，調(diào)制時間過長的問題，這類船臺如果繼續(xù)蔓延，將對信道造成很大的混亂。

1.存在的問題

南海航海保障中心作為南海海區(qū)AIS系統(tǒng)維護管理機構(gòu)，關(guān)注到了各類報道反映的問題，也收到了各類應(yīng)用方的反饋，問題主要集中在以下幾方面：

（1）AIS反饋的船舶信息不準確，不能真實反映船舶的動、靜態(tài)信息，對船舶避碰及船舶監(jiān)管造成不良影響；

（2）船舶存在一船多個九位碼，一個九位碼幾個船舶共用的情況，船舶存在利用逃避監(jiān)管的情況；

（3）AIS船舶動態(tài)數(shù)據(jù)延時，不能準確標示船舶實時船位；

（4）與VTS系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)融合中發(fā)現(xiàn)部分船舶無AIS信號。

首先，南海航海保障中心對南海海區(qū)AIS岸臺系統(tǒng)進行技術(shù)核查。核查所有基站的時隙占用情況，核查了網(wǎng)絡(luò)丟包情況，對基站實時數(shù)據(jù)與網(wǎng)關(guān)服務(wù)器實時數(shù)據(jù)進行比對分析，通過檢索數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中相同時間段內(nèi)存儲的數(shù)據(jù)，核查服務(wù)器輸出到終端數(shù)據(jù)的完整性，核查顯示岸臺系統(tǒng)在技術(shù)各方面都正常，不是造成以上問題的原因。問題在AIS船臺上進行了集中，很可能是岸臺基站接收到船臺不合規(guī)數(shù)據(jù)造成的問題。為此，通過對基站接收的船臺信號進行技術(shù)分析，查找問題根源。

2.AIS船臺信號實測分析

2.1 實測情況

為確保測試區(qū)域數(shù)據(jù)能準確反映可航行水域的整體狀況，在廣東、廣西兩省區(qū)域選取了沿海及內(nèi)河典型的7塊水域進行數(shù)據(jù)收集分析。測試人員架設(shè)全新AIS數(shù)據(jù)接收設(shè)備，每個測試點分別采集船臺實時數(shù)據(jù)時間約120分鐘。開發(fā)基于國際標準與實測數(shù)據(jù)比對軟件，從以下四個方向?qū)邮諗?shù)據(jù)進行分析。

①AIS船臺靜態(tài)信息標準符合度分析；

② AIS船臺動態(tài)信息標準符合度分析；

③AIS船臺動態(tài)電文播發(fā)頻率符合度分析；

④ AIS船臺（Class A、Class B）與船舶類型的匹配度分析；

分析見數(shù)據(jù)表1。

表1 實測數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果

2.2 數(shù)據(jù)分析

2.2.1 AIS船臺靜態(tài)信息標準符合度測試情況

收集的7800條船舶AIS船臺數(shù)據(jù)中船臺靜態(tài)信息存在問題的船舶數(shù)量為310個，占比3.97%，其中Class A類問題船臺6個，Class B類船舶MMSI碼277個，船舶船臺動態(tài)信息同時在A類和B類報文存在的27個。通過數(shù)據(jù)分析，南海南區(qū)AIS船臺靜態(tài)信息標準符合度較高，Class B船臺靜態(tài)信息錯誤率明顯高于Class A船臺。

2.2.2 AIS船臺動態(tài)信息標準符合度測試情況

收集的7800條船舶AIS船臺數(shù)據(jù)中船臺動態(tài)信息存在問題的船舶數(shù)量為718個，占比9.2%，其中Class A類問題船臺157個，Class B類船舶MMSI碼529個，船舶船臺動態(tài)信息同時在A類和B類報文存在的32個。通過數(shù)據(jù)分析，南海南區(qū)AIS船臺動態(tài)信息標準符合度較高，Class B船臺動態(tài)信息錯誤率明顯高于Class A船臺。

2.2.3 一船同時使用多個九位碼測試情況

收集的7800條船舶AIS船臺數(shù)據(jù)中，在同一條船舶名下同時使用不同船舶MMSI碼，并且同時發(fā)送AIS報文的船舶107條，占比1.37%。

2.2.4 AIS船臺與船舶類型的匹配度測試

通過A類船臺發(fā)射1、2、3、5號報文，B類船臺發(fā)射18、19、24號報文的標準，測試AIS船臺（Class A、Class B）與船舶類型的匹配度，收集的7800條船舶AIS船臺數(shù)據(jù)中，存在不匹配問題的船舶數(shù)量為755條，占比9.68%。

2.2.5 AIS船臺動態(tài)電文播發(fā)頻率符合度測試情況

AIS船臺動態(tài)電文播發(fā)頻率符合度測試主要檢測船臺是否按AIS通信標準進行時隙預約發(fā)射，播放頻率是否符合標準，收集的1076條船舶AIS船臺數(shù)據(jù)中，AIS船臺動態(tài)電文播發(fā)頻率不符合國際標準要求的船臺910，占比84.46%，Class B船臺電文播發(fā)頻率不符度明顯高于Class A船臺。

3.問題應(yīng)對策略研究

3.1 AIS船臺設(shè)備靜態(tài)、動態(tài)信息標準問題情況分析

同一MMSI碼下存在多重船名、多重廠商、多重設(shè)備類型及基礎(chǔ)信息填報不準確等問題；船速與實際船速不匹配，船舶GPS數(shù)據(jù)異常、船舶MMSI碼配置錯誤等問題。該類問題會造成船舶實時位置飛移，船舶航行軌跡錯亂，給監(jiān)管部門帶來管理上的不便。同時該類船臺設(shè)備還會額外占用時隙，影響正常發(fā)射報文船舶，問題船臺主要為B類船臺。部海事局文件“海船舶（2015）368 號”要求，已安裝上船的船載B級AIS設(shè)備，禁止用戶隨意修改靜態(tài)參數(shù)。但實際調(diào)查中發(fā)現(xiàn)市面上有靜態(tài)數(shù)據(jù)燒寫器，可對船舶靜態(tài)數(shù)據(jù)進行修改，為一些有違法意向的船舶提供了便利。建議海事執(zhí)法機構(gòu)聯(lián)合船舶檢驗機構(gòu)加強船載AIS設(shè)備檢驗，船舶檢驗機構(gòu)定期校驗AIS船臺信息合格性，發(fā)現(xiàn)AIS靜態(tài)信息不準確的情況由海事機構(gòu)嚴肅處理；在船舶動態(tài)信息的更新機制上海事部門可與船舶到港及離港報告制度掛鉤，在進出港同時校正AIS船臺動態(tài)信息；對于提供船臺靜態(tài)數(shù)據(jù)燒寫器的商家交與公安立案偵辦，全方位凈化AIS船舶靜、動態(tài)信息。

3.2 AIS船臺動態(tài)電文播發(fā)頻率不規(guī)范

未按AIS通信標準進行時隙預約發(fā)射，電文播發(fā)頻率的間隔時間存在問題，隨意進行播發(fā)數(shù)據(jù)報文，該類問題會嚴重擾亂該水域AIS通信環(huán)境，造成AIS目標丟失、信號延時，這是目前各海事局反饋AIS在電子海圖顯示與實地查看位置不符合的根源。主要問題在B類船臺，實際為AIS設(shè)備廠商不按規(guī)范生產(chǎn)AIS設(shè)備，為節(jié)省船臺用電，廠商選擇了按固定時間發(fā)送AIS信息（實測中很多問題船臺為固定3、5、10分鐘發(fā)送），與ITURM.1371規(guī)范要求相差甚遠，海事管理機構(gòu)應(yīng)約談問題船臺生產(chǎn)企業(yè)，及時糾正非標船臺生產(chǎn)行為。

3.3 AIS船臺與船舶類型不匹配

船舶上同時發(fā)射Class A和Class B報文，此類問題主要因船臺廠商生產(chǎn)的船臺設(shè)備不合規(guī)范，即同時發(fā)射Class A和Class B報文，或船舶同時安裝了兩套船臺設(shè)備，該類問題主要占用時隙，影響正常發(fā)射報文船舶，造成AIS目標丟失、信號延時。主要原因是為了提高Class B船臺的識別率，一些廠商在Class B臺上增加了定時的Class A報文發(fā)送，擾亂了正常的AIS無線電秩序。海事管理機構(gòu)應(yīng)要求船舶設(shè)備檢驗機構(gòu)加強技術(shù)檢驗，強制更換此類船臺，有必要時約談不合規(guī)船臺生產(chǎn)企業(yè)，逐步凈化不規(guī)范船臺。

4.結(jié)束語

AIS船臺是AIS系統(tǒng)的重要組成部分，船臺發(fā)送數(shù)據(jù)的質(zhì)量直接決定AIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)服務(wù)質(zhì)量。通過分析，目前AIS系統(tǒng)及數(shù)據(jù)使用中產(chǎn)生的諸多問題是由非標準AIS船臺發(fā)送數(shù)據(jù)造成，根治非標準AIS船臺需要多方聯(lián)合施策，從根源上消除問題，提高AIS數(shù)據(jù)質(zhì)量。