鞏海方（北海航海保障中心航標(biāo)導(dǎo)航處 天津 300456）

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AIS 航標(biāo)標(biāo)識符提案研究思路

鞏海方
（北海航海保障中心航標(biāo)導(dǎo)航處 天津 300456）

摘 要：自20世紀(jì)90年代開始將AIS作為一項(xiàng)新技術(shù)引入航運(yùn)業(yè)以來，這種有別于雷達(dá)的、可獲取實(shí)時(shí)海上交通信息的新型助航系統(tǒng)已經(jīng)被證明在航海領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景，在航標(biāo)上設(shè)置AIS便是其中之一。盡管國際社會(huì)做出大量努力，有關(guān)AIS航標(biāo)標(biāo)識符號一直沒有一個(gè)國際標(biāo)準(zhǔn)，AIS航標(biāo)在AIS、MKD、ECDIS、雷達(dá)和VTS上顯示符號各不相同，嚴(yán)重影響了AIS航標(biāo)的使用。AIS航標(biāo)標(biāo)識符的統(tǒng)一制定對我國影響面較大。我國應(yīng)積極加強(qiáng)AIS航標(biāo)符號的研究，以保護(hù)我國的利益，并提升我國在海事技術(shù)領(lǐng)域的話語權(quán)。

關(guān)鍵詞：AIS航標(biāo)標(biāo)識 符號 助航 標(biāo)準(zhǔn)

1　背景介紹

國際海事組織（IMO）和國際航標(biāo)協(xié)會(huì)（IALA）抓住這項(xiàng)既能保證航海安全又能提高效益的新技術(shù)，不斷地進(jìn)行研究和開發(fā)，極大地推進(jìn)了AIS 的發(fā)展。在國際組織IMO、IALA、ITU、IEC 的共同努力下，AIS 的性能標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)特性、測試標(biāo)準(zhǔn)、操作指南及各類船舶限期安裝的決議不斷地完善，并逐步實(shí)行。盡管國際社會(huì)做出大量努力，有關(guān)AIS航標(biāo)標(biāo)識符號一直沒有一個(gè)國際標(biāo)準(zhǔn)，AIS航標(biāo)在AIS MKD、ECDIS、雷達(dá)和VTS上顯示符號各不相同，嚴(yán)重影響了AIS航標(biāo)的使用。本世紀(jì)初，國際海事組織決定將制定AIS航標(biāo)新符號提上議事日程，專門責(zé)成海上安全委員會(huì)下轄的航行分委會(huì)負(fù)責(zé)，協(xié)調(diào)各成員國和相關(guān)組織，制定一套簡單直觀的AIS航標(biāo)標(biāo)識符供有關(guān)利益方使用。

我國海事主管機(jī)關(guān)已在AIS航標(biāo)領(lǐng)域做了大量的研究和建設(shè)工作。此外，我國沿海和內(nèi)河船舶眾多，我國船員數(shù)量也居于全球前列。因此，AIS航標(biāo)標(biāo)識符的統(tǒng)一制定對我國影響面較大。我國應(yīng)積極加強(qiáng)AIS航標(biāo)符號的研究，在NAV59次會(huì)議提出我國的提案，以保護(hù)我國的利益，并提升我國在海事技術(shù)領(lǐng)域的話語權(quán)。本文擬對AIS航標(biāo)新標(biāo)識符號各國和組織所開展的試驗(yàn)、建議和討論進(jìn)行研究分析，并在此基礎(chǔ)上，結(jié)合我國現(xiàn)有的做法，提出一套AIS航標(biāo)標(biāo)識符號提案草案，提供給我國海事主管機(jī)關(guān)參考。

2　AIS航標(biāo)介紹及標(biāo)識符號國內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀分析

2．1AIS航標(biāo)介紹

自動(dòng)識別系統(tǒng)（AIS）是工作在VHF海上移動(dòng)頻段的自主、連續(xù)廣播系統(tǒng)，在參與船舶和岸站之間交換船舶識別碼、船位、航向及航速等信息。它采用時(shí)分多址（TDMA）技術(shù)，以快速更新處理各種報(bào)告，滿足高速廣播速率的要求，確保操作運(yùn)行安全可靠。AIS也適用于航標(biāo)，可進(jìn)一步改善和加強(qiáng)為海員服務(wù)。隨著AIS岸基系統(tǒng)的建成及船用AIS的普及，AIS技術(shù)已不僅用來船舶識別和避碰，而是發(fā)展成為一個(gè)具有諸多海事功能的系統(tǒng)。AIS安裝于固定的或漂浮的助航設(shè)備上的航標(biāo)稱為AIS航標(biāo)。航標(biāo)AIS電文可以來自航標(biāo)本身產(chǎn)生的信息，直接由航標(biāo)播發(fā)，也可以由設(shè)置在航標(biāo)以外某地的AIS裝置播發(fā)。AIS航標(biāo)的定義：AIS航標(biāo)是指加裝了AIS設(shè)備的航標(biāo)或獨(dú)立存在和工作的AIS設(shè)備，對船舶航行具有導(dǎo)航功能的航標(biāo)。AIS 航標(biāo)能以三種方式實(shí)施，實(shí)體、合成和虛擬。實(shí)體AIS航標(biāo)是航標(biāo)上直接安裝AIS裝置，通過利用源自航標(biāo)的本地?cái)?shù)據(jù)產(chǎn)生相應(yīng)的AIS信息，以信息21方式發(fā)送。合成AIS航標(biāo)是有關(guān)航標(biāo)的信息由其他AIS裝置發(fā)送，而航標(biāo)位于AIS信息中所指定的位置。有兩種合成AIS航標(biāo)，即“監(jiān)控合成AIS航標(biāo)”和“預(yù)報(bào)合成AIS航標(biāo)”。虛擬航標(biāo)在物理上并不存在，它是一個(gè)由授權(quán)服務(wù)提供商發(fā)布的數(shù)字信息目標(biāo)，該目標(biāo)能夠在航行系統(tǒng)中顯示。虛擬AIS 航標(biāo)是利用AIS 基站廣播航標(biāo)信息，在其覆蓋范圍內(nèi)的船載AIS 可以接收并自動(dòng)標(biāo)繪、顯示在電子海圖上的虛擬航標(biāo)。它是基于電腦技術(shù)、全球定位系統(tǒng)（GPS）、船舶自動(dòng)識別系統(tǒng)（AIS）和電子

海圖顯示體統(tǒng)（ECDIS）等現(xiàn)在高新技術(shù)而產(chǎn)生和發(fā)展起來的一門新興的航標(biāo)應(yīng)用技術(shù)。

2．2標(biāo)識符號國內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀分析

在AIS 航標(biāo)的應(yīng)用研究方面，英國的北方燈塔管理局和日本錢屋公司曾經(jīng)在2座浮標(biāo)上進(jìn)行了設(shè)置AIS 航標(biāo)并使用AIS 播發(fā)氣象和水文信息的試驗(yàn)。從船載AIS顯示屏上（如下圖所示）可以清楚觀察到顯示的航標(biāo)名稱（此信息還包括MMSI、編號、實(shí)時(shí)經(jīng)緯度）及天氣、海浪、潮汐數(shù)據(jù)等，航海者可以根據(jù)在駕駛臺(tái)上接收到的包含氣象、水文等的AIS信息做出船舶管理及航線設(shè)計(jì)方面的各種決策。

我國沿海已實(shí)現(xiàn)AIS岸基網(wǎng)絡(luò)信號的無縫覆蓋，重點(diǎn)港口、水域?qū)崿F(xiàn)多重覆蓋。從2010 年開始建設(shè)的內(nèi)河AIS岸基網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了與沿海AIS岸基網(wǎng)絡(luò)的互通互聯(lián)，覆蓋范圍包括黑龍江和松花江水系、京杭運(yùn)河與淮河水系、長江三角洲高等級航道網(wǎng)、長江水系以及珠江水系。在我國沿海AIS岸基網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)開始建設(shè)的時(shí)候，我國航標(biāo)人員就已經(jīng)獨(dú)具慧眼地認(rèn)為AIS 航標(biāo)將有可能改變航標(biāo)的發(fā)展方向。上海、廣東、天津海事航標(biāo)管理部門一直在進(jìn)行AIS 航標(biāo)的應(yīng)用和研究。2005 年3 月,我國首個(gè)實(shí)體AIS航標(biāo)在南海海區(qū)的桂山北燈船使用運(yùn)行。同時(shí)還利用AIS鏈路實(shí)現(xiàn)了航標(biāo)遙測的功能。東海海區(qū)的上海航標(biāo)處從2005年起，在上海港所有的燈船、大型燈浮上全部安裝了實(shí)體AIS航標(biāo)，并在東海大橋的橋涵標(biāo)上也成功安裝了實(shí)體AIS 航標(biāo)。福州航標(biāo)處從2008年年初起已經(jīng)在20余座航標(biāo)上安裝了實(shí)體AIS航標(biāo)，這些實(shí)體AIS 航標(biāo)也同時(shí)具備了航標(biāo)遙測的功能，能在海區(qū)中心及時(shí)了解航標(biāo)的工作狀況。東海海區(qū)還組織進(jìn)行了較長時(shí)間的技術(shù)跟蹤，積累了大量的技術(shù)數(shù)據(jù)。北方海區(qū)的天津航標(biāo)處也在天津港30萬噸級原油碼頭燈樁上設(shè)置了實(shí)體AIS航標(biāo)，該實(shí)體AIS航標(biāo)采用FATDMA通信模式，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了該實(shí)體AIS航標(biāo)與轄區(qū)AIS監(jiān)控中心的AIS點(diǎn)對點(diǎn)通信，可以傳輸航標(biāo)燈器的電壓、電流及報(bào)警信息等，并在AIS 中心的顯示終端上顯示。

圖2-2　虛擬AIS航標(biāo)在AIS MKD上顯示

圖2-3　虛擬AIS航標(biāo)標(biāo)示警戒區(qū)中心

3　AIS航標(biāo)標(biāo)識符號的使用現(xiàn)狀及出現(xiàn)的問題

3．1AIS航標(biāo)標(biāo)識符號無法在某些AIS船站、雷達(dá)或ECDIS上顯示

由于各種原因，某些AIS船站、船用雷達(dá)或ECDIS不能接收到AIS航標(biāo)的信號，即某些船舶沒有檢測AIS航標(biāo)的能力。例如日本JRC公司比較新型的雷達(dá)JMA-9922-6XA、JMA-9932-SA 能發(fā)現(xiàn)周圍安裝AIS的船舶，但是不能發(fā)現(xiàn)AIS航標(biāo)。還有部分AIS船站，如日本FURUNO公司生產(chǎn)的通用型船舶自動(dòng)識別系統(tǒng)（UAIS）FA-100、日本JRC公司生產(chǎn)的AIS JHS-180船載AIS不能識別AIS航標(biāo)。一些ECDIS不能顯示AIS航標(biāo)目標(biāo)，比如Maris ECDIS，只能顯示AIS目標(biāo)，而不能顯示AIS航標(biāo)目標(biāo)。目前還沒有關(guān)于顯示設(shè)備如何顯示AIS航標(biāo)的要求和測試標(biāo)準(zhǔn)，對于處理AIS航標(biāo)目標(biāo)，沒有指明如何測試顯示系統(tǒng)。所以，如何處理或是否處理，實(shí)際上完全由制造商決定。因此，只有制定AIS航標(biāo)的相應(yīng)性能標(biāo)準(zhǔn)，而后升級AIS船站、雷達(dá)和ECDIS，使船舶具備了正常檢測并在相應(yīng)顯示設(shè)備上顯示AIS航標(biāo)的能力，才能充分發(fā)揮AIS航標(biāo)的助航作用，保障船舶航行安全，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。

3．2AIS航標(biāo)標(biāo)識符號顯示不統(tǒng)一

負(fù)責(zé)設(shè)置AIS航標(biāo)的主管機(jī)關(guān)在設(shè)置的過程中缺少相應(yīng)的法律法規(guī)支持，AIS航標(biāo)標(biāo)識符號的設(shè)置現(xiàn)在還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。從長遠(yuǎn)的角度看，制作統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)更有利于保障航海安全。目前在船載AIS、ECDIS 和船用雷達(dá)中，AIS航標(biāo)的標(biāo)識符號各不相同。例如FURUNO 公司的UAIS（通用型AIS）FA-100中，對AIS航標(biāo)沒有任何的標(biāo)識符號，如果閱讀其信息，只在航行狀態(tài)這一欄顯示RESERVED FOR FUTUREUSE（DEFAULT）。在FURUNO FA-150 中，實(shí)體AIS航標(biāo)和虛擬AIS 航標(biāo)的標(biāo)識符號都是“”，如果閱讀其信息，只有AID TO NAVIGATION 這樣的顯示。在JRC公司的AIS JHS-180中，船舶類型和航行狀態(tài)欄是空的，在CLASS 欄中實(shí)體AIS航標(biāo)和虛擬AIS 航標(biāo)都用AID TO NAVIGATION表示。在SAAB船載AIS中，實(shí)體AIS航標(biāo)和虛擬AIS航標(biāo)的標(biāo)識符號都是“”。某大學(xué)制作的電子海圖系統(tǒng)，當(dāng)融合了AIS信息后，實(shí)體AIS航標(biāo)和虛擬AIS航標(biāo)的標(biāo)識符號均顯示像船載AIS一樣的銳角等腰三角形；船商公司（TRANSAS）均顯示“”；北京東方網(wǎng)脈科技發(fā)展有限公司分別用實(shí)線圓和虛線圓表示實(shí)體AIS航標(biāo)和虛擬AIS 航標(biāo)的標(biāo)識符號；國內(nèi)一家公司都用“”，而另一家公司都用“”。在SPEERYMARINE 公司的VISION MASTER FT 雷達(dá)中，實(shí)體AIS航標(biāo)用“”，虛擬AIS航標(biāo)用“”表示。在SAM Electronics 公司的RADAR PILOT 1100 雷達(dá)中，實(shí)體AIS航標(biāo)和虛擬AIS航標(biāo)都用類似一個(gè)航標(biāo)外面加一個(gè)圓“”表示。

3．3在ECDIS 中，不同比例尺情況下虛擬AIS航標(biāo)符號的顯示如果對同一物標(biāo)的不同結(jié)構(gòu)均用虛擬AIS航標(biāo)加以標(biāo)注的話，則會(huì)存在在大比例尺情況下各虛擬AIS航標(biāo)標(biāo)識符號清晰顯示，但在小比例尺情況下虛擬AIS航標(biāo)標(biāo)識符號會(huì)疊加在一起、影響觀測的問題。鉆井平臺(tái)或風(fēng)力發(fā)電場有可能是由若干個(gè)單元組成的，或者存在在一片海區(qū)中有不止一個(gè)近海結(jié)構(gòu)需要標(biāo)注的情況，而不論如何，各處標(biāo)識符號應(yīng)該有不同的優(yōu)先級別，就像電子海圖上的物標(biāo)一樣，有圖形縮放級別。在放大級下，可以使用多個(gè)虛擬AIS 航標(biāo)來標(biāo)注不同的目標(biāo)，但是當(dāng)縮小比例尺時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)這些虛擬AIS航標(biāo)標(biāo)識符號會(huì)疊加在一起，影響顯示效果，如下圖所示。

課前預(yù)習(xí)是課堂學(xué)習(xí)的重要的組成部分，對于學(xué)生了解要學(xué)的數(shù)學(xué)內(nèi)容以及重點(diǎn)、難點(diǎn)都有著著極大的作用，因此，教師在日常課堂教學(xué)中，可以指導(dǎo)學(xué)生利用合作學(xué)習(xí)法，進(jìn)行課前預(yù)習(xí)，一方面讓他們對即將學(xué)習(xí)的數(shù)學(xué)知識有一個(gè)清晰的了解，明白哪些知識是課堂學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，進(jìn)而有目的性的認(rèn)真去聽，另一方面也能提高他們的自學(xué)能力和相互合作的能力，促進(jìn)他們的交流和溝通，提升他們的綜合素質(zhì)。

圖3-1　虛擬AIS航標(biāo)標(biāo)識符號疊加圖

4　關(guān)于AIS 航標(biāo)標(biāo)識符號的思路

4．1對實(shí)體AIS 航標(biāo)符號

我國有關(guān)主管部門與2011年4月參加了航海安全分委會(huì)NAV57 會(huì)議，明確表達(dá)了我國對AIS 航標(biāo)符號的觀點(diǎn)和態(tài)度，并提交了有關(guān)NAV57/8/1 提案。在實(shí)體航標(biāo)位置為圓心，外圍繪直徑6．5 毫米的虛線圓圈表示此航標(biāo)是AIS航標(biāo)。使用品紅色加注直體“AIS”標(biāo)注AIS 航標(biāo)的種類，例如左側(cè)標(biāo)和右側(cè)標(biāo)。表示方式不區(qū)分固定航標(biāo)和浮標(biāo)。

4．2對虛擬AIS 符號

（1）用直徑1．2 毫米的有圓心的圓圈表示虛擬AIS航標(biāo)的位置。

（2）以該位置為圓心，外圍繪半徑6．5 毫米的虛線圓圈表示此航標(biāo)是虛擬航標(biāo)，通過圓圈半徑尺度的不同區(qū)分實(shí)體和虛擬AIS航標(biāo)。

（3）用IALA實(shí)體航標(biāo)系統(tǒng)中頂標(biāo)的符號，加繪在1．2毫米圓圈上方，表示虛擬航標(biāo)與實(shí)體航標(biāo)頂標(biāo)符號意義相同的用途（如方位標(biāo)、側(cè)面標(biāo)、孤立危險(xiǎn)物標(biāo)、安全水域標(biāo)、專用標(biāo)、應(yīng)急沉船示位標(biāo)等）。

（4）虛擬AIS燈船，用燈船符號外圍繪直徑6．5毫米的虛線圓圈表示。

（5）在虛擬航標(biāo)符號邊上，加注直體“V-AIS”表示虛擬航標(biāo)信號的播發(fā)載體。

4．3對航海者使用AIS航標(biāo)符號的提醒

在電子海圖顯示與信息系統(tǒng)上顯示的AIS航標(biāo)符號與在航用海圖上顯示的AIS航標(biāo)符號不同。在制定航次計(jì)劃時(shí)，航海者必須知道現(xiàn)行實(shí)體AIS航標(biāo)和虛擬AIS航標(biāo)。為了避免在電子海圖上顯示和標(biāo)注的AIS航標(biāo)符號的矛盾而造成的混亂局面，要求AIS航標(biāo)的符號應(yīng)該在海圖圖層中獨(dú)立顯示，允許在使用電子海圖上制定航行計(jì)劃或航行時(shí)，使用不同海圖圖層的航標(biāo)符號。

4．4在ECDIS上顯示虛擬AIS航標(biāo)

我國生產(chǎn)的電子海圖數(shù)據(jù)中不包含虛擬AIS物標(biāo)信息。對于虛擬AIS航標(biāo)在電子海圖上顯示的圖示以及信息目前還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，所以不同廠家生產(chǎn)的ECDIS產(chǎn)品對于相同性質(zhì)的虛擬AIS航標(biāo)出現(xiàn)不同的顯示模式，影響航海者的使用。虛擬AIS信息在ECDIS上的顯示應(yīng)根據(jù)國際統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行接受和顯示。我國基本同意2012年IMO NAV 58/7號提案中提出的有關(guān)實(shí)體和合成以及虛擬AIS航標(biāo)在ECDIS顯示上的符號。

4．5紙海圖對虛擬航標(biāo)的標(biāo)注情況

紙海圖上僅標(biāo)注永久工作的虛擬航標(biāo)，臨時(shí)性的虛擬航標(biāo)不標(biāo)注。但是臨時(shí)性的AIS航標(biāo)應(yīng)在電子海圖顯示與信息系統(tǒng)上顯示。

圖4-1　紙海圖中虛擬航標(biāo)的圖式

5　結(jié)論

AIS航標(biāo)已經(jīng)出現(xiàn)近十幾年，各成員國都在積極開展各項(xiàng)試驗(yàn)，探索AIS航標(biāo)的各種可能用途，尤其是AIS航標(biāo)的布設(shè)與管理。在很大程度上，AIS航標(biāo)代表著未來航標(biāo)的發(fā)展趨勢，包括國際上推行的E-NAVIGATION 戰(zhàn)略。目前，我國在AIS航標(biāo)的建設(shè)方面走在世界前列。作為E-NAVGAITON的一部分，AIS航標(biāo)無疑扮演很重要角色。通過研究AIS航標(biāo)標(biāo)識符號，我國航標(biāo)管理機(jī)構(gòu)提高了對AIS航標(biāo)用途的認(rèn)識，進(jìn)一步開發(fā)了AIS航標(biāo)的用途，為我國E-NAVIGATION戰(zhàn)略的實(shí)施奠定了良好的基礎(chǔ)。在推動(dòng)航海人員認(rèn)識、了解AIS航標(biāo)，正確運(yùn)用AIS新技術(shù)，提高海上安全都會(huì)產(chǎn)生積極影響。

參考文獻(xiàn)

［1］ IMO, NAV 58/14 report to the maritime safety committee, 2012.

［2］ IMO, MSC Resolution 191（79） performance standards for the presentation of navigation-relatedinformation on shipborne navigational displays, 2004.

［3］ AIS 航標(biāo)標(biāo)識符提案研究，2012.

［4］ IMO, CSMWG15-9H, 2005.

［5］ IMO, CSPCWG CL07, 2005.

［6］ 船載自動(dòng)識別系統(tǒng)（AIS）技術(shù)要求GB/T 20068-2006.