李琳+王云軒

摘 要：隨著科技的發(fā)展，AIS船舶自動識別系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于航海船舶中，有效地保證了船舶運(yùn)輸安全性。AIS航標(biāo)是助航系統(tǒng)的重要組成，其布設(shè)位置直接影響著系統(tǒng)效能的發(fā)揮。本文首先介紹了AIS航標(biāo)的工作原理及主要組成，然后分析了AIS航標(biāo)的布設(shè)原則和需要注意的重點(diǎn)問題，為以后類似的工程提供了必要的技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞：AIS航標(biāo) 原理 布設(shè)原則 重點(diǎn)問題

AIS船舶自動識別系統(tǒng)由岸基基站和船載設(shè)備共同組成，集合了網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)代通訊、計(jì)算機(jī)、電子信息顯示等多種技術(shù)為一體。該技術(shù)可以配合GPS將船位、船速、航向等動態(tài)參數(shù)以及船名、最大吃水、危險貨物等靜態(tài)資料實(shí)時傳輸給附近船舶及岸臺廣播，可以使附近船只及時掌握相關(guān)情況，大大降低事故發(fā)生率。總結(jié)AIS系統(tǒng)有4大功能：識別船只；協(xié)助追蹤船只；簡化信息交流；提供其他輔助信息避免發(fā)生碰撞。

1.AIS航標(biāo)工作原理及組成

（1）AIS航標(biāo)工作原理介紹。AIS航標(biāo)指的是加裝了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)航作用。AIS航標(biāo)有兩種工作模式：自主連續(xù)式和非自主連續(xù)式。

在自主連續(xù)工作模式下，AIS可通過GPS系統(tǒng)獲得位置信息，該信息可被傳輸給基站和船載接收器，這樣可獲得準(zhǔn)確電子航道圖。此外，基站還能夠把搜集到的航標(biāo)各類信息通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給監(jiān)控中心，之后可分類匯總制作報(bào)表并錄入預(yù)警信息。

在非自主連續(xù)工作模式下，管理員可通過人工查詢獲得指定坐標(biāo)位置信息，并且對其發(fā)出指令，實(shí)現(xiàn)航標(biāo)遙控。還可以通過AIS航標(biāo)來收集附近船只信息。

（2）AIS航標(biāo)的組成。AIS航標(biāo)主要有三部分組成：AIS基站、AIS應(yīng)答器、AIS虛擬航標(biāo)。其中AIS基站是AIS航標(biāo)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，一般設(shè)置于河道和海岸線附近。我國目前已基本完成全國岸基AIS系統(tǒng)建設(shè)，為船舶安全航行打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)；AIS應(yīng)答器用于安裝在實(shí)體航標(biāo)中，用于附近船舶能夠清楚了解該航標(biāo)編號和性質(zhì)。目前AIS應(yīng)答器覆蓋范圍在6-8n mile，每隔3-5min播發(fā)一次信息；AIS虛擬航標(biāo)是根據(jù)AIS網(wǎng)絡(luò)發(fā)展而來的新型航標(biāo)技術(shù)，結(jié)合了電子海圖顯示和信息系統(tǒng)。其原理是通過岸基臺站或廣播信息將一定區(qū)域內(nèi)的航標(biāo)信息實(shí)時傳遞給該區(qū)域船舶（實(shí)際不存在航標(biāo)），船舶中自帶的電子海圖會顯示虛擬航標(biāo)，也能起到導(dǎo)航作用。虛擬航標(biāo)技術(shù)成本低、精確度高，是未來航標(biāo)的發(fā)展方向。

2.AIS航標(biāo)的布設(shè)原則分析

（1）集中標(biāo)記孤立危險物。孤立危險物是影響航道安全的最大威脅，如果某區(qū)域發(fā)生了船舶擱淺問題，AIS系統(tǒng)技術(shù)人員需要及時對航標(biāo)進(jìn)行修正，在布設(shè)時要重點(diǎn)集中標(biāo)記這些潛在威脅元素，特別是在繁忙水道，必須建立對過往船只進(jìn)行實(shí)時警報(bào)系統(tǒng)，提升船只避讓效率。實(shí)體AIS航標(biāo)可安設(shè)在燈塔或燈樁上，典型安裝地點(diǎn)為臺站、海岸線、孤立危險物臺站等地。

（2）集中標(biāo)記容易移動的燈浮標(biāo)。在某些條件復(fù)雜、航道狹窄的水域，很多航標(biāo)會受到船舶撞擊，這會影響船舶運(yùn)行。所以可將AIS航標(biāo)設(shè)置于燈標(biāo)上，即可對航道數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控和傳輸又能收集航標(biāo)撞擊信息，為后期航標(biāo)設(shè)置和船舶提醒收集必要數(shù)據(jù)。

（3）集中標(biāo)記重點(diǎn)節(jié)點(diǎn)和航道口。重要節(jié)點(diǎn)和巷道口是船舶重點(diǎn)關(guān)注位置，需要重點(diǎn)集中標(biāo)記。一般設(shè)計(jì)將AIS實(shí)體航標(biāo)安設(shè)在航道轉(zhuǎn)彎點(diǎn)、匯合點(diǎn)、分叉處等，可保證船舶在視距范圍外就對這些重要節(jié)點(diǎn)提前準(zhǔn)備，給駕駛員充足的時間做準(zhǔn)備。

（4）集中標(biāo)記自身適合情況。目前AIS航標(biāo)種類包括：實(shí)體航標(biāo)、虛擬航標(biāo)、合成航標(biāo)、航標(biāo)鏈等四類，可根據(jù)實(shí)際水域情況選擇合適航標(biāo)類型布設(shè)，可參照下表1所示。

3.AIS航標(biāo)的布設(shè)主要問題分析

（1）航標(biāo)命名問題。目前相關(guān)文件規(guī)定AIS航標(biāo)最多只能有20個字母符號，這就造成對名字較長航標(biāo)命名時只能進(jìn)行適當(dāng)簡化縮寫，目前沒有統(tǒng)一規(guī)定，造成往來船舶對某些AIS航標(biāo)名稱識別混亂，因此指定統(tǒng)一命名標(biāo)準(zhǔn)對于AIS航標(biāo)建設(shè)工作十分必要。

（2）時隙復(fù)用問題。在某些繁忙航道布設(shè)AIS航標(biāo)時，經(jīng)常會發(fā)生“時隙復(fù)用”問題，當(dāng)很多船舶接收同一個航標(biāo)信息時，會造成船載設(shè)備無法對該時隙信息進(jìn)行及時接收，從而出現(xiàn)盲通信問題，下圖1表明了在港口及海上時隙阻塞率和船只數(shù)量之間的關(guān)系。為了有效避免該問題，可適當(dāng)降低AIS航標(biāo)發(fā)射靈敏度和天線高度，并且在繁忙水域布設(shè)較少航標(biāo)。

（3）定位精度問題。目前實(shí)體AIS航標(biāo)中內(nèi)置GPS芯片為民用產(chǎn)品，其定位精度一般在10m級別，與燈浮標(biāo)實(shí)際位置有一定差距，在極端情況下會造成駕駛員產(chǎn)生誤判。針對該問題，可采用連接DGNSS基準(zhǔn)接收機(jī)的AIS實(shí)體航標(biāo)，這樣提供的航標(biāo)位置數(shù)據(jù)會降低至5m以內(nèi)，精度大大提高，有利于船舶在大雨或黑夜中航行安全。

（4）航標(biāo)自身耗電問題。為保證導(dǎo)航需要，需要航標(biāo)24h連續(xù)工作，目前航標(biāo)工作功耗一般在1-4W，所以在設(shè)置航標(biāo)時應(yīng)充分考慮供電問題。航標(biāo)主要供電方式有蓄電池和太陽能兩種，為保證航標(biāo)電池壽命，建議選擇時盡量考慮有充放電功能的產(chǎn)品，此外要對電源進(jìn)行定期維護(hù)。

（5）電磁干擾問題。隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)前空氣中存在很多電磁干擾，這會影響AIS錯碼率升高，造成導(dǎo)航數(shù)據(jù)失真。所以在安設(shè)AIS航標(biāo)時應(yīng)充分評估周邊水域的電磁環(huán)境，首先選擇抗干擾性較強(qiáng)的設(shè)備，此外在復(fù)雜水域段進(jìn)行必要的提示，讓過往船只盡量關(guān)閉無用的通信設(shè)備。

4.結(jié)語

AIS航標(biāo)布設(shè)對于航行安全意義重大，在布設(shè)時應(yīng)嚴(yán)格遵循相關(guān)原則。目前AIS航標(biāo)存在一些問題，包括命名、時隙復(fù)用、定位精度等，在布設(shè)時應(yīng)綜合考慮，有效調(diào)整布設(shè)策略，必須要保證重要節(jié)點(diǎn)、危險水域的標(biāo)記工作。

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