陳韶寬 林勁

摘 要：文章分析了AIS航標應用技術特點，根據AIS航標配布原則，介紹了AIS航標的實現功能，包括AIS航標的傳統(tǒng)航標效能、補充現有航標服務、發(fā)射航標狀態(tài)以輔助航標管理機構對航標進行管理、特殊狀況下快速布設AIS航標、其他關鍵區(qū)域的航標服務，隨后文章介紹了AIS航標布設過程中關鍵問題，希望能給相關人士提供一些參考。

關鍵詞：AIS航標 布設原則 關鍵問題

1.引言

A I S是采用V H F海上移動通信協議交換航行數據的通信系統(tǒng)。IALA近幾年來對AIS在海上航標中的應用做了許多工作，AIS航標技術越來越成熟、完善。目前，我國已基本上完成AIS基站的布設，所有沿海海區(qū)均被其所覆蓋，同時大部分船只當中都安裝有AIS終端設備，AIS航標也得到較快的推廣應用。

2.AIS航標應用技術特點

（1）有效和全天候的通信系統(tǒng)

AIS是采用VHF海上移動通信協議交換航行數據的通信系統(tǒng)，具有全天候、傳輸距離遠，受海上環(huán)境影響小等特點，沒有對GSM/GPRS網絡運營商的依賴以及定時付費等問題，克服了無線傳感器等設備因網絡傳輸距離太短而無法在海上形成有效、全面的覆蓋面的缺點。

（2）真實（物理）AIS航標

“真實”AIS航標是實際位于航標上的AIS設備。該設備發(fā)射：

①電文21—航標識別和當前位置和狀態(tài)；

②電文8—氣象和水文數據或其他IMO電文；

③電文6—航標監(jiān)測電文。

真實AIS航標有3種類型：

①1型—只進行發(fā)射的臺站；

②2型—與1型相似，但包括一臺用于接受遙控的接收機；

③3型—完整的發(fā)射與接收臺站。

所有三種類型臺站均能在發(fā)射之間關閉和休眠，以節(jié)省功耗。

在現有真實航標上加設AIS航標以實現其益處可能是合適的。

打算在遙遠地區(qū)的航標上安裝AIS航標時，必須考慮電源問題。

（3）虛擬AIS航標

虛擬AIS航標實際上并不存在，通過岸基臺站或航標AIS 站廣播信息，在AIS 信息顯示屏上產生一個虛擬的航標，在這種情況下，航標符號會出現在船舶AIS 的顯示屏上沒有實際航標存在的特定位置。虛擬AIS航標主要適用場合有：

①代替或增強現有浮標，改善航行安全

②標注新的危險物或礙航物；

③指示深水航道；

④指示臨時推薦航路；

⑤確定水文測量區(qū)；

⑥劃定禁區(qū)/SAR區(qū)或污染區(qū)。

（4）綜合AIS航標

由于技術或經濟方面的考慮，在航標上安裝真實AIS并不一定合適。在這種情況下，考慮應用綜合AIS航標。綜合AIS航標有兩種：

①監(jiān)測綜合AIS航標。通過航標附近的AIS基站發(fā)射電文21，設置“監(jiān)測”綜合AIS航標。航標位置和狀態(tài)是通過航標和基站AIS設備之間通信得到。

②預測綜合AIS航標。通過遠離航標的AIS基站發(fā)射電文21，設置“預測”綜合AIS航標。航標實際存在，但其位置或狀態(tài)無法監(jiān)測。

（5）AIS航標監(jiān)測系統(tǒng)

基于A I S的航標監(jiān)測系統(tǒng)由AIS 遙測終端（ AIS - RTU） 、AIS VHF 通信鏈路和監(jiān)控中心（ GIS 平臺） 組成.AIS - RTU 采集航標的當前經緯度和工作狀態(tài)參數（ 如充電電壓、電流，工作電壓、電流，燈泡個數，閃光燈質等） ； AIS VHF 通信鏈路完成AIS - RTU 和監(jiān)控中心的通訊工作.AIS- RTU 可以用電文6 （尋址二進制電文） 向航標監(jiān)控中心發(fā)送航標狀態(tài)報告，在終端工作正常情況下，按照設定的時間間隔定時發(fā)送數據；當出現航標狀態(tài)變化、航標設備工作異常、漂移時，向監(jiān)控中心發(fā)送報警數據.基于AIS的航標監(jiān)測系統(tǒng)可解決GSM 覆蓋不到的海域航標的遙測問題.

3.AIS航標配布及關鍵問題

（1）根據AIS航標應用技術特點，AIS航標配布主要實現以下功能。

①傳統(tǒng)的航標效能。如標示孤立危險物。在船舶航行過程中，海域當中的孤立危險物往往是其安全航行的最大威脅。在那個存在孤立危險物或淺點上標示上AIS航標，可以及時對附近的船舶進行提醒和預警，從而保證船只及時做出躲避，保障航行安全。

②補充現有的航標服務。傳統(tǒng)的航標是通過外形、顏色、燈光、雷達應答器等手段實現對航海者的幫助。傳統(tǒng)航標系統(tǒng)依靠燈光、聲音提供助航服務，其效果易受天氣和環(huán)境影響；目前海上應用需求增多，AIS航標的應用，有效地補充了現有的航標服務，如標志或描繪航跡、航路、范圍和限制區(qū)，還可以提供天氣、潮汐和海況等更多的數據。

③發(fā)射航標狀態(tài)以輔助航標管理機構對航標進行管理。在傳統(tǒng)的航標巡檢中，如需要投入大量的人力和船只到現場進行巡檢，只能定時維護，無法做到實時維護。AIS航標服務中提供了航標狀態(tài)、航標位置，還可以通過遙控來改變航標參數，有效地改變傳統(tǒng)的航標巡檢工作方式，推進了航標信息化發(fā)展。

④特殊狀況下快速布設AIS航標。AIS航標擁有布設速度快捷、標位準確以及所受天氣狀況影響小的特點，因此，如果某一水域出現了沉船事故，航標管理機構可以提前在該沉船區(qū)域設置AIS虛擬航標。

⑤其他關鍵區(qū)域的航標服務。在一些比較重要關鍵的水域里，如大型海上風力發(fā)電廠、橋梁建設、水上建筑施工等區(qū)域里，可以使用傳統(tǒng)燈浮標和AIS航標相結合的方式進行設置，能夠促進助航信息的完善和多樣化。此外，在海況惡劣的區(qū)域，設置AIS航標，便于對航標狀況進行日常監(jiān)測與管理。

⑥標示重要的航道口與節(jié)點位置，為了能夠清晰的標示出航道口進港的具體位置、航道的分叉口、航道的匯合口、航道的轉折點以及推薦航道等重要的節(jié)點位置，可以在相應位置安裝AIS航標，從而能夠在視距范圍之外對過往船只進行提前預警提醒，保證駕駛員能夠有充足的時間進行準確的判斷和反應。

（2）AIS航標布設中關鍵問題分析。

①AIS航標布設要考慮時隙復用容量。在船只往來比較頻繁的海域當中設置AIS航標時，有很大可能會發(fā)生時隙復用的問題，也就是大量的船只共同采集同一個航標的信息，從而導致船臺無法及時接收時隙中的信息，發(fā)生盲通信的狀況，船只中的AIS設備終端也無法顯示出AIS航標。為了預防這種問題的發(fā)生，應該對AIS航標中的天線高度和發(fā)射靈敏度進行科學調整，比如適當降低天線高度，或是減輕發(fā)射靈敏度，限制AIS航標布設范圍，盡量避免在船只出海密集的水域或是繁忙的港口中進行布設。

②AIS航標定位精度的問題。AIS實際航標當中大部分都是將民用的GPS芯片充當內部的定位源零件，在正常條件下，AIS航標的定位精度都會保持在十米左右。因此和燈浮標在海域中所處的實際位置相比，AIS航標中所顯示出來的位置通常會存在相應的誤差問題，如果駕駛員參考此時的AIS航標就會出現誤判的問題。在這種問題下，以后可以使用和基準接收機DGNSS相連接的AIS航標，如此通過DGNSS提供的數據信息也會更加準確詳細，能夠有效提升定位的精度。

③A I S航標布設要考慮能源功耗。AIS航標在運行過程中會出現大量的能源消耗，因其通常在二十四小時的運行時間中，需要每隔三分鐘發(fā)送一條信息。比如成都的SPAT-1010A天奧數字化AIS航標，這一設備在運行過程中對燈浮標太陽能模板和蓄電池等能源設備擁有較高的要求。為此管理人員的布設AIS航標過程中，應該結合能源功耗方面的問題進行考慮，在選擇產品的過程中也要盡量選擇那些能夠控制充電放電的設備，從而避免蓄電池出現過度充電或是過度放電的問題，讓燈浮標能夠正常運轉。同時相關航標管理部門應該健全航標的安裝指南，并針對航標生產和能源裝備問題進行規(guī)范化管理。

4.結語

綜上所述，AIS航標的設置對于沿海地區(qū)船只的安全航行具有極大的影響，為此在進行布設的過程中，應該嚴格遵守相關布設原則。目前在我國AIS航標布設過程中還存在一些問題，為此需要相關研究人員進行深入的研究，從而找出有效的解決方法，將AIS航標的作用充分發(fā)揮出來。

參考文獻：

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