張鵬　任虹

【摘 要】 為保障航行安全，以長江口深水航道為例分析長江口E航海綜合信息服務(wù)示范工程設(shè)置的45座AIS虛擬航標(biāo)在標(biāo)示長江口深水航道界限中的問題，認(rèn)為AIS虛擬航標(biāo)具有設(shè)置快捷、更改和維護(hù)成本低、位置準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，也存在日常設(shè)置、巡檢、維護(hù)過程中程序較多、易受干擾等缺點(diǎn)。針對使用中存在的問題提出相應(yīng)的解決措施：制定運(yùn)維管理規(guī)定，落實(shí)各級(jí)運(yùn)維部門管理責(zé)任;科學(xué)合理選配播發(fā)基站和時(shí)間間隔，建立應(yīng)急備份預(yù)案;定期開展現(xiàn)場效能監(jiān)測，認(rèn)真實(shí)施月度巡檢;繪制航標(biāo)配布使用圖冊，加強(qiáng)應(yīng)用宣傳。

【關(guān)鍵詞】 長江口深水航道;E航海;AIS虛擬航標(biāo)

超寬船舶通過長江口深水航道時(shí)需要單向航行才能保障其航行安全。船舶流量的增大、船舶日益大型化，導(dǎo)致受深水航道寬度限制的超寬船舶單向航行情況頻繁發(fā)生，嚴(yán)重制約通航效率。在保證通航安全的前提下提高長江口深水航道的通航效率，是長三角經(jīng)濟(jì)發(fā)展要解決的問題之一。

上海市政府與交通運(yùn)輸部就利用長江口深水航道邊坡解決大型國際郵輪與大型重載集裝箱船舶的安全超寬交匯問題開展了深入的研究，要求利用信息化技術(shù)手段開展超寬船舶航行交匯的保障研究。長江口E航海綜合信息服務(wù)示范工程利用E航海相關(guān)技術(shù)手段和技術(shù)成果，建設(shè)E航海信息服務(wù)系統(tǒng)，確保長江口超寬船舶交會(huì)時(shí)的航行安全，提升長江口深水航道的通航效率

根據(jù)《長江口深水航道利用邊坡自然水深提升通航效率總體方案》，在長江口深水航道底寬邊界線上設(shè)置45座AIS虛擬航標(biāo)，用來標(biāo)示深水航道底邊界線。

本文結(jié)合長江口水域使用AIS虛擬航標(biāo)中遇到的困難，分析虛擬航標(biāo)在使用、現(xiàn)場巡檢維護(hù)中存在的問題并提出對策建議。

1 AIS虛擬航標(biāo)

AIS航標(biāo)指通過VHF 21號(hào)報(bào)文播發(fā)航標(biāo)類型、名稱、位置等信息，加強(qiáng)航標(biāo)助航功能。根據(jù)播發(fā)方式的不同，AIS航標(biāo)分為AIS實(shí)體航標(biāo)和AIS虛擬航標(biāo)。AIS實(shí)體航標(biāo)是指航標(biāo)上安裝AIS裝置，利用航標(biāo)的本地?cái)?shù)據(jù)產(chǎn)生相應(yīng)的AIS信息;AIS虛擬航標(biāo)是利用AIS基站播發(fā)信息，實(shí)際位置上不存在實(shí)體航標(biāo)。

為了識(shí)別AIS航標(biāo)，國際電信聯(lián)盟《分配和使用水上移動(dòng)業(yè)務(wù)標(biāo)識(shí)》用海上移動(dòng)業(yè)務(wù)標(biāo)示碼（MMSI）表示不同的AIS航標(biāo)，界定所有AIS航標(biāo)的MMSI數(shù)字識(shí)別碼，規(guī)定該識(shí)別碼格式為數(shù)字“99”加上一個(gè)3位的海上識(shí)別數(shù)字碼（MID），之后的4位數(shù)字是特定的識(shí)別碼。MID碼表示AIS航標(biāo)簽發(fā)VHF使用許可的國家代碼，我國的MID碼是412和413。若特定的識(shí)別碼以“1”開頭則表示該AIS航標(biāo)是我國某實(shí)體或者綜合航標(biāo);若特定的識(shí)別碼以“6”開頭則表示該AIS航標(biāo)是我國某虛擬航標(biāo)。

2 AIS虛擬航標(biāo)的優(yōu)缺點(diǎn)

2.1 優(yōu) 點(diǎn)

AIS虛擬航標(biāo)具有設(shè)置便捷、助航效能高等特點(diǎn);相較于實(shí)體航標(biāo)，其設(shè)置、維護(hù)成本較低;在惡劣海況、能見度不良等情況下助航效能優(yōu)于實(shí)體航標(biāo);在通航環(huán)境復(fù)雜水域適應(yīng)性好，可優(yōu)化航標(biāo)配布;不存在航標(biāo)移位及環(huán)境污染問題。

2.2 缺 點(diǎn)

雖然AIS虛擬航標(biāo)具有較多優(yōu)點(diǎn)，但在實(shí)際應(yīng)用中存在如下缺點(diǎn)：

（1）駕引人員需掌握正確的AIS虛擬航標(biāo)識(shí)別知識(shí);船舶上需要安裝AIS船臺(tái)、電子海圖顯示和信息系統(tǒng)（ECDIS）等設(shè)備，并保證設(shè)備處于正常工作狀態(tài)。雖然目前大中型船舶上相關(guān)設(shè)備已基本滿足要求，但部分老舊船舶、小型船舶尚未安裝上述設(shè)備。此外，船載AIS接收設(shè)備的處理能力也受到一定的限制。

（2）AIS岸基網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可靠性也受電源系統(tǒng)、數(shù)據(jù)鏈路、設(shè)備質(zhì)量、強(qiáng)電磁干擾等因素影響，且在同一區(qū)域的AIS虛擬航標(biāo)設(shè)置數(shù)量或報(bào)告更新間隔受限于通信鏈路的容量。

（3）與傳統(tǒng)的實(shí)體航標(biāo)相比，AIS虛擬航標(biāo)不夠直觀。

3 AIS虛擬航標(biāo)設(shè)置流程

長江口水域的AIS虛擬航標(biāo)遵照《東海海區(qū)AIS航標(biāo)維護(hù)管理辦法》設(shè)置，流程如下：

（1）業(yè)主單位、海事部門向航海保障中心提出助航安全保障需求的申請;

（2）各航標(biāo)處根據(jù)需求，提出AIS虛擬航標(biāo)設(shè)置方案，填報(bào)“東海海區(qū)航標(biāo)設(shè)置申請表”，上報(bào)航海保障中心航標(biāo)導(dǎo)航處審批;

（3）航海保障中心值班室根據(jù)審批意見，設(shè)置方案，確認(rèn)信息;

（4）根據(jù)授權(quán)，航海保障中心值班室值班員操作AIS網(wǎng)絡(luò)管理軟件，在需設(shè)置AIS虛擬航標(biāo)水域附近選擇發(fā)布岸站，并依據(jù)AIS虛擬航標(biāo)信息內(nèi)容，完成發(fā)布工作;

（5）航海保障中心值班室將AIS虛擬航標(biāo)設(shè)置反饋表遞交給航標(biāo)處;

（6）航標(biāo)處使用AIS應(yīng)用軟件查看顯示狀態(tài)，發(fā)布航標(biāo)動(dòng)態(tài)。

4 AIS虛擬航標(biāo)日常巡檢維護(hù) 使用中存在的問題

長江口水域船舶流量大，通航環(huán)境復(fù)雜，自2017年12月邊坡調(diào)整提升通航效能以來，AIS虛擬航標(biāo)的應(yīng)用更是將深水航道打造成了“電子智慧航道”。2017―2018年長江口轄區(qū)水域AIS虛擬航標(biāo)現(xiàn)場巡檢維護(hù)發(fā)現(xiàn)故障AIS虛擬航標(biāo)的情況見表1。

5 故障原因分析

5.1 人為設(shè)置失誤

巡檢中發(fā)現(xiàn)，NAN CAO 34未掃描到;NAN CAO 35虛擬標(biāo)位置異常，偏離逾50 n mile。經(jīng)排查，值班系統(tǒng)電子海圖顯示播發(fā)地址為NAN CAO 34：31？′N，122？9′E;NAN CAO 35：31？′N，122？9′E。后查看綜合辦公平臺(tái)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，顯示設(shè)計(jì)位置為NAN CAO 34：31？′N，121？9′E;NAN CAO 35：31？′N，121？9′E。得出結(jié)論：設(shè)計(jì)位置設(shè)置正確，實(shí)際播發(fā)位置有誤。

目前AIS虛擬航標(biāo)設(shè)置過程相對較復(fù)雜，需要經(jīng)過單位換算，設(shè)置軟件均為英文版本，設(shè)置工作過程由一人單獨(dú)完成，易產(chǎn)生錯(cuò)誤。為確保準(zhǔn)確性，應(yīng)增加校核環(huán)節(jié)，對外發(fā)布前應(yīng)在海圖上進(jìn)行再次核對。

5.2 播發(fā)基站選擇錯(cuò)誤

巡檢中無法在設(shè)定位置（北槽航道）搜索到AIS虛擬航標(biāo)D43，該虛擬航標(biāo)在南槽航道被搜索到。經(jīng)排查，該AIS虛擬航標(biāo)位置為大戢山基站播發(fā)，離北槽航道過遠(yuǎn)，導(dǎo)致該航標(biāo)在設(shè)計(jì)位置水域無法被正常搜索到。AIS虛擬航標(biāo)D43播發(fā)基站位置見圖1。

5.3 理論播發(fā)距離與實(shí)際距離相距甚遠(yuǎn)

巡檢中發(fā)現(xiàn)D10、長江口一號(hào)錨地AIS虛擬航標(biāo)無法在設(shè)計(jì)位置（北槽航道）搜索到，卻在南槽航道中搜索到。經(jīng)排查，上述AIS虛擬航標(biāo)位置為大戢山基站播發(fā)，理論上播發(fā)距離符合要求，但實(shí)際上離北槽航道過遠(yuǎn)，導(dǎo)致航標(biāo)在設(shè)定位置水域無法被搜索到。后將播發(fā)基站調(diào)整到雞骨礁基站后，恢復(fù)正常。D10、長江口一號(hào)錨地等虛擬標(biāo)播發(fā)基站位置見圖2。

5.4 基站更新過程中數(shù)據(jù)丟失

巡檢中發(fā)現(xiàn)AIS虛擬航標(biāo)ZRY 12168 WRECK無法在設(shè)定位置搜索到。經(jīng)排查，發(fā)現(xiàn)上述AIS虛擬航標(biāo)位置為花鳥山基站播發(fā)。經(jīng)查詢AIS應(yīng)用軟件，無播發(fā)數(shù)據(jù)，分析發(fā)現(xiàn)是由于AIS服務(wù)器在更新過程中出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失而導(dǎo)致錯(cuò)誤的發(fā)生。

5.5 播發(fā)過程中受天氣、遮蔽等因素影響

巡檢中發(fā)現(xiàn)AIS虛擬航標(biāo)D30、D28、D26、D23的信號(hào)時(shí)有時(shí)無。后臺(tái)查詢AIS應(yīng)用軟件，播發(fā)正常。經(jīng)分析認(rèn)為，由于佘山基站天線位置調(diào)整，沿航道方向有一定遮蔽，影響用戶接收。后將播發(fā)任務(wù)調(diào)整到附近其他基站，測試播發(fā)正常。

6 解決措施

6.1 制定運(yùn)維管理規(guī)定，落實(shí)各級(jí)運(yùn)維部門管理責(zé)任

針對可能存在的隱患，東海航海保障中心上海航標(biāo)處制定并發(fā)布了《長江口深水航道及延伸段AIS虛擬航標(biāo)運(yùn)維管理辦法（試行）》，明確了各級(jí)管理部門運(yùn)維職責(zé)，梳理明晰業(yè)務(wù)工作流程，并納入《航標(biāo)養(yǎng)護(hù)周期實(shí)施方案》和質(zhì)量管理體系及轄區(qū)航標(biāo)維護(hù)質(zhì)量檢查工作中。

6.2 科學(xué)合理選配播發(fā)基站和時(shí)間間隔，建立 應(yīng)急備份預(yù)案

AIS虛擬航標(biāo)采用A/B信道交替自組織連續(xù)播發(fā)模式，播發(fā)間隔180 s，可以避免區(qū)域內(nèi)時(shí)隙沖突。

為提高發(fā)送信號(hào)質(zhì)量，在橫沙島及雞骨礁新建專用AIS基站播發(fā)長江口深水航道AIS虛擬航標(biāo)信號(hào)，專用AIS基站采用“1+1熱備份”工作模式;建立應(yīng)急備份預(yù)案，將吳淞、崇明、橫沙、佘山和雞骨礁等5座沿海AIS基站作為播發(fā)長江口深水航道AIS虛擬航標(biāo)的應(yīng)急備份AIS基站。保存應(yīng)急備份AIS基站中長江口深水航道全部AIS虛擬航標(biāo)的配置信息，可實(shí)現(xiàn)故障后的快速切換操作。

6.3 定期開展現(xiàn)場效能監(jiān)測，認(rèn)真實(shí)施月度巡檢

從故障原因來看，即使嚴(yán)格按程序設(shè)置AIS虛擬航標(biāo)，也不能保證實(shí)地能搜索到播發(fā)信息，應(yīng)在現(xiàn)場對AIS虛擬航標(biāo)播發(fā)和接收情況進(jìn)行檢驗(yàn)。從現(xiàn)場效能監(jiān)測結(jié)果看，長江口深水航道附近干擾噪聲水平較低，專用基站正常播發(fā)AIS虛擬航標(biāo)信號(hào)，實(shí)地能接收到全部AIS虛擬航標(biāo)信號(hào)且信號(hào)強(qiáng)度良好，區(qū)域內(nèi)時(shí)隙使用率正常，所有AIS虛擬航標(biāo)均工作正常。

6.4 制作航標(biāo)配布使用圖冊，加強(qiáng)應(yīng)用宣傳

為使廣大用戶掌握航標(biāo)知識(shí)，東海航海保障中心上海航標(biāo)處專門編制了航標(biāo)配布示意圖冊，刊載各類航標(biāo)標(biāo)名、位置等信息和航標(biāo)配布使用方法等內(nèi)容，通過專題會(huì)議和海事簽證點(diǎn)、海圖供應(yīng)點(diǎn)等各種服務(wù)渠道向航運(yùn)企業(yè)和個(gè)人免費(fèi)發(fā)放，起到很好的宣傳效果。