張剛

（上海港引航站，上海 200080）

針對船只行進過程中的偏航、路線錯誤等問題，需耗費大量的人力物力資源與時間才能夠解決。而基于AIS 技術開發(fā)出的船舶監(jiān)控系統(tǒng)，能夠實時追蹤船只航行位置信息，確定船只行進軌跡，分析船只在行進過程中是否發(fā)生偏離。同時，其還能夠獲取其他船只的航行軌跡圖，通過對比不同船只的航行軌跡路線，最終選定最優(yōu)領航方案。

1 AIS 技術在長江下游的應用現狀

AIS 技術在引航領域的應用主要受AIS 基站建設以及船舶配備情況的影響。長江數字航道與智能航運建設示范工程（南京至瀏河口河段）建設規(guī)模為四站一中心，即在南京設置控制管理中心，在南京、鎮(zhèn)江、江陰、南通等地共設置四個AIS 基站，基本實現南京至瀏河口長江干線水域的AIS 通信覆蓋。工程竣工后，全部AIS 基站的船舶監(jiān)控信號可以通過已有鏈路傳輸至長江引航中心[1]。

同時，中國海事局要求沿海航行的客船、500 總噸以上油船、危險化學品船、集裝箱船均需配備AIS 設備，未按要求安裝的船舶禁止離港。截至目前，進江外輪和大部分國輪都安裝了符合國際標準的AIS 系統(tǒng)，這為引航員利用船載AIS 設備提供助航服務創(chuàng)造了良好的外部條件。

2 基于AIS 技術的船舶監(jiān)控系統(tǒng)

2.1 系統(tǒng)框架

基于AIS 技術的船舶監(jiān)控系統(tǒng)包括船舶動態(tài)監(jiān)控、監(jiān)控預警、安全信息收發(fā)、視頻監(jiān)控等功能模塊，為船舶安全管理人員提供服務。船舶安全管理人員可通過PC 終端登錄船舶監(jiān)控系統(tǒng)開展安全管理工作。系統(tǒng)框架如圖1 所示[2]：

圖1 引航安全監(jiān)控系統(tǒng)邏輯框架

2.2 系統(tǒng)監(jiān)控范圍

應用AIS 技術構建出的船舶監(jiān)控系統(tǒng)，能夠實現對船舶的實時監(jiān)控與引導，監(jiān)控范圍如下：其一，利用GPS 助航的引領船舶。其二，利用AIS 系統(tǒng)助航的引領船舶。其三，安裝有GPS 接收機的引航交通艇。其四，視頻監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控范圍內的過往船舶。

2.3 實驗論證分析

基于AIS 技術的船舶監(jiān)控系統(tǒng)與傳統(tǒng)引航方法相比更加高效穩(wěn)定。通過對照實驗分析論證基于AIS 技術的船舶監(jiān)控系統(tǒng)應用效果，A 組為船舶監(jiān)控系統(tǒng)引航法，B 組為傳統(tǒng)引航法，最終實驗結果如表1[3]：

表1 對此實驗結果

對比分析可得：A 組與B 組相比，航行時間減少了23min，航行路程減少了255km，且A 組安全系數更高。由此可見，應用船舶監(jiān)控系統(tǒng)，能夠為船舶提供安全可靠的優(yōu)質引航服務，進而能夠顯著縮短航行時間與路程、提高航行安全性。

3 AIS 船舶監(jiān)控系統(tǒng)在長江引航安全中的作用

3.1 實時更新船只航進位置

船舶行進過程易受風浪、天氣等多種不穩(wěn)定外界因素影響，因此需加大對船只的掌控力度。應用AIS 船舶監(jiān)控系統(tǒng)，有助于實時掌握船只運行信息，包括整體載重、航行速度、前進路線、資源儲備等等。同時，應用AIS 船舶監(jiān)控系統(tǒng)，能夠顯著提高通信穩(wěn)定性，進而確保船只與陸地之間交流通暢。此外，應用AIS 船舶監(jiān)控系統(tǒng)，能夠實現對船只信息的總結分析，進而將有用信息傳遞給引航中心?；诖?，引航中心能夠實時跟進船只航進位置[4]。

3.2 確定船只行進軌跡

船只航行應按照既定路線前進，但航行過程往往會受各種不可控因素影響，而需更改行進路線。因此，需合理分析與優(yōu)化船只預定行進軌跡。AIS 監(jiān)控系統(tǒng)與船只導航系統(tǒng)的結合，能夠幫助引航中心確定船只行進是否受不可控因素影響。

AIS 船舶監(jiān)控系統(tǒng)本身具有計算功能，通過實時記錄船舶勞氏數據信息、港口基本信息及潮汐、氣象等數據信息，于系統(tǒng)內部自動整合分類，進而通過計算實現對船只行進路線的二次規(guī)劃。同時，其還能夠在二次規(guī)劃船只行進路線的基礎上，探究水面風速、風向等環(huán)境因素對船只行進路程的影響，最終設計出最佳路線。

3.3 報警功能與安全作用

引航中心AIS 監(jiān)控系統(tǒng)擁有多種報警功能。其一，超速報警：可以對指定航段設立速度限制，當進入該航段的船舶超過設置速度時就會報警。其二，偏航報警：可對監(jiān)控系統(tǒng)進行預警設置，當船舶偏離預先設立區(qū)域或靠近預先設立的警戒線時，系統(tǒng)能夠自動報警。其三，警戒區(qū)報警：可同時針對多個區(qū)域進行預警設置。其四，速降變化異常報警：當船速度突然明顯下降時報警。

監(jiān)控人員可通過查看報警窗口漏洞對報警船舶實時監(jiān)控，判別該船是否有緊急情況或者違章行為發(fā)生，如有則及時通過信息平臺給予提醒并記錄備查。并為失控或事故船舶提供信息服務和必要協(xié)助，以防損失進一步擴大[5]。

3.4 軌跡回放和查詢功能作用

AIS 監(jiān)控系統(tǒng)具備儲存船舶行進軌跡的功能，進而通過軌跡回放明確單船或區(qū)域內多船的行進軌跡，在此基礎上調查船舶是否存在航行爭議或違章行為，以此作為海事調查和違章處罰的依據。

此外，AIS 監(jiān)控系統(tǒng)還具備查詢功能，直接點擊電子航道圖上航行船舶標志，即可立即顯示出船舶的基本信息。而在查詢欄輸入船名或呼號，則可快速查詢相應船舶在電子江圖上的位置，并髙亮居中顯示。查詢功能能夠輔助引航人員實時定位船舶并探查航行狀態(tài)，一旦發(fā)現異常也能夠及時向船長發(fā)出警報，進而提升航行安全。

3.5 對特殊船舶和復雜航段進行監(jiān)控

為保證引航安全，中心監(jiān)控室對特殊船舶應進行特殊監(jiān)控。例如：將下行吃水較深的船舶（超過8.0m）特別列出，確保安全措施落實并將船舶動態(tài)航行信息發(fā)送給引航員，提高引航員安全意識。

4 AIS 船舶監(jiān)控系統(tǒng)在長江引航中的應用問題與改進措施

4.1 AIS 船舶監(jiān)控系統(tǒng)的應用問題

首先，監(jiān)控設備存在一定的局限，對于部分未配置AIS 系統(tǒng)的船舶，AIS 系統(tǒng)無法對其進行辨別。同時，由于受基站配置影響，部分區(qū)域信號源相對較弱，極易導致出現監(jiān)控盲區(qū)。其次，電子江圖不是完全的矢量圖，導致無法直接對圖紙浮標進行修改。這一問題嚴重阻礙了圖紙更新，為引航工作埋下了安全隱患。再次，圖紙數據缺乏準確性，使得江圖航道、分隔帶以及浮標等的位置信息存在一定的偏差，導致難以對部分船舶的違法行為進行取證，不利于違章查處工作得以順利開展。最后，監(jiān)控系統(tǒng)具有延遲性，經常會出現兩艘或者多艘船舶信號重疊現象。

4.2 AIS 船舶監(jiān)控系統(tǒng)應用問題的改進措施

首先，進一步完善江圖。相關工作人員可以通過經緯度理論對水域進行定位，并以此為基礎對水域進行更加精確科學的劃分。其次，添加相關系統(tǒng)。在監(jiān)控系統(tǒng)中適當添加一些相關系統(tǒng)，例如雷達系統(tǒng)、CCTV系統(tǒng)等，從而消除監(jiān)控盲區(qū)，進而提升監(jiān)控效率[6]。再次，引進矢量電子江圖。為解決電子江圖信息數據不準確的問題，工作人員可以通過引進矢量電子江圖的方法，有效提高江圖的準確性以及可操作性，同時確保江圖能夠及時得到更新。最后，提高監(jiān)控系統(tǒng)的自動化程度，從而提升監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控效率。同時也應當加強對監(jiān)控工作人員計算機操作技術水平的培訓。

5 結語

綜上所述，通過建設長江引航AIS 船舶監(jiān)控系統(tǒng)，有助于全面提高業(yè)務效率、安全生產能力與服務水平。同時有助于推進長江引航生產服務網絡化、引航資源調度電子化，并進一步實現長江流域引航服務智能化和引航全過程動態(tài)監(jiān)控等目標。