AIS在航标领域中应用存在的问题探究
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摘 要：文章主要通过简单介绍及分析AIS的基本概念，及其起源和发展过程，分析了AIS在航标领域中的应用，并指出AIS在协调避碰以及在VTS应用中存在的问题，并通过分析问题，提出了相应的合理解决措施。
关键词：AIS;应用;避碰;存在问题
近年来，随着我国经济与科学技术的快速发展，对外贸易及商品出口都成为我国经济的一个重要推动力，在此背景下，我国的航运行业也得到了飞速发展。由此所导致的船舶数量急剧增加，水域交通密度的急剧增长，都增加了海事事故的发生，对船舶的航行安全以及水域生态环境都造成了严重威胁。而AIS的出现很大程度上解决了这一问题，因为AIS可以从根本上解决雷达等信号不可靠的因素。并且AIS不仅可以提供船舶航行中的静态信息，处理原来雷达可以传输回来的各种数据，还可以向船舶传输各种动态信息，对船舶避碰问题的解决起到了很大帮助。
1 AIS的概述
AIS的全称为Automatic Identification System，即船舶自动识别系统。AIS最早是在1997年的IMO航行安全委员会的第43次会议上提出的，由此引出了船舶AIS技术。在1999年的第45次安全委员会会议上，修订了SOLAS公约的第五章内容，明确提出建造期在2002年7月1日以前的船舶，必须从2003年7月1日起分阶段进行AIS设备的配置。
由于现代科技的发展，无论国际还是国内船舶都在向大型化以及高速化发展，加之许多专业化船舶例如游船、集装箱船等运载货物的危险性，船舶避碰问题越来越得到航海界的关注，这也促使了AIS技术的快速发展，如何运用AIS进行船舶避碰及其他问题，是AIS技术的关键所在。
2 AIS在航标领域中的应用
2.1 航标AIS台站的构建
AIS台站的构建主要分为两个系统，自主连续系统和分配时隙系统。
2.1.1 自主连续系统
自主连续系统属于AIS台站建设的一种形式，该系统主要包括TDMA发射设备、接收机、控制系统以及内部同步源等。自主连续系统的设计满足ITU-R-M1371-1的设计要求，有着完善的航标系统，能够很好地实现时隙分配以及多址连接，可以将航标信息准确高效地进行收发。并且在实际应用中，该系统不会受到电源的限制，可以对各种形式的信息进行收发，标记灯塔、灯桩以及导标等较为重要的位置。
2.1.2 分配时隙系统
分配时隙系统是AIS技术在航标应用中最主要且最基本的一种形式，该系统主要包括控制设备、定时装置、发射机以及内部同步源等几部分。分配时隙系统较自主连续系统来说，具有能耗低的优点，因此其运行成本较低，比较经济。但同时，这种系统的信息不能由附近AIS基站所接收，因此其适用范围有所限制，多用于航标设置密度较大的一些港区。
2.2 航标AIS信息的传输
航标AIS信息的传输主要可以通过几种方式来实现，一种是通过航标信息及信息21进行传输，这种传输方式的间隔时间为3分钟，然后会发布VDL所指定的命令。通过对航标能量消耗情况的判断，操作人员可以对航标发送的时间间隔进行适当的调整。另一种方式是通过与安全有关的编制信息即信息12进行传输，这种主要用于在一定区域内出现问题或故障的船只，比如在浮标出现位移或者遇到其他问题时，都可通过该种方式进行信息传输。第三种方式是利用二进制的广播信息即信息8，这种信息传输方式主要用于在航标的影响范围内的船只，传递信息的内容主要是周边环境信息，包括水文及气象信息等。
3 AIS在实际应用中存在的问题
目前在国际规定中，AIS已经是船舶必须强制安装的一种设备，但是AIS设备也有其使用局限性。
3.1 AIS的位置信息有可能出现误差
向AIS系统传输位置信息的传感器如果出现故障或精准度不够时，都将影响到AIS所接收到信息的准确性。通过对装有AIS系统的船舶所记录的船舶位置信息与雷达回波之间进行比较时，可以发现这两者之间存在一定的误差。在我国沿海如果不对GPS进行校核，则普通型的GPS船位会存在着约100米左右的误差，分别包括大约50米的坐标系统误差，大约20米的海图和作图误差以及约20米的伪距离误差，所以船舶位置信息的误差应得到重视。
3.2 AIS的精确度可能会受到助航仪故障的影响
在之前的案例统计中，可以发现有些由于GPS系统出现故障而导致VTS所显示的信息与AIS所显示的位置信息之间存在不符的现象，包括船舶位置和航向，航速信息等都出现了偏差。因此在这种VTS收到的信息与AIS显示的信息不相符的情况下，驾驶人员和操作人员应该注意对AIS的错误报告和虚假信息的识别。
3.3 由于操作不当而导致AIS传递信息与实际情况不符
AIS系统信息的输入可以通过电罗经接入，同时也可以人工进行输入。其航向信息可以通过人工输入风流压差，也可以通过仪器自身进行计算，而在人为输入风流压差时，可能会由于专业知识不够而不能输入准确的风流压差，从而导致AIS所显示出来的矢量图像与实际移动距离之间相差很大。由于输入信息的错误，又会导致AIS系统对于CPA与TCPA计算的误差，严重时甚至有可能导致碰撞事故。
3.4 操作人员的专业素养不够而导致AIS实际利用率不高
虽然现在AIS系统已进入强制安装阶段，但有些操作人員尤其是很多小型船舶的操作人员在实际航行中并不使用AIS操作系统。而AIS在使用中，如要进行船舶避让措施时，必须得到对方船舶的确认，在这种情况下，如果对方并没有应用AIS设备，就会使其无法发挥实际效用。所以在实际航行中，不能完全依靠AIS系统来进行船舶避让。
4 结语
虽然AIS目前的应用已经非常广泛，但仍存在着一些实际应用的问题，我国为了规范AIS的使用，在2018年颁布了《自动识别系统（AIS）航标应用导则》，对AIS航标做出了更加规范化的规定。同时AIS也即将升级加强进入VDES时代，VDES在AIS基础上又增加了高频数据交换的功能，这将在很大程度上解决AIS航标占用时隙的问题。
参考文献：
[1]王珍.AIS技术在航海实践中的应用分析[J].航海，2018.6.
[2]黄红渡，杨运航.AIS技术在航标领域的应用[J].珠江水运，2018.20.
作者简介：麻荔波（1985-），山西人，副教授，主要研究方向：航海技术、GMDSS海上无线电通信。
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