船舶自動識別系統(tǒng)ais的技術(shù)發(fā)展與運(yùn)行模式

0海損事故,影響海洋生態(tài)環(huán)境隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，中國的交通運(yùn)輸也得到了快速發(fā)展，導(dǎo)致了船舶數(shù)量、水域交通密度和危險貨物數(shù)量的增加。與此同時，有時會發(fā)生人為事故，嚴(yán)重威脅著船舶的航行安全和海上生態(tài)環(huán)境。為了預(yù)防和減少船舶交通事故,提高航道的船舶通航能力,保護(hù)海洋環(huán)境,同時為向社會提供船舶信息咨詢服務(wù)創(chuàng)造條件,根據(jù)中國海事局的總體規(guī)劃,全國已建成長江口、珠江口、渤海灣、瓊州海峽AIS基站系統(tǒng),AIS系統(tǒng)已順利聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行成功。1船舶自動識別和信息交換系統(tǒng)ais船舶自動識別系統(tǒng)AIS由岸基(基站)設(shè)施和船載設(shè)備共同組成,是一種新型的集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、電子信息顯示技術(shù)為一體的數(shù)字助航系統(tǒng)和設(shè)備。AIS最基本的運(yùn)行是“船—船”、“船—岸”的信息交換,它能把船舶信息諸如識別碼、位置、航向、速度等發(fā)送到其它船舶或岸上,并能以快速的更新率處理多路通信。AIS使用自組織時分多址通信(SOTDMA)技術(shù)來滿足通信的高密度率,并保證了船對船、船對岸操作的可靠和實(shí)時性能。AIS系統(tǒng)操作完全自動化,由AIS船臺和AIS基站系統(tǒng)組成。AIS船臺可自動連續(xù)播發(fā)本船的靜態(tài)信息如編碼、船名、航次信息等,動態(tài)信息如船位、航速、航向和安全短消息,同時也自動接收周圍船舶發(fā)來的這些信息。AIS基站系統(tǒng)相對GMDSS和VTS,則增強(qiáng)了船舶識別和船舶動態(tài)信息廣播的功能,可以進(jìn)行船舶調(diào)度管理、海事監(jiān)督和船舶交通管理,同時還可發(fā)播航行警告和氣象信息,實(shí)現(xiàn)船岸之間的信息傳輸和交換。AIS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了船舶與船舶之間、船舶與岸基系統(tǒng)的自動識別和信息交換,對船舶避碰和航行安全起到重要作用。船舶自動識別系統(tǒng)組成如圖1:國際上AIS基站系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展十分迅速。其發(fā)展和產(chǎn)品化進(jìn)程雖只有短暫十來年時間,但AIS基站建設(shè)理念、技術(shù)內(nèi)涵和運(yùn)行模式卻已經(jīng)歷了整整三代。第一代是在VTS雷達(dá)站或在其服務(wù)的邊遠(yuǎn)地區(qū)安裝AIS基站,增大覆蓋范圍以獲取更多的船舶動態(tài)信息,達(dá)到增強(qiáng)原VTS的作用;第二代是由網(wǎng)絡(luò)化的AIS基站為主體,組成基于AIS的航行安全管理系統(tǒng),其中也包括增強(qiáng)了的VTS;第三代是網(wǎng)絡(luò)化加信息化,即通過網(wǎng)絡(luò)化的AIS基站與現(xiàn)有VTS、氣象、航標(biāo)及各種助航等設(shè)施的整合,使現(xiàn)有海事系統(tǒng)融合一體,成為以面向航運(yùn)管理、服務(wù)為主體的全新的現(xiàn)代化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化的海事交通安全系統(tǒng)的一個重要組成部分。據(jù)了解,目前已進(jìn)行AIS基站系統(tǒng)建設(shè)的國家和地區(qū)有:瑞典、芬蘭、南非、加拿大、美國、新加坡、中國香港、日本等。國際AIS系統(tǒng)雖然發(fā)展迅速,目前還沒有規(guī)范統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),系統(tǒng)建設(shè)各有特點(diǎn),如有的單站使用,有的只要求AIS基站接收信息,有的設(shè)立一個地區(qū)性AIS播發(fā)中心,統(tǒng)一播發(fā)信息,它們有一個共同的發(fā)展趨勢,即“網(wǎng)絡(luò)化”、“信息化”。未來的發(fā)展,國際貿(mào)易仍主要依賴海上運(yùn)輸,港口、海運(yùn)與其它運(yùn)輸方式的中轉(zhuǎn)樞紐作用將更加突出。為此必須建立完善的支持保障系統(tǒng),為港口、船舶、航運(yùn)單位提供安全、準(zhǔn)確、高效、信息、助航等全面服務(wù)。AIS系統(tǒng)將成為支持保障系統(tǒng)中一個重要環(huán)節(jié)。在水運(yùn)交通航路資源的開發(fā)和治理受到限制的情況下,必須依靠改善交通環(huán)境,提高交通的質(zhì)量和效率,水上船舶交通的維護(hù)和組織的任務(wù)繁重和責(zé)任重大。AIS系統(tǒng)在船舶避碰和自主航行安全方面,在交通管理方面將發(fā)揮極其重要的作用。我國AIS的建設(shè)將形成基于AIS系統(tǒng)的新助航體系,為航行安全管理的現(xiàn)代化開創(chuàng)一個新局面。2技術(shù)特點(diǎn)對船舶航行安全的輔助作用AIS對船舶的航行安全起著重要作用,AIS的技術(shù)特點(diǎn)決定了它對船舶的航行安全和船舶的航行管理以及海事管理能提供積極有效的輔助作用,這種作用無論在開闊水域還是限制水域都可得到充分發(fā)揮。2.1增強(qiáng)了船舶跟蹤距離AIS拓寬了海事管轄海域范圍,提高了協(xié)調(diào)處理能力。VTS以前對船舶的監(jiān)管基于沿岸設(shè)立的雷達(dá)站,通過雷達(dá)將船舶信息反饋回VTS中心顯示屏幕上,這對船舶的監(jiān)管取決于雷達(dá)覆蓋范圍和天氣影響。在應(yīng)用AIS后,VTS得到新的船舶傳感器,VTS與AIS的結(jié)合強(qiáng)化了VTS的功能,提高了船舶跟蹤距離,而且AIS信號不受天氣影響,可靠性和持續(xù)性大大提高,這使得VTS對覆蓋水域船舶交通的管理能力大大提高,船舶跟蹤效果也大大增強(qiáng)。通過AIS網(wǎng)絡(luò),VTS可以對沿海等主要航線的船舶進(jìn)行交通管理,充分運(yùn)用AIS的監(jiān)督和管理手段,實(shí)施交通安全統(tǒng)一管理和交通組織,以提高船舶通航效率;同時,它提高了對船舶污染海域、碰撞肇事船的判斷準(zhǔn)確性,對船舶遇險搜救更加直接,擴(kuò)大了船舶交通管理體系和周邊協(xié)調(diào)管理的力度。船載AIS設(shè)備和岸上AIS基站都可對航行過程和區(qū)域內(nèi)的船舶動態(tài)變化情況實(shí)施自動記錄,并可用軟件進(jìn)行快速回放,這一功能對海事處理是十分有益的。比如當(dāng)有一艘船舶違章或者發(fā)生事故時,只要知道發(fā)生的時間和地點(diǎn),即使在沒有雷達(dá)覆蓋的情況下,也能通過回放錄像看到該輪的AIS信息,大致判斷當(dāng)時船舶的航行動態(tài)及有關(guān)航行信息,這對處理海事將有很大幫助。2.2助航設(shè)施位移燈標(biāo)、浮標(biāo)等助航設(shè)施很容易受到水流的影響或者被其他船舶碰撞而產(chǎn)生移位或者漂浮;而一旦這些移位的助航標(biāo)志不能及時復(fù)位或者向附近在航船舶通報,航經(jīng)此水域的船舶就會以移位后的助航標(biāo)志來定位,這就很有可能造成船舶事故。然而實(shí)際上這些助航設(shè)施是否移位,有時候很難被及時發(fā)現(xiàn),所以船舶也不能及時得到通知。但是如果在AIS系統(tǒng)情況下仍需要現(xiàn)行的實(shí)物航標(biāo),只要在現(xiàn)行燈標(biāo)上安裝AIS設(shè)備就能解決此問題。當(dāng)燈標(biāo)發(fā)生移位時,AIS設(shè)備就能把移動了的位置報告出來并報警,這對航行安全是非常有益的,可以有效減少因為看錯燈標(biāo)或者定位錯誤而產(chǎn)生的事故。2.3信息傳輸系統(tǒng)AIS岸基臺站播發(fā)的所有信息均為公眾服務(wù)性質(zhì)。AIS可傳輸靜態(tài)和動態(tài)信息。AIS系統(tǒng)傳輸?shù)撵o態(tài)信息有:MMSI碼、IMO編號、呼號和船名、船長與型寬、船舶類型和定位天線的船上位置;動態(tài)信息則為:船位、國際協(xié)調(diào)時、對地航速航向、航跡向與航行狀態(tài)等。此外,系統(tǒng)還傳輸相關(guān)的航行信息,如:船舶吃水、是否載有危險品及其類型、目的港和預(yù)計到達(dá)時間、航行計劃以及簡明安全信息等。還可以向航行船舶提供水域交通動態(tài)和交通指引,發(fā)布航行警告、航行通告和交通管制信息,提供影響船舶航行的因素比如氣象、水文、航標(biāo)等信息。2.4船載ais的實(shí)時傳遞AIS協(xié)助船舶避碰是船舶相互發(fā)送信息與接收船舶位置及運(yùn)動參數(shù)信息并附加船舶的靜態(tài)信息,為船舶避讓提供及時重要的參考。經(jīng)過實(shí)驗和國際航海專家的論證,AIS確實(shí)是海上船舶會遇中交流操船意圖、溝通避碰措施、自主改善避碰的船載設(shè)備,是減少船舶事故的有效保障措施。通過AIS實(shí)時傳遞的信息,可方便雙方船舶及時了解對方的操縱意圖,使得避讓更為及時協(xié)調(diào)。一旦船舶發(fā)生碰撞事故,AIS設(shè)備在有岸站和沒有岸站的情況下都可以自成系統(tǒng),顯示周邊船舶的航行動態(tài)。當(dāng)知道船舶發(fā)生海事的大致地點(diǎn)和時間時,就可從系統(tǒng)中調(diào)出海事發(fā)生時段的數(shù)據(jù),通過觀察這段時間航行船舶的AIS數(shù)據(jù)信息,分析事故雙方船的避讓信息,雙方的動態(tài)就會一清二楚,事故的責(zé)任自然很容易判別。即使有一方有意篡改,也是徒勞的。3提高海事管理能力未來AIS將不再是簡單的船舶裝備的單獨(dú)航行儀器,它將與岸基AIS網(wǎng)構(gòu)成船岸之間的航海保障系統(tǒng),進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng)。通過網(wǎng)絡(luò)化的AIS基站與現(xiàn)有VTS、氣象、航標(biāo)及各種助航等設(shè)施的整合,構(gòu)建區(qū)域AIS網(wǎng)絡(luò)中心和管理體系,使其成為以面向航運(yùn)管理、服務(wù)為主體的全新的現(xiàn)代化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化的海事交通安全管理系統(tǒng)的一個重要組成部分。AIS系統(tǒng)真正實(shí)現(xiàn)了船舶與船舶之間、船舶與岸基系統(tǒng)的自動識別和信息交互,對船舶避碰和航行安全起到重要作用,對海事管理能力的提升也大有幫助。未來AIS將向網(wǎng)絡(luò)化、信息化趨勢發(fā)展,它可使船舶通過AIS獲取更多的助