淺談AIS的功能以及在航海領(lǐng)域中的潛在應(yīng)用

淺談AIS的功能以及在航海領(lǐng)域中的潛在應(yīng)用

論文導(dǎo)讀：目前，根據(jù)SOLAS公約的規(guī)定和IMO的要求，所有300總噸及以上的船舶特別是國際航行的遠(yuǎn)洋船舶，都已于2004年7月1日后安裝了船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)——AUTOMATICIDENTIFICATIONSYSTEM(簡稱AIS)，也稱為無線電應(yīng)答器系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：AIS，航海，潛在應(yīng)用

目前，根據(jù)SOLAS公約的規(guī)定和IMO的要求，所有300總噸及以上的船舶特別是國際航行的遠(yuǎn)洋船舶，都已于2004年7月1日后安裝了船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)——AUTOMATICIDENTIFICATIONSYSTEM(簡稱AIS)，也稱為無線電應(yīng)答器系統(tǒng)。1AIS的基本功能與特點(diǎn)1.1基本功能：a)識(shí)別周圍的船只；b)協(xié)助跟蹤、避讓目標(biāo)；c)進(jìn)行船-船、船-岸之間的短信息交流；d)提供輔助信息以便避免碰撞發(fā)生；e)可與VTS接口，增強(qiáng)港口監(jiān)管部門對(duì)沿岸來往船舶的監(jiān)控。1.2基本特點(diǎn)：a)系統(tǒng)工作特點(diǎn)：在所有區(qū)域內(nèi)自主和連續(xù)工作，使用海上移動(dòng)VHF波段交換數(shù)據(jù)，作用距離遠(yuǎn)。b)傳輸船舶的靜態(tài)信息：IMO編碼、呼號(hào)和船名、船舶的長度和寬度、船舶的類型、定位天線在船上的位置。c)傳輸船舶的動(dòng)態(tài)信息：船位、世界協(xié)調(diào)時(shí)（UTC）、航向（船艏向）、對(duì)地航速、航跡向、航行狀態(tài)、轉(zhuǎn)向率、橫傾角、縱傾和橫擺。d)傳輸船舶與航行相關(guān)的信息：船舶吃水、目的港和預(yù)計(jì)到達(dá)時(shí)間（ETA）、航行計(jì)劃、危險(xiǎn)貨物類型、簡單的安全信息。2AIS在航海領(lǐng)域中的潛在應(yīng)用AIS最明顯的一個(gè)作用目的就是：使本船能讓裝有AIS的其它船舶“看得見”，協(xié)助了頭了望，特別是在能見度不良的海域，這個(gè)作用更加明顯。船舶之間在“互見中”，就意味著不需人為介入便能夠連續(xù)收到周圍船舶與本船交換重要的航行數(shù)據(jù)，其中包括當(dāng)前航行狀態(tài)和動(dòng)態(tài)。AIS顯示的信息中最重要的數(shù)據(jù)包括船籍、船位、航線、航速、航向和轉(zhuǎn)向速率，這些信息可以自動(dòng)連續(xù)的傳送給周圍所有裝有AIS的船舶，實(shí)現(xiàn)船舶之間的自動(dòng)識(shí)別。論文參考網(wǎng)。2.1替代現(xiàn)行船舶報(bào)告系統(tǒng)中的船舶報(bào)告通常船舶進(jìn)入VTS區(qū)域要向中心報(bào)告相關(guān)的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)數(shù)據(jù)，然后由VTS操作員將它與雷達(dá)物標(biāo)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，由于語言或其它原因很容易出錯(cuò)。由于安裝AIS的船舶其航行信息都是在空中傳播，船舶航經(jīng)當(dāng)?shù)氐腣TS區(qū)域時(shí)由AIS發(fā)出的動(dòng)、靜態(tài)信息便可以被接收到，因此，裝有AIS的船舶進(jìn)入VTS覆蓋區(qū)域內(nèi)便可自動(dòng)被跟蹤，操作員無須逐個(gè)查詢船舶就可獲的船舶完整的交通動(dòng)態(tài)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)識(shí)別，使其向VTS報(bào)告僅僅成為一個(gè)確認(rèn)程序，簡化船舶報(bào)告手續(xù)。AIS的實(shí)施，對(duì)VTS來說，徹底改變了VTS的工作模式，它不僅擴(kuò)大了VTS的工作內(nèi)容、覆蓋范圍，同時(shí)也提高了VTS精度和VTS工作人員的工作效率，確保為VTS系統(tǒng)提供可靠的數(shù)據(jù)參數(shù)。2.2可用于發(fā)布航行警告和航行通告現(xiàn)行的部分航行警告、航行通告的內(nèi)容，可以通過AIS系統(tǒng)發(fā)布。如長距離拖帶超大型船舶、沉船等航行警告可用AIS標(biāo)識(shí)的特殊信號(hào)的顯示界面來取代，這種特殊信號(hào)接近到一定的距離是可被設(shè)置為報(bào)警，及時(shí)提醒操縱者重視，其效果要遠(yuǎn)比現(xiàn)行發(fā)布航行警告要好得多。在AIS系統(tǒng)情況下，每一艘船舶都可以使用短信息等手段發(fā)布沉船消息、安全信息；當(dāng)機(jī)器、舵機(jī)等發(fā)生故障而處于失控時(shí)，可用AIS系統(tǒng)短信息向周圍船舶發(fā)布航行通告以便提醒其注意航行安全；船舶管理部門在船舶沉沒到沉船標(biāo)拋設(shè)期間可以設(shè)置電子沉船標(biāo)，電子沉船標(biāo)不僅可以包含一個(gè)具體坐標(biāo)位置及獨(dú)立礙航標(biāo)等簡單信息，還可以包含一個(gè)具體的警告區(qū)域，并備注有相關(guān)信息和危急等級(jí)的綜合信息。另外，如大風(fēng)警報(bào)，搶險(xiǎn)救助等方面的航行警告或通告，也可通過AIS系統(tǒng)發(fā)布，以便提高工作效率和方便用戶。2.3航標(biāo)領(lǐng)域中的應(yīng)用為了能讓船舶看清港口航槽的位置，航槽兩側(cè)需設(shè)置航標(biāo)。AIS應(yīng)用于航標(biāo)領(lǐng)域，電子航標(biāo)的位置不受水流的影響而移動(dòng)，在同樣安全系數(shù)的情況下，可以降低對(duì)航槽開挖寬度的要求，從而降低航槽建設(shè)成本。同樣，由于AIS狀態(tài)下的電子航標(biāo)是不會(huì)發(fā)生移位的，因此由于燈浮漂移而造成船舶擱淺的因素也就不存在，部分?jǐn)R淺的事故也就可以避免。當(dāng)然，只要在現(xiàn)行的實(shí)物航標(biāo)上安置一臺(tái)AIS設(shè)備，當(dāng)燈標(biāo)發(fā)生移位時(shí)，移了位的燈標(biāo)上的AIS設(shè)備就能及時(shí)把移動(dòng)了的位置報(bào)告出來并報(bào)警，這樣就能解決傳統(tǒng)燈標(biāo)移位造成船舶擱淺的缺陷，對(duì)航行安全是非常有好處的。當(dāng)需要變更航道，以及大批量燈浮需要重新設(shè)置時(shí)，利用AIS系統(tǒng)，只要輕輕點(diǎn)擊鼠標(biāo)電子航標(biāo)就能在瞬間完成航標(biāo)的變更信息，幾乎不存在航標(biāo)重新設(shè)置期間的問題，即省時(shí)又節(jié)約費(fèi)用，更是有利于船舶的安全航行。2.4可作為ARPA來應(yīng)用AIS設(shè)備當(dāng)顯示屏選用顯示“平面船舶動(dòng)態(tài)圖”界面時(shí)，這時(shí)的AIS可當(dāng)作ARPA來使用。論文參考網(wǎng)?！捌矫娲皠?dòng)態(tài)圖”它能顯示本船周圍船只的動(dòng)態(tài)，其效果與ARPA雷達(dá)相同，可以隨時(shí)調(diào)出所要知道船只的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)資料，這對(duì)于駕駛?cè)藛T在避免船舶碰撞方面來說意義更重大。目前，很多生產(chǎn)航用儀器的廠家推出的電子海圖、雷達(dá)以及ARPA均附帶AIS數(shù)據(jù)輸入接口，只要將AIS與其相連接，所有AIS信息包括MMSI號(hào)碼便直接顯示在電子海圖、雷達(dá)的熒光屏上，使駕駛?cè)藛T能夠更加方便和順利地查看周圍船舶的航行狀態(tài)和有關(guān)信息，使人的視覺得到全面的升華，這對(duì)減少船舶之間的碰撞事故起到很好的作用。2.5可用于船公司的船隊(duì)管理和信息系統(tǒng)建設(shè)在船舶建造和航運(yùn)過程中，很多部門都需要了解船舶的動(dòng)態(tài)。AIS系統(tǒng)原有的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)信息及其附加信息是每一個(gè)船舶管理公司需要及時(shí)掌握的，如果我們通過INMARSAT設(shè)備與AIS設(shè)備的遠(yuǎn)程輸出接口相連接，將AIS系統(tǒng)的所有信息定時(shí)的自動(dòng)的發(fā)送到管理者或主管部門的信息平臺(tái)，然后進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、匯總、跟蹤和指導(dǎo)等管理工作。這樣船舶管理公司就能夠準(zhǔn)確地掌握船舶的動(dòng)態(tài)時(shí)間；船舶能夠準(zhǔn)確預(yù)報(bào)貨物送達(dá)目的地的時(shí)間，對(duì)貨主及時(shí)提貨、船舶及時(shí)送達(dá)交付運(yùn)輸?shù)呢浳锒季哂鞋F(xiàn)實(shí)意義；對(duì)提高船隊(duì)管理水平和綜合競爭能力具有重大的作用和意義。2.6在物流領(lǐng)域中的作用AIS在物流領(lǐng)域中的作用，主要體現(xiàn)在對(duì)貨物的實(shí)時(shí)監(jiān)控上。目前的物流已經(jīng)做到了實(shí)時(shí)監(jiān)控。AIS的實(shí)施，物流的實(shí)時(shí)監(jiān)控范圍就可從陸上運(yùn)輸擴(kuò)大到海上運(yùn)輸（船上），填補(bǔ)了對(duì)海上時(shí)段實(shí)行實(shí)時(shí)監(jiān)控的空白；AIS實(shí)施以后，集裝箱船舶到港靠碼頭時(shí)間的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確度非常高，貨主可根據(jù)自己集裝箱的裝船位置來推算起吊卸船的時(shí)間，做到集裝箱能直接卸到自己派出的集裝箱卡車上并直接開往目的地。有了AIS以后，能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn)出港貨物和過境貨，特別是危險(xiǎn)貨物的監(jiān)控和統(tǒng)計(jì)，也能夠統(tǒng)計(jì)出任何時(shí)間短的港口吞吐量，實(shí)現(xiàn)了物流全部運(yùn)輸過程的跟蹤和監(jiān)控，促進(jìn)物流領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展，也大大提高了對(duì)物流領(lǐng)域的可信度。3利用AIS系統(tǒng)的基本功能和信息，協(xié)調(diào)船舶之間的避讓行動(dòng)隨著科學(xué)的發(fā)展，AIS設(shè)備越來越先進(jìn)，功能也越來越齊全。AIS在航海上的最大用途就是在所有區(qū)域內(nèi)自主和連續(xù)工作實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別，時(shí)刻傳輸船舶的動(dòng)態(tài)、靜態(tài)信息以及附加信息，所以，只要一開啟AIS自動(dòng)識(shí)別儀，我們就能夠“看見”周圍船舶的動(dòng)態(tài)和有關(guān)信息，特別是與船舶安全航行相關(guān)方面的信息。因此，正確運(yùn)用AIS的功能和信息來協(xié)調(diào)避讓行動(dòng)，對(duì)防止船舶碰撞，尤其是在能見度不良的水域和情況下避免船舶碰撞具有重要的作用和現(xiàn)實(shí)意義。論文參考網(wǎng)。3.1協(xié)助了望由于AIS系統(tǒng)使用海上移動(dòng)VHF頻率波段交換數(shù)據(jù)，作用距離遠(yuǎn)，一般情況下其作用距離都在50海里以上（有時(shí)達(dá)100海里以上），比一般的岸基雷達(dá)的有效距離（40海里以下）要遠(yuǎn)得多，所以，利用AIS系統(tǒng)協(xié)助了望，特別是能見度不良的情況下協(xié)助了頭，能夠盡早地“發(fā)現(xiàn)”來船，讓駕駛員能夠及時(shí)對(duì)來船的態(tài)勢做出判斷，及早采取行動(dòng)避讓來船，確保航行的安全。3.2利用AIS系統(tǒng)識(shí)別出的船舶信息，對(duì)來船是否存在危險(xiǎn)做出正確的判斷AIS自動(dòng)識(shí)別儀，當(dāng)顯示“導(dǎo)航儀”界面時(shí)，它可作為一部GPS導(dǎo)航儀來使用；當(dāng)顯示“平面船舶運(yùn)動(dòng)（動(dòng)態(tài)）圖”界面時(shí)，它就可作為一部ARPA雷達(dá)來使用，而且比ARPA雷達(dá)更直觀，它也有正北向上（NORTH-UP）、航向向上（COURSE-UP）和艏向上（HEADING-UP）三種“船舶真運(yùn)動(dòng)平面圖”的顯示形式。AIS自動(dòng)識(shí)別儀能夠及時(shí)、自動(dòng)識(shí)別周圍的船只，并進(jìn)行跟蹤搜集其動(dòng)態(tài)、靜態(tài)以及附加信息。因此，我們可以根據(jù)需要隨時(shí)調(diào)出來船的動(dòng)態(tài)信息以及船舶資料，這些信息及資料包括靜態(tài)信息：船名、呼號(hào)、IMO編碼、MMSI識(shí)別碼、船舶長度、寬度、吃水、船舶類型、目的港、ETA等；動(dòng)態(tài)信息：與本船的距離和方位、航跡向、對(duì)地航向和航速、轉(zhuǎn)向率、航行狀態(tài)、UTC、最近會(huì)遇距離CPA、最近會(huì)遇時(shí)間TCPA等。AIS自動(dòng)識(shí)別儀搜集到周圍船舶的信息后，按照距離由近到遠(yuǎn)排列，有碰撞危險(xiǎn)的船舶（CPA值與TCPA大小可以設(shè)置，一般設(shè)置為0.5海里與12分鐘；當(dāng)它們分別小于0.5海里與12分鐘時(shí)，AIS系統(tǒng)就認(rèn)為有危險(xiǎn)）AIS系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出警報(bào)并在運(yùn)動(dòng)圖上標(biāo)示出來區(qū)別其它船舶，以便提醒駕駛?cè)藛T。這時(shí)駕駛員就應(yīng)根據(jù)當(dāng)時(shí)實(shí)際情況和環(huán)境，對(duì)來船是否存在緊迫局面和或存在碰撞危險(xiǎn)做出正確的判斷，及時(shí)地盡早地采取有效措施避讓來船直到駛過讓清他船為止。3.3利用AIS系統(tǒng)的短信息功能，向來船發(fā)信息協(xié)調(diào)避讓行動(dòng)

當(dāng)船舶在海上航行時(shí)，了望是保障航行安全的第一手段，特別是在能見度不良的水域航行，利用一切有效的手段進(jìn)行了望，及早地發(fā)現(xiàn)來船顯得更加重要。利用AIS系統(tǒng)協(xié)助了望，可以在遠(yuǎn)距離的水域中及早的“發(fā)現(xiàn)”來船，并自動(dòng)識(shí)別來船的動(dòng)、靜態(tài)信息以及附加航行信息供駕駛?cè)藛T參考，駕駛員便可以此盡早地充分地對(duì)來船的動(dòng)態(tài)進(jìn)行分析，對(duì)其是否構(gòu)成緊迫局面或存在碰撞危險(xiǎn)做出正確的判斷，當(dāng)構(gòu)成緊迫局面