关于AIS航标及其网络应用的探讨

    刘天才

    摘 要：AIS航标的研究和应用一直是国内航标航标部门的一项热点工作，近年来基于AIS网络的航标远程监控，从理论到实践都有了长足进展。本文结合航标基层单位工作实际，就航标AIS应答器及其网络应用进行探讨。

    关键词：AIS 航标；报文；自动识别系统；网络应用

    中图分类号：U644 文献标识码：A 文章编号：1006—7973（2017）06-0053-02

    近年来，AIS航标的研究和应用一直是国内航标航标部门的一项热点工作，基于AIS网络的航标远程监控，从理论到实践都有了长足进展。汕头航标处目前已在其辖区设置约30座AIS航标，并成功建成和应用AIS航标遥测遥控管理系统，在南海海区航标系统内取得较大较大反响。本文结合汕头航标处AIS航标应用情况及方向就航标AIS应答器及其网络应用进行探讨。

    1 AIS航标应用的发展背景

    根据国际电信联盟ITU-RM.1371-3的精神，AIS航标应用的有关规定由国际航标协会IALA负责起草制定，并指定AIS信息21#用作为航标信息发布。IALA公布了“IALA关于自动识别系统应用于航标领域的建议（国际航标协会建议A-126）”。该“建议”明确指出：国际电信联盟（ITU）已认可了“自动识别系统”在船只报告与船舶交管{即海上与安全性相关的信息服务，航标和搜寻与救助}上的潜力，同时也认可了其在岸基应用领域的潜力。航标AIS应用中涉及的主要报文为第21#、第6#和第8#。

    此外，“建议”对于那些因经济因素未安装AIS应答器的航标设施使用其它数据链路传送航标信息的系统也作出了相应的规定。

    2 AIS航标的21#和6#号报文

    航标AIS中的主要报文是21号，这是一个广播报文，用于船舶的航行安全和实现无线电助航的报文。其主要内容如下表：

    2.1 AIS21# 报文（广播报文）

    用于所有船舶和基站接收主要信息：①MISS呼号；②航标名称、标志性质；③航标的尺寸；④实体航标还是虚拟航标；⑤是否有发光航标灯；⑥位置信息。

    2.2 AIS6#报文

    AIS的第6#报文是实现航标遥测遥控的报文，信息内容可以自行定义。通过对AIS第6#报文的应用，可以非常简单地实现航标灯的远程监控。

    AIS航标远程监控系统组成

    3 安装于不同航标设施上的AIS应答器的不同用途

    AIS航标应用的功能是由AIS应答器来实现的。根据“建议”的规定，安装于不同航标设施上的AIS应答器，其用途也不一样。

    3.1 安装在浮标上的自动识别系统

    国际航标协会将航标定义为“一种设备或船舶的外部系统，该设备通过设计并运行来提高船舶与/或船舶交通的安全性与效率。”国际航标协会-航标指南中指出“离位浮标、漂流浮标或夜间不发光的浮标其本身可能变成船舶航行的危险”。通过安装在浮标上的AIS应答器，当浮标离位或发生故障时，信息21发送浮标离位信息，自动识别系统基站开始检测浮标离位及发生故障的情况，并在此基础上通过AIS信息12播报航行警告。

    3.2 安装在固定航标上的自动识别系统

    安装在固定航标诸如灯塔、灯桩上的自动识别系统能够：

    （1）播报其自身的信息及水文资料和气象资料；

    （2）从其它装有自动识别系统的航标上接收信息用于监测；

    （3）播报合成自动识别系统或虚拟自动识别系统的信息。

    3.3 安装在离岸建筑物上的自动识别系统

    离岸建筑物的位置对于安全性及航行非常重要。因为它们被视为危险物。固定的离岸建筑物包括石油钻井平台、天然气开采平台、特殊用途的海上建筑物等，可通过AIS信息21条播报离岸建筑物自身位置，同时也可以在被授权的情况下播发其它信息，诸如信息8播报的应避免区域。

    3.4 AIS自动识别系统基站

    AIS自动识别系统基站是自动识别系统岸基应用的最基本形式。各国海事管理当局将通过AIS中心来发布各类航行信息和航标信息。同时也是AIS网络应用和区域乃至全球航行资源和航标资源共享的重要平台。AIS自动识别系统基站通常由海事管理部门直接管理。

    4 AIS航标的网络应用

    AIS航標的网络应用是自动识别系统的一项重要用途。国际电信联盟将AIS信息21规定为航标信息报文，而第6#报文就直接用于航标设备，如航标灯、雷达应答器等的远程监控。通过AIS航标的网络应用可以提高助航效率和保证航行的安全性。AIS航标的网络应用主要有：

    （1）对航标设施的现有信号进行补充。理论上说，在AIS覆盖区域内的航标设施，无论其本身是否装置AIS应答器，都可以由AIS中心通过海事87B、88B二个频点播发航标信息。这种信息的播发模式、时间间隔和内容由RM1371-3予以规范。通过AIS应答器的显示屏可以看到对应位置的航标信息。这种对现有实物航标信息进行补充的做法在原理上是区别于“虚拟航标”的。借助航标遥测系统或其它航标数据传输方式，AIS控制中心可根据需要来调整既定的航标信息，从提高助航效果和提高船舶航行安全性出发，对现有的实物航标设施发出的信息（如灯光信号）增加必要的补充。

    （2）播报浮动航标的准确位置。通过AIS信息21，可将浮动航标的理论位置直接播发出去，使得在覆盖区域内的过往船舶接收到该航标的位置信息。

    （3）标示和报告浮动航标的离位。当浮动航标因种种外部因素（台风、海啸等）发生漂离既定位置时，自动识别系统将通过安全地址信息，AIS信息12，将该离位浮标信息自动播发，并将该安全信息自动标示在AIS管理中心的电子海图上。“建议”规定，该安全地址信息的发送必须确保仅在遇到相关情况（如浮标移动等）时才发生，并确认该信息仅在受影响的区域内发送给船舶。

    （4）作为雷达应答器（Racon）的补充。当航行中的船舶用船载雷达扫到航标设施上的雷康时，装有AIS应答器的船舶同时通过“船—船”模式获得了该航标设施上的AIS航标信息，通过信息21，综合航标信息同时被询问船接收。

    （5）AIS虚拟航标应用。由于某些特定因素的影响，如新建成的航道而尚未布设航标设施，或原有航道的旧航标体系改造，或临时需要设置而来不及设置实物航标的航道等，均可以通过AIS信息21发送虚拟航标信息。这种事实上没有实物航标的虚拟航标，将自动地标绘在过往船舶的船载AIS应答器的显示屏上。依靠电子海图上示出的虚拟航标，航船得以正常安全行驶。虚拟航标系统的确立是完全建立在AIS平台上，这对于保证船舶在非正常助航条件下的安全航行具有重要的意义。目前汕头航标处已在粤东海域设置了海湾大桥、深仔礁、“DOMG-AH 101”沉船等6座AIS虚拟航标，助航效能得到了航海用户的认可。

    （6）标示航迹、航路、航区、航限及播报天气、潮汐、海洋、波浪等资料。AIS信息8为二进制广播信息，一般仅限于管理当局使用，主要用于播发管辖区域内的各种航警信息，如航路的指示、航区的划分和确定、航行限制的规定（分道通航制等）。从而使航行于该区域内的船舶可以借助这样的信息正确航行。通过AIS信息8，还可以发布诸如天气、波浪、潮汐、海洋等方面的资料。该条报告已获得批准在国际间使用，从而实现航行信息的共享。

    （7）通过AIS信息21，AIS基站可将各类离岸的固定设施，如海上石油平台、天然气开采作业区平台、非航标水中独立标志等信息传送出去，警示各类航行于该区域的船舶。

    （8）帮助航标管理部门通过网络手段来实现航标的远程管理和监控，从而解决航标动态的实时性。①通过AIS信息21，管辖区域内的AIS航标根据RM1371-1的规定，每三分钟一次向航标管理部门报告自身状态，航标管理部门可以通过AIS航标监控管理系统实时动态地监测航标设施的状况。②当离位浮標漂移时，通过AIS信息12将离位浮标的漂移轨迹实时地报告给航标管理部门，而航标管理部门则通过AIS电子海图上示出的漂移浮标的轨迹去追踪漂移的浮标。③识别同浮标相撞的船舶。长期以来，追踪撞击或拖带海上航标的肇事船舶一直是困扰航标管理部门的一大难题。AIS的启用很大程度上解决了这个问题。当浮标被撞时，浮标将发回被撞信息，此时，肇事船舶所在位置和当时时间也被记录在航标管理部门的数据库内，通过判断该时刻肇事船舶的位置，可以确认撞击浮标的肇事船舶。

    目前，汕头航标处已成功建成和运用AIS航标遥测遥控管理系统，实现对该处辖区所有AIS航标的远程管理和监控，还成功通过该系统处理了十多起灯浮标船舶被碰撞或拖带的事故，帮助确定了肇事船舶，大大减轻了航标管理部门处理该类事故的难度。汕头航标处通过AIS航标遥测遥控管理系统和AIS岸基管理系统，已成功实现以上所有AIS航标的网络应用。

    5 结论

    AIS系统的启用将开创一个新的航标革命。AIS技术和现代综合技术的应用必将对航标的管理理念进行一场无法回避的革命。AIS航标理念的形成、E-NAVIGATION的发展正是顺应了技术革命的潮流。可以预见，AIS技术的航标应用以及增值服务，必将推动新的航标管理模式的产生，数字航标的时代离我们并不遥远。

    参考文献：

    [1]IALA关于自动识别系统应用于航标领域的建议（IALA A-126）