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1、浅谈水上交通安全与AIS的应用 陈方敏 现代船舶朝着大型化、高速化方向发展，船舶数量和水域交通密度及危险货物装载量不断增加，海损事故时有发生，严重威胁船舶航行安全和海洋生态环境。为了改变这种状况，自1992年起，国际海事组织（IMO）、国际航标协会（IALA）和国际电信联盟（ITU）等国际组织经过多次研究和讨论，基本确定了船舶自动识别系统（AISAutomatic Identification System）的概念、工作频率、系统构成、信息交换方式和系统性能标准。国际海事组织在国际海上人命安全公约（SOLAS公约）第五章船载航行系统和设备的配置中，增加了自动识别系统。具体规定了不同类型船舶的实
2、施时间。随着AIS技术的不断发展，AIS在海事管理中的应用也不断扩展，其发挥的作用也不断增强。 AIS是Automatic Identification System的缩写，称为船舶自动识别系统，也有称为全球无线电应答器系统。是近年来多个国际组织，特别是国际海事组织(IMO)，国际航标协会(IALA)，国际电信联盟(ITIR)共同的研究成果。AIS作为一种新型的船用助航设备，系统由主控单元，GPS模块，VHF通信模块和船舶设备接口等部分组成。其主要的功能是利用VHF通信方式，按照SOTDMA通信协议，在任意海域内实时进行多船间、船岸间的动、静态航行信息以及其它航行安全信息的动态交换，从而为船舶
3、航路监视，避碰等提供一种有效的通信手段。本文通过对船舶和VTS中心AIS的安装和使用情况的观测与调查以及AIS系统给海事管理带来的诸多方便，讨论了AIS的广泛科学应用对于水上船舶交通安全管理工作的帮助，AIS对于VTS系统充分实现其功能的促进以及应用海事系统在海事事故中调查处理和海事安全管理中的促进作用。 一、安装AIS设备的法律规定 根据IMO海上安全委员会73次会议通过的1974年国际海上人命安全公约2002年修正案，即第V章航行安全及其相关导则第十九条2.2款的规定，对于各类船舶配备AIS 的日期做了如下的规定。所有300吨及以上的国际航行的船舶，不从事国际航行的500总吨及以上的货船和
4、不论大小的客船，应按如下要求配备AIS： 1、2002年7月1日或以后建造的船舶，建造时配备； 2、2002年7月1日前建造的国际航行船舶； （1）客船，不迟于2003年7月1日； （2）液货船，不迟于2003年7月1日后的第一次安全设备检验(SOLAS公约第I章第8条)； （3）50000总吨及以上，除客船和液货船以外的其它船舶，不迟于2004年7月1日； （4）10000总吨及以上，不足50000总吨，除客船和液货船以外的其它船舶，不迟于2005年7月1日； （5）3000 总吨及以上，不足10000总吨，除客船和液货船以外的其它船舶，不迟于2007年7月1日； （6）300总吨及以上，不
5、足3000总吨，除客船和液货船以外的其它船舶，不迟于2007年7月1日； 3、2002年7月1日前建造的不从事国际航行的船舶，不迟于2008年7月1日； 4、如果船舶将在必须安装的日期后的两年内永久性停止营运,主管机关可免除这些船舶的安装AIS 的义务； 5、特定类型船舶(如军舰、军用辅助船和政府拥有运营的船舶)无需配备AIS。而且小船(如游艇、渔船)也免于装配AIS。以上这些规定于2002年7月1日已经生效，我国是SOLAS公约的缔约国，所以这些规定在我国具有了强行法的性质，所有公民和组织必须遵守。 二、AIS的结构和功能 1、AIS的结构 AIS系统主要由船台设备和岸台系统两部分组成。 （
6、1）船台设备。是一种VHF海上频段的船载广播式应答器。一个典型的AIS船台由1台VHF发射机、2台VHF TDMA接收机、1台VHF DSC接收机、1台带有标准的船用电子通信接口（IED 61162/NMEA0183/200）的控制装置以及各种必要的传感器组成。它能发出船舶的各种信息，如身份、船位、船首向、船舶类型、船舶长度、宽度、吃水、所载危险货物等信息。 （2）岸台系统。由一系列岸台联网而成。一个典型的岸台由VHF TDMA收发机、VHF DSC接收机、基站控制器（BSC）、网络设备、控制软件和应用软件组成。AIS基站收发机遵从ITU-RM.1371建议案AIS技术特性标准，可安装在VIS
7、系统中或作为AIS沿海网络的核心单元。借助基站控制器（BSC），基站收发机可以相互连接实现对海岸线的覆盖。收发机还可配置为转发站。 2、AIS的功能 IMO已在新修正SOLAS第5章和第19条中规定了通用AIS的配备要求。该系统的配置已于2002年7月1日起新造船舶开始强制执行，同时，对所有从事海上航行的船舶于2004年7月1日起强制装备，300总吨以上能够从事国际运输的船舶，500总吨及以上不从事国际航运的货船和所有客船，均需要安装AIS的设备。规则阐述AIS应有如下功能： （1）自动向合适配备的岸台、其他船舶和航空器提供信息，包括船舶识别、类型、位置、航向、航速、航行状态和其他与安全有关的
8、信息； （2）自动接收来自其他船舶的有关信息； （3）识别船只、检测和跟踪船舶； （4）与岸基设施交换数据； （5）简化信息交流和提供其他辅助信息以避免碰撞发生。 三、AIS的技术特点 AIS的主要技术特点是采用开放系统互连（OSI）的工作模式，能在所有区域自主和连续工作；由VTS中心指配工作模式；可以广播模式、受控模式进行数据传送。船台传送船舶的基本信息，岸台传送交管信息及其他船舶信息；相互无线通讯制式为SO/TDMA，频率为161.975MHz和162.025MHz，传输带宽为25KHz或12.5KHz；调制方式为GMSK；数据编码方式为NRZI（不归零倒置）；传输速率为9600b/s。
9、四、AIS设备的安装和使用现状 国际海事组织在船载自动识别系统(AIS)船上操作导则第一部分宗旨中的最显著位置写到：值班驾驶员应时时意识到，其它船舶尤其游艇、渔船和军舰，以及一些岸基台站，包括船舶交通服务中心，可能未配有AIS；值班驾驶员应时时意识到，强制要求装配在其它船舶上的AIS，在某些情况下，依据船长的专业判断可能会被关闭。从IMO的以上这些提醒看，他们似乎已经注意到了AIS安装和使用的局限性。正如1974年避碰规则对于使用雷达的态度不应根据不充分的资料，特别是不充分的雷达观测资料做出推断(碰撞危险)。不能片面的依赖新的设备，强调船长和驾驶员对危险的判断和对船舶的操纵。那么，目前AIS的
10、安装和使用现状究竟如何呢？笔者平时通过AIS观测和少量电话询问的方式，对航经中国东海某海域的所有商船进行了AIS安装情况的实态观测。在统计时间段中，共有713艘次商船经过观测线，其中有61艘次的船舶没有主动向VTS中心报告船舶动态。 通过以上的实态观测数据，笔者分析认为： 1、客船和外国籍(包括方便旗)船舶，能够很好地执行IMO的规定，AIS的安装情况令人满意。 2、有很多沿岸航行的油轮和化学品船没有安装AIS设备，虽然SOLAS公约没有强制规定，但从安全考虑存在安全隐患。 3、我国对国内航行的船舶进行强制性安装要求，包括中远，中海等一些大公司的大型船舶进行AIS设备的安装，但他们对于AIS的
11、安装问题不是很积极，对船舶AIS设备的安装进度和覆盖度有影响。 4、我国沿海航行的商船中，目前基本上安装了AIS设备，但在实际操作中，AIS设备还没有完全被重视和利用起来，有些船只把AIS设备当作等同于一种高档设备的摆设，部分年纪较大驾驶员还不能够熟练和正确操作AIS设备系统，如果以当前的AIS使用情况以AIS设备指导避碰或进行交通调查与分析，结果很不可靠。 5、笔者没有观测到一艘在使用AIS的渔船。当然，海事部门无法与渔船直接通信，可能存在安装了AIS但没有开机的情况。而海上交通安全事故的发生，其中有一大部分是与渔船分不开的，渔船存在安装了AIS设备擅自关闭的这种情况将是需要重视和解决，这种
12、安全隐患给海上安全交通监管带来一定困难，应该重视起来，当然这跟相关单位的工作协调力度也有很大关系。经了解，我国沿海和沿长江的共8个船舶交通服务中心，全部都配备了AIS 设备。其中有3 个VTS中心是新建成或正在改建的，他们的AIS设备是与VTS系统集成在一起，AIS数据可以直接在雷达信息处理系统中与雷达观测的数据一起处理，并显示于同一界面上。工作时间较长的其它五个VTS中心的AIS设备是单独的，需要VTS操作员监控、识别和判断，但总的来讲，我国VTS中心的AIS安装和使用情况是令人满意的。 五、AIS对VTS工作的影响 我们目前基于雷达和VHF 的船舶交通服务系统具备六大功能：数据收集，数据评
13、估，信息服务，航行协助服务，交通组织服务和支持联合行动。而AIS能够对VTS系统进行促进主要表现在以下几个方面：(1)识别船舶，(2)协助追踪目标，(3)简化信息交流，(4)提供安全信息等。AIS可以作为船舶交通安全管理的一个重要工具，AIS实施以后对VTS的影响是相当大的。可以说AIS是对VTS的有效补充。对VTS来说，可扩大VTS的工作范围，可提高VTS精度，船舶的识别从无到完善，可提高VTS工作人员的工作效率。对海上交通安全和海洋环境保护发挥重要作用。 1、利用AIS辅助交管中心进行数据收集 目前的VTS要对其所覆盖的水域进行监控和服务，必须编辑交通图像，这是VTS能够对覆盖区域内发生的
14、交通事态做出反应的基础。除了航道、助航设施、水文和气象情况这些相对固定的信息外，大部分交通数据，诸如船舶位置、动态、识别、行动意向、目的地等信息依赖于报告制度和船舶的配合。在本文第三部分提到的实态观测中，我们就发现在观测时间段中有64艘次船舶没有遵守规定报告船舶动态，这样VTS编辑的交通图像就存在缺陷。VTS操作员利用AIS设备，识别出这些船舶，就可能对辖区的通航情况掌握的更全面和更具体。航行船舶进入VTS监控区域后，会自动地出现在VTS中心的AIS系统电子海图上，这种信息准确及时。相对于传统的VTS中心通过船舶报告来获取船舶动态信息，AIS信息避免了由于船舶漏报、误报和语言方面的障碍，同时也
15、可以大为减少VHF的通信量。 2、辅助交管中心进行船舶定位 交管中心无论是向特定船舶进行各种VTS服务，还是在某些水域中展开搜救行动，大都需要首先确定某些船舶的船位。目前交管中心大都是通过雷达定位完成这一工作的。但是，首先雷达的定位精度不够好，当两个目标接近到一定程度时，雷达系统往往就无法分辨了，AIS的定位目标是基于GPS信息，当于DGNSS(差分全球卫星导航系统)校正信息相结合时，能实现低于10米的位置精度。其次雷达的探测距离本来就十分有限，如果有雾、雨雪等恶劣天气影响，探测距离还会下降，这时只有依靠VTS操作员通过VHF 询问的方式给船舶定位，雷达对船舶的跟踪也可能因为岛屿、建筑物等的遮避，产生盲区，而AIS的数据是VHF传输，并且可被其它AIS基站或转发站接收转发，这样就大大扩展了VTS中心对船舶的观测范围，同时也避免受天气和盲区的影响。以笔者工作的交管中心为例，通过连接到网络上的基站或转发站，AIS设备可以观测整个渤海海域和黄海北部和中部安装并使用AIS的船舶动态，这对雷达系统来讲是不可想象的。最后，传统上VTS系统使用相关区域水文、地理特征的概图作为交通图像的背影，这就存在这张背景图在制作时的精度问题，这也直接影响了VTS中心对船舶的定位精度，而AIS系统是基于电子海图作为显示背景的，从而大大提高了船舶定位的准确性。 3、A
