浅谈水上交通安全与AIS的应用.doc

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（AIS-Automatic 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

2、实施时间.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

3、舶航路监视,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

4、和不论大小的客船，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,

5、不足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ITURM.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

10、的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

11、的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

12、种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

13、评估，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

14、的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

15、也可以大为减少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

16、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。个人收集整理，勿做商业用途本文为互联网收集，请勿用作

17、商业用途 3、AIS可以减少VHF无线电话的使用量 AIS的信息可以自动、连续地发送,并不需要值班驾驶员的干预或确认,当然也不需要VTS值班操作员的查询和接收。这样就可以大幅度减少船舶与VTS中心之间通话量.VTS操作员可以通过AIS确定进入VTS覆盖水域的船舶的基本信息和航行动态信息，也可以通过AIS发送信息告知船舶本VTS水域中航行的船舶需要提供的信息种类。这样就可以使船员专心于船舶驾驶，VTS操作员专心于对利用各种手段所获取的船舶动态数据进行评估，及时发现不安全因素，及时向船舶提供各类服务。这样说并不是否认传统报告制的作用，相反AIS的使用只能提高而不是降低船舶的报告率。在笔者进行实态观

18、测过程中,没有主动向交管中心报告船舶动态的64艘次船舶，值班操作员就是通过AIS设备确认并定位后，呼叫该船舶要求她们进行规定的动态报告，其中的大部分船舶还是根据交管中心的要求进行船舶报告。即使在呼叫未报告船舶这件事上，AIS也发挥了重要作用,以前是以船位、航向、航速为识别标志来呼叫的，船舶不容易听清,现在通过AIS,以船名和呼号为识别标志，缩短通话时间，提高了工作效率。 4、借助AIS向船舶提供安全信息 AIS内可传送短安全信息的设备使VTS中心能够以电子化形式发布当地航行警告和类似的与船舶航行相关的安全信息。目前，与船舶航行安全有关的信息是通过航行通告和航行警告的形式发布的。在VTS覆盖水域

19、，重要的天气、海况信息、碍航物信息、海上事故信息等与航行安全有密切关系的即时信息，交管中心往往通过在指定频道上定时的广播来发送。这样由于各种原因,船舶可能错过安全信息广播,给航行安全造成隐患。如果通过AIS 的短消息功能发送此类安全信息，船舶一经接收，该信息就存在于船舶的AIS系统内，任何时间都能够看到。不会象常规的VTS信息服务广播，错过一个时间点，就收不到了,通过AIS发送安全信息，还可以避免因VTS 操作员的语言缺陷所导致的误解. 5、AIS辅助VTS中心处理不明遇险信息 VTS中心经常能够收到电话报警，VHF 无线电话报警，DSC（连续数字选择性呼叫)报警等类信息。如果该报警发生于交管

20、雷达可以监控到的位置，交管中心可以根据交通图像所显示的信息核实报警真伪，采取必要的行动，但是如果位置超出雷达观测范围，交管中心就很难获取足够的信息，辨别报警真伪。如果借助AIS，就可能明显判断报警位置的交通状况，确定可疑船舶。笔者在VTS工作中，就遇到这样一次事情:搜救中心转来一份DSC报警,要求交管中心核实.经核实,该位置在VTS覆盖水域之外2海里左右,没有已经报告动态的船舶，通过AIS观测有一艘巴拿马籍货船 刚经过该位置，核对MMSI编号后确定,该报警就是该船发出，通过VHF无线电话询问该船得知：该船一切正常，刚才是误发报警。如果没有AIS协助，这起报警很难被如此高效率地处理. 六、AIS

21、对航行安全的影响 AIS的出现给航海人员带来了航行的便利，使用它航海人员可以很方便地识别目标船舶的船名、航速、航向等等一些静态的和动态的参数，方便了船舶之间的通信联系，提高了通信连接的成功率。 1、AIS对航行水域环境的影响。灯标、浮标等航标容易受到水流的影响产生移位或者漂浮,船舶在进出港口或者能见度不良的情况下通过狭水道都需要他们的帮助.一旦不在原来的位置就很可能给船舶带来事故，比如船舶的搁浅、触礁等。但是这些航标是否移位，有的时候不能被及时发现或者及改正，船舶也不能及时地得到通知.如果在AIS系统情况下仍需要现行的实物航标，只要在现行灯标体上安置1台AIS设备就能解决。当灯标发生移位时，移

22、位了的灯标上的AIS设备就能把移动了的位置报告出来并报警,这对航行安全是非常有益的，可以有效地减少因为看错灯标或者定位错误而产生的事故率。 2、AIS对航行警（通）告的影响.现行的部分航行警(通）告的内容，如超大型船舶的长距离拖带、沉船等将会被全新的AIS系统的船舶告知方法所取代。目前超大型船舶的长距离拖带的特殊性和何时出发、何时到达（经过)某地等可能需要他船进行协助避让的事项发布航行警告以便接收到该航行警告的船舶可估计相遇时间从而主动协助避让。 3、AIS系统提高海事调查取证能力从而使航行者更加遵守航行规则的影响。AIS设备在没有岸站的情况下同样可以自成系统，显示周边船舶的航行动态。开阔水域

23、的船舶相对比较少，由于AIS系统有把最近的一艘船舶作为主要对象船，并将起主要数据显示在显示屏上，显示目的是便于船舶之间的避让和相互沟通。万一避让不当，造成两船发生避碰事故时，由于对方船的数据自动保存在AIS系统中,双方的动态一清二楚,事故的责任自然很容易判别。即使有一方有意篡改，想要逃避责任是徒劳的。虽然AIS的出现可以弥补船舶在航行中的一些不足之处，但是我们不能认为有了AIS本船就可以得到足够多的和足够准确的航行信息，航行就绝对的安全了。因为有些船舶并没有配备AIS设备，比如军舰、游船、渔船以及某些岸基站台等等,即使配备了此设备的船舶,如果船长认为AIS的连续开启会危及船舶安全的话也可能会将

24、它关闭.因此，在AIS系统的不断完善的趋势下,航海者面临航行安全和违反规则可能就受到严厉处理，将会在意识上强化安全和遵守规则的能动性，从而是海上航行更加有秩序和安全。 七、AIS对海事管理的影响 AIS对船舶的航行安全起着重大作用，拓宽了海事管辖范围,也将改变海上交通管理体系,协调周边海事管理服务。AIS的技术特点对船舶的航行安全和船舶的航行管理及海事管理能提供积极和有效的辅助作用，这种作用无论在开阔水域还是限制水域都可得到充分发挥。船载AIS设备和岸上AIS基站都可对航行过程和区域内的船舶动态变化情况实施自动记录，并可用软件进行快速回放，这一功能对海事处理和教育培训是十分有益的。海事AIS网将成为中国海事信息系统的重要组成部分,AIS信息是有很强的地理空间特性和时间空间特性的交通信息,为交通管理和交通组织提供了宝贵的信息资源。保障船舶安全减少海难事故.发达国家研究AIS是为了防止船舶碰撞。经过实验证明和国际航海专家的论证,AIS确实是海上船舶会遇、交流操船意图、沟通避碰措施、自主改善避碰的船载设备，是减少船舶海滩事故的保障措施。 AIS除了经常报告航行数据外，还经常或按查询要求插入船舶和航次的信息，AI