浅谈AIS的功能以及在航海领域中的潜在应用

浅谈AIS的功能以及在航海领域中的潜在应用

论文导读：目前，根据SOLAS公约的规定和IMO的要求，所有300总吨及以上的船舶特别是国际航行的远洋船舶，都已于2004年7月1日后安装了船舶自动识别系统——AUTOMATICIDENTIFICATIONSYSTEM(简称AIS)，也称为无线电应答器系统。

关键词：AIS，航海，潜在应用

目前，根据SOLAS公约的规定和IMO的要求，所有300总吨及以上的船舶特别是国际航行的远洋船舶，都已于2004年7月1日后安装了船舶自动识别系统——AUTOMATICIDENTIFICATIONSYSTEM(简称AIS)，也称为无线电应答器系统。1AIS的基本功能与特点1.1基本功能：a)识别周围的船只；b)协助跟踪、避让目标；c)进行船-船、船-岸之间的短信息交流；d)提供辅助信息以便避免碰撞发生；e)可与VTS接口，增强港口监管部门对沿岸来往船舶的监控。1.2基本特点：a)系统工作特点：在所有区域内自主和连续工作，使用海上移动VHF波段交换数据，作用距离远。b)传输船舶的静态信息：IMO编码、呼号和船名、船舶的长度和宽度、船舶的类型、定位天线在船上的位置。c)传输船舶的动态信息：船位、世界协调时（UTC）、航向（船艏向）、对地航速、航迹向、航行状态、转向率、横倾角、纵倾和横摆。d)传输船舶与航行相关的信息：船舶吃水、目的港和预计到达时间（ETA）、航行计划、危险货物类型、简单的安全信息。2AIS在航海领域中的潜在应用AIS最明显的一个作用目的就是：使本船能让装有AIS的其它船舶“看得见”，协助了头了望，特别是在能见度不良的海域，这个作用更加明显。船舶之间在“互见中”，就意味着不需人为介入便能够连续收到周围船舶与本船交换重要的航行数据，其中包括当前航行状态和动态。AIS显示的信息中最重要的数据包括船籍、船位、航线、航速、航向和转向速率，这些信息可以自动连续的传送给周围所有装有AIS的船舶，实现船舶之间的自动识别。论文参考网。2.1替代现行船舶报告系统中的船舶报告通常船舶进入VTS区域要向中心报告相关的动态和静态数据，然后由VTS操作员将它与雷达物标进行关联，由于语言或其它原因很容易出错。由于安装AIS的船舶其航行信息都是在空中传播，船舶航经当地的VTS区域时由AIS发出的动、静态信息便可以被接收到，因此，装有AIS的船舶进入VTS覆盖区域内便可自动被跟踪，操作员无须逐个查询船舶就可获的船舶完整的交通动态，实现了自动识别，使其向VTS报告仅仅成为一个确认程序，简化船舶报告手续。AIS的实施，对VTS来说，彻底改变了VTS的工作模式，它不仅扩大了VTS的工作内容、覆盖范围，同时也提高了VTS精度和VTS工作人员的工作效率，确保为VTS系统提供可靠的数据参数。2.2可用于发布航行警告和航行通告现行的部分航行警告、航行通告的内容，可以通过AIS系统发布。如长距离拖带超大型船舶、沉船等航行警告可用AIS标识的特殊信号的显示界面来取代，这种特殊信号接近到一定的距离是可被设置为报警，及时提醒操纵者重视，其效果要远比现行发布航行警告要好得多。在AIS系统情况下，每一艘船舶都可以使用短信息等手段发布沉船消息、安全信息；当机器、舵机等发生故障而处于失控时，可用AIS系统短信息向周围船舶发布航行通告以便提醒其注意航行安全；船舶管理部门在船舶沉没到沉船标抛设期间可以设置电子沉船标，电子沉船标不仅可以包含一个具体坐标位置及独立碍航标等简单信息，还可以包含一个具体的警告区域，并备注有相关信息和危急等级的综合信息。另外，如大风警报，抢险救助等方面的航行警告或通告，也可通过AIS系统发布，以便提高工作效率和方便用户。2.3航标领域中的应用为了能让船舶看清港口航槽的位置，航槽两侧需设置航标。AIS应用于航标领域，电子航标的位置不受水流的影响而移动，在同样安全系数的情况下，可以降低对航槽开挖宽度的要求，从而降低航槽建设成本。同样，由于AIS状态下的电子航标是不会发生移位的，因此由于灯浮漂移而造成船舶搁浅的因素也就不存在，部分搁浅的事故也就可以避免。当然，只要在现行的实物航标上安置一台AIS设备，当灯标发生移位时，移了位的灯标上的AIS设备就能及时把移动了的位置报告出来并报警，这样就能解决传统灯标移位造成船舶搁浅的缺陷，对航行安全是非常有好处的。当需要变更航道，以及大批量灯浮需要重新设置时，利用AIS系统，只要轻轻点击鼠标电子航标就能在瞬间完成航标的变更信息，几乎不存在航标重新设置期间的问题，即省时又节约费用，更是有利于船舶的安全航行。2.4可作为ARPA来应用AIS设备当显示屏选用显示“平面船舶动态图”界面时，这时的AIS可当作ARPA来使用。论文参考网。“平面船舶动态图”它能显示本船周围船只的动态，其效果与ARPA雷达相同，可以随时调出所要知道船只的动态和静态资料，这对于驾驶人员在避免船舶碰撞方面来说意义更重大。目前，很多生产航用仪器的厂家推出的电子海图、雷达以及ARPA均附带AIS数据输入接口，只要将AIS与其相连接，所有AIS信息包括MMSI号码便直接显示在电子海图、雷达的荧光屏上，使驾驶人员能够更加方便和顺利地查看周围船舶的航行状态和有关信息，使人的视觉得到全面的升华，这对减少船舶之间的碰撞事故起到很好的作用。2.5可用于船公司的船队管理和信息系统建设在船舶建造和航运过程中，很多部门都需要了解船舶的动态。AIS系统原有的动态和静态信息及其附加信息是每一个船舶管理公司需要及时掌握的，如果我们通过INMARSAT设备与AIS设备的远程输出接口相连接，将AIS系统的所有信息定时的自动的发送到管理者或主管部门的信息平台，然后进行统计、汇总、跟踪和指导等管理工作。这样船舶管理公司就能够准确地掌握船舶的动态时间；船舶能够准确预报货物送达目的地的时间，对货主及时提货、船舶及时送达交付运输的货物都具有现实意义；对提高船队管理水平和综合竞争能力具有重大的作用和意义。2.6在物流领域中的作用AIS在物流领域中的作用，主要体现在对货物的实时监控上。目前的物流已经做到了实时监控。AIS的实施，物流的实时监控范围就可从陆上运输扩大到海上运输（船上），填补了对海上时段实行实时监控的空白；AIS实施以后，集装箱船舶到港靠码头时间的预报准确度非常高，货主可根据自己集装箱的装船位置来推算起吊卸船的时间，做到集装箱能直接卸到自己派出的集装箱卡车上并直接开往目的地。有了AIS以后，能自动实现对进出港货物和过境货，特别是危险货物的监控和统计，也能够统计出任何时间短的港口吞吐量，实现了物流全部运输过程的跟踪和监控，促进物流领域的蓬勃发展，也大大提高了对物流领域的可信度。3利用AIS系统的基本功能和信息，协调船舶之间的避让行动随着科学的发展，AIS设备越来越先进，功能也越来越齐全。AIS在航海上的最大用途就是在所有区域内自主和连续工作实现自动识别，时刻传输船舶的动态、静态信息以及附加信息，所以，只要一开启AIS自动识别仪，我们就能够“看见”周围船舶的动态和有关信息，特别是与船舶安全航行相关方面的信息。因此，正确运用AIS的功能和信息来协调避让行动，对防止船舶碰撞，尤其是在能见度不良的水域和情况下避免船舶碰撞具有重要的作用和现实意义。论文参考网。3.1协助了望由于AIS系统使用海上移动VHF频率波段交换数据，作用距离远，一般情况下其作用距离都在50海里以上（有时达100海里以上），比一般的岸基雷达的有效距离（40海里以下）要远得多，所以，利用AIS系统协助了望，特别是能见度不良的情况下协助了头，能够尽早地“发现”来船，让驾驶员能够及时对来船的态势做出判断，及早采取行动避让来船，确保航行的安全。3.2利用AIS系统识别出的船舶信息，对来船是否存在危险做出正确的判断AIS自动识别仪，当显示“导航仪”界面时，它可作为一部GPS导航仪来使用；当显示“平面船舶运动（动态）图”界面时，它就可作为一部ARPA雷达来使用，而且比ARPA雷达更直观，它也有正北向上（NORTH-UP）、航向向上（COURSE-UP）和艏向上（HEADING-UP）三种“船舶真运动平面图”的显示形式。AIS自动识别仪能够及时、自动识别周围的船只，并进行跟踪搜集其动态、静态以及附加信息。因此，我们可以根据需要随时调出来船的动态信息以及船舶资料，这些信息及资料包括静态信息：船名、呼号、IMO编码、MMSI识别码、船舶长度、宽度、吃水、船舶类型、目的港、ETA等；动态信息：与本船的距离和方位、航迹向、对地航向和航速、转向率、航行状态、UTC、最近会遇距离CPA、最近会遇时间TCPA等。AIS自动识别仪搜集到周围船舶的信息后，按照距离由近到远排列，有碰撞危险的船舶（CPA值与TCPA大小可以设置，一般设置为0.5海里与12分钟；当它们分别小于0.5海里与12分钟时，AIS系统就认为有危险）AIS系统就会发出警报并在运动图上标示出来区别其它船舶，以便提醒驾驶人员。这时驾驶员就应根据当时实际情况和环境，对来船是否存在紧迫局面和或存在碰撞危险做出正确的判断，及时地尽早地采取有效措施避让来船直到驶过让清他船为止。3.3利用AIS系统的短信息功能，向来船发信息协调避让行动

当船舶在海上航行时，了望是保障航行安全的第一手段，特别是在能见度不良的水域航行，利用一切有效的手段进行了望，及早地发现来船显得更加重要。利用AIS系统协助了望，可以在远距离的水域中及早的“发现”来船，并自动识别来船的动、静态信息以及附加航行信息供驾驶人员参考，驾驶员便可以此尽早地充分地对来船的动态进行分析，对其是否构成紧迫局面或存在碰撞危险做出正确的判断，当构成紧迫局面