淺談AIS在海事管理中的應用
發布時間：2010-01-14 共1頁
摘 要：結合海事工作實踐，詳細介紹了AIS的結構、功能和技術特點。
關鍵詞：AIS技術；結構和功能；技術特點
現代船舶朝著型化、高速化方向發展，船舶數量和水域交通密度及危險貨物裝載量不斷增加，海損事故時有發生，嚴重威脅船舶航行安全和海洋生態環境。為了改變這種狀況，自1992年起，國際海事組織（IMO）、國際航標協會（IALA）和國際電信聯盟（ITU）等國際組織經過多次研究和討論，基本確定了船舶自動識別系統（AIS —Automatic Identification System）的概念、工作頻率、系統構成、信息交換方式和系統性能標準。國際海事組織在國際海上人命安全公約（SOLAS公約）第五章船載航行系統和設備的配置中，增加了自動識別系統。具體規定了不同類型船舶的實施時間。隨著AIS技術的不斷發展，AIS在海事管理中的應用也不斷擴展，其發揮的作用也不斷增強。
一、AIS的結構和功能
1.AIS的結構
（1）船臺設備。是一種VHF海上頻段的船載廣播式應答器。一個典型的AIS船臺由1臺VHF發射機、2臺VHF TDMA接收機、1臺VHF DSC接收機、1臺帶有標準的船用電子通信接口（IED 61162/NMEA0183/200）的控制裝置以及各種必要的傳感器組成。它能發出船舶的各種信息，如身份、船位、船首向、船舶類型、船舶長度、寬度、吃水、所載危險貨物等信息。一個典型的AIS船臺結構如圖一所示。
（2）岸臺系統。由一系列岸臺聯網而成。一個典型的岸臺由VHF TDMA收發機、VHF DSC接收機、基站控制器（BSC）、網絡設備、控制軟件和應用軟件組成。AIS基站收發機遵從ITU-RM.1371建議案《AIS技術特性標準》，可安裝在VIS系統中或作為AIS沿海網絡的核心單元。借助基站控制器（BSC），基站收發機可以相互連接實現對海岸線的覆蓋。收發機還可配置為轉發站。
2.AIS的功能
IMO 已在新修正SOLAS第5章和第19條中規定了通用AIS的配備要求。該系統的配置已于2002年7月1日起新造船舶開始強制執行，同時，對所有從事海上航行的船舶于2004年7月1日起強制裝備，300總噸以上能夠從事國際運輸的船舶，500總噸及以上不從事國際航運的貨船和所有客船，均需要安裝AIS的設備。規則闡述AIS應有如下功能：
（1）自動向合適配備的岸臺、其他船舶和航空器提供信息，包括船舶識別、類型、位置、航向、航速、航行狀態和其他與安全有關的信息；
（2）自動接收來自其他船舶的有關信息；
（3）識別船只、檢測和跟蹤船舶；
（4）與岸基設施交換數據；
（5）簡化信息交流和提供其他輔助信息以避免碰撞發生。
二、AIS的技術特點
AIS的主要技術特點是采用開放系統互連（OSI）的工作模式，能在所有區域自主和連續工作；由VTS中心指配工作模式；可以廣播模式、受控模式進行數據傳送。船臺傳送船舶的基本信息，岸臺傳送交管信息及其他船舶信息；相互無線通訊制式為SO/TDMA，頻率為161.975MHz和162.025MHz，傳輸帶寬為25KHz或12.5KHz；調制方式為GMSK；數據編碼方式為NRZI（不歸零倒置）；傳輸速率為9600b/s.
三、AIS對航行安全的影響
AIS的出現給航海人員帶來了航行的便利，使用它航海人員可以很方便地識別目標船舶的船名、航速、航向等等一些靜態的和動態的參數，方便了船舶之間的通信聯系，提高了通信連接的成功率。
1.AIS對航行水域環境的影響。燈標、浮標等航標容易受到水流的影響產生移位或者漂浮，船舶在進出港口或者能見度不良的情況下通過狹水道都需要他們的幫助。一旦不在原來的位置就很可能給船舶帶來事故，比如船舶的擱淺、觸礁等。但是這些航標是否移位，有的時候不能被及時發現或者及改正，船舶也不能及時地得到通知。如果在AIS系統情況下仍需要現行的實物航標，只要在現行燈標體上安置1臺AIS設備就能解決。當燈標發生移位時，移位了的燈標上的AIS設備就能把移動了的位置報告出來并報警，這對航行安全是非常有益的，可以有效地減少因為看錯燈標或者定位錯誤而產生的事故率。
2.AIS對VTS的影響。AIS實施以后對VTS的影響是相當的。可以說AIS是對VTS的有效補充。對VTS來說，可擴VTS的工作范圍，可提高VTS精度，船舶的識別從無到完善，可提高VTS工作人員的工作效率。
3.AIS對航行警（通）告的影響。現行的部分航行警（通）告的內容，如超型船舶的長距離拖帶、沉船等將會被全新的AIS系統的船舶告知方法所取代。目前超型船舶的長距離拖帶的特殊性和何時出發、何時到達（經過）某地等可能需要他船進行協助避讓的事項發布航行警告以便接收到該航行警告的船舶可估計相遇時間從而主動協助避讓。
4.AIS對海事調查的影響。AIS設備在沒有岸站的情況下同樣可以自成系統，顯示周邊船舶的航行動態。開闊水域的船舶相對比較少，由于AIS系統有把最近的一艘船舶作為主要對象船，并將起主要數據顯示在顯示屏上，顯示目的是便于船舶之間的避讓和相互溝通。萬一避讓不當，造成兩船發生避碰事故時，由于對方船的數據自動保存在AIS系統中，雙方的動態一清二楚，事故的責任自然很容易判別。即使有一方有意篡改，想要逃避責任是徒勞的。雖然AIS的出現可以彌補船舶在航行中的一些不足之處，但是我們不能認為有了AIS本船就可以得到足夠多的和足夠準確的航行信息，航行就絕對的安全了。因為有些船舶并沒有配備AIS設備，比如軍艦、游船、漁船以及某些岸基站臺等等，即使配備了此設備的船舶，如果船長認為AIS的連續開啟會危及船舶安全的話也可能會將它關閉。
四、AIS對海事管理的影響
AIS對船舶的航行安全起著重作用，拓寬了海事管轄范圍，也將改變海上交通管理體系，協調周邊海事管理服務。AIS的技術特點對船舶的航行安全和船舶的航行管理及海事管理能提供積極和有效的輔助作用，這種作用無論在開闊水域還是限制水域都可得到充分發揮。船載AIS設備和岸上AIS基站都可對航行過程和區域內的船舶動態變化情況實施自動記錄，并可用軟件進行快速回放，這一功能對海事處理和教育培訓是十分有益的。
海事AIS網將成為中國海事信息系統的重要組成部分，AIS信息是有很強的地理空間特性和時間空間特性的交通信息，為交通管理和交通組織提供了寶貴的信息資源。
保障船舶安全減少海難事故。發達國家研究AIS是為了防止船舶碰撞。經過實驗證明和國際航海專家的論證，AIS確實是海上船舶會遇、交流操船意圖、溝通避碰措施、自主改善避碰的船載設備，是減少船舶海灘事故的保障措施。
AIS除了經常報告航行數據外，還經常或按查詢要求插入船舶和航次的信息，AIS便成了船舶報告制的一種設備。
AIS拓寬了海事管轄海域，提高了協調能力。我國早期建設的VTS已有近20年的歷史了，設備普遍陳舊，維修困難，逐漸不能適應當前航運事業發展和監督管理的要求，有些臺站已開始改建、擴建或更新。在應用AIS后，VTS得到新的船舶傳感器，VTS與AIS的結合有利于強化VTS的功能，發揮船舶自身安全航行的職責，進一步加強對覆蓋水域船舶交通的管理。但是，我國幾乎所有的VTS中心全套設備從國外引進，現有VTS軟件是封閉的，系統進行軟件、硬件升級相當困難。而AIS可以彌補這些問題，而且建設費用可以量降低，就是在新建VTS時，對設雷達站與AIS基站方案比選時，也可降低雷達站的建設費用，改造和完善現有的VTS.
海事AIS基站在我國沿海、長江和珠江等水域的逐步建成，通過AIS網絡，可以對沿海等主要航線的船舶進行交通管理，充分運用AIS的監督和管理手段，實施交通安全統一管理和交通組織以提高船舶通航效率；同時，它提高了對船舶污染海域肇事船的判斷準確性，對船舶遇險搜救更加直接，擴了船舶交通管理體系和周邊協調管理的力度。
五、AIS的前景展望
由于目前不是所有的船舶都配備有此設備，例如游船、內陸水域船舶等，所以必須生產出滿足較低航行標準的、經濟的AIS設備。隨著IMO 關于AIS標準的出臺和不斷提高，各種研制廠商也不斷地推出了具有最新功能的AIS 設備。AIS 將成為對現存導航系統包括雷達最重要的補充。總之，經AIS接收的數據將提高值班駕駛員獲取信息的質量，增強通航意識。配備合適的圖象裝置，船載AIS通過計算到達最近點（CPA）和從目標船發送的數據，將能提供快速、自動和精確的碰撞危險信息，為自動避碰系統的發展提供了較好的數據源。AIS從單臺儀器向網絡方向發展，從單一的提供數據向智能專家系統發展，與VTS結合向新型船舶交管系統方向發展，向互聯網（INTERNET）發展。
AIS已不是簡單的船舶裝配的單獨航行儀器，它與海岸AIS網構成船岸之間航海保證系統，進入互聯網，具有廣闊的前景。船舶AIS與電子海圖顯示（ECDIS）技術集成為“新型船舶避碰專家系統”，AIS與過去基于雷達的VTS結合集成為“新型船舶交管系統”。AIS既是航海導航通信設備，又是船舶信息化的網絡系統，利用傳統的甚高頻水上移動通信頻率，采取了自主時分多通道訪問協議的數字通信技術，以先進的GPS 定位作為船位的基礎數據，電子海圖顯示為顯示終端，因此在海事管理方面有廣闊的應用前景，對船舶交通管理具有監督能力，對運輸船隊有調度、營運的管理能力，對船舶進出港口具有領航能力，對船舶遇險有搜救能力，對船舶海上航行有航行警告和氣象信息的能力，還有船舶與公司之間信息通信的能力。
隨著AIS技術的不斷完善和發展，AIS在海事管理方面的應用也將不斷地得到拓展，AIS作為一種新興的科學技術促進了海事管理的信息化和智能化建設，AIS與其他信息技術的結合積極地推動了“數字海事”的建設
關鍵詞：AIS技術；結構和功能；技術特點
現代船舶朝著型化、高速化方向發展，船舶數量和水域交通密度及危險貨物裝載量不斷增加，海損事故時有發生，嚴重威脅船舶航行安全和海洋生態環境。為了改變這種狀況，自1992年起，國際海事組織（IMO）、國際航標協會（IALA）和國際電信聯盟（ITU）等國際組織經過多次研究和討論，基本確定了船舶自動識別系統（AIS —Automatic Identification System）的概念、工作頻率、系統構成、信息交換方式和系統性能標準。國際海事組織在國際海上人命安全公約（SOLAS公約）第五章船載航行系統和設備的配置中，增加了自動識別系統。具體規定了不同類型船舶的實施時間。隨著AIS技術的不斷發展，AIS在海事管理中的應用也不斷擴展，其發揮的作用也不斷增強。
一、AIS的結構和功能
1.AIS的結構
（1）船臺設備。是一種VHF海上頻段的船載廣播式應答器。一個典型的AIS船臺由1臺VHF發射機、2臺VHF TDMA接收機、1臺VHF DSC接收機、1臺帶有標準的船用電子通信接口（IED 61162/NMEA0183/200）的控制裝置以及各種必要的傳感器組成。它能發出船舶的各種信息，如身份、船位、船首向、船舶類型、船舶長度、寬度、吃水、所載危險貨物等信息。一個典型的AIS船臺結構如圖一所示。
（2）岸臺系統。由一系列岸臺聯網而成。一個典型的岸臺由VHF TDMA收發機、VHF DSC接收機、基站控制器（BSC）、網絡設備、控制軟件和應用軟件組成。AIS基站收發機遵從ITU-RM.1371建議案《AIS技術特性標準》，可安裝在VIS系統中或作為AIS沿海網絡的核心單元。借助基站控制器（BSC），基站收發機可以相互連接實現對海岸線的覆蓋。收發機還可配置為轉發站。
2.AIS的功能
IMO 已在新修正SOLAS第5章和第19條中規定了通用AIS的配備要求。該系統的配置已于2002年7月1日起新造船舶開始強制執行，同時，對所有從事海上航行的船舶于2004年7月1日起強制裝備，300總噸以上能夠從事國際運輸的船舶，500總噸及以上不從事國際航運的貨船和所有客船，均需要安裝AIS的設備。規則闡述AIS應有如下功能：
（1）自動向合適配備的岸臺、其他船舶和航空器提供信息，包括船舶識別、類型、位置、航向、航速、航行狀態和其他與安全有關的信息；
（2）自動接收來自其他船舶的有關信息；
（3）識別船只、檢測和跟蹤船舶；
（4）與岸基設施交換數據；
（5）簡化信息交流和提供其他輔助信息以避免碰撞發生。
二、AIS的技術特點
AIS的主要技術特點是采用開放系統互連（OSI）的工作模式，能在所有區域自主和連續工作；由VTS中心指配工作模式；可以廣播模式、受控模式進行數據傳送。船臺傳送船舶的基本信息，岸臺傳送交管信息及其他船舶信息；相互無線通訊制式為SO/TDMA，頻率為161.975MHz和162.025MHz，傳輸帶寬為25KHz或12.5KHz；調制方式為GMSK；數據編碼方式為NRZI（不歸零倒置）；傳輸速率為9600b/s.
三、AIS對航行安全的影響
AIS的出現給航海人員帶來了航行的便利，使用它航海人員可以很方便地識別目標船舶的船名、航速、航向等等一些靜態的和動態的參數，方便了船舶之間的通信聯系，提高了通信連接的成功率。
1.AIS對航行水域環境的影響。燈標、浮標等航標容易受到水流的影響產生移位或者漂浮，船舶在進出港口或者能見度不良的情況下通過狹水道都需要他們的幫助。一旦不在原來的位置就很可能給船舶帶來事故，比如船舶的擱淺、觸礁等。但是這些航標是否移位，有的時候不能被及時發現或者及改正，船舶也不能及時地得到通知。如果在AIS系統情況下仍需要現行的實物航標，只要在現行燈標體上安置1臺AIS設備就能解決。當燈標發生移位時，移位了的燈標上的AIS設備就能把移動了的位置報告出來并報警，這對航行安全是非常有益的，可以有效地減少因為看錯燈標或者定位錯誤而產生的事故率。
2.AIS對VTS的影響。AIS實施以后對VTS的影響是相當的。可以說AIS是對VTS的有效補充。對VTS來說，可擴VTS的工作范圍，可提高VTS精度，船舶的識別從無到完善，可提高VTS工作人員的工作效率。
3.AIS對航行警（通）告的影響。現行的部分航行警（通）告的內容，如超型船舶的長距離拖帶、沉船等將會被全新的AIS系統的船舶告知方法所取代。目前超型船舶的長距離拖帶的特殊性和何時出發、何時到達（經過）某地等可能需要他船進行協助避讓的事項發布航行警告以便接收到該航行警告的船舶可估計相遇時間從而主動協助避讓。
4.AIS對海事調查的影響。AIS設備在沒有岸站的情況下同樣可以自成系統，顯示周邊船舶的航行動態。開闊水域的船舶相對比較少，由于AIS系統有把最近的一艘船舶作為主要對象船，并將起主要數據顯示在顯示屏上，顯示目的是便于船舶之間的避讓和相互溝通。萬一避讓不當，造成兩船發生避碰事故時，由于對方船的數據自動保存在AIS系統中，雙方的動態一清二楚，事故的責任自然很容易判別。即使有一方有意篡改，想要逃避責任是徒勞的。雖然AIS的出現可以彌補船舶在航行中的一些不足之處，但是我們不能認為有了AIS本船就可以得到足夠多的和足夠準確的航行信息，航行就絕對的安全了。因為有些船舶并沒有配備AIS設備，比如軍艦、游船、漁船以及某些岸基站臺等等，即使配備了此設備的船舶，如果船長認為AIS的連續開啟會危及船舶安全的話也可能會將它關閉。
四、AIS對海事管理的影響
AIS對船舶的航行安全起著重作用，拓寬了海事管轄范圍，也將改變海上交通管理體系，協調周邊海事管理服務。AIS的技術特點對船舶的航行安全和船舶的航行管理及海事管理能提供積極和有效的輔助作用，這種作用無論在開闊水域還是限制水域都可得到充分發揮。船載AIS設備和岸上AIS基站都可對航行過程和區域內的船舶動態變化情況實施自動記錄，并可用軟件進行快速回放，這一功能對海事處理和教育培訓是十分有益的。
海事AIS網將成為中國海事信息系統的重要組成部分，AIS信息是有很強的地理空間特性和時間空間特性的交通信息，為交通管理和交通組織提供了寶貴的信息資源。
保障船舶安全減少海難事故。發達國家研究AIS是為了防止船舶碰撞。經過實驗證明和國際航海專家的論證，AIS確實是海上船舶會遇、交流操船意圖、溝通避碰措施、自主改善避碰的船載設備，是減少船舶海灘事故的保障措施。
AIS除了經常報告航行數據外，還經常或按查詢要求插入船舶和航次的信息，AIS便成了船舶報告制的一種設備。
AIS拓寬了海事管轄海域，提高了協調能力。我國早期建設的VTS已有近20年的歷史了，設備普遍陳舊，維修困難，逐漸不能適應當前航運事業發展和監督管理的要求，有些臺站已開始改建、擴建或更新。在應用AIS后，VTS得到新的船舶傳感器，VTS與AIS的結合有利于強化VTS的功能，發揮船舶自身安全航行的職責，進一步加強對覆蓋水域船舶交通的管理。但是，我國幾乎所有的VTS中心全套設備從國外引進，現有VTS軟件是封閉的，系統進行軟件、硬件升級相當困難。而AIS可以彌補這些問題，而且建設費用可以量降低，就是在新建VTS時，對設雷達站與AIS基站方案比選時，也可降低雷達站的建設費用，改造和完善現有的VTS.
海事AIS基站在我國沿海、長江和珠江等水域的逐步建成，通過AIS網絡，可以對沿海等主要航線的船舶進行交通管理，充分運用AIS的監督和管理手段，實施交通安全統一管理和交通組織以提高船舶通航效率；同時，它提高了對船舶污染海域肇事船的判斷準確性，對船舶遇險搜救更加直接，擴了船舶交通管理體系和周邊協調管理的力度。
五、AIS的前景展望
由于目前不是所有的船舶都配備有此設備，例如游船、內陸水域船舶等，所以必須生產出滿足較低航行標準的、經濟的AIS設備。隨著IMO 關于AIS標準的出臺和不斷提高，各種研制廠商也不斷地推出了具有最新功能的AIS 設備。AIS 將成為對現存導航系統包括雷達最重要的補充。總之，經AIS接收的數據將提高值班駕駛員獲取信息的質量，增強通航意識。配備合適的圖象裝置，船載AIS通過計算到達最近點（CPA）和從目標船發送的數據，將能提供快速、自動和精確的碰撞危險信息，為自動避碰系統的發展提供了較好的數據源。AIS從單臺儀器向網絡方向發展，從單一的提供數據向智能專家系統發展，與VTS結合向新型船舶交管系統方向發展，向互聯網（INTERNET）發展。
AIS已不是簡單的船舶裝配的單獨航行儀器，它與海岸AIS網構成船岸之間航海保證系統，進入互聯網，具有廣闊的前景。船舶AIS與電子海圖顯示（ECDIS）技術集成為“新型船舶避碰專家系統”，AIS與過去基于雷達的VTS結合集成為“新型船舶交管系統”。AIS既是航海導航通信設備，又是船舶信息化的網絡系統，利用傳統的甚高頻水上移動通信頻率，采取了自主時分多通道訪問協議的數字通信技術，以先進的GPS 定位作為船位的基礎數據，電子海圖顯示為顯示終端，因此在海事管理方面有廣闊的應用前景，對船舶交通管理具有監督能力，對運輸船隊有調度、營運的管理能力，對船舶進出港口具有領航能力，對船舶遇險有搜救能力，對船舶海上航行有航行警告和氣象信息的能力，還有船舶與公司之間信息通信的能力。
隨著AIS技術的不斷完善和發展，AIS在海事管理方面的應用也將不斷地得到拓展，AIS作為一種新興的科學技術促進了海事管理的信息化和智能化建設，AIS與其他信息技術的結合積極地推動了“數字海事”的建設
