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AIS在海事管理中的应用

时间:2011-07-28 作者:海员招生网 阅读次数:40

 

      当今航运船舶的大型化、高速化发展趋势,以及船舶数量和水域交通密度及危险货物装载量的不断增加,使海上交通事故时有发生,严重威胁船舶航行安全和海洋生态环境。因此,为了改善现在的交通和促进未来交通状况的好转,将事故和灾害发生的可能性降至最低,就需要通过广泛、深入的交通调查分析,建立具有传递和交换功能的交通流参数数据库,以满足海上交通的规划设计、管理和控制等多方面的需要。1992年开始,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讨,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实施时间。随着AIS技术的不断发展,其在海事管理中的应用也不断扩展,发挥的作用也不断增强。

一、AIS的结构和功能

1AIS的结构

AIS系统主要由船台设备和岸台系统两部分组成。

(1)船台设备。是一种VHF海上频段的船载广播式应答器。典型的AIS船台是由1VHF发射机、2VHF TDMA接收机、1VHF DSC接收机、1台带有标准的船用电子通信接口(IED 61162NMEA0183200)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,包括船舶的身份、船位、船艏向、船舶类型、船舶长度、宽度、吃水、所载危险货物等信息。船舶配备了AIS以后,在向外发送本船航行信息的同时还可以接收到VHF覆盖范围以内其他船舶的航行信息。AIS工作的VHF航海频段,国际电信联盟1977年无线电大会指定使用161975MHz(87B频道)162025MHz(88B频道),它符合欧洲电信IET5300U3标准、符合环保IEC945RTCA DOL60C标准。一个典型的AIS船台结构如图1所示。

 

(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-RM1371建议案《AIS技术特性标准》,可安装在VTS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。

2AIS的功能

IMO已在新修正SOLAS5章和第19条中规定了通用AIS的配备要求。该系统的配置已从200271日起在新造船舶上开始强制执行,同时,对所有从事海上航行的船舶从200471日起强制装备,300总吨以上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,均需安装AIS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。

二、AIS的技术特点

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SOTDMA,频率为161975MHz162025MHz,传输带宽为25K125KHz;调制方式为GMSK;数据编码方式为NRZI(不归零倒置);传输速率为9600bs

三、AIS对航行安全的影响

AIS的出现给船舶带来了航行的便利。使用AIS,航海人员可以很方便地识别目标船舶的静态和动态的参数,方便船舶之间的通信联系,提高通信连接的成功率。

1AIS在航标管理中的应用

(1)弥补传统航标信号不足,加强航标的助航功能。由于AIS是在VHF海上移动频段传输数据,其传播特性可弥补传统航标不足,集成AIS的航标可在AIS显示器上全天候识别。对于具有AIS船台的船舶,在AIS的显示屏上就可以一目了然地获取浮标和航道状况。这对于船舶流量密集的通航水域尤其重要。

(2)减少船舶碰撞航标事故,减少肇事船舶逃逸所造成的损失。装有AIS的航标,即使灯光熄灭,船舶仍可以及时发现该航标物标,避免碰撞。在船舶碰撞航标逃逸后.可以随时提取存贮在AIS信息处理器中的数据,查获肇事船的信息,减少经济损失。

(3)拓展航标的助航功能。通过与DGPS差分台和其他传感器的物理或无线链接,AIS航标可以向船舶提供DGPS精确差分信息,提供当地天气、潮汐和海况数据。这使航海者多了一种了解相关信息的手段。

(4)实现区域航标“遥测遥控”,提高航标管理水平。航标管理部门利用AIS基站和中继站所形成的AIS网络,可以接收AIS航标运行状态的实时信息,监控航标状况(如电池电压、灯光、是否移位等),当航标发生故障时能及时了解并进行修复,当航标发生移位时能进行跟踪并利用AIS信息及时发布航行警告。同时,航标管理部门也可以向特定的AIS航标发布指令,遥控航标参数的改变,控制航标信息的播发,在紧急情况下可设置虚拟航标标识临时危险。

2AIS在海上搜救中的作用

由于受海区的自然条件等特殊原因的限制,当海上发生险情、事故时,搜救中心首先要向报告人及VTS收集当时现场附近船舶的动态,然后才能协调、指令过路船舶进行现场搜寻救助。而AIS的实施,使搜救中心能直接主动、连续接收当事船舶和过往船舶的静态信息(如:IMO号码、呼号和船名、船长和型宽、船舶类型等)和动态信息(如:对地航速、船艏向、转向率、目的地、船舶抵达时间)等一系列有价值的数据。这样就极大地缩短了和当事船舶及过往船舶的船东、代理等中间环节的通信联络,从而赢得了宝贵的时间,为搜救中心采取果断完善的救助行动,提供了强有力的决策指挥保障。

3AIS对海事调查的影响

AIS系统的主要功能是将船舶的标识信息、位置信息、运动参数和航行状态等与船舶航行安全有关的重要数据,通过VHF数据链路,广播给周围的船舶,以实现对本海区船舶的识别和监视。开阔水域的船舶相对比较少,AIS系统可以把最近的一艘船舶作为主要对象船,并将其主要数据显示在显示屏上。当两船发生碰撞事故时,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。对于船舶碰撞事故来说,AIS的数据好比是“实况转播”。安装使用AIS的船舶能实时获取周边安装使用AIS船舶的船名、呼号、船长、货物种类等船舶静态数据和航向、航速、位置、相对距离等船舶航行动态数据。当海事执法人员抵达现场后就可抓紧时间确认碰撞事实和了解损失情况等,节约了人力、物力,提高了行政执法的效率。

同时AIS系统在追踪协查船舶过程中也能起到一定作用。利用岸基AIS终端显示系统可对该水域的船舶进行查询显示,从而确定协查船舶或确定协查船舶的去向(关闭船舶AIS或篡改船舶AIS信息除外)

4AISVTS的影响

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。AIS信号的发射和接收是工作在VHF波段,这种波段的电磁波具有一定的衍射作用,可绕过一定宽度的遮蔽物,相对于直射的雷达波来讲既不会发生跟错目标的可能又扩大了VTS的工作范围。船舶的识别从雷达/ARPAVHF话音询问到AIS终端的自动识别显示,扩大了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。

现阶段海事管理部门主要依靠VTS系统对在港船舶实施监控。执法人员每次都要通过VHF(高频)与船上进行沟通联系,才能掌握详细的船舶动态,往往长时间占用安全频道;而且,船舶在夜间和能见度不良的情况下无法及时发现距离稍远的航行船舶,容易发生碰撞和擦碰等事故。AISVTS的成功并轨,可实现航行提醒和监管等信息的群发,使执法人员从繁重的VHF通话中解脱出来,更多地关注港区船舶动态:不仅如此,AISVTS系统并轨后,船与船之间也能更准确地相互识别,从而及时估计交通态势,及早避让。

5AIS对航行警()告的影响

现行的部分航行警()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。从而更方便接收到该航行警告的船舶估计相遇时间从而主动协助避让。

四、AIS的前景展望

随着IMO关于AIS标准的出台和不断完善,各种研制厂商也不断地推出了具有最新功能的AIS设备。AIS将成为对现存导航系统包括雷达最重要的补充。随着AIS技术的不断完善和发展,AIS在海事管理方面的应用也将不断拓展,AIS作为一种新兴的科学技术将促进海事管理的信息化和智能化建设,AIS与其他信息技术的结合将积极地推动“数字海事”的建设。


来源:16频道海员招聘网   
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