当前AIS航标布设原则及重点问题分析

李琳+王云轩

摘 要：随着科技的发展，AIS船舶自动识别系统已广泛应用于航海船舶中，有效地保证了船舶运输安全性。AIS航标是助航系统的重要组成，其布设位置直接影响着系统效能的发挥。本文首先介绍了AIS航标的工作原理及主要组成，然后分析了AIS航标的布设原则和需要注意的重点问题，为以后类似的工程提供了必要的技术参考。

关键词：AIS航标 原理 布设原则 重点问题

AIS船舶自动识别系统由岸基基站和船载设备共同组成，集合了网络、现代通讯、计算机、电子信息显示等多种技术为一体。该技术可以配合GPS将船位、船速、航向等动态参数以及船名、最大吃水、危险货物等静态资料实时传输给附近船舶及岸台广播，可以使附近船只及时掌握相关情况，大大降低事故发生率。总结AIS系统有4大功能：识别船只；协助追踪船只；简化信息交流；提供其他辅助信息避免发生碰撞。

1.AIS航标工作原理及组成

（1）AIS航标工作原理介绍。AIS航标指的是加装了AIS设备的航标或独立存在和工作的AIS设备，对船舶航行具有导航作用。AIS航标有两种工作模式：自主连续式和非自主连续式。

在自主连续工作模式下，AIS可通过GPS系统获得位置信息，该信息可被传输给基站和船载接收器，这样可获得准确电子航道图。此外，基站还能够把搜集到的航标各类信息通过网络发送给监控中心，之后可分类汇总制作报表并录入预警信息。

在非自主连续工作模式下，管理员可通过人工查询获得指定坐标位置信息，并且对其发出指令，实现航标遥控。还可以通过AIS航标来收集附近船只信息。

（2）AIS航标的组成。AIS航标主要有三部分组成：AIS基站、AIS应答器、AIS虚拟航标。其中AIS基站是AIS航标系统的基础，一般设置于河道和海岸线附近。我国目前已基本完成全国岸基AIS系统建设，为船舶安全航行打下坚实基础；AIS应答器用于安装在实体航标中，用于附近船舶能够清楚了解该航标编号和性质。目前AIS应答器覆盖范围在6-8n mile，每隔3-5min播发一次信息；AIS虚拟航标是根据AIS网络发展而来的新型航标技术，结合了电子海图显示和信息系统。其原理是通过岸基台站或广播信息将一定区域内的航标信息实时传递给该区域船舶（实际不存在航标），船舶中自带的电子海图会显示虚拟航标，也能起到导航作用。虚拟航标技术成本低、精确度高，是未来航标的发展方向。

2.AIS航标的布设原则分析

（1）集中标记孤立危险物。孤立危险物是影响航道安全的最大威胁，如果某区域发生了船舶搁浅问题，AIS系统技术人员需要及时对航标进行修正，在布设时要重点集中标记这些潜在威胁元素，特别是在繁忙水道，必须建立对过往船只进行实时警报系统，提升船只避让效率。实体AIS航标可安设在燈塔或灯桩上，典型安装地点为台站、海岸线、孤立危险物台站等地。

（2）集中标记容易移动的灯浮标。在某些条件复杂、航道狭窄的水域，很多航标会受到船舶撞击，这会影响船舶运行。所以可将AIS航标设置于灯标上，即可对航道数据进行实时监控和传输又能收集航标撞击信息，为后期航标设置和船舶提醒收集必要数据。

（3）集中标记重点节点和航道口。重要节点和巷道口是船舶重点关注位置，需要重点集中标记。一般设计将AIS实体航标安设在航道转弯点、汇合点、分叉处等，可保证船舶在视距范围外就对这些重要节点提前准备，给驾驶员充足的时间做准备。

（4）集中标记自身适合情况。目前AIS航标种类包括：实体航标、虚拟航标、合成航标、航标链等四类，可根据实际水域情况选择合适航标类型布设，可参照下表1所示。

3.AIS航标的布设主要问题分析

（1）航标命名问题。目前相关文件规定AIS航标最多只能有20个字母符号，这就造成对名字较长航标命名时只能进行适当简化缩写，目前没有统一规定，造成往来船舶对某些AIS航标名称识别混乱，因此指定统一命名标准对于AIS航标建设工作十分必要。

（2）时隙复用问题。在某些繁忙航道布设AIS航标时，经常会发生“时隙复用”问题，当很多船舶接收同一个航标信息时，会造成船载设备无法对该时隙信息进行及时接收，从而出现盲通信问题，下图1表明了在港口及海上时隙阻塞率和船只数量之间的关系。为了有效避免该问题，可适当降低AIS航标发射灵敏度和天线高度，并且在繁忙水域布设较少航标。

（3）定位精度问题。目前实体AIS航标中内置GPS芯片为民用产品，其定位精度一般在10m级别，与灯浮标实际位置有一定差距，在极端情况下会造成驾驶员产生误判。针对该问题，可采用连接DGNSS基准接收机的AIS实体航标，这样提供的航标位置数据会降低至5m以内，精度大大提高，有利于船舶在大雨或黑夜中航行安全。

（4）航标自身耗电问题。为保证导航需要，需要航标24h连续工作，目前航标工作功耗一般在1-4W，所以在设置航标时应充分考虑供电问题。航标主要供电方式有蓄电池和太阳能两种，为保证航标电池寿命，建议选择时尽量考虑有充放电功能的产品，此外要对电源进行定期维护。

（5）电磁干扰问题。随着无线通信技术的发展，当前空气中存在很多电磁干扰，这会影响AIS错码率升高，造成导航数据失真。所以在安设AIS航标时应充分评估周边水域的电磁环境，首先选择抗干扰性较强的设备，此外在复杂水域段进行必要的提示，让过往船只尽量关闭无用的通信设备。

4.结语

AIS航标布设对于航行安全意义重大，在布设时应严格遵循相关原则。目前AIS航标存在一些问题，包括命名、时隙复用、定位精度等，在布设时应综合考虑，有效调整布设策略，必须要保证重要节点、危险水域的标记工作。

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