周章海 張世良 李德成

（天津海運(yùn)職業(yè)學(xué)院，天津 300457）

引言

隨著國(guó)際航運(yùn)業(yè)和現(xiàn)代造船技術(shù)的發(fā)展，船舶的速度與噸位都在不斷提高和增大。目前世界上許多海域的通航密度正日益增大、通航狀況更為復(fù)雜，致使船舶因操縱或避讓不當(dāng)而引起的海事屢有發(fā)生。船舶通信導(dǎo)航是保證船舶安全航行，服務(wù)船舶營(yíng)運(yùn)管理和保護(hù)海洋環(huán)境不可缺少的重要手段。對(duì)于建立船—岸，船—船之間聯(lián)系的自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)與電子海圖顯示及信息系統(tǒng)組合應(yīng)用在船舶通信導(dǎo)航技術(shù)中發(fā)揮的作用，可以說(shuō)是一個(gè)值得我們進(jìn)行討論和研究的課題。

1 自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)（AIS)的現(xiàn)狀及發(fā)展

船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)作為一種新型的船舶導(dǎo)航通信設(shè)備,在船舶導(dǎo)航、船舶避碰、船船通信、船岸通信中發(fā)揮出重要作用。目前，船舶AIS設(shè)備已進(jìn)入實(shí)質(zhì)性的強(qiáng)制安裝階段。我國(guó)沿海、沿江AIS臺(tái)站的建設(shè)也已逐步展開(kāi)。AIS的迅速普及與應(yīng)用,必將從多個(gè)方面對(duì)傳統(tǒng)的航海模式和觀念產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

隨著AIS在船舶應(yīng)用的迅速普及，以及AIS岸站建設(shè)的逐步展開(kāi)，AIS網(wǎng)絡(luò)將明顯地改善現(xiàn)有狀況，成為覆蓋沿海、沿江的重要航運(yùn)信息通道和信息源。特別地，將AIS網(wǎng)絡(luò)直接接入Internet,在Internet上進(jìn)行船舶航行信息的發(fā)布與共享，將成為未來(lái)船舶監(jiān)控與管理的最有效手段。

2 電子海圖顯示及信息系統(tǒng)（ECDIS）的現(xiàn)狀及發(fā)展

ECDIS的出現(xiàn)使得船舶導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展達(dá)到一個(gè)嶄新的階段。美國(guó)、挪威、日本、加拿大、英國(guó)、德國(guó)、俄羅斯等國(guó)積極研制ECDIS,其產(chǎn)品已裝用于船舶、港口VTS,發(fā)展迅速。特別是IMO第19屆大會(huì)通過(guò)ECDIS的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn),使得標(biāo)準(zhǔn)的ECDIS獲準(zhǔn)成為紙海圖的合法等效物,這勢(shì)必加快其發(fā)展速度。我國(guó)的研究工作已開(kāi)展10年,主要由交通部、國(guó)防科工委有關(guān)院校及研究所承擔(dān),并取得了成果,但成果的普及應(yīng)用方面,還較欠缺。

目前,基于ECDIS的船舶自動(dòng)航行系統(tǒng)或稱為數(shù)據(jù)船橋系統(tǒng)的發(fā)展較快。它是現(xiàn)代船舶導(dǎo)航系統(tǒng)的主要發(fā)展方向。以電子計(jì)算機(jī)為核心的ECDIS是對(duì)傳統(tǒng)船用海圖的一次革命。對(duì)航海者而言,該系統(tǒng)不僅僅是在顯示器屏幕上顯示的海圖,而且是一個(gè)實(shí)時(shí)的自動(dòng)決策輔助系統(tǒng),它使船舶能夠連續(xù)準(zhǔn)確定位、導(dǎo)航和避險(xiǎn)。該系統(tǒng)具有綜合信息功能,有利于提高航行安全；自動(dòng)化程度高,可減少船員配置；同時(shí)可控制船舶以最經(jīng)濟(jì)航速航行在最佳航線上,有利于提高航運(yùn)效益,因而它受到了廣大用戶的歡迎。

3 自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)（AIS)與電子海圖顯示及信息系統(tǒng)（ECDIS）組合應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

AIS系統(tǒng)和ECDIS兩者可以在功能上相互補(bǔ)充，為航行安全提供更好的保障。AIS和ECDIS這兩個(gè)代表著當(dāng)前最高、最新的助航水平的系統(tǒng)的組合，有著重要的意義。AIS系統(tǒng)與ECDIS組合使用，不僅減少了信息顯示屏幕的數(shù)量，還能夠使兩者的功能相互補(bǔ)充，為航行安全提供更好的保障?？梢赃@樣說(shuō)，ECDIS是在當(dāng)前最能夠完全支持AIS的所有功能的系統(tǒng)。兩種系統(tǒng)組合應(yīng)用，優(yōu)勢(shì)如下：

減少信息顯示屏幕數(shù)量，減輕航海工作人員負(fù)擔(dān)。根據(jù)AIS的阿爾法數(shù)字化集成顯示的要求，船橋上的AIS信息有三種可選顯示方式：專用信息顯示器顯示，雷達(dá)屏幕顯示，ECDIS屏幕顯示。采用專用的信息顯示器只能對(duì)AIS數(shù)據(jù)信息提供有限的顯示能力，而且要在船橋上額外安裝固定一個(gè)顯示器，這樣隨著船橋上顯示屏幕的增多，往往會(huì)加重駕駛員日常工作負(fù)擔(dān)。采用雷達(dá)屏幕顯示AIS的數(shù)據(jù)信息，可以減少額外的屏幕顯示，并且可以實(shí)現(xiàn)雷達(dá)目標(biāo)和AIS目標(biāo)的相互檢測(cè)。但是雷達(dá)對(duì)AIS的一些必須數(shù)據(jù)的顯示有其局限性，它不能完全轉(zhuǎn)換AIS的信息，并且其顯示距離也不能完全滿足AIS的需求。

提供矢量化數(shù)據(jù)格式，滿足AIS系統(tǒng)特殊需求。ECDIS系統(tǒng)采用的是矢量化的數(shù)據(jù)，可以對(duì)任何顯示的目標(biāo)特性提供更多的查詢信息。它同樣也能夠?qū)IS在海圖上的物標(biāo)的特性進(jìn)行查詢。而在現(xiàn)有的雷達(dá)設(shè)備上就不能實(shí)現(xiàn)AIS物標(biāo)的查詢。AIS能夠向其他船舶或有關(guān)當(dāng)局在必要時(shí)發(fā)送自己的航路計(jì)劃，并在ECDIS上能夠顯示得一目了然。對(duì)于雷達(dá)和專用的顯示器，由于沒(méi)有內(nèi)置的海圖系統(tǒng)，因此根本不可能象ECDIS那樣通過(guò)AIS的數(shù)據(jù)傳輸出自己的航路信息。AIS還適合于對(duì)航海人員提供固定的或移動(dòng)的導(dǎo)航幫助，如：位置監(jiān)控、功能輔助、潮和流的數(shù)據(jù)、以及氣象和能見(jiàn)度的情況的發(fā)布等。同樣，ECDIS是最好的顯示其信息的理想工具。

兩系統(tǒng)的組合使用，完成了助航避碰技術(shù)的革命。ECDIS能夠提供成熟的導(dǎo)航功能和高精度的轉(zhuǎn)化AIS信息，AIS的動(dòng)態(tài)信息都可以完全的與ECDIS結(jié)合。船舶駕駛員可不利用來(lái)自雷達(dá)或ARPA的被動(dòng)信息做出避碰判斷，而可采用接收到的臨近船的AIS信息，加上ECDIS所提供的水深、環(huán)境條件，其他船舶的動(dòng)態(tài)和處理措施，通過(guò)助航軟件做出判斷，從而提供一個(gè)很好的避讓路線。

AIS與ECDIS的組合給SAR帶來(lái)更多便利。根據(jù)AIS標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，AIS能夠應(yīng)用于SART的搜救活動(dòng)中，AIS與ECDIS的組合，可以使遇難船舶的AIS信息完整顯示ECDIS屏幕上，位置及其周邊環(huán)境也一目了然，便于船舶搜救工作的開(kāi)展，也為現(xiàn)場(chǎng)指揮和協(xié)同搜救提供有力的幫助。對(duì)于雷達(dá)與AIS的組合，由于不能完整顯示AIS的相關(guān)內(nèi)容，也沒(méi)有電子海圖的相關(guān)信息，雖然雷達(dá)能夠通過(guò)SART發(fā)出的信號(hào)判定遇難船舶的位置，但其精度和距離也受限制，使實(shí)施船舶搜救受到一定影響。

AIS與ECDIS的組合給船舶運(yùn)營(yíng)者、管理者提供最好的幫助。AIS提供一個(gè)雙向的數(shù)據(jù)接口（如可以與Inmarsat連接服務(wù)），來(lái)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離的監(jiān)控和報(bào)告。AIS既可以設(shè)置成自動(dòng)模式來(lái)應(yīng)答發(fā)布信息，又可以設(shè)置成手動(dòng)的模式接收來(lái)自岸上長(zhǎng)距離的信息。船舶經(jīng)營(yíng)者和管理者可在電子海圖上獲得長(zhǎng)距離的AIS信息的顯示，理解船舶的實(shí)際情況，從而更好的管理和經(jīng)營(yíng)。這一點(diǎn)是AIS與雷達(dá)組合系統(tǒng)難以做到的。此外，AIS系統(tǒng)將在全球海事信息系統(tǒng)中扮演非常重要的角色，并為之提供航路計(jì)劃和監(jiān)控。這可以使得本地區(qū)的管理者能夠管理監(jiān)控相關(guān)的船舶，跟蹤危險(xiǎn)貨物船舶，而航路計(jì)劃和監(jiān)控也只能在ECDIS上來(lái)執(zhí)行完成。

AIS與ECDIS的組合可以擴(kuò)大交管站VTS的覆蓋范圍。AIS信息能夠替代雷達(dá)指揮管理的交管站中的雷達(dá)信息，彌補(bǔ)了雷達(dá)的有限的覆蓋范圍，從而很大地提高了交管站的覆蓋范圍，并使交管站可以"看到"被海盜或海角遮擋了的船只。此中，也只有ECDIS的電子海圖能夠全范圍的覆蓋和有機(jī)的與AIS在同一時(shí)間結(jié)合其圖象和環(huán)境數(shù)據(jù)信息。這在雷達(dá)VTS則是很難做到的。

AIS與ECDIS的組合可以提高系統(tǒng)的安全性能。由于ECDIS可以疊加顯示雷達(dá)圖象數(shù)據(jù)，因此可以對(duì)雷達(dá)信息和AIS信息進(jìn)行相互檢測(cè)，同時(shí)可以為對(duì)方的系統(tǒng)相互作為備份。因?yàn)椴煌到y(tǒng)對(duì)同一個(gè)目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)，可以抵消掉數(shù)據(jù)的模糊現(xiàn)象。雷達(dá)圖象的疊加也可以即使發(fā)現(xiàn)未安裝AIS設(shè)備的船舶，從而提高系統(tǒng)的安全性能。

綜上所述，ECDIS與AIS的組合，可以提供高水平的、成熟的、靈活的助航功能，可以直接或間接的加強(qiáng)船舶的安全性能。特別是在有雷達(dá)圖象疊加的時(shí)候，ECDIS與AIS的組合是船舶避碰最理想的伙伴。因此，從使用者角度看，AIS和ECDIS也是一對(duì)最好的應(yīng)用組合。

[1]王世遠(yuǎn)許開(kāi)宇《AIS現(xiàn)狀、前景及對(duì)策》航海技術(shù)2001年第5期

[2]航海學(xué)和無(wú)線電設(shè)備及自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)(AIS)[S],2001.1415

[3]徐志京許開(kāi)宇王世遠(yuǎn)《AIS與ECDIS組合使用的探討》航海技術(shù)2002年第4期

[4]譚樹(shù)清《中國(guó)水運(yùn)通信網(wǎng)的現(xiàn)狀、構(gòu)成及發(fā)展》世界電信1994年第4期