AIS與現(xiàn)代航海技術(shù)的關系及對未來航海的影響分析

吳維波

摘 要：在科學技術(shù)持續(xù)發(fā)展的過程中，有很多技術(shù)都運用在現(xiàn)代航海中。其中AIS就是一種先進的技術(shù)，對航?；顒拥倪M行具有重大的意義。本文就AIS技術(shù)與現(xiàn)代航海技術(shù)的聯(lián)系及對未來航海的影響開展一定的研究。

關鍵詞：AIS;現(xiàn)代航海技術(shù);未來航海

中圖分類號：U676? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2021）09-0075-03

船舶自動識別系統(tǒng)通稱 AIS，屬于一種比較新式的船舶輔助航行設備，AIS 的合理運用較大程度上提高了航海的安全性，使船舶駕駛?cè)藛T的監(jiān)控與控制船舶的能力更加優(yōu)異[1]。對 AIS 與現(xiàn)代航海技術(shù)的聯(lián)系及未來航海的影響進行分析，有著至關重要的意義。

1 AIS與現(xiàn)代航海技術(shù)之間的關系

1.1 AIS與雷達

船舶要想了解其它船舶的航行數(shù)據(jù)就需要使用雷達來進行監(jiān)測，通過該設備駕駛?cè)藛T就可以了解其它船舶航行數(shù)據(jù)并借此來規(guī)劃航行路線，但采用雷達來開展監(jiān)測時反饋數(shù)據(jù)信息的速度比較慢，需要了解對方船舶矢量信息時間較長，對于船舶來講時間就是生命，設備監(jiān)測數(shù)據(jù)傳遞過慢會導致船舶形成一定的安全隱患，對整個航行人員和船舶都會造成很大影響[2]。而AIS技術(shù)傳遞數(shù)據(jù)速度較快，且傳遞的內(nèi)容比較全面，例如其它船舶的名字及移動通信業(yè)務標識碼等等，為彌補雷達缺陷，可將AIS與雷達共同使用，兩項技術(shù)融合在一起可以確保傳遞的數(shù)據(jù)更加實用、更加精準。除此之外，在雨霧天氣使用AIS技術(shù)對船舶的影響較小，在這種惡劣天氣下依舊可以監(jiān)測精準的數(shù)據(jù)并快速傳遞，確保船舶航行的安全性與穩(wěn)定性。

但使用AIS設備需要互相通訊的船舶之間都安裝AIS設備后，才可以確保彼此之間的識別?，F(xiàn)階段，雖然AIS設備應用在船舶中十分普遍，彼此之間的通訊識別得到了保障，但由于水上船舶非常多，只有將兩種設備共同應用在船舶中，才能確保船舶行使的安全。

1.2 AIS與信息系統(tǒng)

電子海圖顯示與信息系統(tǒng)又稱之為ECDIS，是指符合使用標準的電子海圖系統(tǒng)，它主要核心是計算機，可以連接定位、探測、雷達、計程儀等專用設施，借此來呈現(xiàn)船舶的航行信息。但由于電子海圖顯示系統(tǒng)的不斷更新與整改，導致該系統(tǒng)使用率并不高，而隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展使該系統(tǒng)應用在船舶上的數(shù)量不斷增加[3]。在過去的船舶航行中，信息系統(tǒng)與GPS共同應用在船舶上為其導航，無法快速獲取其它船舶信息，因此信息系統(tǒng)的作用并沒有得到充分展現(xiàn)，但與AIS系統(tǒng)一同使用后，才能體現(xiàn)該系統(tǒng)的作用。采用AIS技術(shù)獲取的數(shù)據(jù)信息可以在信息系統(tǒng)上以圖形、數(shù)字等方式呈現(xiàn)出來，這樣信息系統(tǒng)就可以根據(jù)獲取的數(shù)據(jù)信息來計算出DCPA、TCPA等重要數(shù)據(jù)，確保船舶駕駛?cè)藛T可以及時與其它船舶保持安全距離。與LDC系統(tǒng)相比，信息系統(tǒng)呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)信息更加精準與形象，呈現(xiàn)的內(nèi)容比較全面且使用非常方便。因此，將信息系統(tǒng)與AIS系統(tǒng)共同作用在船舶上可以確保船舶行使的安全性。

1.3 AIS與衛(wèi)星定位技術(shù)

衛(wèi)星定位技術(shù)有精確定位、導航、授時等多個功能，大多應用于引導飛機行使、船舶、車輛及建筑勘察測繪等多個領域，具有高精度、易操作、全天候等多個特點，而AIS系統(tǒng)是該技術(shù)的主要組成部分之一。AIS系統(tǒng)的工作基礎是世界標準時間，又稱為UTC，而該系統(tǒng)的重要核心技術(shù)之一是SOTDMA技術(shù)，該技術(shù)可以將VHF信道的時間分成單獨的時隙，只要AIS系統(tǒng)與時隙是同步運行，就可以保證系統(tǒng)中的開環(huán)系統(tǒng)平穩(wěn)運行。因此，采用衛(wèi)星定位技術(shù)可以提供精準的UTC，借此來保障AIS系統(tǒng)與時隙同步運行的要求。

2 AIS對未來航海的作用與影響

2.1同GMDSS技術(shù)組合應用

GMDSS系統(tǒng)是一種規(guī)模很大的海上通信系統(tǒng)。在實際的使用中，它可以直接與地面的頻率進行通信，將數(shù)據(jù)信息直接傳送給船舶駕駛?cè)藛T，如安全信號、天氣情況及其它船舶的航行信息等等，在船舶航行中出現(xiàn)緊急狀況也會及時提醒?？茖W合理的使用該技術(shù)，可以確保駕駛?cè)藛T及時了解周邊航行情況，以防數(shù)據(jù)信息的傳送不及時或有數(shù)據(jù)偏差的情況出現(xiàn)。與此同時，當船舶發(fā)生危險進行搜救時，也需要使用AIS技術(shù)來加以輔助，在飛機協(xié)同救援時有很重要的所用。運用AIS系統(tǒng)可以及時將船舶的遇難信息傳遞到電子海圖及雷達上，通過傳遞的數(shù)據(jù)信息可以對遇難船舶開展追蹤。如果船舶沒有安裝該技術(shù)，相關搜救人員需要帶電子海圖軟件中的AIS應答器及計算機，到達搜救現(xiàn)場后對模擬目標開展設定，將數(shù)據(jù)信息傳遞給周圍的船舶，進而提升遇難船舶的搜救幾率。

2.2同ARPA技術(shù)組合應用

對ARPA而言，受到氣候轉(zhuǎn)變及其地理環(huán)境的影響，無法從干擾雜波中對船只進行辨認與發(fā)現(xiàn)。在顯示器上，可能存在假回波狀況，若工作人員在觀察中無法對波型的真假進行鑒別，則非常容易導致船舶遇到危險。如果物標反射無線電波的能力不足，那么ARPA在運行中很有可能發(fā)生跟蹤遺漏的狀況，在天黑或是霧比較大的情況下行使，船舶很容易與其它船舶發(fā)生碰撞，造成安全隱患。如果在回撥信號比較大的情況下，它的穩(wěn)定性比較差，很難精準定位目標，最終導致跟蹤失敗。

當船舶行使的海域情況比較復雜時，跟蹤的船舶目標很有可能發(fā)生偏離，而且獲取的船舶型號及各種數(shù)據(jù)信息的技術(shù)有一定的缺陷，沒有辦法將船舶的具體情況反饋給觀測人員。如果這個問題不及時解決，會導致監(jiān)測的數(shù)據(jù)信息不夠精準。與此同時，技術(shù)存在一定缺陷的地方有延長處理技術(shù)，在電波直線傳輸?shù)倪^程中一旦遇到障礙物，不能及時的繞過，而且最大作用的距離也受到了牽制，在具體的勘測中，ARPA也存有一定的盲點，無法勘測處在盲點位置的船舶，因而有一定的撞擊風險。

將ARPA技術(shù)和AIS技術(shù)融合在一起，可以彌補ARPA技術(shù)中存在的缺陷。在具體應用中，AIS技術(shù)可以自動識別船舶同口岸及通信數(shù)據(jù)，可以有效解決ARPA技術(shù)中的船舶碰撞問題，對海上領域的船舶信息自動獲取。AIS技術(shù)對于外界的干擾有很強的抵抗能力，基本上不會發(fā)生雜波干擾的狀況，可以增強ARPA的辨別能力，對于船舶目標的監(jiān)控能力又會有所幫助，將兩種技術(shù)融合在一起可以降低船舶的風險性。同時，AIS技術(shù)的電磁波繞射能力及工作頻率比較有優(yōu)勢，對數(shù)據(jù)而言，即便其抵達了河堤拐彎的位置，哪怕船舶監(jiān)測的距離比較遠也不會有影響，在技術(shù)運行中可以及時發(fā)現(xiàn)處在黑影扇型地區(qū)之中的物標，且在實際檢測中不具備盲點，為此有效彌補了ARPA數(shù)據(jù)信號普及不全的情況。將兩種技術(shù)一同應用在船舶上，不僅可以降低船舶之間的碰撞風險，還可以防止在追蹤船舶時發(fā)生目標偏移的情況[2]。

2.3 AIS與ARPA以及ECDIS組合

將AIS、ARPA及ECDIS三種技術(shù)結(jié)合到一起，可以為船舶建立一個導航系統(tǒng)。在實際應用過程中，AIS技術(shù)可以將自身的信號傳遞給ARPA及ECDIS，將兩種技術(shù)的功能發(fā)揮到最大，將接口電路和網(wǎng)絡連接后，兩個系統(tǒng)的功能會疊加在一起，具體從以下幾個方面體現(xiàn)：

（1）目標疊加。由ARPA獲取的數(shù)據(jù)信息可以通過目標數(shù)據(jù)的連接口傳遞到ECDIS系統(tǒng)中，并通過ECDIS系統(tǒng)一同追蹤船舶目標，確保船舶的運行安全。

（2）圖像疊加。ARPA可以通過導航的數(shù)據(jù)線連接到ECDIS系統(tǒng)，對與船舶的定位更加精準。

（3）ECDIS系統(tǒng)可以通過附加的設備快速獲得船舶的行駛速度及方位，并對其開展濾波處理，在海圖上可以直接將船舶的位置、周邊船舶的情況及導航路線呈現(xiàn)出來。采用ECDIS系統(tǒng)監(jiān)測的數(shù)據(jù)更加精準，對于海上領域的掌握情況比較貼合實際，因此對于船舶的航行情況可以實時監(jiān)控。在監(jiān)控中一旦出現(xiàn)特殊情況，要與之前計劃的實時線路進行對比。若想船舶在行駛中不偏離線路，可以在ECDIS系統(tǒng)中安裝報警設備，并按照具體需求實時查看數(shù)據(jù)信息，通過GPS來接收信號，確保ECDIS系統(tǒng)的運行狀態(tài)。在船舶中使用AIS系統(tǒng)，能夠顯示船舶的具體信息，例如船舶的位置、規(guī)格、名字及航行的線路等等。

3結(jié)論

綜上所述，AIS系統(tǒng)是一種新型的船舶通用導航設備，將該技術(shù)應用在船舶中，再結(jié)合先進的通信、信息處理及GPS等多項技術(shù)，為船舶的運行提供數(shù)據(jù)信息，確保船舶航行的安全。在未來的船舶行駛中，可以將其它的技術(shù)與AIS技術(shù)進行融合使用，將技術(shù)的功能性發(fā)揮到最大。

參考文獻：

[1]李志.AIS與現(xiàn)代航海技術(shù)的關系及對未來航海的影響[J].珠江水運，2020（13）：50-51.

[2]郭一鳴.現(xiàn)代航海技術(shù)發(fā)展趨勢及挑戰(zhàn)[J].福建茶葉，2019，41（09）：166.

[3]謝皓林.AIS對現(xiàn)代航海技術(shù)的影響研究[J].科技經(jīng)濟導刊，2018，26（35）：32.