AIS在當代航海技術中的應用

陸 超

（唐山港引航站，河北 唐山 063611）

0 引言

近年來，中國航海事業取得良好的發展，完善的監測系統保障了航海的穩定性。AIS在當今的航海技術中占據重要地位，作為船舶自動識別系統，比傳統技術更有優勢，可有效優化信息監測與交互。AIS技術的基本功能包括避免船舶碰撞、自動識別船舶航行信息、保障信息溝通、船舶航行的動態監督和管理等。應用VTS系統，可接收船舶航速、航向和位置等信息，用數字技術處理后輸入信息處理，船舶信息的獲取和應用精度也會相應提高。因此，需要綜合準確地分析AIS應用的基本功能，促進航海技術的升級，提高航海的安全性和可靠性。

1 AIS概述

AIS被稱為“船舶自動識別系統”。在技術應用過程中，主要依賴基站設備和船舶搭載設備協同運行，可以集成現代數字通信技術和網絡技術，改善相關航海項目。在AIS技術應用過程中，數字化模塊主要用于接收信息，射頻模塊控制信號收發器管控的狀態，有效處理接收信息。雖然雷達在航行中起著非常重要的作用，但使用有一定局限性，無法準確識別對象信息，航行中船舶之間的信息交換非常有限。為了解決這個問題，需要應用無線通信技術來加強航行過程中船舶之間的通信。AIS系統可以在船舶之間或船舶與陸地之間進行通信和信息交換，有效識別船舶，自動接收、處理和發送數據。即使船舶離岸較遠，為了避免航行中的安全問題，也可以將船舶的位置、速度、航向持續且自動地發送到其他船舶和港口，從中央基站接收航行信息。同時，AIS技術可以在使用中自動發送和接收信號并處理數據，以便船舶遠離海岸時也能找到船舶信息，實現航速、航向和交通管理信息的實時通信。另外，航行過程中信息交換容易受到限制，船舶很難得到信息。在日益發達的導航環境中，相關專家發現使用VTS技術和雷達很難準確識別某些目標，而AIS能夠快速地反饋信息，一般響應時間不超過3 s，可以避免雷達等現有技術的缺點，減少碰撞事故的發生，幫助船舶間有效的信息和數據溝通，提高船舶識別能力，彌補雷達觀測的死角。AIS技術可以自動發送、接收和處理船舶運動數據，具有較強的抗外部干擾能力，使船舶之間的數據和信息獲取不受速度、距離、環境、天氣等因素的限制，監控對象不會消失，保證船舶航行安全。

2 AIS與現代航海技術的關系及相互作用

2.1 AIS與衛星定位技術

在現代船舶航?；顒拥陌l展中，衛星定位技術能夠提供船舶航?；顒拥奈恢?、速度、航向等可靠信息。衛星定位技術是AIS系統運行的基礎，同時AIS系統也對導航技術產生了廣泛的影響，促進了導航技術的升級，提高了導航工作的整體安全性。衛星定位技術是船舶航行不可替代的導航手段，能夠全天候、連續、實時地提供船舶的位置、速度、航向、UTC等。從AIS系統的衛星定位技術或外部GPS可以實時獲取船舶的動態信息，并指導船舶導航，還可以實時提供周圍其他船舶的參數。此外，通過AIS系統和衛星定位技術系統的協同工作，可以準確掌握全船的實際動態，參照衛星定位技術的實際動態，積極利用各種尖端技術，指導船舶航行。另外，AIS系統與衛星定位技術系統相結合，使船舶導航位置、導航速度、導航路線及其他相關信息實時發送到控制室，控制室在船舶收集航?；拘畔⒌倪^程中，可以及時發出預警，避免船舶在航行中遇到風暴、火山噴發、海嘯等相關緊急情況?？刂剖铱梢垣@取信息并通知船舶，方便船舶及時調整航向和航速，使船舶安全有效地規避相關風險[1]。

2.2 AIS與ARPA技術組合應用

AIS與ARPA技術組合應用是獲取船舶信息的手段，其應用效果顯著。ARPA不會及時反映船舶的實際運行動態，也不會修正目標船舶的特定動態信息，導致跟蹤錯誤，影響操作人員的決策。AIS可以準確獨立地反映船舶之間交流的數字信息，信息內容非常豐富。為了在短時間內獲取所有類型的信息，各種傳感設備都可以連接到船舶上，可以獲取更多目標船舶信息，包括衛星定位技術的實際位置、船寬、船長、轉速、航向和其他方面。使用這些數據，了解并計算船舶的實際情況很方便。對于ARPA，受氣象變化和地理條件的影響，無法從干擾的信息中識別和找到船舶，在顯示畫面中，會產生假的回波。如果觀測者難以分辨波形的可靠性，則可能導致危險情況，如果目標反射電波的能力弱，則ARPA在此過程中可能存在缺少跟蹤的問題。在夜間和多霧的天氣航行時，容易發生船舶之間碰撞的可能，如果回波信號波動較大，穩定性不充分，則目標難以跟蹤。另外，在實際檢測中，ARPA有盲區，因此無法檢測到盲區內的船舶，這時船舶有可能發生碰撞。AIS不僅可以提高目標物體的識別能力，還可以提高對目標物體的監測能力，有效彌補ARPA信號的不完整覆蓋。ARPA和AIS技術的結合不僅可以降低航行中船舶的碰撞風險，還可以降低目標丟失和誤跟蹤的可能性。船舶航行中，目標船舶發生變化時，可以在短時間內應對，有效顯示數據信息，避免風險。與單一技術應用相比，ARPA和AIS結合應用的技術在確定船舶會遇到情況、動態變化和規避風險時，將AIS提供的參數與目標參數進行比較，可以有效避免船舶碰撞。

3 AIS在當代航海技術中的應用

3.1 在港口船舶調度的應用

船舶在進出港的過程中，港口附近水域有很多船舶等待進出港口，因此港口的航行風險很高。如果不及時安排船舶調度，將嚴重影響港口的整體工作效率。船舶到達港口的時間、拋錨位置、停留在港口的時間等，都需要仔細的規劃和部署。在發生意外情況時，相關人員應盡快解決問題，確保人員的安全。船舶進出港口過程中，若指揮員信息溝通時出現延誤，就不能保障船舶正常進出港口，影響整個港口的工作進度和效果。因此，在港口船舶運輸管理中，相關人員可以合理應用AIS系統進行輔助管理和控制。通過應用AIS系統，可以快速識別相關船舶信息，船舶可以遵照指令信號快速進出港口。在進出港過程中船舶發生事故，需要港口調度迅速根據船舶信息做出正確有效的指令，AIS系統可以將最新船舶信息上傳到調度室，并根據進出港指令，確保船舶安全進出港口。AIS系統的應用，大大提升了港口管理的效率和安全性，增加了船舶的對接時間，大大縮短了船舶的停港時間。同時，港口船舶事故的發生率得到有效控制。AIS系統的合理開發，實現了港口信息化管理，提高了港口的整體工作效率[2]。

3.2 在船舶避碰控制系統中的應用

在一些重要海域，由于船舶數量較多，船舶沒有航行順序時，可能會造成混亂，影響船舶的航行時間和安全性。AIS系統可以動態跟蹤船舶導航的路線和速度，避免船舶發生碰撞。在基地控制室的幫助下，可以有效地建立船舶避碰控制系統。建立船舶避碰控制系統的目的是確保船舶航行安全，有效避免航行中的碰撞事故。AIS技術的應用可以確保船舶航行的安全性，避免船舶航行中的障礙物。例如，在航道航行的過程中，AIS應答裝置被配置在漁網上，通過相應的裝置，船長或駕駛員可根據顯示的信息避開漁網，為船舶的安全穩定航行提供重要的支持。在船舶航行過程中，應用AIS后收集附近船舶的相關信息，有效控制船舶碰撞概率，確保航行中船舶的安全性。在船舶的海洋救援工作中，也需要合理充分發揮AIS系統的優點。在AIS系統運行下，控制室可以準確定位礁石的地理位置，并與其他導航基站迅速取得聯系。船舶觸礁時，面臨沉沒的危險，要確保工作人員和貨物的安全，必須在短時間內進行救援工作。AIS技術可提高船舶獲取的數據信息質量，根據船舶碰撞礁石的事故地點，緊急派遣附近海域的船舶進行最及時、有效的救援，將損失降到最低，使船舶航行更加安全。

3.3 在水文氣象信息系統中的應用

中國航海事業不斷改善，需要加強船舶動態的實際監測。因船舶的動態信息是以消息的形式發送到監視中心，監視中心成為被動運行，所以很難保證信息的真實性。隨著AIS在船舶上的廣泛使用，AIS可以改善現有的信息渠道，由控制中心向船舶發送控制指示，共享和發布船舶航行信息。AIS可以與互聯網相結合，為獲取不同領域船舶信息提供了多種手段，實現船舶監控。從實際情況來看，水文氣象信息對航行安全有重大影響，即氣象水文對渠道運用開發影響較大。因此，為了確保航行的順利，相關人員必須加強水文和天氣的監測和預警，并了解溫度、濕度和潮汐的變化。同時為了確保船舶航行的安全性，需要向船舶人員提供最新的氣象信息，結合海洋氣象預報信息，同時根據船舶航行位置的變化實時更新氣象變化。

3.4 在船舶智能控制系統中的應用

船舶智能控制系統可以預先警告危險，使船舶更安全的航行，減少航行中的危險性。AIS在船舶智能控制系統中，可以進一步優化和完善船舶智能控制系統，為船舶提供安全信息，實現船舶智能控制，減少船舶碰撞。AIS可以確保航行安全，也可以為智能船舶系統的開發和利用作出貢獻，更好地改善船舶在航海中的長期穩定航行。AIS技術通過改善船舶的通信水平，提前獲取相關信息，采取有效的安全措施，為航海技術的發展奠定了基礎[3]。雷達系統可以計算分析船舶航跡，AIS技術獲得的信息為瞬時信息，這些信息的獲取精度比較高。在這個過程中，雷達可以得到船舶行駛的動態信息，但是如果2艘船舶之間的距離比較近，在船舶交叉會遇時會有信號干擾。AIS技術的應用可以彌補雷達技術觀測的盲區，因為雷達的盲區會嚴重影響船舶航行的安全性，所以AIS與雷達技術的結合可以為航行提供科學技術支持，有助于相關人員更準確地確定和了解各船舶的基本信息和航行方向。將AIS引入航海技術，不僅可以通過船舶航海獲得準確的動態信息，還可以為船舶穩定航行提供全方位的動態數據，盡可能提高船舶航海信息的精度。另外，因通信技術的局限性，無法確定相關目標，或者通信存在問題，易出現潛在的安全隱患，導致船舶航海的安全性降低。為了更好地解決該問題，必須充分發揮AIS系統在船舶識別中的優勢，促進航海技術的開發。船舶智能控制系統應用于航海中，大大提高了航行的可靠性。船舶遇到意外事故，必須利用智能控制系統與基地管制室聯系，并按照基地管制室的指令，及時解決危險情況，確保船舶的整體安全性和穩定性。在AIS系統運行過程中，不同工作類型的船舶在航行中相遇時，可以通過智能控制系統有效地進行溝通，可以確定會遇船舶各自的航行路線和意圖，不僅可節約工作人員之間的溝通時間，在保證船舶航海安全的同時，還可以提高船舶航海的智能化。因此，在未來的開發過程中，AIS技術需要朝著智能的方向發展，進一步確保船舶的航行安全性。

3.5 在船位報告中的應用

航海過程中，船舶需要與附近的船舶、港口保持聯系，交換數據。航海中，如果船舶間的距離過大，就會有監測的死角。為了使船舶安全航行，必須建立完善的船舶數據傳輸系統。AIS技術在船位報告過程中起著非常重要的作用，可提高船舶報告的質量和水平。AIS將船舶實際情況無線傳輸到有線通信網絡系統，并將綜合信息發送到相應的信息報告站，更準確地預測和評估船舶實際情況。信息報告站的計算機系統根據船舶指定的周期，建立對應的數據庫，同時根據用戶需要對數據信息進行分析處理，實現船舶整體穩定運行。目前，AIS系統及相關服務功能，用于船舶間接收AIS數據信息，完成船舶位置的實時定位，以動態形式加強所有類型信息的查詢管理和跟蹤管理，更好地促進航海技術的發展[4]。

4 結語

將AIS有效、合理、科學地應用于現代航海技術中非常重要。AIS的應用，不僅可以有效提高船舶在航行中獲取信息的能力，也可以有效確保航行中船舶的安全性。AIS的應用可以使船舶在航行中快速準確地獲取信息，同時避免船舶碰撞事故的發生，進一步確保船舶航行安全。因此，需要對AIS進行科學分析和研究，積極創新，以確保將AIS技術成功應用于現代航海領域中，促進航海貿易的穩定發展。