自主水上无线电设备应用、研究及展望

刘法龙

（中国交通通信信息中心，北京 100011）

1 引言

2015年国际电信联盟无线电局（ITU-R）世界无线电通信大会（WRC-15）确定了2015-2019周期内（WRC-19）将要研究的议题，其中水上无线电通信相关议题在ITU-R第5研究组（SG 5）下的第5工作组（WP 5B）进行研究。我国提出的对自主水上无线电设备开展研究的建议被采纳并正式立项，列为议题1.9.1，该议题内容如下：

根据第362号决议，在156-162.05MHz频段内为保护全球海上遇险和安全（GMDSS）系统和自动识别系统（AIS）的自主水上无线电设备采取规则行动。

我国是海洋大国，海洋国土面积约为470万平方千米。近年来我国沿海区域有大量自主水上无线电设备（AMRD）投入使用，且数量呈现逐步上升的趋势。在为行业用户带来一定便利的同时，AMRD 也为海事监管带来了挑战和难题。

2 我国自主水上无线电设备应用现状

我国AMRD的应用主要包括渔网AIS示位标、海洋气象浮标和水文浮标等，其中以渔网AIS示位标的数量最大，分布最广泛。本文以渔网AIS示位标为例，介绍我国AMRD的应用现状及对海事监管的影响。

2.1 应用场景

渔网AIS示位标一般附着安装于流网、定制网具和养殖网箱上，用以向渔民指示网具的位置，为渔业捕捞和养殖提供一定的便利。由于极易从市场获取，性价比较高且使用便利，渔网AIS示位标现已在我国多个沿海辖区水域广泛使用，且数量上呈现逐年上升的趋势。渔网AIS示位标主要应用于海上环境，但是其分布不规律，除分布在养殖区和渔区外，还普遍出现在通航水域内。通常情况下，部署密度为每500米到1，000米放置一个。

2.2 主要技术参数

渔网AIS示位标与远洋捕捞渔船所用网位仪有较大区别，无前视扫描、网位扫描、俯仰探测和鱼获信号接收等功能，仅具有通过发射AIS信号进行网具定位的功能。其外形长度在30cm左右，一般附着安装于网具上，离水面距离约1米左右，可连续工作多天，甚至可达480小时。

渔网AIS示位标目前普遍使用水上移动业务频率的161.975MHz和162.025MHz，即AIS 1和AIS 2 信道。工作时不断发射AIS信号，发射距离在10海里以上，发射频率为30秒/次到5分钟/次不等。渔网AIS示位标无需申请水上移动业务标识（MMSI）即可使用，在购买时由卖方根据买方意愿设置名称，普遍显示为“NET MARK-XXXX”，此类渔网AIS 示位标可根据其名称迅速识别。但是出于使用便利，很多使用者会将其名称设置为所属渔船船名拼音、首字母或字母数字组合等。

2.3 对航行安全和海事监管的影响

由于渔网AIS示位标发射的AIS信号可被船用AIS、AIS岸基站等设备正常接收，并在船用AIS、船舶交通管理系统（VTS）、船讯网等设备软件上正常显示。随着数量增多应用范围增大，在提供一定便利的同时，渔网AIS示位标也开始给相关海域内商船的正常航行以及海事监管带来一系列的困难。

2.3.1 提供船舶与渔网间避碰功能

对于“NET MARK-XXX”这类命名规范的渔网AIS示位标，航行的船舶可识别其为渔网，提早避开其所在位置，避免船舶绞住渔网或者与渔具碰撞，产生经济纠纷或损失。

2.3.2 增加AIS信道通信压力

一个区域内AIS信号过多时，会因带宽占用而导致AIS信号无法正常收发，达到一定数量时会导致AIS通信信道堵塞。随着渔网AIS示位标数量的增多，其毫无节制的大规模使用以及频次过高的AIS信号发射很有可能造成航标处AIS基站接收通道的堵塞，是对船舶交通安全的一个重大隐患。

2.3.3 降低船舶航行监管和搜救有效性

由于渔网AIS示位标的分布密度大，发射频次高且处于常开状态，所以在渔网AIS示位标使用密集区域，VTS监管界面会显示出密集的AIS信号。且由于大多数渔网AIS示位标的命名无规律可循且非常不规范，VTS值班员无法有效区分渔网AIS信号和航行船舶的AIS信号。在船舶交通情况、海上通航环境和船舶交通形势的判断上，海事监管的有效性大打折扣。若是在渔网AIS示位标密集分布的海域出现紧急情况，需要进行定位搜救时，密集的AIS 信号以及不规范的显示，会大大增加搜救力量在搜寻待救援目标、判断搜救环境和选择最优搜救路线的难度。图1为烟台海域VTS监控界面显示收到的AIS信号。从图中可以看出，部分海域AIS信号十分密集，出现互相遮挡的情况，且许多AIS信号显示名称仅为数字或者拼音加数字，非常不规范。

图1 船舶交通管理系统烟台海域AIS分布情况

3 国际上自主水上无线电设备研究进展

作为一种新兴的海上无线电通信应用，AMRD 在《无线电规则》中既没有明确的定义及频率划分，也没有相关的技术建议书或性能标准。海事界已经注意到行业用户对于AMRD的使用需求，也意识到相关规则和技术标准的必要性。WRC-19议题1.9.1正是为解决AMRD的应用而设立。

3.1 已取得成果

在本研究周期内的多次ITU-R WP 5B工作组会议上，各海事成员国就AMRD的应用现状和技术特性等积极地提交输入文稿。工作组专家在此基础上开展讨论研究，已就AMRD议题取得了如下初步成果。

3.1.1 AMRD定义

在ITU层面，经各成员国多次会议讨论研究，各国专家就AMRD的定义达成一致，定义如下：AMRD为工作在海上，独立于船站或者岸站进行发射的移动站台。AMRD可分为两类：增强航行安全的AMRD和不增强航行安全的AMRD（发射与船舶无关的信号或信息，会使航行者分心或对其产生误导，降低航行安全的AMRD）。

3.1.2 应用信息收集

2016年11月份ITU-R WP 5B工作组会议结束后，ITU-R向各成员国发布了调查问卷，就AMRD 在各成员国海域内的部署和应用情况展开调研，收集各类AMRD信息。在2017年5月的ITU-R WP 5B工作组会议上，中国、澳大利亚、法国、德国、英国等16个国家就此问卷调查提交回函，反映了各自国家海域内自主水上无线电设备的应用情况，应用类型包括渔网示位标、人员落水定位追踪设备（MOB）、潜水定位追踪设备、海洋气象浮标等，并收集了各类AMRD的操作特性，包括使用的技术、工作频段、发射功率等。

3.2 研究方向及预期目标

基于上述研究成果，考虑到AMRD应用的需求及海上无线电通信要求，各海事成员国已经确定了AMRD研究的主要工作方向，包括确定其用频需求、操作和技术特性、编号规则、分类等。

3.2.1 解决用频需求

目前阶段，I TU各成员国依然在讨论研究AMRD的用频需求及可能的解决方案。根据其定义，AMRD分为增强航行安全和不增强航行安全的两大类。对于增强航行安全的A类AMRD的用频考虑，考虑到此类AMRD有利于增强航行安全，应该被航行的船舶所识别，各成员国观点比较一致，认为应该使用《无线电规则》附录18中的水上移动业务频率。对于不增强航行安全的B类AMRD的用频问题，各成员国分歧较大，主要集中在是否使用附录18中的频率。目前在ITU层面，拟定用于满足B 类AMRD用频需求的方法有两种，分别如下：

方法1：

⊙ 对于使用AIS技术的AMRD，建议使用《无线电规则》附录18中的160.90 0MHz（即2006信道）频段，通过修订《无线电规则》附录18中的脚注r）实现。

⊙ 对于使用模拟语音技术的AMRD，建议使用160.575 MHz（AMRD 1）和160.600MHz（AMRD 2）两个25kHz的信道，通过在《无线电规则》第5条增加一个5.226A脚注来实现。

⊙ 对于使用其他技术的AMRD，建议使用160.5375-160.5625MHz频段内未信道化的25kHz频率，通过在《无线电规则》第5条增加一个5.226B脚注来实现。

方法2：

⊙ 通过修改无线电规则，允许B类AMRD使用161.4375-161.4875MHz频段。

⊙ 对于使用模拟语音技术的AMRD，建议使用160.575 MHz（AMRD 1）和160.600MHz（AMRD 2）两个25kHz的信道，通过在《无线电规则》第5条增加一个5.226A脚注来实现。

⊙ 对于使用其他技术的AMRD，建议使用160.5375-160.5625MHz频段内未信道化的25kHz频率，通过在《无线电规则》第5条增加一个5.226B脚注来实现。

3.2.2 解决码号需求

考虑到水上移动业务标识资源的有限性，以及AMRD数量大的特点，有必要为AMRD的使用制定一套编号规则。在2016年11月的ITU-R WP 5B 工作组会议上，中国提交文稿《关于自主水上无线电设备编号方案的考虑》，对现有水上移动业务的编号规则及使用情况进行了介绍，提出了AMRD 新编号方案的需求，并基于AMRD使用规模、海事部门管理等考虑，提供了一个初步方案。工作组基于中国的输入文稿，制定了ITU-R M.[NEW_ MARNUM]初步草案新报告工作文件，并在后续会议中基于中国、德国等成员国的输入文稿及建议，对该草案报告进一步修订和完善。目前，AMRD的编号方案依然在讨论制定中。

3.2.3 确定技术操作特性

除水上移动业务使用《无线电规则》附录18中频率外，156-162.05MHz频段内的频率，已经有陆地移动业务在使用。而在此频段内为B类AMRD寻找合适的频段，必须要考虑到与已有陆地移动业务的共存兼容问题。AMRD运行在水上环境，A类AMRD使用水上移动业务频率和标识等特性，也对其发射功率、发射间隔等技术特性提出一定的要求。随着AMRD应用的普及，为了提升海事监管有效性和准确性，有必要制定统一规范的AMRD图形显示。在收集到的各成员国AMRD应用信息及技术参数的基础上，ITU-R WP 5B工作组正着手为AMRD拟定一份ITU决议，对AMRD的技术特性进行统一规范，在全球范围内实施。我国正积极参与此决议的制定。

4 自主水上无线电设备应用和管理展望

从ITU相关研究方向可以看出，未来AMRD将拥有全球统一的使用频段、码号系统和技术规范等，其使用也将合法化和规范化。相关设备厂商可依据统一的技术标准和规范来生产设备，用户可依据频率划分使用规定的频率和水上移动业务标识，监管部门可根据标识和图像显示有效区分AMRD和其他设备。多管齐下，AMRD的应用带来的海事监管难题将得到有效解决。

4.1 缓解AIS信道通信压力

通过修改《无线电规则》为AMRD寻求新的划分，AMRD将拥有专用的通信频率。我国海域内的AMRD主要使用AIS技术，除了A类AMRD仍将使用水上移动业务频率内的AIS信道外，B类AMRD 将使用其专用通信频率，从而不再占用AIS信道，可极大地缓解AIS信道的通信压力。

4.2 提升海事监管和搜救有效性

通过相关国际技术标准和规则的制定，AMRD将使用特定的水上移动业务标识码号，拥有统一的图形显示，并且发射功率、部署高度等都会得到规范和约束。通过对VTS增加标识和设备筛选功能，海事监管部门将能有效地将海图进行分层显示，根据需要剥离出AMRD，而仅显示特定海区内的船舶。海事监管人员将能更有效更准确地判断海区内的船舶交通情况、海上通航环境和船舶交通形势，紧急情况下搜救效率也将得到极大提升。

5 结束语

随着国际上自主水上无线电设备研究的逐步深入和相关国际规则及技术标准的出台，国家主管部门对自主水上无线电设备监管的逐步重视，AMRD 目前的应用乱象将很快得到改善。依据统一的国际标准和规范，加上海事监管法律法规的完善和技术系统的升级，可以预见，我国的AMRD将在主管部门的有效监管下逐步实现规范化应用，真正造福行业用户，增强海上航行安全。

[1] 国际电信联盟.无线电规则[R].2016版.