港口引航中AIS技术的应用

汤浩渊 宁波大港引航有限公司

长期以来，我国在水上航运事业的发展中投入了大量的人力、物力和有力政策，促进了水上航运领域的技术革新和观念革新，面对与日俱增的港口驳船压力和引航压力，加快推进现代化船舶管理体系建设至关重要，AIS技术拥有完善的控制系统和灵活的信息接收、传输方式，借助AIS基站，其支持了港口引航水平的切实提升。

1.AIS技术在港口引航中的应用优势

在“一带一路”战略方针的不断推进下，我国拥有了优良的对外贸易环境和对外贸易基础，在水上航运事业的持续发展中，AIS技术的应用将为港口引航工作带来全新的发展机遇，以下对AIS技术在港口引航中的应用优势进行介绍：

第一，信息处理优势，在AIS基站的支持下，AIS技术可以在界面上显示港口引航所需的标准数据，同时，还能按照信息显示需求，通过图标显示动态的船舶引航信息，具有较高的灵活性和便捷性。

第二，交通态势全面反馈优势，随着我国对外贸易事业和物流事业的蓬勃发展，水上航运环境也发展了翻天覆地的变化，日均引航船舶数量呈现了明显的上涨趋势，在发展阶段中，AIS技术能够充分识别水上引航环境，以AIS基站和互联网为基础，实时获取水上交通动态，从而合理调整船舶引航方案，切实保障了水上交通系统的正常运行和引航安全。

第三，信息可靠性优势，AIS技术的信息传输、接收覆盖范围大，同时可不受天气因素的影响，因此，其在引航信息接收和传输上具有较高的抗干扰能力。

2.船载AIS的基本构成

船载AIS能够获取动态的引航信息、泊位信息，加快了引航效率，保证了引航安全，这与船载AIS精密、现代化的系统构成具有密不可分的关系，以下对船载AIS的系统构成进行介绍：

船载AIS的技术核心是卫星定位技术、数字通信技术、信息处理技术和计算机网络技术，为船舶监控、引航规划建立提供了优良的信息环境，是现代化的数字助航系统。船载AIS系统围绕通信处理器主要包括GNSS接收机、ANF收发机、MKD和BHT，实现了信息的有效整合和快速处理，支持了船舶引航过程中相关人员了解船舶的具体状态和当前航线上的交通信息。在通信处理器的支持下，船载AIS具备输出接口和输入接口，其中输入接口主要与艏向传感器、速度传感器、转向率传感器、GNSS接收机以及其他相关传感器相连接，充分搜集了船舶引航过程中所需的具体信息，有助于船舶引航人员了解船舶状态。在信息收集的基础上，船载AIS通过通信处理器进行了信息的精细化处理，并经由输出接口与电子海图接口、雷达接口、便携引航仪接口、远程通信接口进行双向连接，实现了与外部的信息交流，同时通信处理器的输出接口还可以与警报器进行单向连接，支持了故障预警功能的发挥。

3.AIS技术在港口引航中的应用路径

3.1 信息化船舶管理体系建设

近年来，随着我国物流行业的全面发展，水上航运体系的建设日趋完善，以宁波舟山为例，在2019年中国内地港口吞吐量调查中，宁波舟山以112009万吨获得年吞吐量第一名。AIS技术的应用将打破传统的水上航运引航体系，在信息化船舶管理体系建设中贡献力量，以下对其进行介绍：

AIS技术可以凭借其高效率、高稳定性和高精度的信息整合能力，通过在船舶上普遍装载，构成系统、完善的AIS信息交流沟通环境，有助于我国水上交通管理水平的切实提升。另外，在AIS技术的稳定支持下，还能形成更为统一的船舶引航制度，对船舶航行环境中的动态信息、静态信息、安全信息、泊位信息等进行实时交流，充分利用了计算机网络技术的稳定信息传输优势。信息化船舶管理体系和现代化信息管理体系的建设是水上航运事业发展的必经路径，AIS技术在港口船舶引航中的合理应用则能进一步统筹引航信息环境，通过与艏向传感器、速度传感器、转向率传感器、GNSS接收机以及其他传感器相连接，实现了船舶引航过程中重要信息的精细化收集，在此基础上，可凭借引航经验、引航标准建立健全的引航规划，充分规避引航风险，保证引航船只、引航人员以及船只工作人员的安全。

3.2 船舶报告

AIS技术在港口引航中的应用主要依靠了VHF频段和TDMA技术，实现了自动性的广播信息接收和船舶状态信息整合，这些信息主要包括静态信息、动态信息、航次信息和安全信息，对于港口安全引航具有重要意义和深远影响。另外，AIS技术整合了卫星定位技术、数字通信技术、信息处理技术和计算机网络技术的信息处理优势，支持了其在船舶报告中的合理应用，以下对其进行介绍：

AIS技术具有高效信息传输优势，因此，在船舶引航过程中，其可根据信息传输要求和船舶报告要求，对船舶吃水信息、危险品货物信息、目地港ETA信息以及航线计划信息进行定期更新。在正式引航前，相关引航人员可按照六分钟一次的更新频率进行信息更新，或者在被询问时进行信息的立即更新。主要的更新内容包括正式引航前船舶的最大吃水深度、货物装卸后以及主管机关要求时危险品货物的种类、在航行位置发生变化时港口名和到达港口的时间以及转向点信息，其中危险品货物主要包括危险货物、有毒物质、海洋污染物等。

3.3 船舶监管和操纵

AIS技术在船舶引航中的应用主要以其高精度、高整合性的信息系统为基础，可以切实提高船舶监管效果，AIS船载终端主要包括差分GPS OEM、高分辨率LED显示屏、微功能数字电台、USB接口微功能数字电台、控制主板、电源系统聚合物理电池、便携式笔记本电脑、船舶PLUG接口、中心通信天线、通信天线和嵌入式GPS天线等模块，构成船载AIS终端的每个模块都具有着不同的功能性，系统支持了船舶信息的充分整合和快速导出。

当前，我国正处于信息化环境中，大部分信息都可以转换成数据进行实时传输，而AIS技术借助了信息传输的多元化、灵活性特征，将超越VHF传递范围的信息进行了有效传输，有助于相关人员远程监控船舶的状态，实现船舶的远程动态监管，并根据引航要求和引航标准对船舶的正常引航状态进行实时分析，掌握引航危险点，合理调整引航计划。AIS技术在港口引航中的合理应用，还能够切实地发挥卫星定位和计算机网络技术的优势，帮助相关人员实时掌握引航船舶的位置信息，并借助AIS技术的信息获取界面对当前引航船只的交通态势进行重点掌握，充分发挥了其拓展性和兼容性功能。

在宁波港的实际引航工作中，当船舶处于大黄蟒、突泥嘴，螺头角，长柄子头、上溜网等相互看不见的湾头水域时，及时利用AIS系统发现进出的相关船舶和交通流，及早联系或发布通告，及早采取与当时水流和天气相适应的合理的避让措施。但在任何时候，都要考虑到周围船舶仍然存在没有安装AIS系统和可能无法准确及时显示AIS船舶信息的局限性，不能疏忽和减少瞭望的作用。

3.4 引航计费

通过不断优化集装箱航线结构，2019年宁波全年净增10条东南亚航线，全港航线总数达244条，发展态势良好。引航费用是引航结构经济的重要来源，同时也是支持引航事业长期健康发展的坚实基础，在港口引航过程中，AIS技术可以促进引航计费精准化和现代化发展，以下对其进行介绍：

AIS技术的核心技术是卫星定位技术、数字通信技术、信息处理技术和计算机网络技术，引航人员可以有效地掌握引航信息，同时引航计费的管理人员和监控系统也可以借助AIS技术进行引航信息的实时掌握。在港口引航过程中，需要通过AIS技术掌握的引航信息主要包括引航员登船时间、引航员离船时间、锚地位置以及泊位参数等，在常规信息获取过程中，天气因素、地理因素、人为因素等都会对信息获取效率和信息的接收精准性造成不良影响，影响了引航计费效果，而借助AIS技术则可精准获知具体信息，从而按照实际收费标准进行精准计费，保证了引航机构的服务质量。

4.结论

当前，我国正处于水上交通系统建设的关键时期，在港口船舶引航过程中，可以灵活地应用AIS技术，实现信息交流，切实保障引航安全，AIS技术可以在船舶引航过程中参与到信息化船舶管理体系的建设过程中，支持船舶报告、船舶监管和引航计费功能，打破了传统的引航系统建设框架，有助于我国引航能力的快速提升。