沈高瀚 顾智勇 曲鹏翔 刘剑平
(洋山海事局,上海 200120)
渔用网位仪是安装在捕捞网具上用于定位的助渔装备,一般采用AIS(船舶自动识别系统,Automatic Identification System)技术。其违规使用和违法滥用会对基于AIS 技术的水上无线电通信产生不利影响,从而危及海上交通安全。因此,研究网位仪对水上无线电环境的影响具有重要意义。本文将从海事管理的角度出发,系统地分析网位仪的影响,并提出相关建议。
网位仪属于渔具定位装备,分为采用中高频(MF-UHF)技术的传统网位仪和采用AIS 的网位仪,本文所研究的网位仪,主要为AIS 网位仪。该类型网位仪具有体积小、定位准确、远距离或恶劣天气下辨识清晰和价格低廉(市场价多在200~ 300 元)等优势,因而近年来在流刺网、张网作业渔船上以及鳗鱼苗捕捞网具上迅速普及。据统计和测算,目前国内具有一定规模的AIS 网位仪生产企业近10 家,年销售近5 万台,沿海地区使用量高达50 万台。根据数据测算,在捕捞旺季洋山港及附近水域网位仪使用量可达1 000 套以上。
目前,网位仪无序无度使用,对水上无线电环境的造成以下影响:
(1)网位仪普遍存在MMSI 编码、位置、时间、名称、航向、航速等错误,综合错误率可达70%以上;
(2)部分网位仪的MMSI(水上移动通信业务标识码,九位码)编码异常或未报备随意设置,涉嫌违法违规;
(3)网位仪使用定时抢发(Burst transmissions)技术,长时间高频播发信息,易引发AIS 信道拥堵;
(4)网位仪为了扩大通信范围、提高通信距离,都违规采用大功率发射,压制正常AIS 频段的通信;
(5)部分水域网位仪发射的AIS 报文更新频繁、数量多,加重船舶导助航设备和VTS(船舶交通管理系统)的数据处理负担。
网位仪无序无度使用在对水上无线电环境造成影响的同时,对水上通航安全造成如下影响:
(1)部分网位仪违规设置MMSI 和名称,有的甚至冒用他船船名,导致附近经过的船舶很难辨别其真实身份和航行状态。
(2)网位仪设备其信号发出的定位经纬度及速度矢量线有很高比例是错误的,容易被错误当作移动的渔船引起避让上的误判。
(3)在部分网位仪密布的区域,会出现网位仪AIS 更新频率高于渔船更新频率的现象,导致过往商船只见渔网、未见渔船,可能引发商渔船碰撞事故。
(4)部分网位仪AIS 报文类型、MMSI 和静态信息组合错误,影响各类AIS 显示设备对船舶、航标、示位报警等信号的辨识,可能干扰海上救援及协调活动(RCC)等情况。
AIS 的国际应用标准主要有:国际海事组织(IMO)规定的海上安全和防污染标准;国际电信联盟(ITU)制定的无线电通信标准;美国海岸警卫队(USCG)发布的《Manual on Automatic Identification System Operations》 要求;IEEE 组织的IEEE P1880 标准等。
这些标准确保AIS 的功能和性能符合国际标准。一是将AIS 定义为一种用于自动识别船舶身份的技术即“自动识别系统”;二是规定使用MMSI 需要经过批准和报备,遵守IMO 关于MMSI 使用的规则和指南,具体根据各国相关法律法规实施等。
涉及AIS、网位仪的相关国内法律法规主要有:《中华人民共和国海上交通安全法》《中华人民共和国海事法》《中华人民共和国无线电管理条例》《海洋渔业船舶通信导航设备管理规定》等。
这些法规要求AIS 以及网位仪需要符合国家有关标准。一是AIS 的MMSI 作为电台识别码具有唯一性,当船舶遇险时是组织搜救的重要信息,不得私自修改或在未登记设备使用;二是MMSI 需要在主管机关进行报备,AIS 设备的设计、制造和使用都必须符合国家相关标准和技术规范;三是AIS 及网位仪的使用频率、发射功率应当符合国家和地方规定的限制等。
通过分析现有的国际规范和国内法律法规,可以发现目前网位仪的无序使用和超规范使用等情况违反了相关国际标准和国内规定,干扰了正常的水上无线电环境,并可能影响航行安全和搜救应急。
同时,目前的国际规范和国内法律法规在规范网位仪的使用方面存在局限性。一是缺乏统一标准,国内没有明确的网位仪国家标准,难以实施统一管理和监管;二是缺乏监管力度,虽然国家对网位仪的生产和销售进行了一定的要求,但监管主体不明确导致监管力度不强;三是违法行为界定不明确,对网位仪相关违规违法行为的界定不明确或适用条款模糊,难以进行处罚。
(1)频率干扰。网位仪通常会使用AIS 频率进行通信和控制,该频率与周围其他AIS 技术标准下的无线电设备频率冲突,会产生频率干扰,导致其他无线电设备的通信质量下降或失效。
(2)信道压制。网位仪的信号强度与更新频率往往超限设置,部分网位仪设备的发射功率超过5W(B 类CSTDMA 的标准为2W),且报文更新率过快。部分网位仪采用定时抢发的技术方案,设备中没有接收机,由内置定位接收机(GNSS)进行同步(UTC)的定时发射机制,没有载波侦听(CSTDMA)技术方案的检测信道忙停发机制,也没有自组时分多址(SOTDMA)技术方案的信道空时隙预测机制,属于无序抢发的状态,会干扰正常AIS 设备的收发。
(3)无标准生产。网位仪采用MMSI 作为识别码,但国际电联尚未将其纳入AIS 设备范畴,国内也没有相应的标准和管理要求。因此,现有的网位仪并无合法身份,均系非法、非标生产。
综上所述,网位仪对水上无线电环境的影响主要表现为频率干扰、信道压制、无标生产等方面。为了减少这些影响,需要采取措施来优化网位仪的通信设置和放置位置,减少对水上无线电环境的影响。
(1)无序使用。目前网位仪的MMSI 编码规则、显示标识、发射功率、通信协议接入方式、报文更新率等重要技术指标无统一规定,厂商或渔民可自行设置内置信息、随意更改。
(2)超规范使用。中小型商船、渔船上普遍使用的AIS 为B 级,大中型商船使用A 级。B 级AIS 分为SO 型(SOTDMA 模式)和B 级CS 型(CSTDMA 模式),区别具体如下:
由表1 可以看到,A 级AIS 最大发射功率12.5 W,B 级AIS 发射功率2 W,网位仪一般使用和部分渔船同型的AIS B-CS 型。部分网位仪发射功率、发射频率高于船舶AIS 信号,这种模式属于利用成熟的AIS 识别、传输以及国际认证体系来进行渔具定位。短期看是方便渔具自身的识别,强迫商船让路,但长远来看危害极大,开了很不好的先例。假设,未来航标、岛堤、桥墩、暗礁、风机等海上设施设备均安装类似网位仪的“AIS 定位标”,那么中国沿海的VTS 系统、船舶电子海图系统等在部分海域将满屏幕都是定位信号,很难分辨出其他船舶,对通航安全埋下隐患。
(3)网位仪使用频率与周边飞机、无人飞行器、AIS导助航设施的频率重叠,可能引发导航和通信系统干扰事件,从而影响安全。
(1)在A1 海区取缔违规违法网位仪。根据调查,近海的渔网区,全部都是由渔业部门审批出来的,都是有经纬度定位的固定区域。超出区域布设渔网本身就违规违法,也就枉论还要在渔网上装设备标识和扩建渔网区域。
从防碰撞和避免商渔纠纷的角度来看,通过虚拟AIS技术直接标记渔网区域,由航保中心发送给VTS 中心和船舶是比较合理的一种模式,同样可以引导商船远离渔网。因此,相关管理部门可以利用电子巡航、水域巡航等方式强化水上无线电环境监控,全面清查违规布设的网位仪。通过清理违规设备、查处典型案例,在A1 海区取缔违规违法使用网位仪的行为。
(2)在监控系统对网位仪、渔船区分显示。分别用不同颜色、标识区别监控网位仪和渔船,正规渔船显示深绿色跟踪,此类船舶AIS 信号发送的船舶类型为渔船,MMSI为“412+(200~549)+(00~99)+(1~9)”共九位显示。而网位仪设备其信号发送的船舶类型为渔船,但编码一般不符合规范,船名也会显示乱码。届时监控系统将未按规范编制的AIS 跟踪识别为网位仪,显示浅绿色雷达跟踪,因为网位仪并没有对应的雷达跟踪,会显示成无碰撞体积的标识点。这样VTS 等监控系统能直观的区分正常的渔船和网位仪。
(3)在VTS 等监控系统接入北斗信号。将北斗信号接入海事监控系统,可以增强对渔船的发现能力。通过北斗定位识别的渔船,同AIS 识别的渔船进行同位置比对,可以便利的识别、分辨出网位仪和渔船,便于协调船舶避让。
(1)研究网位仪技术标准。组织相关领域专业机构进行研究,由主管部门根据国际规范和国内法律法规,明确定义网位仪的合法身份,并确定对网位仪实施规范化管理的实施路径、程序和方法,为下一步制定相关标准和管理制度指明方向。
(2)优化目前我国海事管理及渔业管理模式。一是委托相关技术机构制定网位仪产品标准,确定主要技术指标,制定水上移动业务标识编码规则,统一网位仪的命名方式;二是出台管理制度,建立网位仪生产、使用的标准体系和管理要求,明确网位仪识别码等关键信息应由生产厂负责写入,不得任意修改,网位仪投入使用前应经第三方技术检验机构检验合格并备案后方可上船使用;三是开展网位仪的专项治理行动,全面清理不符合标准、违规使用的网位仪,严厉打击网位仪套用船舶MMSI 以及捕捞渔船在航道、锚地、习惯航路附近布设渔具等行为。
通过从海事管理的角度分析网位仪对水上无线电环境和通航安全带来的影响,发现违法违规使用网位仪会干扰水上无线电通信、影响航行安全,需要加强管理和规范使用。未来,随着渔业的不断发展和技术的不断进步,网位仪的使用量将会进一步增加。因此,应该继续深入研究网位仪对水上无线电环境的影响,探索更加有效的技术手段降低干扰,并建立完善的监测体系和评估机制,及时解决可能存在的问题,确保水上无线电环境和交通运输环境的畅通与安全。