分析AIS与现代航海技术的关系及对未来航海的影响

孙烟生

摘要：本文首先介绍了AIS的技术和功能特点，具体来说AIS的构成结构、AIS核心技术、AIS实际功能三个方面。再次分析了现代航海技术和AIS的实际关系。最后探讨了AIS对未来航海的实际影响，包括AIS影响船舶避碰、AIS通信网络影响航运信息化建设这两方面。

关键词：AIS；现代航海技术；未来航海；影响

AIS作为一种新型的船用助航设备被广泛运用于航海领域中，包括了国际电工协会、国际航标协会、国际海事组织等多个方面，为了研究其性能和基本标准，积极改善海上的运输条件，为船舶驾驶员提供更好地服务，促进我国航海技术的飞速发展，本文重点研究AIS与现代航海技术的关系，并预测其未来对航海的影响。

1.AIS的技术和功能特点

1.1AIS的构成结构

船舶设备接口、VHF通信模板、主控单元、GPS板块共同组成了AIS系统。整个系统的核心控制便是主控单元，也就是内嵌微处理系统。为了给船舶提供精准的时间和动态信息，可以积极使用GPS模板。就海上VHF通信频道而言，需要强化VHF通信机工作，便于完成AIS设备间的信息数字交换方法，为了实现多种船舶设备和AIS设备的顺利连接需要依靠船舶设备统一接口。

1.2AIS核心技术

为了解决多船舶间通信信道的竞争力度，可以使用AIS自组织时分多址链接（SOTAMA）技术，科学合理地调整各种信息通道，趁着空闲时间自主输送各类信息，少去干扰其他船舶信息，最后不要人工干涉，便能实现船舶间自主动态信息交换。

SOTAMA协议将大部分VHF划分为固定时长间隙，1帧代表一分钟，2250个间隙便构成了1帧。每个时隙间隔26.9ms，方便传播256b信息，总的来说，一个时隙可以占领一个位置。AIS设备可以遵循SOTAMA协议，在空余时间输送本船信息，依据通信链路的具体工作状态及时调整时隙，SOTAMA的实际原理如图一所示。

图一SOTAMA无线数据链路工作原理

1.3AIS实际功能

从某个角度，AIS功能便是遵SOTAMA通信章程，积极使用VHF通信方法，在一定海域内，及时交换船-船、船-岸间静、动态信息，及与安全有关的航行、气象信息；使邻近船舶及岸台能在最短时间内掌握到这些信息，并以此及早采取必要的安全行动提供了帮助。

2.现代航海技术和AIS的实际关系

2.1AIS和卫星定位系统的关系

现代船舶的导航离不开卫星定位系统，能够随时、连续、全天性为船舶导航，提供精准定位。AIS依托的就是卫星定位系统，并能进一步发挥出卫星定位系统的实际作用。

AIS整个设备的实际基础便是GPS中使用的UTC时间，为了合理划分slot，需要掌握SOTDMA技术，它的时间间隔约为27ms，为了准确保持和时间的一致性，应该努力掌握AIS设备技术，方便其稳定运行。

GPS中UTC时间能够精确反应到10-6，这完全反应了AIS的精准时间。为了获取UTC的数据根源，AIS内置GPS接受机。

文本短信息、静态信息、识别信息和动态信息共同组成了AIS交换信息。AIS交换比较核心的动态信息是GPS提供的航向、航速和位置信息。GPS提供了各类动态信息，其更新频率为1次/s，更新信息所需最短时间为2s，为了精确获取整个船的实际动态需要参考外接GPS的实际动态，积极运用各项先进技术传播出各类动态。使用这些信息便于指导船舶运行，同时，积极为其他船舶航行提供参考依据。

2.2AIS和ECDIS

现阶段，船舶AIS要想发挥出其导航作用可以使用ECDIS技术，ECDIS已经于2018年7月1日开始强制适用，而且随着网络技术和卫星网络的普及在改正和出版都已不是问题，但有许多功能还没有真正的发挥出来。为了提高船舶的实际安全性能，可以快速、准确获取各种数据，积极发挥出ECDIS的正确运行功能，引发人们的重视。

实际运用ECDIS这门技术，不仅仅包括船舶导航，为了准确标注电子海图，需要连接GPS获取船舶的具体航行信息。现阶段，很难准确获取其他船舶实际航行信息，难以发挥出船舶的实际碰撞作用。后面，随着AIS的实际运用和发展，需要积极发挥出ECDIS船舶避碰的实际作用，超出其导航方面的性能优势。

AIS的最低信息配置要求便是LCD，AIS最理想、最实际的应用平台便是ECDIS，它可以用数字化、地形化的方法反应AIS的实际信息交换内容。具体来说，包括呼号、船舶名称、具体位置、运动矢量等多个方面。

AIS还可以应用于虚拟航标系统，与ECDIS相结合，将各类助航标志准确的在ECDIS上显示出来，便于船舶更好的利用好助航标志，减少事故的发生。

3.AIS对未来航海的实际影响

3.1AIS对船舶避碰影响

船舶信息获取的手段包括了AIS、RADAR两方面，RADAR系统与技术能够为周围船舶提供精准信息，应用效果显著，但具体处理各类信息使用的是ARPA技术，计算出目标船舶的实际位置、航行速度、TCPA、CPA的实际动态信息。就现阶段来说，当船舶通航密度大时，ARPA难以适应船舶的实际碰撞需求，当船舶转向时，ARPA不会及时反应船舶的实际运行动态、快速修订目标船的具体动态信息，会出现跟踪失误的情况，从而影响操作者的具体避碰决策。

作为AIS，能实际、准确、自主反映出船舶间交换的各类数字信息，信息内容十分丰富。为了及时获得各类信息，可在船舶上，使用连接各种传感设备。除了上述信息，获得更多的目标船信息，还应包括GPS实际位置、船宽船长、转动速度、船首向等各个方面。充分使用这些数据，方便了解当前船舶的实际动态，便于推算出船舶的实际动态。

3.2AIS通信网络影响航运信息化建设

我国交通运输业不断进步，与此同时，企业信息化功能也在不断提高，需要立足加强对船舶动态的实际监控力度。但是，现阶段，船舶动态信息均是以报文的形式输送到监控中心，监控中心处于被动运行的存在，难以保证信息的准确性和真实性。不过，随着AIS在船舶中的迅速使用，依次修建了各类AIS岸站，AIS网络可以改善现有信息渠道，共享和发布各类船舶航行信息。AIS设备方便传播各种信息功能，完全可以使用Internet从控制中心将控制指令从AIS站台传播到船舶，加速船舶的出行速率，便于监督和控制AIS站台。

随着AIS网络技术的普及，便能和Internet网络充分结合起来，为航运各个领域提供获取船舶信息的各种手段，实现对船舶的监控，促进远程船舶的发展。

4.总结

当前，我国通信导航设备广泛使用AIS这类新型技术，它实现了信息运用、网络通信、卫星定位单方面的共同结合，从而实现资源互补的目的。AIS船岸网络可以促进其船舶导航、船舶避碰、船岸通信船公司对所属船舶动态监控等多个方面，发挥出其重要作用。不久的将来势必要建立起一套涵盖海、陆、空一体化全覆盖的AIS网络。

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