船舶自动识别系统(AIS)、船载航行数据记录仪(VDR)、电子海图和信息系统(ECDIS)

船舶自动识别系统(AIS)、船载航行数据记录仪（VDR）、电

子海图和信息系统(ECDIS)

一、“海上数字交通”

自从1998年阿尔.戈尔“数字地球”概念的提出，一时间全球以“数字”为开头后面跟随不同名词的概念层出不穷，如“数字中国”、“海上数字交通”等等。 “海上数字交通”一开始仅仅是一个概念，随着时间的推延，已有了具体内涵，主要包含：电子海图（Electronic Chart Display and InFORMation System缩写ECDIS）；船舶自动识别系统(Automatic Identification System缩写AIS) ；船载航行数据记录仪（Voyage Data Recorder 缩写VDR）俗称船用黑匣子等。 在 “海上数字交通”时代，交通工具上需要了解可能到达地方的距离（电子海图）；需要了解在海图上的位置（全球卫星定位系统等）；需要了解周边船舶的船名航行状况等信息（船舶自动识别系统）；需要了解与他船的距离（雷达和船舶自动识别系统）；还需要有自动导航、避碰系统；通信及信息交换系统等。 二、电子海图显示与信息系统

电子海图是现代航海的一项新技术，它在保障航行安全和提高航行工作效率方面发挥着显著的作用。国际海事组织对ECDIS有专门的要求，与简单地用颜色显示的纸海图相比，包括更多的使用简单、操作容易的地理和文字信息,是一种把需要向航海人员显示和解释的各种各样信息融成一体的实时导航系统。ECDIS能自动地实时计算本船与陆地、海图上的物标、目的地或潜在的危险物的相对位置，可以说将航海安全技术提升到了一个全新的高度。ECDIS规定必须采用1995年 l1月23日国际海事组织( IMO)正式采纳并以 IMO817(19)议案公布的 ECDIS性能标准。随着ECDIS性能标准的发展，国际航道测量组织( IHO)也完善了有关 ECDIS内容和显示的数字数据格式和规范，对航道测量数据IHO交换标准，更新模式的性能标准等。

电子海图一般由所在国的主管机关负责或监督制定，这里主要涉及的是国家主权和日常维护。电子海图主要技术指标要求要高于纸质海图许多，一般来讲，电子海图需要达到：精度高于1米的全数字化的电子海图，无级缩放；包含全部航海信息，如灯浮灯标等；包含全部的地理信息，如岸线码头等。

三、AIS的宗旨

AIS的正确使用有助于加强海上生命安全、提高航行的安全性和效率，以及对海洋环境的保护。AIS的功能有：1、识别船只；2、协助追踪目标；3、简化信息交流；4、提供其它辅助信息以避免碰撞发生。

AIS能加强了船舶间避免碰撞的措施，增强了ARPA雷达、船舶交通管理系统、船舶报告的功能，在电子海图上显示所有船舶可视化的航向、航线、船名等信息，改进了海事通信的功能，提供了一种与通过AIS识别的船舶进行语音和文本通信的方法，增强了船舶的全局意识，使航海界进入了数字时代。

四、AIS需要解决的问题

高精度的定位手段及全球卫星定位系统（民用GPS）的定位已经可以保证优于10m 的精度（实测可达3m精度）；船舶全球的唯一编码 MMSI码； SOTDMA（自控时分多址联接）技术是通过数据打包链接的技术。

AIS技术标准规定：每分钟划分为4500个时间段。每个时间段可发布一条不长于256比特的信息，长于256比特的信息需增加时间段。每条船舶会通过询问（自动）选择一个与他船不发生冲突的时间段和对应的时间段来发布本船的信息。报告种类很多，主要有：船位报告、基地台报告、信道管理等十三种，报告的长度比特数（两进制的数字）从168比特到1192比特不等。根据船舶航行状态不同，每2秒-12秒船位报告一次，在统一的VHF的频道上，AIS范围内任何船舶都能自行互不干扰地发送报告和接受全部船舶（岸站）的报告。

五、国际海事组织规定安装自动识别系统(AIS)的具体要求

国际海事组织(IMO)海上安全委员会第73届会议要求：所有300总吨及以上的国际航行船舶，和500总吨及以上的非国际航行船舶，以及所有客船，最晚在2002年7月1日至2007年7月1日间，应配备一台自动识别系统(AIS)；部分实施日期之后两年内永久退役的船舶，主管机关可以免除对这些船舶的要求。

六、AIS的研讨会或研究、推广会

2000年6月到2002年上半间，北京、上海、广州、大连等地举办了多起AIS的研讨会或研究、推广会。这种研讨会或研究、推广会一般由国际上的AIS生产厂商和国内有关单位联合举办。笔者参加了部分这样的会议，演示AIS的有关功能的方法有：

通过电话拨号上接入的方法，上芬兰、美国当地的AIS基站网，可观看当地港口实时的AIS图像。观看了：航道图中显示多艘船舶的实时动态；船舶的实时航行过程；船舶的实时靠码头过程；数艘船舶实时同时停靠在不同码头的场景等。航道图的比例尺可根据需要而改变；可选择任意一艘船舶，该船的数据显示区域就会立即显示该船的有关数据。

动用了两台AIS设备来模拟AIS船站，一台安置在会议场所，另一台安置在汽车上模拟AIS“船站”，观看“船站”的移动，了解了AIS的功能，模拟AIS船站的数据。

七、AIS、VDR、ECDIS的关系

船舶自动识别系统(AIS)、船载航行数据记录仪（VDR）、电子海图和信息系统(ECDIS)是各自独立的系统，但又是紧密联系的。船舶自动识别系统、船载航行数据记录仪获得的数据需要在电子海图和信息系统上显示；船舶自动识别系统和船载航行数据记录仪能互相引证其数据的准确性，其标准需要一致，所以国际海事组织把ECDIS、AIS、VDR放在一起研究、讨论和定标。AIS、VDR两者有着不可替代的互补功能。AIS的船舶能实时获取周边安装使用AIS船舶的船名、呼号、船长、货物种类等船舶静态数据，和航向、航速、位置、相对距离等船舶航行动态数据；VDR能在事故后保存记录数据并恢复和再现这些数据，对事件的还原准确程度和对事故原因分析提供原始数据的程度是传统的方法无法比拟的。 八、AIS与VTS、ARPA、船舶报告的主要技术数据比较：

VTS的岸基雷达 ARPA的船基雷达 船舶报告的报告 AIS

位置的最小单位 / / 为分，（≈1852米） 为1/10000分，（≈0.1852米）

显示精度/允许误差 ≈30米，与岸站至目标的距离有关 ≈30米，与船站至目标的距离有关 允许误差2小时的航程 ≈3米，与定位手段有关

基站工作范围 岸基雷达5海里范围 船基雷达5海里范围 / 船、岸基雷达20海里范围

主要技术研制（成熟）时间 30年前成熟至今有少量的变化 20年前成熟至今有少量变化 40年前成熟至今无大的变化 8年前研制至今仍在完善中

备注 雷达波为直线传播 雷达波为直线传播 报告范围与通信手段有关 AIS波(VHF)可非直线传播

九、AIS实施以后

AIS实施以后，船舶能及时了解周边船舶的船名和航行状况，这样有利于船舶的避碰；有利于事故情况和调查；可提高交通管制的工作效率，有利于船舶减少事故。岸上能通过网络等手段全球各地船舶的现状，能准确的预报船舶到码头的动态时间，做到集装箱直接卸到客户派出的集装箱卡车上并直接开往目的地。仅此一项，就可以节约大量的费用。能提高物流是现代科学的管理；

关于AIS的基站建设，无可非议地由国家主管机关负责建设，国家主管机关对AIS数据有管理的职能，国际海事组织对AIS数据管理和使用有明确的规定。对AIS数据管理中的日常工作，会委托一个商业机构来管理。船舶、货主、代理或其他有关单位需要使用AIS数据，需要交纳相应的费用，使用权限、保密等也会根据合理的规定，严格管理。

AIS数据是一项相当有潜力的事业，很多企业都看中了这一领域。谁会是AIS数