谈虚拟航标的应用及发展

关于虚拟航标设置、命名的建议

上海港引航站周乐　

上海宝山海事处周永凯　

上海港引航站陆悦铭　

摘要：针对在沉船、礁石和浅滩等水域设置虚拟航标出现的命名、显示的尺度、设置的位置和工作状态等问题，从船舶驾驶　员、引航员运用航标的角度出发，指出虚拟航标的局限性，对虚拟航标的命名、输入的尺度等提出建议，以保证这项应用在航　标领域的高新技术能够真正有效增进海上交通运输的安全。　关键词：ＡＩＳ；航标；虚拟航标；航行安全　

一、前言　

葡萄牙籍油船“阿提哥（ＡＲＴＥＡＧＡ）”轮装载　

由也门共和国出口的１２万ｔ原油，计划到大连新港卸　货。该船长２７４－３　Ｉｎ、宽４３．２　ｍ、吃水１４．８　ｍ、总吨　７７　３９９、净吨４５９８７、载重１４０５５４ｔ。由于船方没有准　备大比例尺海图，只有一张成山头到老铁山的航行图　（图中大连新港水域的面积只有约ｌ　ｃｍ２大小），船长　在不知道水域水深的情况下，盲目向大连港摸进。　

２００５年４月３　Ｅｔ　１０时３８分，该船在驶近大连新港码头途　中的险礁附近海域（３８。５７．４９　Ｎ／１２１。５９．０９　Ｅ）触礁　

搁浅，船舶右倾６。，右舷第二、三和四舱破损，有原　油溢出。图１为“阿提哥”轮在险礁上触礁搁浅状　况。险情发生后，在交通运输部统一指挥和各相关部　

门的密切配合、紧急救助下，通过减载近万吨原油，　４月４日１４时５Ｏ分，　“阿提哥”轮在拖船的协助下趁高　潮成功脱浅。海事部门为了避免类似事故的发生，于　

２００５年５月８日在此处设置了我国第一座虚拟航标。航　行通告称其中文名为“险礁孤立危险标”，英文名为　“ＸＩＡＮ　ＪＩＡＯ　ＩＳＯＬＡＴＥＤ　ＤＡＮＧＥＲ”。　

二、问题的提出　

我国的航标是根据《中国海区水上助航标志》　（ＧＢ４６９６－－１９９９）、《中国海区灯船和大型浮标制　式》（ＧＢ１５３５９－－１９９４）和《中国海区可航行水域桥　梁助航标志》（ＧＢ２４４１８－－２００９）等规定命名的，比　

关于航标作用及价值的探讨与建议

Discussion on the effect and value of Aids to Navigation and associated recommendations

沈金城DOI:10.16831/ki.issn1673-2278.2020.07.028

关于航标作用及价值的探讨与建议

一、引言

航标是为船舶航行安全服务的助航设施，分视觉航标（又称目视航标）、音响航标和无线电航标3类。它为水运、渔业、海洋开发和国防建设以及对建立海上和内河的安全经济通道，提供了可靠的航行安全保障条件。顾名思义，航标即助航标志。更早时期，主要以固定视觉标志为主，进入现代社会后，出现了雷达、GPS及北斗卫星定位导航系统、AIS船舶自动识别系统等先进的无线电航标助航应用系统，随着智慧航保工程、智慧港口等新工程开发建设，这些充分融合了包括航标服务、通信、信息等技术的智慧工程，为海上安全通航提供陆海空天一体、及时、可靠、准确有效、全方位航海保障信息服务。摘要：为充分挖掘航标服务独具的安全保障价值，更大地发挥航标服务对社会经济发展的支持作用，文中通过分析航标的历史特点与作用，有效挖掘现代航标的功能与价值，分析面临的问题，提出推进航标事业发展建议意见，增强航标价值体现，提升航标社会影响，更好实现新时代航标价值。关键词：航标；价值Abstract: In order to adequately explore the unique safety guarantee of aids to navigation (AtoN) and give greater play to the supporting role of aids to navigation for social and economic development, the paper probes into the problems faced through analyzing the historical characteristics and functions of aids to navigation and effectively exploring the value and functions of modern navigation. It also puts forward suggestions on promoting AtoN development, in order to show the value of aids to navigation, enhance its social impact and realize its value in the new era.Key words: Aids to navigation; value中图分类号: U691+.6 文献标志码：A 文章编号：1673-2278（2020）07-0077-02二、航标发展的历史特点与主要作用

AIS航标的应用

ＡＩＳ航标的应用

（卜海航标处袁理）

【摘要】ＡｄＳ应答器技术是近十年来在航海安全方面得到广泛应用的新技术，同时ＡＩＳ技术的也已经在航标上得到初步的应用，随者ＡｄＳ在航标上的应用技术、应用方式和应用前景的不断发展前进，必将为航标发展产生深远的影响。

【关键词】Ａｄｓ航标应用

船舶自动识别系统（ＡＩＳ）是一种运行在ＶＨＦ海上移动频段上的自主广播系统。它在船舶和岸站之间

交换诸如船舶标识码、船舶位置、航向、速度等信息。它使用时分多址（ＴＤＭＡ）技术来处理多个报告，能

确保运行的可靠性和稳定性。ＡＩＳ应答器技术也成为近十年来在航海安全方面得到广泛应用的新技术。

１９７４年ＳＯＬＡＳ公约修订版第五章强制要求，２００２年７月１日以后建造的所有船舶都必须安装ＡＩＳ设

备。ＳＯＬＡＳ公约的其它类型和大小的船舶要求于２００４年１２月３１目前实现该要求。根据ＡＩＳ的相关技术标

准和国际海事组织（ＩＭＯ）、国际航标协会（ＩＡＬＡ）等国际组织的推荐，ＡＩＳ技术还能应用到航标服务上，

以进一步改善提供给航海者的助航服务。

经过五年的建设，中国沿海的ＡＩＳ岸基网络系统已基本建成，初步形成对我国沿海水域的连续覆盖。

按照中国海事局的相关配置规定，沿海航行的５００总吨以上船舶在２００８年７月以前也已经安装ＡＩＳ船台。

ＡＩＳ在沿海已得到广泛应用，为拓展ＡＩＳ功能、充分发挥ＡＩＳ船岸系统作用打下了坚实基础，也为ＡＩＳ航

标的应用提供了“舞台”，这也必将对航标的发展产生深远的影响。

ＡＩＳ航标技术，根据ＡＩＳ技术标准，ＡＩＳ航标可以分为依靠ＡＩＳ岸台发射信号生成的ＡＩＳ虚拟航标和

通过实体ＡＩＳ航标发射信号生成的ＡＩＳ实体航标，本文中将着重介绍实体ＡＩＳ航标，简称ＭＳ航标。

ＩＡＬＡ对航标的定义是：“一种为提高船舶航行或船舶交通的安全性和有效性而设计和运行的船舶外的

装置或系统”。同时根据ＩＡＬＡ的相关建议，ＡＩＳ航标的主要目的是促进和加强船舶航行的安全，它所能提

关于航标作用及价值的探讨与建议 2

关于航标作用及价值的探讨与建议

摘要：进入二十一世纪以来，受社会发展的影响，我国的科学技术水平不断进步。为充分挖掘航标服务独具的安全保障价值，更大地发挥航标服务对社会经济发展的支持作用，文中通过分析航标的历史特点与作用，有效挖掘现代航标的功能与价值，分析面临的问题，提出推进航标事业发展建议意见，增强航标价值体现，提升航标社会影响，更好实现新时代航标价值。

关键词：航标；价值

引言

海上助航标志简称航标，是基于为船舶安全、经济和便利航行而人为设置的视觉、音响和无线电各类助航设施，为确保海上运输安全、畅通提供重要的服务保障。做好航标的建设与养护工作，对促进水运经济建设和港口发展、提升国防安全和维护国家主权均有非常重要的作用。近些年来，航标作业质量已经进入到ISO体系管理控制阶段。与此同时，航标作业安全也备受关注，确保安全生产形势稳定和保障航标作业质量达标都是永恒的主题。对在航标作业过程中发生各类安全隐患和质量故障进行客观分析，应用风险管理理论，能够梳理出一些规律，查找风险源头，采取有效的相应防范措施。风险管理是研究风险发生规律和风险控制技术的重要管理科学，主要涉及危险辨识、风险评估和风险控制等相关内容，通过危险辨识、风险评估，借助更加科学有效的手段和方法，不断优化组合各种风险管理技术，对风险实施有效的控制，最大限度地降低风险所导致的损失，期望达到以最少的成本获得最大安全保障的目标。

1航标发展的历史特点与主要作用

中国古代航标自4000多年前夏王朝的“碣石”自然航标开始，从简易的水中刻石示警、立标指浅、烽火引航到唐代沿海的宝塔航标，有两个主要特点：一是以视觉航标为主，后来辅以音响航标，一般由民间建设居多；二是沿海的宝塔航标建筑精致，成本高，如闽南沿海崇武灯塔、泉州姑嫂塔等，就其单座建设成本折算为今天普遍在千万元以上，造价高昂，水中或岛屿灯塔造价更高，足见航标在航运经济中的地位与作用。

虚拟仿真技术在航天领域中的应用案例总结

航天行业一直以来都是科技的前沿领域，在航天任务的执行过程中，保障人员的安全以及确保飞行器的性能都是至关重要的。虚拟仿真技术作为一种重要的与现实世界相联系的工具，在航天领域中得到了广泛应用。本文将总结一些虚拟仿真技术在航天领域中的典型应用案例，以展示其对航天事业的重要性和潜力。

首先，虚拟仿真技术在飞行器设计和测试中的应用是至关重要的一环。在航天器的设计阶段，仿真技术可以帮助工程师提前评估各种设计方案的性能和可行性。例如，在航天器的结构设计中，可以利用虚拟仿真技术进行静力学和动力学分析，以确保航天器在不同条件下的强度和稳定性。此外，虚拟仿真技术还可以用于模拟机械系统的运动和作用力分析，以优化航天器的电动力学特性。在航天器的测试阶段，虚拟仿真技术也可以模拟各种测试环境和情况，从而减少实际测试所需的时间和成本。

其次，虚拟仿真技术在航天任务模拟和训练中也发挥着重要作用。在航天任务执行前，虚拟仿真技术可以帮助宇航员模拟各种太空环境和任务场景，以提前了解和适应实际任务中可能遇到的情况。通过虚拟仿真技术，宇航员可以在舱内进行太空行走模拟、器件操作模拟等各种训练，提高应对任务中突发情况的能力和反应速度。同时，虚拟仿真技术还可以帮助宇航员熟悉航天器的各种系统和设备，减少实际任务中的操作错误和风险。

第三，虚拟仿真技术在航天任务监控和分析中也发挥着重要作用。在航天器发射和飞行过程中，虚拟仿真技术可以通过模拟和分析各种传感器数据，帮助工程师监测航天器的状态和性能。通过虚拟仿真技术，可以及时发现航天器的异常或故障，并采取相应措施进行修复或调整。此外，虚拟仿真技术还可以帮助工程师分析航天器的轨道和姿态，从而更好地规划和控制航天任务的进程。这样一来，虚拟仿真技术可以提高航天任务的安全性和效率。

最后，虚拟仿真技术在航天器服务和维护中也有广泛的应用。一旦航天器进入轨道，即使在太空中，虚拟仿真技术也可以模拟和分析各种维护任务和操作过程。例如，在航天器的太阳能电池板维护中，虚拟仿真技术可以帮助宇航员模拟太空行走的过程和操作方法。此外，虚拟仿真技术还可以模拟和优化航天器的各种供电、通信和供气系统，确保航天器持续稳定地工作。

AIS航标在实际使用中的问题和处理方法

摘要：21世纪，在人类已经迎来数字信息时代的大背景下，导航的发展所面临的一项关键性的瓶颈就是，传统的导航标记及数字技术的“联姻”。2006年，上海举行了以探索和创造为主题的“数字世界的航标”——国际航标协会第十六次代表大会，数字导航由此进入新时代。因此文章重点就AIS航标在实际使用中的问题和处理方法展开相关探讨，意义深远。

关键词：AIS航标；问题；处理方法

船舶自动识别系统（AutomaticIdentificationSystem）简称AIS系统。对于传统海事管理和助航来说，该系统的问世为其注入了全新的血液，带来了两方面的改观：站在交通管理的立场，船舶应接受监督由主动参与管理模式取代了原来的被动式管理，VTS的主动参与区别于传统的监督方式，发展成了新的管理模式，为船舶提供帮助；对于船舶方来说，借助AIS系统可以得到的助航信息将会更丰富，能够极大地增强独立的、安全的效果。所以，AIS系统的问世，对于传统的海事管理及导航来说，将会使其思维方式发生变化，并逐步构建新的管理和导航系统模型，使其充满现代信息时代的个性。

一、AIS航标的定义和分类

AIS航标指使用21号电文播发供船舶导航、定位、避险或其它助航信息的一种AIS台站，具有实体AIS航标、虚拟AIS航标、合成AIS航标和AIS航标链四种类型。

（一）实体AIS航标

实体AIS航标指放置在实际存在的实体航标上的AIS航标设备，俗称AIS应答器，根据接收信道和功能分为１型、２型和３型实体AIS航标。

（二）虚拟AIS航标

虚拟AIS航标指由AIS基站通过21号电文播发的航标信息。虚拟AIS航标并非实际存在，是由航标主管部门发布的数字航标，能在船载导航设备中显示。虚拟AIS航标可表示一条线、区域、位置点或其它几何形状，包含的地理位置信息为固定或随时间动态变化。虚拟AIS航标按照应用目的和存在时间分为临时虚拟AIS航标和永久虚拟AIS航标。

虚拟仿真技术在航空航天领域中的应用研究

在航空航天领域中，虚拟仿真技术是一项重要的工具。它可以模拟真实的飞行过程和环境，帮助工程师和设计师更好的研究、设计和测试飞机和航天器。本文将探讨虚拟仿真技术在航空航天领域中的应用研究。

一、虚拟仿真技术与飞机设计

虚拟仿真技术可以帮助工程师和设计师更好地理解飞机的飞行特性和空气动力学原理。其中，CFD (Computational Fluid Dynamics) 是虚拟仿真技术的重要分支。CFD 可以模拟空气或流体在飞机表面的流动和转换，从而帮助预测飞机在不同环境下的飞行特性。

虚拟仿真技术还可以用于预测飞机在不同航路和天气条件下的性能。这些预测可以帮助飞机设计者选择最优化的设计方案，从而提高飞机的性能。

二、虚拟仿真技术与飞机制造

虚拟仿真技术可以帮助设计师和制造商更好的理解产品组件，并使他们更好的进行产品制造。虚拟仿真技术可以在纸面上设计、优化和验证产品组件，从而节省时间和成本。此外，虚拟仿真还可以帮助优化生产过程，提高产品质量和可靠性。

使用虚拟仿真技术，制造商可以设计并测试飞机组件，在制造前就能够预测和解决潜在问题。虚拟仿真技术的使用也可以生成所有所需的工具和安装方法，从而使生产过程变得更加简单和高效。

三、虚拟仿真技术与飞机实验

虚拟仿真技术可以通过模拟实验，帮助验证和调整实验飞机的性能。实验数据可以与虚拟仿真技术进行比较，从而了解模型的不足之处，并指导下一步的研究工作。虚拟仿真技术还可以帮助理解飞机失事事故和问题的原因。通过模拟飞行失事事故和飞行异常情况，研究人员可以了解不同情况下飞机的反应。这些模拟可以精准地复制真实事件，并提供与事故或问题相关的数据。

四、最新进展和趋势

随着技术的发展和飞机的不断升级，虚拟仿真技术的应用范围正在逐渐扩大。例如，虚拟仿真技术可用于研究高超音速飞行器的稳定性和动力学行为。在空间探索领域，虚拟仿真技术可用于研究卫星的轨道和运动状态，并为月球和火星等目标、航行和降落任务预测和规划提供直观的可视化。

测绘技术如何进行电子导航和航标设置

引言：

随着科技的飞速发展，测绘技术在电子导航和航标设置领域发挥着重要的作用。本文将探讨测绘技术在电子导航和航标设置中的应用，从全球卫星导航系统、电子航图更新、虚拟航标以及船舶导航设备等方面进行阐述。

全球卫星导航系统的应用：

全球卫星导航系统（GNSS）是测绘技术在电子导航中的重要组成部分。通过接收卫星信号，GNSS可以提供高精度的位置、速度和时间信息。在航海中，GNSS的应用使得船舶可以准确确定自身位置，从而实现精确的导航。此外，GNSS还能够提供海洋潮汐、海况状况等信息，帮助船舶实时调整航线，确保航行安全。

电子航图更新的实现：

在过去，船舶的导航主要依靠传统的纸质航图。然而，随着测绘技术的进步，电子航图成为了现代航海的主要工具。电子航图不仅能够提供多种导航信息，如航线规划、水深信息等，还可以通过定期更新来确保导航数据的准确性。测绘技术在电子航图更新中的应用尤为重要。通过激光雷达、多波束声纳等测绘设备，海洋测绘人员能够高效地获取海底地形和水深数据，进而更新电子航图，确保船舶在海上的导航安全。

虚拟航标的设置：

在航道标识方面，传统的航标往往需要人工维护和更换。然而，测绘技术的发展使得虚拟航标成为可能。虚拟航标是通过使用光电子传感器和人工智能等技术，在航道上以虚拟形式呈现的导航标志。与传统航标相比，虚拟航标更具灵活性和可操作性。测绘技术的应用使得虚拟航标能够根据实际导航需求进行灵活调整，提供更加精确和可靠的导航信息。

船舶导航设备的更新：

除了电子航图和全球卫星导航系统，现代船舶导航还依赖各类先进设备。测绘技术在船舶导航设备的更新中发挥着关键作用。通过使用激光测距仪、无人机等设备，测绘人员能够获取精确的海洋地理信息，并将其应用于船舶导航设备的升级和改进中。例如，雷达系统的精度和分辨率得到了显著提高，船舶可以更准确地检测到周围物体和障碍物，从而实现更安全的航行。

航空航天领域中虚拟仿真技术应用研究

随着科技的不断进步，虚拟仿真技术在航空航天领域得到了广泛的应用。虚拟仿真技术是一种模拟真实场景的技术，让人们在虚拟环境中进行各种操作，以达到验证、训练、设计和优化等目的。在航空航天领域中，虚拟仿真技术的应用可以帮助工程师制定更加精准的设计方案和更加有效的训练计划，降低工程成本和提高安全性能。

一、虚拟仿真在飞行器设计中的应用

虚拟仿真可以帮助工程师在设计前进行各种模拟，以便优化设计方案。航空公司可以利用虚拟仿真技术来验证新设计的效果，并确定使用新技术的成本和效益。虚拟仿真技术可以帮助工程师尽早发现问题，如发动机的缺陷、机翼结构和材料的问题、噪音和震动等。这些问题可能在实际飞行中出现并导致飞行事故。

航空公司还可以使用虚拟仿真技术来测试飞机在不同环境下的性能，例如在不同气候、风力和重力条件下的飞机性能。虚拟仿真技术可以精确模拟飞机的动力学和航空控制，使工程师能够更好地理解飞行器的性能，进而调整并改进航空器设计。

二、虚拟仿真在航空器维修中的应用

虚拟仿真可以帮助航空公司更好地诊断航空器的问题，这是维护和修理指导方案的重要工具。这种技术可以模拟航空器运行中出现的故障，以便工程师进行排查和修理。在飞机维修过程中，虚拟仿真技术可以用于维修过程中的培训和指导，帮助工程师更好地完成维修任务。

三、虚拟仿真在航空训练中的应用

虚拟仿真技术可以帮助飞行员在虚拟环境中进行训练，以达到更高的安全性能。在虚拟环境中，飞行员可以进行模拟飞行、紧急情况下的或轮转时的训练。通过虚拟仿真技术，飞行员可以更好地了解飞行器性能和操作，降低飞行事故的发生率。

虚拟仿真技术在训练中的应用还体现在提高飞行员的技能和知识水平上。飞行员还可以通过虚拟仿真技术来体验战斗和危险情况下的模拟，以更好地应对实际的情况。

四、虚拟仿真技术在航空航天领域的市场应用前景

虚拟仿真技术在航空领域的应用前景十分广阔。随着未来航空器的不断发展，虚拟仿真技术也将被更多地应用于飞行器的设计、制造、维护和训练。

探讨数字技术对于航标管理的价值

摘要：航标对于航道是最重要的助航设施，它直接影响到船舶航行时的安全。本文先以航标的功能及分类，探讨航标的价值所在。

关键词：航标管理 AIS 无线电定位数字技术

近年来，我国经济快速发展，交通运输的需求量急剧升高，水上航运量逐渐提升。这对内河航道的运输质量与网络建设的要求也随之提高。航道作为服务社会的公益性设施，关系到现代化建设和各省之间的经济发展。航标是伴随着船舶在航海时活动及航道的运行而产生的。随着航海技术的发展，旧时代的产物也渐渐被替代。传统的航标是灯塔、灯符、灯桩、立标和导标，而现代科技的发达促使旧时代产物被代替，现代的航标是自动识别系统（AIS）、全球定位系统（GPS）、差分全区定位系统（DGPS）、船舶交通服务系统（VTS）等。另外还有将数字技术运用于航标管理而成的数字航标管理系统，其中管理系统比较有优势，在各个方面比传统航标强上许多。现代数字航标符和我国的发展趋势，刚好对应了我国对航标导航提出的要求。

1.数字技术概述

在上世纪四十年代，世界上第一台计算机电子通用设备问世，人们正式步入信息化时代。随着岁月的流逝，数字技术迅速发展，在各个领域得到使用，数字技术以方便、快捷、高效等优点得到人类的喜欢，在各个行业得到了推进的作用。数字技术给人类带来新的理念、生活、工作以及成为在日常生活必不可少的一部分。

2.航标介绍

航标是帮助船舶航行、定位、警告的人工标识，为水上活动提供安全信息的设施，即通常所说的助航标志。通常设于通航水域，以标示航道、锚地、险滩及其他阻碍物的位置。

2.1航标的功能

航标支持水运、渔业、海洋开发以及国防建设。随着航运的发展，许多岛屿、天然标识如山峰逐渐满足不了船舶航行的需求，航标是在这种情况之下快速发展起来的。一方面，航标可以提供船舶定位、导航；另一方面用于靠近水域的港口频繁来往。其航标主要具有四大功能：定位、指示交通、危险警告、确认。