楊曉雯

【摘 要】在船舶航行中，VTS系統(tǒng)的存在可以為船舶提供相應的安全信息，保障船舶的安全。論文對雷達和AIS在VTS應用中的作用與關系進行了簡要分析，希望能夠為VTS系統(tǒng)的改進和發(fā)展提供一些參考。

【Abstract】In the navigation of the ship， the VTS system can provide the corresponding safety information for the ship， guarantee the safety of the ship. This paper gives a brief analysis on the relationship with radar and AIS and their application in VTS， hoping to provide some reference for the improvement and development of VTS system.

【關鍵詞】雷達；AIS；VTS；作用；關系

【Keywords】radar； AIS； VTS； function； relationship

【中圖分類號】U675 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）05-0143-02

1 引言

最近幾年，經(jīng)濟全球化的趨勢越發(fā)顯著，國際貿(mào)易迅速增加，海上運輸也呈現(xiàn)出了飛速發(fā)展的態(tài)勢。船舶數(shù)量的增加使得海損和海難事故隨之增加，影響了船員的生命財產(chǎn)安全，也容易導致嚴重的海洋環(huán)境污染問題。對此，需要進一步優(yōu)化VTS系統(tǒng)，提升其性能，為船舶的安全航行提供良好的保障。

2 相關概念

VTS的全稱為vessel traffic system，船舶交通管理系統(tǒng)，主要是利用無線電話、CCTV、雷達、船載終端等設施，對港口和港灣的傳播進行監(jiān)控，同時也可以為船舶提供航行中所必須的各類信息。結合VTS系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對于船舶的遠程監(jiān)控，判斷其行進速度、行進方向以及航路等，向船舶提供進出港口所需的安全信息。

雷達屬于音譯，其全稱為radio detection and ranging，無線電探測與測距，基本運作原理是通過發(fā)射電磁波，對目標進行照射并就接受回波，根據(jù)回波的波形和返回時間等來確定到目標點的距離、目標點的高度、方位以及徑向速度等[1]。一個相對完整的雷達站，需要包括無線電收發(fā)機、天線系統(tǒng)、信號處理器、數(shù)據(jù)傳輸設備以及顯示器等。通過持續(xù)發(fā)出和接收電磁波信號，可以將一定范圍內(nèi)的固定物體和移動物體呈現(xiàn)在顯示終端。在傳統(tǒng)VTS監(jiān)控和船舶本身定位中，雷達是主要的技術手段。

AIS，全稱為Automatic Identification System，船舶自動識別系統(tǒng)，是一種集成了網(wǎng)絡技術、計算機技術、現(xiàn)代通訊技術等的數(shù)字化助航系統(tǒng)，包括船載設備和岸基設施兩部分。AIS的基本原理，是在船舶上安裝相應的設備，設備能夠在VHF波段上與配置相應設備的岸臺或者船舶實現(xiàn)相互通信，自動提供自身的信息，如包括船只名稱、呼號、吃水等在內(nèi)的靜態(tài)信息以及包括船位、船速、航向等在內(nèi)的動態(tài)信息，也可以提供相應的安全信息，同時也可以對岸基設施發(fā)送的信息進行收集，掌握周邊海域的船舶咨詢，保證船舶的航行安全。

3 雷達與AIS在VTS應用中的作用

在傳統(tǒng)的VTS系統(tǒng)中，雷達是主要的技術手段，主要是通過岸基雷達來對目標進行搜索，實現(xiàn)船舶信息的收集，結合VHF通信方式的補充，完成對于水域的監(jiān)測和船舶的管理工作。相關調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，VTS系統(tǒng)的建設，能夠?qū)⒑Ｑ蟠敖煌ㄊ鹿蕼p少1/3-1/5，對于船舶的航行安全以及海洋環(huán)境保護意義重大。但是不可否認的是，當遭遇惡劣天氣，或者存在障礙物時，雷達的作用會被大大削弱，船舶識別的精度和準確會有所下降[2]。

AIS可以對多個海事應用系統(tǒng)整合在一起，形成自動參與的服務系統(tǒng)，利用數(shù)字信息取代了傳統(tǒng)的模擬信息，在信息質(zhì)量與傳輸效率方面取得了巨大的進步，將其應用在VTS系統(tǒng)中，能夠發(fā)揮非常顯著的作用，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

①數(shù)據(jù)收集：在應用AIS后，一旦有船舶進入到VTS系統(tǒng)的監(jiān)控區(qū)域，就會自動在VTS中心的AIS系統(tǒng)電子海圖上顯示出來，保障了信息的及時性準確性，與傳統(tǒng)的VTS系統(tǒng)和船舶報告確定傳播動態(tài)信息的方式相比，AIS可以有效減少漏報、誤報等問題，也可以減少VHF的通信量，提升通信效率。

②船舶定位：船舶定位是開展VTS服務以及水域搜救等工作的前提，傳統(tǒng)VTS系統(tǒng)中都是通過雷達來完成船舶的定位，定位精度較大。與之相比，AIS的定位是基于GPS信息，因此當差分全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)與校正信息結合后，可以將定位的精度控制在10m以內(nèi)。不僅如此，AIS的應用可以在很大程度上對VTS系統(tǒng)的觀測范圍進行拓展，不存在盲區(qū)，也可以有效避免天氣因素的影響。

③信息處理：AIS能夠?qū)Χ贪踩畔⑦M行傳輸，這一點使得VTS中心能夠通過電子化的方式，發(fā)布航行警告以及相關的安全信息，船舶在接收后，相關信息會存儲在船載AIS系統(tǒng)中，方便船員隨時查看，能夠有效避免誤解或者信息漏收的情況。同時，借助AIS，能夠?qū)邮盏降膱缶恢玫慕煌顩r進行明確，從而確定可疑的船舶。

4 雷達與AIS在VTS應用中的關系

4.1 區(qū)別

首先從工作原理分析，雷達是針對自身發(fā)射的無線電波進行接收，結合反射波的處理獲取相應的信息，AIS則是在主體與客體中同時發(fā)送自身的信息，并且同時接收來自其他客體的信息；其次從收集的信息分析，雷達的信息屬于單向信息，只有主體可以得到，同時信息數(shù)量巨大，基本上包括了探測范圍內(nèi)所有具備一定體積的物體信息，如船舶、島嶼、礁石等，信息相對全面，不過僅僅包括了表面的物理信息和方位。AIS的信息屬于多向信息，所有的主體和客體在搭載AIS設備的情況下都可以接收，而且信息較為細致，包括了船舶的名稱、呼號、尺寸參數(shù)、GPS位置、MMSI等靜態(tài)信息，航向、航速、目的地等動態(tài)信息以及天氣、洋流等導航信息；然后從發(fā)展前景分析，雷達的功能更加全面，但是設備結構復雜，造價高昂，海事雷達岸站一般都是出于海上交通管理的需要，在海上交通相對密集的區(qū)域建設，雷達船站也僅適用于大型船舶。與之相比，AIS設備僅包括了無線應答器、調(diào)制解調(diào)器、顯示器和天線，不僅結構簡單而且成本低廉，本身也存在良好的遙控功能，可以實現(xiàn)通信的無縫鏈接，發(fā)展前景廣闊[3]。

4.2 聯(lián)系

結合上述分析可知，無論是雷達還是AIS，在VTS應用中都有著各自的優(yōu)勢，當然也存在著一定的缺陷和問題。不過，兩者之間存在著極強的互補性，如果能夠?qū)烧呦嗷ソY合起來，通過合理的運用，必然能夠發(fā)揮出更大的優(yōu)勢。例如，雷達能夠觀測到存在于水面上且具備一定體積的所有物體，但是卻無法得到關于船舶的更加詳細的信息，AIS能夠獲取船舶相關的幾乎所有信息，也可以通過語音或者文本通信的方式，實現(xiàn)與船舶的聯(lián)系，但是得到的信息僅限于裝載了AIS系統(tǒng)的船舶，如果船舶，沒有裝載AIS，或者對于島嶼、礁石等物體，AIS并不能獲取其信息。在這種情況下，可以將雷達和AIS結合起來，共同應用到VTS中，保證信息的豐富性和準確性，為船舶的安全航行提供更加可靠的保障。

5 結語

總而言之，無論是雷達還是AIS，在VTS應用中都存在著一定的優(yōu)勢，也難免一些缺陷，為了提升VTS系統(tǒng)的運行效果，可以將雷達和AIS結合起來，共同應用到VTS中，通過切實可行的措施和方法，實現(xiàn)優(yōu)勢互補，使得雷達和AIS的功能能夠得到最大限度的發(fā)揮，提升目標位置的精度和可靠性，這不僅僅是VTS創(chuàng)新的一個重要方向，也是保障船舶航行安全的客觀需求，應該得到技術人員的重視和深入研究[4]。

【參考文獻】

【1】姜鳳嬌，李松松，馮艷紅，等.AIS和VTS在交管系統(tǒng)的應用區(qū)別與聯(lián)系[J].科學時代月刊，2010（7）：134-136.

【2】徐曉梅.AIS技術在航海中的應用及發(fā)展淺析[J].科技致富向?qū)В?015（17）：252-253.

【3】孫延東.多源信息融合技術在VTS中的應用[D].大連：大連海事大學，2014.

【4】付德剛.論雷達和AIS在航海中的綜合運用[J].河南科技，2015（22）：98.