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由“东方之星”事件谈AIS对航行安全的作用

 

一、什么是AIS
AIS是“Automatic Identification System”(自动识别系统)的简称。它是一种通过TDMA(时分多址)技术工作的无线通信系统,主要用于船舶间相互识别,以及船舶动态实时监控。
目前所有海船,以及大部分内河船均已安装了AIS设备,包括“东方之星”客轮。安装了AIS设备的船舶,会自动发送本船的位置及航速、航向等信息,同时接收和显示周围船舶的AIS信息。
二、AIS是安全通信设备吗?
对AIS作用的理解有两种不同的偏差,一种是完全否定AIS的作用,另一种是过分夸大AIS的作用。AIS在船舶监控方面的作用是不容质疑的,但是AIS对船舶航行安全的作用也是非常有限的。
IMO一直强调,AIS不是船舶遇险安全通信的组成部分。以前也许不少人对这一点不以为然,但是这次“东方之星”事件给我们上了一课。业内人士都知道,我国在沿海及内河沿岸建设了大量的AIS基站,用于监控船舶动态,覆盖范围也包含了事件区域。在建立大量AIS基站的同时,各地海事和航运管理部门也有专门的监控设施,用于实时监控船舶动态,这些监控部门多数有24小时人员值班。然而,“东方之星”的AIS目标从晚上九半消失后三个小时里,为什么这么多监控中心都没有人发觉呢?究其原因,AIS不是一种安全通信设备,没有一套机制去监视每个AIS目标的变化,一个AIS目标的突然消失不会引起报警。
三、最后的AIS数据有什么含义?
上图是“宝船网”显示的“东方之星”最后的位置数据,根据这个数据,可以推断该轮是安装的B级AIS。

 

 
进而有下列分析推论:
由于是B级AIS,所以位置信息更新间隔为3分钟或30秒。当航速不高于2节(海里/小时)时,报告间隔为3分钟,高于2节时,间隔为30秒。
由于AIS没有连接船舶罗经设备(B级AIS不需要连接罗经),所以没有船艏向,无法确认船舶当时朝向状态。如果船舶正常航行时,船艏向接近船舶航向,但有两种情况下,差距较大:一种是船舶转向时,另一种就是船舶航速低于2节时。由于AIS内置的GPS模块通常设置成“航海模式”,所以当航速低于2节时,航向会不准,甚至会在任意方向上跳动。
当时显示航向131度,这是AIS内置的GPS所给出的对地航向(COG),其基准点是GPS天线。所以这个131度不能证明当时船舶按131度方向行驶,极有可能船舶倾倒过程中,天线点移动的方向。再根据上述第2点,更不能把这个131度当作当时船头的朝向。
当时显示航速6.0节,这也是AIS内置的GPS所给出的对地航速(SOG),其基准点也是GPS天线。所以这个6.0节不能证明当时船舶按6.0节的速度在移动,极有可能船舶倾倒过程中,天线点相对大地的移动速度为3米/秒。
当然,上面的分析仅基于一条孤立数据,全面分析、回放船舶最后的航行状态还需要综合多项数据,从中进行整理、分析。

 
四、事件中引发出哪些思考?
客船应该选择什么样的AIS设备?
船载AIS分A级和B级两种,目前内河船舶普遍安装B级AIS。两类AIS比较如下:


 

 
通信模式的区别。B级AIS需要先侦听频道,没有AIS占用时隙时再发射。根据上表,两种AIS最大的区别在于:
发射功率的区别。A级AIS的发射功率是B级AIS的6倍多。过去几年的实践证明,由于河道弯曲以及两岸多山等缘故,无线电要达到同样的传输距离,内河AIS发射功率要大大高于海上才行。而现在海上船舶普遍采用A级AIS,而内河反而采用B级AIS!
发射间隔的区别。B级AIS发射间隔为3分钟或30秒,而A级AIS一般都是10秒左右(如设置为“航行中”),所以A级AIS的发射频度是B级的3~18倍。
船艏向的区别。B级AIS不需要接罗经,所以发射的AIS信号中也不包括船艏向信号。没有船艏向信号,就不能确定船舶真实的方向,特别是船舶转向或低速航行时。
综上所述,涉及到像客轮这样的重要船舶,配置A级AIS还是必要的。
如何提高重点船舶的AIS监控?
AIS的监控不仅要用于数据存放、事后回放,更需要采用技术手段,进行实时监控。特别是,对重点船舶,设定专门的监控参数,一旦发生数据异常(如突然消失、一定时间数据不更新等),系统自动启动预警程序,值班人员通过电话核查等方式确认异常的原因,避免再现船位消失几个小时无人警觉的尴尬现象。
AIS能代替其他安全通信设备吗?
AIS不是遇险安全通信的组成部分,理由前面已有阐述。那么内河船舶有遇险安全通信设备吗?几乎没有,只是甚高频无线电话设备兼听水上安全信息广播。
看看海上船舶吧。海上遇险安全系统的通信设备包括两大类:一类依靠船舶电力的通信设备,包括海上安全信息接收设备、无线电通信/报警设备、卫星通信/报警设备等;另一类是不依赖船舶电力,而靠自身电池工作的应急通信设备,包括卫星求救示位标、搜救定位装置、现场对讲机等。
前面一类设备对内河船舶意义不大,因为内河船舶完全可以利用公众移动通信网络,但是后一类设备对内河船舶仍有借鉴作用。如卫星求救示位标(或称:卫星应急示位标),目前全球有近100万艘船舶配置。这种设备一般安装在船舶外部,一旦下沉至水下4米,会自动被弹出并上浮至水面,然后启动报警。报警信号通过国际搜救卫星接收后,立即自动通知各地搜救中心,以便启动搜救程序。该系统已经运行了近三十年,稳定可靠,是目前船舶遇险报警最主要的手段。下图为卫星求救示位标的动作过程。
AIS可以用于事故分析吗?
AIS信息有助于事后的事故分析,但是其信息非常有限,仅包括船舶位置(经纬度)、航速、航向等,而且这些信息局限性也非常大,如两条AIS信息间隔要数秒或数分钟,不能形成完整数据链。


如船舶安装了数据记录仪(黑匣子),将大大方便事后数据分析。黑匣子除了记录船舶航行动态信息外,还将记录驾驶台及甚高频对讲机的通话声音、雷达/电子海图图像、机舱信息等,其中记录的船舶航行信息每1秒钟一次。所记录信息有助于还原事故发生前最后2~48小时船舶多数设备的工作状态。记录媒介包括下沉式数据记录容器和上浮式数据记录容器,后者兼有卫星求救示位标功能,集数据记录与遇险报警于一体。