（交通运输工程专业论文）宁波港船舶自动识别系统构建方案的研究.pdf

摘要 船舶自动识别系统( a i s ) 作为向船舶和船舶交通管理中心提供目标信息的一种 工具，它是在提高船舶航行安全的迫切需求下，在通信技术和计算机技术飞速发展 的基础上发展起来的。a i s 岸台网络系统是一个基于计算机网络的综合信息系统， 它的实施将对船舶避碰、对船舶交通管理系统、航道航标的设置维护、对航行警告 航行通告、对船舶管理以及物流产生很大的影响。宁波港是我国著名的深水良港， 是世界级的亿吨大港，为创建大港口、完成大跨越，必须共同协作，将资源进一步整 合，建立宁波港船舶自动识别系统。宁波市交通科技发展计划中也提出逐步建成宁 波海区船舶自动识别系统，完善目前的港口管理系统，提高港口营运效率，增强综 合竞争力。 本文对港口a i s 基站设置个数的确定、a i s 基站选址的原则和方法、a i s 基站 设备选用及a i s 岸台网络系统的构建方案进行了研究。 本文根据宁波港的自然条件和港口地位，通过分析a i s 基站的作用范围、宁波 港的覆盖范围以及宁波港船舶的通航密度之f b j 的关系，确定宁波港建立a i s 基站的 个数应为3 个。在a i s 基站选址方法中，运用因素评分法，比较各候选地点的各因 素，得到一个较为切实可行的方案，创建了一个既简单又方便的a i s 基站选址模式。 宁波港船舶自动识别系统可选择峙头雷达站、虾峙雷达站和宁波v t s 中心这三处地 点作为a i s 基站，太平山灯塔可作为进一步扩展a i s 基站网络的基站选择之一。 在a i s 岸台网络建设方面，并提出了宁波港a i s 网络建设的近期、中期和远期 建设方案，即：v t s 增强型构建方案( 近期建设方案) ，网络型构建方案( 中期建 设方案) ，信息、化型构建方案( 远期建设方案) 。这三种方案相辅相成，为正在起步 的宁波港a i s 网络建设提供依据和借鉴，并为国内其他港口a i s 网络建设提供参考。 宁波港船舶自动识别系统的建立有助于港口安全：有助于提高港口营运效率， 增强竞争力；为港口内部信息化平台提供了实时而可靠的数据库资源。还可使海事 管理部门通过采用系统内部的精确信启。向航运部门提供船队管理服务把与海事 相关的许多应用系统整合超末，成为一个自动参与的海事服务系统。 关键词：a i s ，基站选址，网络 a b s t r a c t a u t o m a t i ci d e n t i f i c a t i o ns y s t e m ( a i s ) ，a sat o o lf o rp r o v i d i n gt h et a r g e t i n f o r m a t i o nt ot h es h i p sa n dv e s s e lt r a f f i cm a n a g e m e n ts e r v i c e sc e n t e r ，w a s d e v e l o p e dw i t ht h ec o m m u n i c a t i o na n dc o m p u t e rt e c h n o l o g i e sb yt h ei n c r e a s i n g d e m a n d so fi m p r o v i n gt h em a r i t i m es a f e t y a i sb a s es t a t i o nn e t w o r ks y s t e mi sa c o m p u t e r n e t w o r kb a s e d c o m p r e h e n s i v e i n f o r m a t i o n s y s t e m ， w h o s e i m p l e m e n t a t i o nw o u l dh a v eh u g ei m p a c to nt h es h i pc o l l i s i o np r i v a t i o n s ，v e s s e l t r a f f i cm a n a g e m e n ts y s t e m ，v o y a g ec h a n n e ln a v i g a t i o ne q u i p m e n tm a n a g e m e n t ， n a v i g a t i o nw a r n i n gs y s t e m ，a n ds h i pm a n a g e m e n ta n dl o g i s t i c s n i n g b op o r ti s w o r l d c l a s sp o r ti nc h i n a t ob eam o d e r na n df a s td e v e l o p i n gp o r t i tm u s t s y n d i c a t ea l lr e s o u r c e s ，a n dd e v e l o pa na u t o m a t i ci d e n t i f i c a t i o ns y s t e m t h e r e w e r ea l r e a d ys o m ep l a n si nt h en i n g b ot r a n s p o r t a t i o nt e c h n o l o g yd e v e l o p m e n t b l u e p r i n t st og r a d u a l l yi m p l e m e n tt h en i n g b oa u t o m a t i ci d e n t i f i c a t i o ns y s t e m ， i m p r o v et h ec u r r e n tp o m a n a g e m e n ts y s t e ma n dp o r to p e r a t i o ne f f i c i e n c y ，a n d s t r e n g t ht h ec o m p e t i t i v e n e s s t h et h e s i si n t e n d st od ot h er e s e a r c h e so nt h en u m b e r so fa i sb a s e ss t a t i o n ， l o c a t i n gt h e o r i e sa n dm e t h o d so fa i sb a s e ss t a t i o n ，c h o o s i n go ft h ea i sb a s e s s t a t i o n ，a n dt h ed e v e l o p m e n tp r o c e e d so fa i sb a s e ss t a t i o nn e t w o r k b a s e do nt h er e s e a r c ho nt h ee n v i r o n m e n ta n dl o c a t i o no ft h en i n g b op o r t ， a i s e f f e c t i n ga r e a a n dt h e r e l a t i o n so fp o r t ss e r v i c ea r e aa n dn a v i g a t i o n d i s t a n c eb e t w e e ns h i p si na n do u tt h ep o r t ，t h er e s e a r c hi n d i c a t e s3b a s e ss t a t i o n f o rt h es y s t e m f o rt h el o c a t i n gt h e o r i e s t h et h e s i sc o m p a r e da l lf a c t o r si np o i n t s b yf a c t o r i n ge v a l u a t i o nm e t h o d ，a n di n d u c e dap r a c t i c a lp r o c e e dt ob eas i m p l e a n de a s y t o u s ea i sl o c a t i n gm o d e l n i n g b op o r t sa i sc a nb el o c a t e di nz h i t o u 阳d a rs t a t i o n ，x i a z h ir a d a rs t a t i o na n dn i n g b o 、厂r sc e n t e r a n d ，t a i p i n gs t a t i o n c a nb eac a n d i d a t ef o re x p a n d i n gt h ea i sb a s es t a t i o nn e t w o r k a st h ea i sb a s es t a t i o nn e t w o r kd e v e l o p m e n t ，t h et h e s i sp r o v i d e das h o r t 一， i n t e r m e d i a t e a n dl o n g t e r mp l a nf o rt h en i n g b op o r t sa i ss y s t e m t h e r ea r ev t s s t r e n g t hp l a n ( s h o r t - t e r m ) ，n e s w o r kd e v e l o p m e n tp l a n ( i n t e r m e d i a t e - t e r m ) ，a n d i n f o r m a t i o nd e v e l o p m e n tp l a n ( 1 0 n g t e r m ) t h e s et h r e ep l a n s ，a saw h o l e w i l l p r o y i d eg o o dm a t e r i a l sf o rt h ed e v e l o p i n gn i n g b op o r t sa i ss y s t e m ，a n da l s o o t h e rp o r t si nc h i n a n i n g b op o r t a i sw i l li m p r o v et h ep o r ts a f e t y o p e r a t i o ne f f i c i e n c y 。c o m p e t i t i v e n e s s a n dp r o v i d ear e l i a b l ed a t a b a s ef o rp o r t si n t e r n a li n f o r m a t i o ns y s t e mp l a t f o r m s d e v e l o p m e n t i tc 3 n a l s oi n t e g r a t ea l lm a r i t i m ea p p l i c a t i o ns y s t e m si n t oa n a u t o m a t i cm a r i t i m es e r v i c es y s t e m ，b yp r o v i d i n g t h ei n t e r n a l h i g hq u a l i t y i n f o r m a t i o nf r o mm a r i t i m em a n a g e m e n ta g e n c i e st ot h em a r i t i m ec o m p a n i e s f l e e t s k e y w o r d s ：a i s ，b a s es t a t i o ns e l e c t i o n ，n e t w o r k z h a n gj i a n ( m t e ) d i r e c t e db y p r o f e s s o rz h a og a n aa n dx i a , i i a n h o n g 论文独创性声明 本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。论文中除了 特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或其他机构已经发表或撰写过的研究 成果。其他同志对本研究的启发所做的贡献均己在论文中作了明确的声明并表示了 谢意。 作者签名：墨缒 日期： 2 q q 垒l 星：2 2 。 论文使用授权声明 本人同意上海海事大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权僳留送 交论文复印件，允许论文被查阅和借阅：学校可以上网公布论文的全部或部分内容， 可以采糟影印、缩印或者其它复制手段保存论文。保密的论文在解密后遵守此规定a 作者签名：矬 导师签名 只期： ! q 鲤，1 2 2 1 交通运输t 程颂i ：论义 引言 保障船舶航行安全、避免碰撞或海损事故始终是世界航海业和国际海事组织追 求的重要目标。自上个世纪9 0 年代以来，随着航运船舶朝着大型化、高速化方向 发展，船舶数量与水域交通密度及危险货物装载量不断增加。船用雷达、a r p a ( a u t o m a t i cr a d a rp l o t t i n ga i d s 自动雷达标绘仪) 等设备由于提供的信息 有限，且受气象、海况和地形的影响；港口v t s ( v e s s e lt r a f f i cs e r v i c e s 船 舶交通服务系统) 是基于人工报识船舶参数，受语言和个人专业素质的制约，且v t s 系统精度有限，无法实现信息共享，己不能满足现代化航运的快速发展的需要，致 使海损事故时有发生，严重威胁船舶航行安全和海洋生态环境。长期以来，研发船 舶自动识别系统一直是困扰着船舶航行安全、船舶交通管理和航海科技发展的一大 难题。2 0 世纪9 0 年代，美国首先在g m d s s 中的v h fd s c 中开发了船舶自动应答系 统，有效降低了海损事故的发生。后来，欧洲一些国家引用数字通讯技术，提出无 线电自动识别系统方案。1 9 9 7 年国际海事组织( i m o ) 航行安全分委会举行了第4 3 次会议，通过了关于全球船载自动识别系统( a i s ) 性能标准的建议案，对a i s 功能进行了规范，并提出未来全球海上实施“通用船载a i s ”的设想。2 0 0 0 年国际 海事组织( i m o ) 航行安全分委会第7 3 次会议确定，航行于国际航线的3 0 0 总吨以 上船舶和公约国航行于国内航线的5 0 0 总吨以上的船舶，将从2 0 0 2 年7 月lr 起 到2 0 0 8 年7 月1r 分段执行配备a i s 设备。2 0 0 2 年，国际皖标协会通过了关于 自动识别系统( a i s ) 岸台的建议案。 近几年，船舶自动识别系统( a u t o m a t i ci d e n t i f i c a t i o ns y s t e m ，缩写为a i s ) 作为一种新型的航海通信系统得到了飞速的发展，许多欧洲、北美、同本等国家的 港口都在进行a i s 岸台网络系统的试验、测试和安装，以期在未来的航运市场上处 于有利地位，获得最大份额的利润。我国作为固际海事组织( i m o ) 委员国积极推 进a i s 应用。1 9 9 5 年就丌始了a i s 的应用性研究，率先提出将港口水域的v t s 中心 与其监管水域的船舶之间进行数据交换的设想，并选择在珠江口和长江口率先建设 a i s 岸台网络系统。2 0 0 0 年，我国在珠江口和长江口水域开始了a i s 岸台网络系统 建设和开发，2 0 0 4 年5 月1 9 同，我国第一套a i s 在珠江口水域丌始运行。 宁波港是我国著名的深水良港，已于2 0 0 2 年进入全球十大港口之列，计划到 2 0 0 7 年，基本建成国际一流的深水枢纽港和国际集装箱远洋干线港。为达到这一目 标，刨建大港口、完成大跨越，就必须共同协作，将资源进一步整合，建立先进a i s 岸台网络系统，完善目前的港口管理系统，提高港口营运效率、增强综合竞争力。、 交通运输工程烦i ：论文 未来5 0 年，国际贸易仍主要依赖海上运输，港口、海运与其它运输方式的中 转枢纽作用将更加突出。我国港口和航路必须拥有先进高效的设施和技术装备、 流的服务水平、信息化水准以及与国际接轨的市场运作环境，才能在世界航运激烈 的竞争中立于不败之地。为此必须建立完善的支持保障系统，为港口、船舶、航运 单位提供安全、准确、高效、信息、助航等全面服务，提高港口和航行环境的竞争 力。a i s 系统将成为支持保障系统中一个重要环节。 同时，不断增长的船舶总量、大型化和专业化的运输船舶及豪华、高速的客运 船舶将直接对水运交通航路造成压力。在水运交通航路资源的开发和治理受到限制 的情况下，必须依靠改善交通环境，提高交通的质量和效率，水上船舶交通的维护 和组织的任务繁重和责任重大。a i s 系统将在船舶避碰和自主航行安全方面，在交 通管理方面将发挥及其重要的作用。 我国是s o l a s 公约的缔约国，为履行国际义务和保证在我国海域航行的中外船 舶的航行安全，实现海事管理与国际接轨，维护我国的国际形象，a i s 工程建设也 显得十分必要。 本文根据宁波港的自然条件和港口地位，对宁波港a i s 基站的设置、选址及岸 台网络系统的构建方案进行了研究，并提出宁波港a i s 网络建设的近期、中期和远 期建设方案，以期对宁波港的发展有所帮助，并为国内其他港口建设提供参考。 交通运输r 丁程硕士论文 1 1 研究背景 一第一章概述 船舶自动识别系统( a i s ) ，是二十世纪九十年代末才发展起来的一个崭新的系 统。它可以增强a r p a 雷达、船舶交通管理系统、船舶报告的功能；加强船舶问避 免碰撞的措施：可以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a i s 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。 a i s 岸台网络系统又是一个基于计算机网络的综合信息系统，它的实施将对船 舶避碰、对v t s 、a r p a 系统、航道航标的设黄维护、对航行警告航行通告、对船舶 管理以及物流产生很大的影响。 九十年代中期，世界上美国、芬兰等几个国家的少数港口最早初步建成了a i s 系统。到二十一世纪初，世界各港口建立a i s 系统的步伐逐渐加快，新加坡、挪威、 日本东京湾瑞典等国家港口的a i s 系统陆续建成。珠江口a i s 岸台网络系统经过3 年多的研发和建设，于2 0 0 4 年5 月1 9 日下午1 6 时顺利联网并运行成功。这是我 国首次采用国际上最先进的a i s 岸台网络技术在沿海港口进行船舶交通管理。另外 马来西亚、澳大利亚、葡萄牙、土耳其和我国的长江口等地方也正在建设中。 在长江三角洲经济圈中，宁波港作为上海国际航运中心枢纽港的南翼，是不可 缺少的重要组成部分。也是浙江省的枢纽港，由北仑港区、镇海港区、宁波港区、 大榭港区、穿山港区组成，是一个集内河港、河口港和海港于一体的多功能、综合 性的现代化深水大港。现有生产泊位1 9 8 座，其中万吨级以上大型深水泊位3 7 座。 最大的有2 5 月吨级原油码头，2 0 万吨级( 可兼靠3 0 万吨船) 的卸矿码头，第六代 国际集装箱专用泊位以及5 万吨级液体化工专用泊位：已与世界上9 0 多个国家和 地区的5 6 0 多个港口通航。2 0 0 3 年宁波港货物吞吐量超1 8 j 亿吨，同比增长2 0 以上，仅次于上海港居中国大陆港口第二位：集装箱吞吐量2 7 7 _ 力t e u ，居中国大 陆港口第五位，比2 0 0 2 年增长4 8 以上，增幅连续5 年居中国大陆主要集装箱港口 第一位。宁波港已成为国际性大港，港口的建设与发展，对港口的安全管理提出了 更高的要求。 为达到这一目标，刨建大港口、完成大跨越，就必须共同协作将资源进一步整 合，建立先进的船舶自动识别系统，完善目前的港口管理系统，提高港口营运效率， 增强综合竞争力。宁波市交通委在最近召丌的全市交通“科技兴交”工作会议上， 交通运输丁程顾i 论立 提出加快实施“科技兴交战略，努力推进宁波交通现代化，并制定宁波市“十 五”交通科技发展计划纲要。在纲要中，明确提出逐步建成“宁波海区船舶自动 识别系统”。 i 2 a i s 的概念、功能和意义 1 2 1 a i s 的概念 a i s 诞生于2 0 世纪新经济崛起的9 0 年代，是集现代通信、网络和信息技术于 一体的多门类高科技新型航海助航设备和安全信息系统。a i s 是一种工作在v h f 频 段采用s o t d m a 现代通讯技术的广播式自动报告系统，称为船舶自动识别系统。见 图1 i 川“ 幽l _ 1 船舶白动识别系统组成示意幽 a i s 系统由船台、基站组成。船台可向他船及基站自动播发本船的动态信息( 船 位、航速、航向等) ，静态信息( 船名、目的港等) 、航次信息和安全短消息等相 关资料，同时也可自动接收他船及基站的资讯。基站则可依靠所获取的信息，拓展 主管机关的服务、管理范围，及时掌握海域交通动念，提高海域管理效率等等。m 】 交通运输1 = 程顾1 ：论文 a i s 可简单理解为安装在船舶上的类似”飞机敌我识别器”的系统。a i s 系统实 则建立了船舶到船舶( s h i pt os h i p ) ，船舶到岸台( s h i pt os h o r e ) 的信息平 台，称为4 s 系统，为真正实现海上交通安全的信息化管理提供了重要手段，a i s 系 统的特性和能力，将使其成为促进航行安全，提高航运交通管理效率的先进工具。 i m o 、i a l a 、i t u 、i e c 对a i s 相应规约的及时制定，对a i s 产品的成熟与发展， 兼容性和推广使用起到了决定性作用，a i s 已进入产品化的实用性阶段。a i s 系统 所具备的性能与潜力，促使全世界a i s 基站的技术与建设发展迅速。目前国际上a i s 基站系统的建设理念、技术内涵和运行模式已经历了三代，即v t s 增强型、网络型、 信息化型。 1 2 2a i s 的主要功能 a f s 具有以下的功能： 1 ) 可在无须人工介入的情况下，主动连续地向具有适当配备的主管当局的岸 台和其他船舶( 飞机) 提供信息包括船舶识别码、船型、船位、航向、航速、航 行状态和其他与安全有关的信息。 2 ) 系统能接收、处理船位、航行、航速等传感信息，自动接收来自具有相同 配备船舶、管理当局及其他来源的上述信息。 3 ) 以适当的更新速率提供船位和操纵信息以便于管理当局和其他船舶精确跟 踪和监视船舶动态。自主模式下的信息更新率因船舶类型不同而不同，对高优先级 的以及有关安全的呼叫以最快的速率确定。 4 ) 与a i s 岸台交换数据，以使主管部门指配工作模式，控制数据传输的时间 和时隙。指配工作模式，使用广播式或受控应答式。 5 ) 系统有内设测试设备( b i t e ) 。 6 ) 系统提供国际海事标准界面，并有人工输入和输出数据的接口。 i m o 对a i s 的基本功能描述为：。” 1 ) 在船对船的模式下用于避碰： a i s 的实施可以明显改变因为不能及时交换信息而导致的碰撞事件。能在无人 为介入的情况下，准确、迅速地获取相关船舶的信息，从而能从很大程度上避免碰 撞事故的发生。 2 ) 获取船舶及其货物信息的工具： 在现行的通讯体制中，为了获驳船舶及其货物的信息，一般采取命令的方式， 在船舶驶抵目的港前由船方专门发送一份报文给对方( 通过电报电传甚至还需发一 交通运输工程颁l ：论文 份专门的询问电报给船方，要求船方回电) 。这种方式从信息的获取快速性、全面 性来说远不如采用a i s 系统。实施了a i s 系统后，沿海国家可在其a i s 系统的覆盖 范围内，随时可以调取相应船舶及其货物的信息。 3 ) 作为_ 种v t s 工具： ， 帮助船舶有效导航、改善航行安全，改善环境保护以及改善水上交通管理系统 ( v t s ) 的运行。传统的方法是控制中心通过v h f 无线电话询问或由船舶用无线电话 向控制中心报告而获取船舶的信息后，再用人工方式将船舶信息输入v t s 监控系统 以实现对船舶的跟踪管理，由于人工方式向系统输入信息，对船舶来往密度较大的 v t s 作用区域的控制中心来说，不仅工作强度大，而且易出现操作上的差错，有时 因出现盲区而丢失目标，而采用a i s 系统后，控制中心就可以完全自动地获取上述 信息，从而完全实现控制的科学化、自动化和保证信启的准确性。 1 2 3a i s 的意义 加强了船舶间避免碰撞的措施，增强了a r p a 雷达( 通过船基雷达搜集目标信 号并显示目标的航向、航速以及能模拟避碰的雷达被称为a r p a 避碰雷达) 、船舶交 通管理系统v t s ( 通过岸基雷达搜集目标信号的船舶港口交通管理系统被称为v t s ) 、 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a i s 识别的船舶进行语音和文本通信的 方法。 1 3a i s 岸台网络 a i s 岸台网主要由a i s 主基站、a i s 基 站、a i s 船站、信息传输系统以及相关接口 等组成“”1 ，如图1 2 所示。 a t s 主基站是整个a i s 岸台网的控制中 心，负责采集从a i s 基站发送来的相关信 息并将其存储在数据库中，然后根据设定 的程序将船舶和港口情况进行分析比较， 再自动向船舶做出应答，从而达到对港区 内船舶和港口状念的监控。a i s 基站是a i s 通信网的接收和发射装置，在a i s 基站范 围内实时采集所有a i s 船站的动静态信息 a i s 士基站( 监控中心) 幽i 2a i s 岸台网络的组成 交通运输_ t 程颤：l ：论义 并将其发送给主基站，并将主基站的指令实时发送给港区内的a i s 船站。a i s 船站 用于实现船一船、船一岸之间数据的自动或人工收发。另外，可利用船站的转发功 能扩展基站的覆盖范围。 i s d n ( i n t e g r a ls e r v i c ed a t an e t ) 网络是信息传输装置，负责协调和完成 a i s 网络中的信息传输和交换。a i s 网络可以和v t s 、e c d i s 有效融合，v t s 对区域 内的航行、锚泊船舶进行监视和适当管制，同时利用a i s 信息对雷达数据进行补充 和支持，扩展v t s 监控范围。港口e c d i s 将监控区域内的船舶信息显示在电子海图 上，便于直观、实时监控。 交通运输t 程坝i 。论义 第二章 宁波港构建a i s 岸台网络的必要性 2 1 a i s 的快速发展促进建立宁波港口a i s 岸台网络 2 i 1 国际上a i s 岸台网络建设快速发展 保障船舶航行安全、避免碰撞或海损事故始终是世界航海业和国际海事组织追 求的重要目标a 自上个世纪9 0 年代以来，随着航运船舶朝着大型化、高速化方向 发展，船舶数量与水域交通密度及危险货物装载量不断增加。船用雷达、a r p a 等设 备由于提供的信息有限，且受气象、海况和地形的影响：港口v t s ( 船舶交通管理 服务系统) 是基于人工报识船舶参数，受语言和个人专业素质的制约，且v t s 系统 精度有限，无法实现信息共享，已不能满足现代化航运的快速发展的需要，致使海 损事故时有发生，严重威胁船冉自航行安全和海洋生态环境。长期以来，研发船舶自 动识别系统一直是困扰着船舶航行安全、船舶交通管理和航海科技发展的一大难 题。2 0 世纪9 0 年代- 美国首先在g m d s s 中的v h fd s c 中开发了船舶自动应答系统， 有效降低了海损事故的发生。后来，欧洲一些国家引用数字通讯技术，提出无线电 自动识别系统方案。1 9 9 7 年固际海事组织( 【m 0 ) 航行安全分委会举行了第4 3 次会 议，通过了关于全球船载自动识别系统( m s ) 性能标准的建议案，对a i s 功 能进行了规范，并提出未来全球海上实旌“通用船载a i s ”的设想。2 0 0 0 年国际海 事组织( i l ；4 0 ) 航行安全分委会第7 3 次会议确定，航行于国际航线的3 0 0 总吨以上 船舶和公约固航行于国内航线的5 0 0 总吨以上的船舶，将从2 0 0 2 年7 月1 同起到 2 0 0 8 年7 月1 同分段执行配备a i s 设备。2 0 0 2 年，国际航标协会通过了关于自 动识别系统( a i s ) 岸台的建议案。目前，瑞典、芬兰、挪威、巴拿马、美国、 南非等世界上许多发达国家的沿海船舶交通管理都采用a i s 岸台及其网络系统。 2 1 2 我国的a i s 岸台网络正加速发展 我国航运科技界直十分关注a i s 的发展。国家海事局在推进a s 的应用中作 了大量的工作：2 0 0 0 年专门组织了一批专家、学者研讨a i s 相关事宜：组织编写出 版了“国际航标信息”杂志a i s 专刊；2 0 0 0 年8 月组织瑞典厂商在上海海事局演示 a s 功能：2 0 0 0 年i1 月美国洛克希德马丁公司来上海介绍该公司在美国和土耳其 承担的a i s 网络工程；2 0 0 1 年4 月在大连召丌了“中国沿海船舶自动识别系统( a i s ) 应用技术研讨会”。 交通运输t 程坝i ：论文 同时，a i s 在国内港1 3 的装备也已逐步展开。2 0 0 1 年，由秦_ 早_ 岛港务局、河北 海事局和航天部2 3 所共同研制并引进的我国第一个海上监管v t s a i s 系统在秦阜 岛建成并通过了专家评审。该系统在国内首次实现了电子海图、v t s 和a i s 信息的 综合处理。我国首套a i s 岸台网络系统也于2 0 0 4 年5 月宣布在珠江1 3 水域开始运 行。长江1 3 水域a i s 岸台网络已经通过设计论证，经过研发和建设等阶段于2 0 0 4 年5 月2 7 日起进入试运行，顺利联网并运行成功。随着长江口水域a i s 岸台网络 系统和珠江口水域a i s 岸台网络系统等建成，我国已着手大连至烟台的渤海海峡a i s 网络建设和湛江至海南的琼州海峡的a i s 网络建设，这两个海峡的a i s 岸台网络系 统会在较短的时间建成。在两个海峡的a i s 岸台网络系统后，接着就要建设如青岛、 宁波等地的a i s 网络，最后把全国一体的a i s 网络连成一体，再接下来就是与全球 的a i s 网络连成一体，使a i s 网络系统发挥其最大作用，也是船舶自动识别系统 ( a i s ) 网络应有的作用。 2 + 1 3 宁波港a i s 岸台网络建设正处于起步阶段 宁波港在我国乃至世界航运市场上具有重要的地位，港口发展潜力大，港口信 息建设近几年取得了一定的成绩，建立了以e d i 中，心为建设平台，与各企业的内部 网，港口船舶交通管理系统( v t s ) 相连的船舶信息管理系统。但是，港1 3a i s 岸 台网络建设较为滞后，v t s 中船舶信息的获得手段主要还是依靠雷达和v h f 。宁波 港要想充分发挥港口潜力，实现2 0 0 7 年基本建成国际一流的深水枢纽港和国际集 装箱远洋干线港的发展目标需要加快港口信息化建没进程，建立先进的a i s 岸台 网络以确保船舶和港口安全，进一步提高港口服务水平和工作效率。 2 2 宁波港的快速发展需要建立a i s 岸台系统 宁波港由北仑港区、镇海港区、宁波港区、大榭港区、穿山港区组成，是一个 集内河港、河口港和海港于一体的多功能、综合性的现代化亿吨级深水大港。2 0 0 3 年宁波港货物吞吐量超1 8 j 亿吨，同比增长2 0 以上，居中国大陆港口第二位、世 界第六位：集装箱吞吐量2 7 7 万t e u ，居中国大陆港口第五位，同比增长4 8 以上， 增幄连续5 年居中国大陆主要集装箱港口第一位。2 0 0 4 年，宁波港继续保持高速发 展势头。2 0 0 4 年l 至今4 月，宁波港全港货物吞吐量完成7 4 1 6 万吨，同比增长2 3 3 ， 吞吐量继续位居国内沿海港口第二；完成集装箱吞吐量1 1 4 5 力标准箱，同比增长 4 4 5 ，增幅继续位列国内沿海主要集装箱港口第一。 交通运输丁程碳l 论殳 宁波港已形成高速公路、铁路、航空和江海联运、水水中转等全方位立体型的 集疏运网络。 水水中转：向内可连接沿海各港口，通过江海联运，货物可直达武汉、重庆， 并沟通长江、京杭大运河，直接覆盖整个华东及经济发达的长江流域。 公路：上海一杭卅i 一宁波北仑高速公路、杭州一南京高速公路、宁波一台州一 温州高速公路、宁波一金华高速公路均己全线通车；正在建设中的杭j , i 忭；大桥预计 在2 0 0 7 年建成通车，届时，宁波至上海的车程时间可缩短为两小时，对充分发挥 北仑港区的深水优势，实现甬沪之问的优势互补和良性互动具有重要意义。 铁路：港区铁路直达码头前沿，经萧甬复线与全国铁路网相联：北仑港区铁路 集装箱站己正式开办海铁集装箱联运业务。内陆省市通过铁路到宁波港进行转口贸 易十分便捷。 航空：宁波栎社国际二级机场，已丌通宁波至香港的定期航线。 宁波港得天独厚的自然条件，使其迅猛发展。目自h 港e ：i 的通过能力和货物吞吐 量均已超过亿吨。现有集装箱班轮航线1 1 0 条，月航班4 8 0 班。全球排名i h2 0 位 的航运公司均已登陆宁波港。宁波e l 岸查验单位齐全，办事快捷高效。从1 9 9 6 年5 月起，宁波口岸查验和服务单位全部进驻港区现场联合办公，为客户提供报关、查 验、金融、保险、船代、货代等一条龙服务。经国家海关总署批准，杭j - i - i 至宁波异 地”直通关“业务1 9 9 9 年6 月底起f 式启动，杭州地区的货主可直接在当地办理国 际集装箱报关、结汇、退税等手续享受到当地和宁波港闯集装箱的直通式运输服 务，大大减少了中转环节。同时在会华市金三角工业园区建设国际集装箱堆场， 设立金华至宁波海关直通式监管点和商检机构，使宁波港为浙江省内陆地区提供经 济、便捷的出海通道。为加快深水枢纽港和国际集装箱干线港建设，适应国际贸易 和远洋集装箱运输发展的需要，宁波港还将规划建设多个超大型国际集装箱码头， 到2 0 0 7 年，基本建成国际流的深水枢纽港和国际集装箱远洋干线港，构筑上海国 际航运中心深水外港，成为浙江省、宁波市的物流龙头，全面建成集装箱、矿石、 原油、煤炭、液体化工5 大中转基地和港口物流信息平台：全港货物吞吐量达到2 j 亿吨，力争进入世界j 大港口：全港集装箱的吞吐量将达到7 0 0 力t e u 以上，争取 进入世界港口前1 5 位，国内港口i h4 位。 ， 宁波港自然条件得天独厚，内外辐射便捷。向外直接面向东亚及整个环太平洋 地区。海上至香港、高雄、釜山、大阪、神户均在1 0 0 0 海里之内：向内不仅可连 接沿海各港口，而且通过江海联运，可沟通长江、京杭大运河，直接覆盖整个华东 地区及经济发达的长江流域，是中国沿海向美洲、大洋洲和南美洲等港口远洋运输 辐射的理想集敝地。宁波港水深、流顺、j x 时良小。进港航道水深在1 8 2 米以上， 交通运输t 程硕1 j 论文 2 5 万吨级以下船舶可以自由进出，2 5 万至3 0 万吨级超大型船舶可以候潮进港。 宁波港的快速发展，使得每天进出港的船舶数量直线上升，港内、航道上的船 舶数量剧增。仅仅依靠现有的v t s 系统中用雷达和v h f 通信对船舶进行管理，已 显现出力不从心，迫切需要采用像a i s 这样的薪式的通信管理手段对船舶进行管理。 随着国际上对船舶安装a i s 设备的最后期限( 见表2 1 ) 的l | 缶近，越来越多的 船舶安装了船载a i s 设备。这也为宁波港v t s 系统增加a i s 管理功能提供了有利 条件。 表2 1 配备a i s 的具体时间表 类型 a i s 安装时限要求 2 0 0 2 年7 月1 日后新造的3 0 0 总吨以上船舶和所有新造弃船必须安装a i s 设备 客船和油船 2 0 0 3 年7 月1 目前安装 2 0 0 2 年7 5 0 0 0 0 总吨及以上船舶2 0 0 4 年7 月1 日前安装 爿1 日前国际航线1 0 0 0 0 5 0 0 0 0 总吨的船舶2 0 0 5 年7 月1 日前安装 建造的船3 0 0 0 1 0 0 0 0 总n 屯的船帕2 0 0 6 年7 月1 日前安装 舶 3 0 0 ：3 0 0 0 总n 屯的船舶 2 0 0 7 年7 刊1 日前安装 国内肮线客船以及5 0 0 总吨以上船舶2 0 0 8 年7 月1 目前安装 2 3 进一步完善宁波港船舶交通管理系统( v t s ) 的需要 随着世界高科技的飞速发展，v t s 作为国家对水上交通安全管理的一个有效工 具的作用正在世界范围内不断加强。一方面，高科技设备为v t s 提供了增强宏观控 制的能力，另一方面v t s 的高效运行又为社会产生了巨大的效益，特别是随着a i s 技术的不断完善和发展，i m o 将在2 0 0 2 年通过采用a i s 技术加强v t s 对船舶进行交 通管理和服务的决议，可以波，v t s 在世界上的发展正方兴未艾，大有潜力； 宁波港的v t s 主要通过对信息的收集、处理和评估，具有对外提供交通监视、 信息服务、助航咨询、交通组织和支持联合行动等功能。目前，在实际使用上主要 以跟踪和监控重点船舶、重点航段：纠正各类船舶违章：疏导船舶交通：为船舶提 供各种信息服务等。v t s 中心克服了种种不利因素的影响，通过艰苦的劳动，充分 发挥v t s 的功能，在改善船舶交通秩序、减少船舶交通事故、提高船舶的营运效率 和航道通航能力、提高港口资源的利用率等方面取得了很好的效果。 交通运输t 程砸l 论史 2 3 1v t s 存在的问题 2 3 ：1 1 利用v h f 电话交换信息的局限性 v t s 管理作为一个双向的管理系统，交管中心( 站) 与船舶的信息交流非常重要。 船舶向航经水域辖区的交管中心( 站) 报告船舶信息，通常包括船名、呼号、船位、 航向、航速、吃水、载货、目的港等：交管中心( 站) 向船舶通报辖区内通航环境、 航标异常等，以及主动或应船方要求提供各种信息服务、纠正船舶违章等。当前我 国绝大多数的交管中心( 站) 无论是船舶动态信息的搜集还是与船舶的信息交流都 主要是通过v h f 单工语音通信进行，这种方式存在许多不足：“” 首先，从船舶方面讲。航行于宁波港水域的船舶种类繁多、数量庞大，从几千 吨到几万吨甚至几十万吨的散货船、集装箱船和油轮到几马力的小机船及客船、客 滚船和小渡船等，各种船舶混杂航行，有些船舶特别是小型船舶和乡镇个体船舶连 起码的通信设备都未配备，有的船舶虽配备了高频，但管理和使用极不规范，对这 类船舶的管理难度很大，而且更为重要的是无法避免其对v t s 管理产生的负面影响； 有些按规定必须参加v t s 管理的船舶，对船舶报告制度认识不够，经常不报或漏报： 有些船舶报告时使用语言及报告内容不规范，甚至会造成误报等。这些都会造成交 管中心( 站) 获取第一手信息欠准确的缺陷。 其次，从交管中心( 站) 方面来看。作为接收船舶报告和为船舶提供安全信窟的 主管机关，工作任务相当繁重。在接收到船舶通过7 h f 报告的信息后，首先要进行 船舶确认，然后对船舶进行跟踪，人工向系统设备输入数据，对船舶进行监控，在 交管中心认为有必要或应船方要求通过v h f 向其提供信息服务或纠正其违章行为。 以宁波v t s 中心为例，平均每2 4 小时要接收约5 ：3 0 艘次船舶报告及1 0 0 0 次左右的 各类信息服务，这些都是通过v h f 的语言交流进行的，还要进行各种相关文字记录， 工作量之大可想而知。v t s 系统配置设备本身的缺陷而导致目标分辨困难、雷达盲 区目标无法跟踪、跟踪目标丢失、目标互换等，会造成信息错误，需交管工作人员 及时发现、分析和纠f ，无疑会加大工作量。还未实现雷达全程无缝覆盖，船舶进 入雷达盲区后的航路需航路模拟系统进行计算机模拟，其结果与实际航路有较大出 入。 再次，从目前交管中心( 站) v h f 使用来看。v h f 语音通信易受干扰的状况很严 重。交管中心与船舶的联系一般使用v t s 专用频道和所在区域船舶航行频道。由于 大量船舶特别是小型船舶及一些生产单位占用浚频道进行非航行信息的交换甚至 长时间聊天。交管专用频道也受到了不同程度的干扰，严重时交管中心与船舶无法 通话。由于辖段内船舶密集，常出现几艘船舶的v h f 同时发射，使v h f 定位很难实 交通运输t 程顾i 。论上 现。另外v h f 语音通信的效率、质量均不尽人意。由于这种方式用语言描述，需长 时间占用v h f 频道，有时会描述不清或记录不清；或单工v h f 造成信息丢失。这些 都会造成获取的信息不准确。 2 3 1 。2 使用雷达获取船舶信息的局限性 目前，宁波港的v t s 主要利用雷达获取船舶的动态数据，值班人员通过v h f 电 话得到船舶的静态信息。而微波雷达的工作易受气象、海况等因素的影响，在恶劣 天气条件下或航道弯曲处无法正常探测目标，其测量精度和分辨率也会随着观测距 离的增加而下降。另外，自虾峙门航道入口至宁波港各码头的水道中，在上溜网重、 筱洋猫、涂泥嘴水域附近来往船舶较多，由于雷达检测目标数量有限且航行船舶需 要作大幅度改向，非常容易引起误跟踪或漏警，给航行安全带来隐患。 以上分析不难看出，目前的v t s 管理信息交流方面存在不足，尤其是航行船舶 信息的获取，己在一定程度上制约和影响了y t s 功