VTS信息管理功能及在船舶交通管理中的作用

1、山东交通学院海运学院VTS信息服务功能及其在船舶交通管理中的作用专业航海技术届 别2013届学号091611109姓名杨璨璨指导教师 汪运涛山东交通学院海运学院二O三年六月原创声明本人杨璨璨郑重声明：所呈交的论文“VTS信息服务功能及其在船舶交通管理中的 作用”，是本人在导师汪运涛的指导下开展研究工作所取得的成果。除文中特别加以标 注和致谢的地方外，论文中不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果， 对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明， 本人完全意识到 本声明的法律后果，尊重知识产权，并愿为此承担一切法律责任。论文作者 （ 签字） ：日期： 年 月 日摘要船舶

2、交通管理服务( Vessel Traffic Service, VTS)系统是由主管当局实施的，旨在改善船舶交通安全， 提高船舶交通管理效率以及保护环境的一种服务， VTS系统可以监视港区水域船舶运动，对船舶提供信息、建议和指示。VTS是集导航技术、通信技术、计算机网络技术、信息处理技术和航海技术 为一体的交通管理系统。其中主要功能中信息服务体现在 VTS中心对于信息的采 集、传输、处理、存储、共享等方面，只有解决了信息共享，才能充分发挥 VTS 系统的效能。本文以成山角VTS提供的信息服务为例，结合国内外VTS发展的历史，详细 分析讨论了 VTS关于信息发布基于的技术支持、信息的搜集渠道以及

3、信息的种类， 探讨目前船舶交通服务(VTS存在的缺陷，叙述了 AIS技术在VTS中的应用以 及AIS对VTS的重大影响；特别区分了 VTS中定义的管理与服务的不同之处，强 调了 VTS中心应加强联合其他部门促进非 VTS船舶安全管理信息的发布的重要性， 以及做好信息服务效果评估的意义；同时结合本人在航海实践中与VTS中心联系 过程中遇到的实际问题，以及对成山角VTS的参观调研，提出船舶交通服务(VTS 中心应积极投入建设VTS信息管理系统，做好信息服务效果评估工作；树立“主 动服务，加强合作”的超前理念，展望了未来 VTS的发展方向，应建设全国一体 的“大交管系统” ，达到“以优良的信息服务促

4、进监管水平的提高”的先进海事 管理水平。关键词：VTS信息服务，管理系统AbstractSafety of water traffic and efficiency of vessel traffic have been improved by establishing and running VTS in China.This article discusses VTS function about information service and introduces Chengshanjiao VTS that how to promote information service for

5、passing vessels.The study work is mainly in three aspects through visiting and studying Chengshanjiao VTS information and others : The technology support for information service ; the resources of collecting information from any aspects ; The informations particularTs.alking about some defects and s

6、hortages about VTS system by analyzing its information service function.Also,this article discusses the difference between VTS management and service.Encourage that the service department shall supply service positively and cooperation with other VTS centre nearby enhancely.Besides,through some prob

7、lems that I met during my navigation practical experience . The other key point that mainly improves the traffic safety of VTS water area is that VTS centre shall broadcast the information of the vessel which is not under managementof VTS,such as fishing boats,sailing vessels,other special ships and

8、 so on in time.This may become the greatest threaten for seagoing vessels.This article will show its own key point that VTS centres shall establish VTMIS(Vessel Traffic Management Information System ),for sharing and exchanging information with other VTS centres and also should establish information

9、 assessment to promote efficiency work .This article gives the trend of VTS development in the future that systematism,which means establish one big VTS system in China .Key words: VTS, information service, management system, informantion assessment目录前言 11 VTS的定位与信息服务 11.1VTS的定义 21.1.1 VTS产生的背景 31.1

10、.2 国际上关于VTS的定义 51.1.3 IMO 关于VTS功能的诠释 91.2管理与服务 111.2.1 服务与管理的定位差别 111.2.2 信息服务的原则 111.3 VTS与信息服务 191.3.1 信息服务的定义 211.3.2 信息发布的技术支持 232成山角VTS的信息服务 272.1成山角辖区VTS的通航环境292.1.1 成山角VTS简介312.1.2 成山角VTS系统组成 332.1.3成山角VTS所管水域特点 352.2信息服务 372.2.1 成山角VTS的信息源 392.2.2信息服务的种类 413成山角VTS的信息服务的几点建议 273.1建设VTS信息管理系统

11、293.1.1信息管理系统的定义313.1.2信息管理系统的网络构架 333.2加强联合其他部门促进非VTS船舶安全管理信息的发布373.2.1非VTS船舶的定义393.2.2非VTS船舶对海上交通的影响 413.2.3促进非VTS船舶安全管理的措施 43结论 50致谢 51参考文献 52、八前言VTS最初产生于船舶交通管理中，自20世纪40年代世界第一台用于港口监控 的岸基雷达在英国利物浦投入使用， 并应用到港口的船舶交通管理中以来， 就产 生了船舶交通管理系统（VTS的概念；IMO在1985年通过的A578（14）号决议VTS 指南中，将VTS定义为：VTS是建在航道入口、高通航密度、危险

12、货物运输、 航行困难、狭窄航道或者环境敏感的区域， 用来提高船舶的安全和效率及保护环 境的服务。在2000年SOLAS的第五章航行安全修订第12条中，提出VTS应 服务于海上航行安全，提高同行效率，保护海洋环境；中国对于VTS的定义是“为保障船舶交通安全提高工作效率，保护水域环境， 由主管机关设置的对船舶实施交通管制并提供咨询服务的系统” 。由此可见，在 中国，VTS强调的是交通管理和信息服务并重！本文重点讨论船舶交通管理系统 VTS的信息服务。信息服务是保证船方作出航行决定时获得必要信息的一种服务，VTS对信息的掌控具有宏观、 系统的优势，如对辖区水域的自然条件、 水文气象、航行警告、 突发

13、性事件、危险以及水上交通格局等有全面的了解和掌控。所以VTS中心应充分利用这些信息和主动性，为船舶提供人性化高质量的信息服务。本文以成山角VTS提供的信息服务为例，结合国内外VTS发展的历史，详细 分析讨论了 VTS关于信息发布基于的技术支持、信息的搜集渠道以及信息的种类， 探讨目前船舶交通服务（VTS存在的缺陷，叙述了 AIS技术在VTS中的应用以 及AIS对VTS的重大影响；特别区分了 VTS中定义的管理与服务的不同之处，强 调了 VTS中心应加强联合其他部门促进非 VTS船舶安全管理信息的发布的重要性； 同时结合本人在航海实践中与 VTS中心联系过程中遇到的实际问题，以及对成山 角VTS

14、的参观调研，提出船舶交通服务（VTS中心应积极投入建设 VTS信息管 理系统，做好信息服务效果评估工作； 树立“主动服务， 加强合作”的超前理念， 展望了未来VTS的发展方向，应建设全国一体的“大交管系统”，达到“以优良 的信息服务促进监管水平的提高”的先进海事管理水平。1. VTS的定位与信息服务1.1VTS 的定义1.1.1VTS 产生的背景20世纪 60年代以来，世界经济与科学技术发展较快，船舶运输也随之迅 速发展，船舶种类多样化、趋于大型化，船舶交通流量大大增加，使得港口 和狭水道等水域变得拥挤，交通秩序时而紊乱，增加了船舶交通的危险度。 不仅如此，船舶交通环境方面也发生诸多变化，主要

15、表现在：航路条件得到 改善的同时，也受到更多的限制；世界范围水域内的导航系统日趋完善，航 行服务项目不断增多。因此，通过采取建立船舶交通管理系统， 掌握所管理水域内的船舶交通状 态，提供航行环境信息，指导并支持船舶航行，从而达到交通管理的母的， 这种积极意义上的服务，称其为船舶交通服务( Vessel Traffic Service, VTS)。1.1.2国际上关于VTS的定义在1997年国际灯塔协会(IALA)提出的VTS指南中首次引入了一个 VTS的 定义。这个定义就是：“VTS是主管机关为了增进船舶交通安全和效率以及保护 环境所设立的一种设施，它应有能力与VTS区域中的船舶交通相互作用，

16、并对船 舶的交通的发展做出反应。 ”可以看到，新指南强调了 VTS 的一个特征，即：它 有能力与船舶交通相互作用并对船舶的交通的发展做出反应。1.1.3IMO关于VTS功能的诠释IMO在其VTS指南中指出VTS的功能包括：数据收集；数据评估；信息服 务；航行协助服务；交通组织服务；支持联合行动。数据收集和数据评估是其他 服务功能的基础，其他四项功能才是VTS具体发挥的，本文，我们主要探究的是 信息服务这项功能。VTS功能的定义：服务应看作是VTS的产品，VTS的服务内容可以看做是 VTS可以发挥的功能。VTS的服务包括：信息服务；助航服务；交通组织服务；与联合服务、港口作业、 应急服务和相邻V

17、TS的合作。VTS服务是可以针对船舶全体或者针对个别船舶， 协助船舶进行航行决策； 也可以针对交通以防止危险状况发展和使资源得以最佳 利用。VTS也可以提供一些岸上组织服务。1.2 管理与服务1.2.1 信息服务与管理的定位差别VTS 服务是由主管机关实施的，用于提高船舶交通安全和效率及保护环境的 服务。主要包括六大功能：数据搜集、数据评估、信息服务、助航服务、交通组 织服务、支持联合行动。VTS工作的内涵是“服务”，但这里指的“服务”是有 管理的服务，而不是一般意义上的义务型服务， 首先，VTS针对现场水域交通流 的特点， 根据收集到的数据资料， 并向船方提供相应的服务内容， 船方必须认真

18、值守，否则，就是违反VTS的管理，违反水运管理的相关法规；其次，VTS向船 方提供的信息仅仅要求船方去收听， 并不要求船方如何采取怎样实际的行动， 也 就是说，不具有强制性，通俗地说， “我讲的话你必须要听，但如何行动由你自 己定夺”，当然，如何采取行动，还是要遵守相关海事管理法规的。比如，两船 交会致有碰撞危险， VTS 向你发出险情提示后， 船方必须得听这个提示， 但至于 通过停车或转向会让那就由船长根据海上避碰规则的相关规定和实际情况自行 定夺。否则， VTS 尽管多次发出预警提示，但是船方依然我行我素，不予理睬， 发生海事是迟早的事。 唯有如此， 服务中带有管理权威， 才能让众多船舶遵

19、守相 关规定， 达到水域和谐的目的。 当然， VTS 也不能要求船方应该如何如何实际去 做，更不能时时以行政处罚、违章罚款相要挟，换一种思路，通过向船公司及时 通报、发管理建议书，通过公司化、内部化管理，促进水上险情隐患、违章事故 的消除，达到殊途同归的目的。最后，通过不断完善的数据收集，和正确的数据 分析、评估，对船方提供的信息愈加准确、及时，让船方主动认识到船方也势必 会主动加入到VTS服务中来，换言之，通过这种服务的互动，可以有效地提高海 事监管的水平。一句话， “寓管理于服务之中，优良服务促进监管水平提高” 。 1.2.2 信息服务的原则1) .应使用IMO标准航海通信用语，语言尽量简

20、洁，表述清楚，使对方易于理解。2) . 在“信息”中应用语言学策略来暗示“ 建 议 ”， 与 外 轮 对 话 时 加 上“ advice ”。3) . 尽量减少涉及船舶应知应会的内容，避免冗余的、含糊的、无目的的、为提 供服务而服务的 “叨唠”，体现效能化海事的特点， 也有利于树立海事机构在 VHF 上发布的信息的严肃性、权威性。4) . 播送较长信息时，在人工频道作信息提示后，转换到专用的信息频道，减少 对工作、安全频道的占用。5) . 信息的发布宜早勿晚， 这在协助船舶避免紧迫危险时尤其重要， 及早提供的 信息可为船舶赢得宝贵的避险时间。6) . 要明确， VTS 的咨询信息是服务性和建议

21、性的，不具强制约束力，不要求船 舶强制执行。1.3 VTS 与信息服务1.3.1 信息服务的定义VTS 信息服务通常是指保证船方做出航行决定时能及时获得必需信息的一种 服务，但这种信息服务不但对船方有用，而且对许多潜在的客户，例如：引航、船舶代理、货主、码头操作人员等等有很大的吸引力。由于VTS在信息的搜集评估方面有着非常明显的优势，使得我们比别人拥有着更多的信息资源，除了VTS对船方的信息服务是无偿的以外，与其他方的资源共享应考虑是有偿的，根 据笔者的值班经验， 现在宁波港 VTS 信息服务面向的是许多对于 VTS 来说根本 没有义务的对象，让他们在享受无偿的信息资源时还在很大程度上分散了V

22、TS值班人员的注意力和精力并可能增加值班人员的风险性。1.3.2 信息发布的技术支持目前，VTS所有的信息都集中在 VTS中心，而且是通过以雷达回波图，电子 海图的基础，叠加图形、字符、数据等符号的形式向管理者提供的。由于技术上 的原因，我国大部分VTS中心，不仅无法与现有的海事系统兼容，甚至在本地局域网内都难以实现信息共享。下面介绍三种信息播发技术。1）基于WebGIS的信息播发WebGIS是Internte 和WW技术应用于GIS开发的产物，是集成的全球化 的客户/服务器网络系统。由于它具有相互操作、分布式、动态连接、跨平 台、图形化的超媒体等特征，因此特别适合VTS信息的发布。通过在 V

23、TS中心建立VTS实施信息 WebGIS发布网站，采用Brower/Sever网络模式， 对局域网、互联网用户发布 VTS中心的综合显示图、文本数据、S57格式 海图等多媒体信息。用户通过 WW网，登陆本网站，在网页上浏览器上实 现VTS信息的浏览（文本和图形）与查询（图形和属性双向查询）、海图数 据的空间度量分析、任意框选区域内图形打印输出、目标实时数据的显示 和打印输出、标准S57格式的海图信息下载等WebGIS功能。网页信息发布 语言还可有中文和英文两种供用户选择。2）基于 AIS 的信息播发基于SOTDM技术的AIS具有抗干扰能力强、数据传输比特率高、系统容量 大、信息更新时间间隔短等

24、诸多优点，能够提供船舶间和船岸间计算机数 据链路的动态连接，为海上信息交换提供新的平台。因此，VTS系统可以通过AIS海岸网来播发信息。由于AIS网络使用IP协议，因而使AIS网络 与现行的信息网可以灵活连接，系统可建成使用 Internet ，还可建成基于 Internet 的虚拟专用网（ VPN）。通过AIS信息播发的工作方式有 VDL广播和指定目标三种方式。3）基于GPR的信息播发GPRS1通用无线分组业务的缩写（Ge neral Packet Radio System ）,是欧 洲电信协会GSM系统中有关分组数据所规定的标准，它可以提供高达 115kb/s 的空中接口传输速率，是介于第

25、二代移动通信和第三代移动通信 之间的一种技术，通常称为2.5G。GPRSS若干移动用户能够同时共享一个 无线信道，一个移动用户也可以使用多个无线信道，实际上不发送或接收数据包的用户仅占很小一部分网络资源，使用户的呼叫建立时间大为缩短， 几乎可以做到“永远在线” (always online )。此外，GPRS运营商能够以 传输的数据量而不是连接时间为基准来收费，从而使用户的服务成本大大 降低，由于我国GS嗣络的快速发展，它的覆盖区通常都包含 VTS系统的 服务区，因此VTS中心可以通过GPRS络来发布信息。2成山角VTS的信息服务2.1成山角辖区VTS的通航环境2.1.1成山角VTS简介成山角

26、VTS中心是于1996年建成并投入使用，也是全国首个交通管理中心。 成山角VTS是以成山头灯塔为中心(37 23 .65N, 122 42 .12E)，24海里 为半径所覆盖区域。如下图(2.1 )所示。VTS中心可提供海上交通、异常天气 情况及海上安全信息等服务，在避免商船间碰撞方面发挥了巨大作用。CALXJNg VHFI- *b： I EM.i l.JNk吗7图2.12.1.2成山角VTS系统组成成山角VTS中心的系统组成有：雷达系统、 VHF通讯系统、VHF-DF系统、信 息处理和显示系统、 信息传输、记录、重放系统及水文气象传感系统。 其功能为： 数据收集与评估、信息提供、助航服务、支

27、持联合行动。成山角VTS中心保持24 小时不间断值班。2.1.3成山角VTS所管水域特点 成山角水域隶属山东半岛，所处沿海水域是国内海上运输的交通要道，南来 北往船只的必经之地， 是我国北方船舶进出黄、 渤海各港口的咽喉要道， 年商船 通过量达 15 万艘次以上。 该水域因渔场与商船航道交叉， 再加上 46月大雾的 影响，成为我国商船与渔船碰撞事故的多发区，安全监管难度较大。2.2成山角VTS的信息服务2.2.1成山角VTS的信息源成山角VTS的信息主要来自各种传感器，包括：雷达、 CCTV VHF AIS、气象 仪、ECDIS等。2.2.2 信息服务的种类 信息服务是指保证船方作出航行决定时

28、获得必要信息的一种服务。 VTS 对信 息的掌握具有宏观、系统的优势，如对辖区水域的自然条件、水文气象、航行通 （警）告、突发性事件、危险以及水上交通格局等有比较全面的了解。 VTS 信息 服务的目的是提供船舶必需的信息以保证船方作出航行决定， 为此， VTS 值班人 员要站在船舶的角度去思考些问题，结合 VTS 与船舶对信息掌握的特点，考虑 到各种环境条件下的瞭望、 船舶定位和对导航设备的确认等人为疏忽对船舶航行 安全所造成的影响，注重信息服务的及时性和必要性，充分发挥VTS的信息优势， 为船舶提供人性化的高质量的信息服务。主要有：1）、提供锚地水流和锚位信息。 VTS 系统可以及时控制锚泊

29、船的数量、 提供锚位 信息，以及在异常情况下提醒船舶走锚预警信息， 可以提高船舶的锚泊效率， 大 幅度的减少锚地事故的发生 。2）、在大雾、寒潮等恶劣天气下，主动向船舶提供气象、能见度、通航秩序、港 口防抗台部署等情况的信息服务。 由于船舶助航设备的局限性， 船舶很需要获得 有关港口避风锚地的信息， 以便决定是否继续航行还是择地抛锚。 在团雾、 雷暴 等突发性恶劣天气情况下， 突如其来的能见度变化会使船舶不能及时掌握和了解 周围的环境情况，同时给航海人员带来很大的心理压力， 这就需要VTS发挥系统 优势，提供相关的航行信息。3）、发现船舶航行异常时应及时提醒船舶。 如船舶明显偏离航道或计划航线

30、， 该 转向而未转向，驶向沉船、浅滩或其他碍航物等情况，这时VTS应及时进行提醒， 为这种情况很多是于认错地形或灯标、 定错船位、 瞭望疏忽等引起， 船舶往往对 自身存在的危险不能及时发现。4）、如发现紧迫局面， VTS 应主动介入。 这些紧迫局面包括有碰撞危险的船舶双 方明显没有采取避让行动、 有碰撞危险的双方的避让行动不协调、 船舶试图近距 离横越锚泊船的前方等等。因为出现紧迫局面的最大可能是船员对环境的疏忽、 误判局面或误解他船意图造成避让行动不协调所致，这时VTS应及时联系相关船 舶，告诉其正在面临的危险，必要时告诉交会船的船名、意图等。5）、提供航行通（警）告信息。包括水上水下施工作

31、业、打捞作业、大型拖带作 业、特殊航行船舶、船舶失控、船舶走锚、沉船沉物、碍航物、助航设施的状况 等信息。由于这些信息具有偶然性、 突发性的特点， 船舶可能不能及时了解， VTS 就应该提供相关的信息，以便船舶能够及时采取有效措施，确保航行安全。6）、提供违章船舶和紧急情况的信息。 船舶的违章航行、 锚泊是导致船舶发生水上交通事故的一个主要原因。 船舶发生舵机失灵、 主机失控和走锚等紧急情况也 导致水上交通事故的另一个主要因素。 VTS获悉上述信息后，应在第一时间发布 航行警告，并提醒相关的具体船舶及早采取措施，避免碰撞事故的发生。2010年6月9日，美国籍船舶“ SP5 ERIC G.GIB

32、SON轮本航次在开往龙眼港途中， 航经成山头“两制”水域，未按照成山角水域强制性船舶报告制规定主动向 交管中心报告船舶动态，且在定线制水域航行时未保持 VHF守听，我局VTS中心 值班员多次通过VHF08 16频道呼叫该轮，但该轮一直拒不应答，多次与他船形 成紧迫局面， 严重扰乱成山头水域正常通航秩序。 该轮行为严重违反了 中华人 民共和国海上交通安全法和成山角水域强制性船舶报告制有关规定。 6月 16日，龙眼海事处依法对该轮和船长实施了处罚人民币 5900元的海事行政处罚， 并对船长和三副进行了成山角两制规定的安全教育。7）、对不熟悉成山角水域的船舶提供基本信息。包括港口规章、报告线点、适用

33、 频道、锚地位置等。3 成山角 VTS 的信息服务的几点建议3.1建设VTS信息管理系统3.1.1 信息管理系统的定义由于安装了 AIS、VHF-DF系统以后，成山角VTS获取了比以往更多的信息和 数据，如何管理这些数据，如何更好地的发挥VTS的管理和服务功能，是成山角 VTS需要解决的问题；其次，我国各个 VTS中心基本处于隔离状态，相互信息交 流几乎为零，大大影响了 VTS信息的共享，限制了 VTS功能的发挥。因此，建立 VTS信息管理系统，实现VTS中心之间、以及VTS中心和相关机构之间的信息交 流和共享，是VTS今后的发展方向。VTS管理信息系统，简称 VTMIS（Vessel Tra

34、ffic Management Information System）的主要功能是使各个 VTS中心以及与船舶相关的机构，如船公司等，能 够实时的查看船舶的各种信息，实现VTS中心之间、以及VTS中心和相关机构之 间的信息交流和共享。3.1.2 信息管理系统的网络构架 目前，管理信息系统的网络构架主要有两种方式： C/S（Client/Server 的简 称，客户机 / 服务器模式和 B/S（Brower/Server 的简称，浏览器 / 服务器模式）。 这两种结构各有各自的优缺点，在系统性能方面，B/S占有优势的是其异地浏览和信息采集的灵活性。任何时间、任何地点、任何系统，只要可以使用浏览器

35、上 网，就可以使用B/S的终端；由于C/S结构是建立在中间件产品基础上的， 要求 应用开发者自己去处理事务管理、 消息列队、 数据的复制和同步、 通信安全等系 统级的问题， 这对应用开发者提出了较高的要求看， 而且迫使应用开发者投入很 多精力来解决应用程序以外的问题， 使得应用程序的维护、 移植和互操作变得复 杂。B/S与C/S处理模式相比，则大大简化了客户端，只有客户端机器能上网就 行。对于B/S而言，开发和维护等几乎所有的工作也都集中在服务器端，当企业对网络应用升级时， 只需要更新服务器端的软件就可以， 这减轻了异地用户系统 维护与升级的成本，B/S架构的产品优势明显一一所有的升级操作只需

36、要针对服 务器进行，这对类似VTS系统等具有点多的特点特别适合。3.2加强联合其他部门促进非 VTS船舶安全管理信息的发布3.2.1非VTS船舶的定义分析SOLAS公约和国内航行海船法定检验技术规则（2004版）关于船舶 无线电通信备要求，结合主管机关对强制加入 VTS船舶的要求，笔者认为在我国 非VTS船舶可以分为以下几类：（ 1） 军用舰艇和运兵船；（ 2） 渔船；（ 3） 非机动船；（ 4） 非营业性游艇；（5）其他非VTS船舶。主要从船舶的构造材料、3.2.2非VTS船舶对海上交通的影响目前成山角水域沿海大量航行作业的渔业船舶、小型船舶等非VTS船舶已经成为影响交通流量和通航环境的重要因素。实际航行中， VTS 覆盖的成山头水 域过往商船多，大雾天气多、作业渔船多，历年事故统计数据表明，第二、三季 度是事故多发期， 在该阶段，成山头水域雾情较为严重， 持续时间长，能见度低， 加上该水域原本复杂的交通流，海上交通安全形势不容乐观 .3.2.3促进非VTS船