船舶自动识别系统(AIS)存在的问题及治理路径

船舶自动识别系统（AIS）存在的问题
及治理路径
宋兵兵
摘要：对国际公约关于船舶AIS相关要求进行梳理，结合海事日常管理实际，对船舶AIS在海事监管中所暴露出来的问题进行剖析。

借鉴国内外相关经验，寻求解决船舶AIS问题的路径，基于船舶AIS如何让海事监管更趋智能，提出可行建议。

关键词：船舶自动识别系统；水上交通安全；治理
D0I:10.16176/ki.21-1284.2021.02.008
1997年IMO的航行安全分委员会在第43次会议上通过了《关于全球船载自动识别系统（AIS）性能标准的建议案》，标志着AIS正式进入航海界。

由于AIS是基于VHF通信技术的系统，其不需要额外接收、发射设备投入，又能在船舶自动识别、协调避碰和船舶跟踪管理等方面起到很大作用，因此得到广泛应用。

从水上交通管理角度出发，为保障水上交通安全有序，我国在各个水上交通要道都设有V TS（交管中心），例如长江口、成山头等。

随着信息技术 的发展，特别是大数据、区块链等技术在航海领域应用，为提高VTS精准监管和服务能力，对船舶AIS数据真实性和完备性的要求越来越高。

但是，新事物的出现总是会伴着各种问题，船舶AIS自身存在设计、安装和性能等多方面的缺陷，导致设备存在随意拆卸、开关和改装等问题；船舶AIS在生产、销售、维护等方面不规范，导致设备存在随意买卖、质量不合格、静态数据随意改等问题。

诸多问题得不到解决给船船、船岸间信息互通、协调避碰带来极大困难。

《交通强国建设纲要》指出，到2035年交通科技创新体系基本建成，交通关键装备先进安全。

船舶AIS数据作为海事监管服务体系的信息基石，在远程动态感知、建设水上交通安全一体化防控体系、推进智慧海事建设方面将起到重要作用，所以加快解决船舶AIS信息不准、多套设备、随意开关机等诸多问题对建设交通强国十分必要。

一、船载AIS及配备要求
（一）船载AIS
船舶自动识别系统（以下简称AIS）,是指一种应用于船和岸、船和船之间的海事安全与通信的新型助航系统，常由VHF通信机、GPS定位仪和与船载显示器及传感器等相连接的通信控制器组成，能自动交换船位、航速、航向、船名、呼号等重要信息。

装在船上的AIS在向外发送这些信息的同时，接收VHF覆盖范围内其他船舶的信息，从而实现自动应答。

此外，作为一种开放式数据传输系统，它可与雷达、ARPA、ECDIS、VTS等终端设备和INTERNET实现连接，构成海上交管和监视网络，不需雷达探测也能获得交通信息，在船舶动态监管中有很广泛的应用前景。

（二）AIS配备和功能要求
所有300总吨及以上的国际航行船舶，500总吨及以上的非国际航行沿海船舶，所有客船（如有免除的除外）应配备A级AIS。

200总吨至500总吨沿
海航行船舶,所有港作拖船和参与沿海水上水下施工作业的自航船舶，航行于内河长江干线、珠江干线、京杭运河及黄浦江的100总吨及以上的所有船舶以及100总吨以下的液货船和集装箱船应配备A 级或B级AIS设备，江海直达船舶应按国内航行海船的要求执行。

中国籍船舶配备的A级AIS应符合国际电工委员会（IEC）61993-2标准《海上导航和无线电通信设备和系统-自动识别系统（AIS）第二部分：通用自动识别系统（AIS）A级船载设备-操作和性能需求、测试方法和要求的测试结果》。

中国籍国内航行船舶配备的B级AIS应符合中国海事局《国内航行船舶船载B级自动识别系统（AIS）设备（SOTDMA）技术要求（暂行）》或国际电工委员会（IEC）62287-1标准《海上航行和通信设备与系统B级船载自动识别系统（AIS）第一部分：载波侦听时分多址技术（CSTCDMA）》。

二船舶AIS在海事监管中所呈现的问题及分析
“明者因时而变，知者随事而制”。

后签证时代，为弥补事前监管对船舶信息掌控的缺口，强化事中事后监管，交通运输部海事局印发了《取消船舶进出港签证及海事监管模式改革实施方案》，明确了AIS在事中事后监管中的重要作用。

但是，在日常监管过程中，船舶AIS暴露出各种问题，影响了监管的效率。

（一）“看不见”的问题
“看不见”是指该船舶AIS信息不能被VTS系统或其他船舶AIS接收到，造成这种情况原因是多方面的。

虽然AIS有问题的船舶比率不大，但是每一艘AIS不正常的船舶都会对局部通航安全造成很大的影响。

船舶AIS信息不能被看见的原因主要有以下几个方面。

1.不开AIS情况
有些船舶虽然按规定安装了AIS设备，但是船员开关机随意性大，有些船舶为逃避监管甚至故意关闭AIS。

这种不开AIS的船舶，单凭VTS或电子巡航系统很难发现其行踪，无法实现远程动态感知，增加了监管难度。

主要原因是船载AIS开关机受船员主观控制。

2.配备多台AIS情况
套牌AIS船舶有一定比例存在，特别是从事走私及内河船从事海上运输等非法活动的船舶，为了逃避监管而套用其他船舶的AIS信息。

主要原因是船载AIS生产及销售混乱,AIS静态信息容易更改。

3.A IS功能损坏情况
按规定船舶营运期间（包括航行、靠泊和锚泊等），AIS设备应保持功能正常并处于开启状态，如果自动识别系统发生故障应及时向海事管理机构报告。

但一些中小型船舶由于缺乏专业的AIS技术和管理人员，对AIS作用认识淡薄，不能正确判断设备所处状态，有时设备功能损坏了船员无法及时发现甚至故意隐瞒故障。

4.B级AIS固有缺陷情况
国内船载B级AIS大多采用CSTDMA通信技术,同A级AIS采用的SOTDMA（自组织时分多址）技术相比，B级CSTDMA具有成本低、协议简单、不预约未来时隙且每次发射只占一个时隙等优点。

但也存在发送非标准VDL消息、发送间隔超标、静态信息未固化、开关机记录时间显示乱码等缺点[1]o静态数据不能固化的问题，为AIS静态信息随意更改提供了便利。

（二）管不准的问题
船舶AIS的船名、船舶移动识别码等静态信息不准确是管不准的主要原因。

在互联网大数据时代，如果仅仅利用船舶AIS有限的动、静态信息的话，已经不能满足远程感知和智能监管的需求。

海事管理机构经过多年的信息化建设，积累了大量船舶、船员等相关数据。

以船舶AIS信息为基础，以后台船舶相关数据为支撑，实现对船舶的精准管理是未来海事监管的趋势。

但由于船舶AIS静态数据不准确，导致海事监管中所获取的船舶AIS静态数据无法与后台数据库匹配，无法实现精准监管。

（三）管不住的问题
违法成本偏低是管不住的主要原因。

根据目前实行的《海事违法行为行政处罚裁量基准》，与AIS违章相关的处罚几乎是最轻的。

由于违法成本不高，对船东或船员的违法震慑力不足，无法触及违法者的痛处，导致AIS相关违法行为屡禁不止。

三、提升船舶AIS治理水平
（一）船载AIS标准化，解决“看不见”的问题
1.A IS设备标准化建设
①A IS生产标准化
强调AIS功能的标准化，尽量做到AIS设备生产厂商得到市场监管部门和海事管理部门的双认证，
保证每台设备都是认证厂商所生产。

在外观上尽量做到标准化生产，每台AIS设备上都要印有生产厂商商标，电台九位码不光要存储在机器里面，在外观上也要体现。

做到每台设备皆有防伪标志，有认证可追溯。

②A IS设备安装标准化
船舶AIS安装位置固定，解决套牌AIS的问题。

每台AIS如同船舶永久性设备一样，在出厂之前接受检验。

保证每艘船舶AIS设备安装在固定位置，
同时安装位置与船体固定在一起，保证非厂商专业人员不能随意拆卸。

③A IS设备养修标准化
每台设备的销售、安装、调试和维修等操作都应该由专业认证的厂商来操作（可以考虑采用汽车4S店的模式），保证设备信息无法篡改、操作记录可追溯。

2.A IS入网实名制解决非唯一,性问题
实名制在移动通信行业已很成熟，AIS信号无论是通过基站还是通过北斗系统亦或通过互联网传播，都要对信号严格管控。

如果每艘船舶通过船舶实名制到“4S”店来获得AIS设备，通过船舶所有人实名到主管机关开通AIS入网，则可以解决AIS非唯一性问题。

3.A IS转网解决外轮“闯关”问题
夕卜轮通过套牌AIS等违法行为逃避主管机关监管的行为时有发生。

可考虑根据航线情况，规定外 轮进出我国港口前必须向主管机关报告，主管机关根据报告船舶IM O编号随机分配AIS入网识别码，
外轮根据识别码转接我国的AIS基站信号，转接后AIS正常发射接收。

外轮如果不转网直接进入我国领海，则AIS无法接入我国AIS网络。

没有AIS信号的外轮进出口岸很容易被VTS发现，这样就能尽最大可能遏制外轮未进行进出口岸报告而直接进入我国港口，有效维护国家主权和安全。

4.加强AIS设备培训解决管理不到位问题
完善船员培训体系，在船员考试发证和知识更新培训中重点加强对AIS设备的相关培训，提高船员对船舶AIS的认知和重视程度，同时也提高船员对AIS设备的管理能力。

（二）数据互联，解决“管不准”的问题
大数据、区块链等新技术的应用，正推动着水上交通各领域向数字化、网络化、智能化加速跃升，为提升水上交通安全保障能力提供了新动能。

1.提高AIS信号的传播能力
通常AIS信号是通过AIS基站进行传播，使用 VHF频段无线电，传播距离在50nmile之内，同时信号还容易受制于各种干扰。

为提咼船舶AIS的传播距离和信号质量，可以考虑发展卫星或互联网AIS。

当前世界各国对星载AIS接收机均给予高度重视，美国已经发射了多颗AIS侦察卫星冈。

同时，欧空局也组织欧洲多个国家联合研制发射了搭载AIS侦察载荷的卫星叫随着北斗系统的全面运用，AIS信号通过卫星传播的可行性值得研究。

2.提升信息的双向交换能力
通过研究船岸间AIS信息的双向、便捷、高效流通，主管机关可以在自己辖区利用AIS平台点对点传输一些航行安全类信息，例如天气、船流量、预警等，船舶也可以通过AIS设备与主管机关开展数据交流，实现数据双向流通。

3.提升基于AIS信息的数据整合能力
船舶AIS静态数据包括船名、船籍港等不宜改变的数据，动态数据包括航行状态、上一港、目的港、配员和装货等情况，定位系统数据包括船速、船首向等动态数据，船检数据包括建造、检验等数据，监管数据包括船舶进出港报告、安全监督、协查、重点跟踪、船公司和诚信等相关信息。

作为主管机关如何将数据整合利用，是实现智能监管的基础。

以一艘船来讲，如果把这些数据整合到同一云台上，只要主管机关将船舶AIS与管理平台或移动执法终端相匹配，就能实现对船舶的精准监管。

4.提高AIS数据的应用价值
近年来，国家对环境保护越来越重视，人们对环保需求越来越高，特别是2016年1月在重庆召开
的推动长江经济带发展座谈会上，习近平总书记为长江治理开出了治本良方“共抓大保护、不搞大开发”，走“生态优先、绿色发展”之路。

船舶污染作为污染源之一，其污染物主要包括废气、废水、废油和垃圾污染。

对船舶污染物有效评估对长江生态保护尤为重要。

朱倩茹等［4］采用动力计算法，以船舶AIS数据为基础，通过在珠三角区域的大量调研和数据资料收集分析，统计梳理了船舶大气污染排量计算过程中包括远洋船、沿海船和内河船在内的主要参数的推荐均值或推演公式，通过典型地区的应用验证了方法的可行性。

姚鑫等［5］以2010年长江口水域的船舶交通流数据为基础，根据AIS数据中包含的船舶尺度数据计算各类船型的发动机功率，然后运用基于AIS数据的模型计算船舶排放清单及排放分担率，最后对船舶排放的空间分布进行分析。

由此可见，以准确的船舶AIS数据为基础，可以做更多有价值的研究。

今后，可以考虑依托AIS数据，在船舶大气污染物排放、生活污水排放、含油污水排放、生活垃圾排放、危险货物载运情况等领域做延伸研究。

5.研究智能AIS在航海保障中的应用
航标是最基本最普遍也是目前最有效的航海保障设施，但是传统航标存在诸多问题，例如经常被船舶撞击、漂失、移位和灯损等，很容易给航行安全带来威胁。

如果将特别制作的AIS与航标结合，将航标的基础数据、气象、水文等信息通过传感器输送到航标AIS中，让航标这种不动的“物”与AIS 的网络互联起来，再与管理部门的数据终端对接，既可以为航标管理提供参考，又可以为船舶提供导航和一定信息服务，实现航标智能化。

(三)
严格执法，解决管不住的问题
1.提高AIS设备的检测效率
2017年上海海事局开发了“AIS智能检定仪”，用于检测AIS设备的性能标准和工况。

如果AIS设备工况异常，检定仪将显示相关信息，提醒执法人员进一步核实船舶AIS设备可能存在的深层次问题。

但该检测仪器在使用更便捷、检验更有效率方面还有一定的提升空间，应再作改进，以提高执法效率。

2.加大AIS违章处罚力度
加大对不正常使用AIS行为的打击力度。

对船舶AIS设备的管理责任人而言，要加大罚款和扣分力度，倒逼船员重视AIS设备管理。

对船公司而言，要加强体系审核并提出缺陷整改意见。

现场检查过程中，将AIS性能和操作放入必查项。

VTS和电子巡航系统要完善船舶AIS信号丢失报警功能，让没有AIS信号的船舶无处遁形。

没收套牌AIS设备，增加违法成本。

2019年10月28日，上海海事局对115台涉海运输内河船舶套牌AIS设备进行了集中公开销毁活动，有力震慑了套牌AIS违法行为。

联合市场监管等相关执法单位加大对AIS生产厂商、设备销售和维修保养公司的管理，完善AIS 设备从生产、使用到报废全生命周期的监管，真正做到“一船一码”“一码一船”，保证AIS设备的唯一性和可靠性。

四、结语
《交通强国建设纲要》提出科技创新富有活力、智慧引领，推动大数据、互联网、人工智能、区块链、超级计算等新技术与交通行业深度融合，推进数据资源赋能交通发展。

海事管理机构经过20年的发展，在信息化建设等方面虽然有长足发展，但距离“陆海空天”立体监管，距离远程动态感知、精准管理，距离交通强国建设的要求还有一定差距。

本文提出的通过对船舶AIS设备管理，AIS信号网络治理，AIS数字功能深度挖掘和基于AIS的远程感知、控制体系建设，可为智慧海事建设提供有力支撑。

参考文献：
［1］王晏海，朱小平.国内船载B级(CSTDMA)AIS设备使用问题简析［J］.航海技术,2019(3):8-41.
［2］汪洋，李洁.国外AIS卫星发展综述［J］.论证与研究,2012(2): 57-60.
［3］盛凯，刘忠，周德超.基于运动模式的船舶轨迹分段压缩算法［J］.海军工程大学学报,2018(6):50-57.
［4］朱倩茹，廖程浩，王龙.基于AIS数据的精细化船舶排放清单方法［J］.中国环境科学,2017(12):4493-4500.
［5］姚鑫，牟军敏,张行健.基于AIS数据的长江口船舶排放清单研究［J］.安全与环境学报,2017(4):1510-1514.
作者简介：
宋兵兵，吴淞海事局指挥中心，副主任。