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国内船载B级(CSTDMA)AIS设备使用问题简析

2019-06-30王晏海朱小平

航海 2019年3期

王晏海 朱小平

摘  要:国内船载B级AIS大多采用载波侦听时分多址(CSTDMA)技术,目前仍存在部分船载AIS静态信息未固化、发送非标准VDL消息、发送间隔超标、信号发送不稳定、船方不规范使用等问题,建议通过物理固化AIS静态信息、完善AIS产品检验标准、加强对船载AIS的日常监管、加大船员规范使用培训等方式提高此类AIS在船使用效能。

关键词:B级 AIS;CSTDMA ;静态信息;VDL消息

目前,国内船载B级AIS(自动识别系统)大多采用CSTDMA(以下简称“CS”)通信技术,同A级AIS采用SOTDMA(自组织时分多址)技术相比,B级“CS”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,对VHF数据链负载影响非常小。

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(CSTDMA)》和GB/T 35552.1 《船舶自动识别系统(AIS)B类设备技术要求第一部分:载波侦听时分多址(CSTDMA)》都对“CS”B级AIS在性能要求、技术特性、测试条件和测试要求等方面做了具体规定,此类AIS实际在船使用情况如何呢?从2018年上海海事局对船载“CS”B级AIS设备检查总体情况来看,该类AIS普遍具有中文显示功能、操作简便,为船舶提供了重要助航功能,但静态信息未固化、发送非标准VDL消息、发送间隔超标、MMSI码来回跳跃、开关机记录时间显示乱码等问题也屡见不鲜,本文就其中几项重点问题进行详细分析后,提出针对性建议。

1 捏造AIS静态信息,企图逃避监管

作者所在上海海事部门2018年查处了多起船舶伪造AIS静态信息案件,本文选取其中一例阐述。上海港某码头停靠了一艘MMSI以100开头的船舶,经海事现场检查发现该轮为一艘国内沿海船舶,船上标配的A级AIS设备处于关闭状态,另安装的一台B级AIS设备正在工作,该设备型号为ESP-1028AD的海图/GPS/AIS一体机已经渔业船舶检验局型式认可,采用CSTDMA制式,原为渔业船舶所用,船方篡改MMSI码和船名后私自装船使用,且有意将船名拼音捏造的与本船实际极为接近,如图1所示。作为船舶通信设备的识别码,MMSI应为一船一码,国际电信联盟(ITU)分配给中国大陆船舶MMSI的前3位数字为412、413、414,全球的船舶MMSI区段为200000000-799999999,按规则来说,100开头的MMSI在船上出现显然是非法的。

船方以为只要将船名显示伪装的与本船差不多就可以蒙混过关,未曾想第一次进入上海港便被识破,最终难逃被处罚的命运。海事部门还发现一些船载“CS”B级AIS设备静态数据未固化、船名(拼音)、船舶尺寸被篡改等现象,严重影响其他船舶识别、判断,给通航安全带来不利影响。

2 MMSI码跳跃,干扰其他船舶识别

上海海事部门时常发现一些船舶显示多个MMSI码,经AIS轨迹回放发现,这些MMSI对应的轨迹互不重叠,拼接起来正好是一艘船舶的完整航跡,如图2所示。

这些船上装配的均为B级AIS设备,MMSI会出现跳跃至其他MMSI(较临近)发送,调查发现这些设备有的使用年限较长,有的为新近安装上船,经过船检部门检验、产品证书齐全。因MMSI为一船一码,如果该MMSI已被分配至其他船使用,则发生争抢导致他船无法被正常识别。如图3所示,黄浦江一艘船舶“CS”B级AIS的MMSI(尾号442)会跳跃至443发射信号,导致远在长江芜湖水域实际核配MMSI尾号443的船舶AIS无法被识别,我局已多次接到他船对该船的投诉。MMSI跳跃现象会给船舶避碰、海事VTS服务带来严重干扰,影响船舶航行安全。

3 发送非标准VDL消息、发送间隔超标,影响AIS网络信道负载

2018年,上海海事局利用自主研发的AIS智能检定仪随机对100艘船载B级AIS设备进行了检测,发现其中24艘“CS”制式的B级AIS还发送VDL消息1、5或19等现象,33艘AIS发送消息间隔不符合规范要求,图4为一艘停泊状态的“CS”B级AIS的检测结果。

早在2005年,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(CSTDMA)》就对CSTDMA制式的AIS船台自主发送消息内容与间隔进行了规定,国内标准已于2008年接受了该国际标准。国际电信联盟(ITU)规定A级AIS自主发送消息1、5,B级(SOTDMA)自主发送消息18、19,详见表1。

AIS在规定的时隙内收发信号,VHF信道每分钟只能提供4 500个时隙,当多个船舶同时请求信息传输,时隙分配不能满足需求时,信息冲突的几率就会大大增加。当初制定CSTMDA标准时,为了最大程度减少该制式对A级AIS设备的可能影响,要求该制式的AIS设备先对AIS网络进行监听,只有在A级发射空闲的情况下才能发送报文且每次发射只占一个时隙。从防止信道过载和低成本等多方面因素考虑,国内绝大多数B级AIS设备是按照CSTDMA制式型式认可和生产,但检测发现很多B级AIS无论是发送的报文类别还是发送间隔均不符合CSTDMA制式要求,发送属于A级SOTDMA的消息1、5就可能与A级AIS抢占信道,而属于B级SOTDMA的消息19会占用两个时隙,如果报文发送频次过密会造成信道过载等问题。

4 船方随意开关机,开关机记录显示乱码

根据《国内航行船舶船载电子海图系统和自动识别系统设备管理规定》,船舶配备的AIS设备应处于常开状态,而据不完全统计,目前上海港船舶AIS设备开启率不到80%,内河B级设备开启率更低,特别是被海事部门列入协查的船舶、重点跟踪船舶、严重缺员船舶、内河船型从事海上运输等船舶,存在故意关闭AIS,逃避监管等行为。

《船载B级自动识别系统(AIS)新增技术要求》规定,AIS设备应能记录并存储最近不少于10次的开机和关机时间,同时设备每5分钟查询是否处于工作状态,并记录最近一次处于工作状态的时间。海事部门实船检查发现不少B级AIS显示的开关机记录时间为乱码,无法真正起到记录的作用,如图5所示。检查中还发现一些AIS是通过接入外置开关机记录设备来实现记录功能,但不少外置设备被船方从AIS端口断开连接便失去了记录功能。

据交通运输部海事局统计,截至2019年1月1日,国内航线500总吨及以下海船约有1.2万艘,100总吨及以上内河船约13.7万艘,这些船舶绝大多数配备的“CS”B级AIS,如此庞大数量的AIS设备若大量为不达标生产或被不规范使用,势必影响AIS信道正常使用秩序,甚至造成数据链路拥塞,导致船舶间避让通信受阻,危及航行安全。为有效发挥AIS的助航作用,针对以上问题提出以下几点建议:

(1)完善、统一AIS产品检验标准

2018年,渔业船舶检验局职能并入交通运输部后,渔业船舶和商船的AIS产品检验均由中国船级社承担,相关检验标准应尽早统一,从源头切断渔业用AIS设备静态信息未固化、可随意更改等现象。建议参照移动电话号码管理模式,对船舶MMSI实行实名制管理,每艘船舶核发一张集成芯片(植入船舶静态数据并写入保护,类似手机SIM卡),每台AIS只有准确读取芯片内容后才能入网发射,未经核准的AIS无法收发信息,破除一艘船舶配备多台AIS、静态数据随意变更等乱象的根源。

(2)制造商应提高产品质量

AIS制造商应严格按照国家标准生产合格产品,并开展AIS设备误差(诸如船位、船速、MMSI跳跃等)的研究,严格开展效能试验,测试设备稳定性、收发性能和AIS开关机记录显示等,保障产品质量、设备稳定可靠。

(3)加大对船舶AIS的监管力度

海事管理机构应创新监管手段,整合AIS大数据,筛选出信息发射异常的AIS实施针对性监管,VTS部门可对AIS信息输入不正确的船舶提出警告。研发高效智能AIS检测设备,加大监督检查力度,对不合格产品、故意修改船舶参数、無故关机等行为予以严厉查处,发现静态信息未固化的督促纠正,规范AIS在船使用秩序。

(4)增强船员规范使用意识和技能

船员操作水平直接影响AIS在船效能的发挥,船员培训机构和船公司应加强对船员的相关培训,提高船员对于AIS的认识,作为船舶的“身份证”,不可随意关机、修改静态数据,增强他们将AIS用于避碰、助航操作的能力,正确使用AIS。