杨晓雯
【摘 要】在船舶航行中，VTS系统的存在可以为船舶提供相应的安全信息，保障船舶的安全。论文对雷达和AIS在VTS应用中的作用与关系进行了简要分析，希望能够为VTS系统的改进和发展提供一些参考。
【Abstract】In the navigation of the ship， the VTS system can provide the corresponding safety information for the ship， guarantee the safety of the ship. This paper gives a brief analysis on the relationship with radar and AIS and their application in VTS， hoping to provide some reference for the improvement and development of VTS system.
【关键词】雷达；AIS；VTS；作用；关系
【Keywords】radar； AIS； VTS； function； relationship
【中图分类号】U675 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）05-0143-02
1 引言
最近几年，经济全球化的趋势越发显着，国际贸易迅速增加，海上运输也呈现出了飞速发展的态势。船舶数量的增加使得海损和海难事故随之增加，影响了船员的生命财产安全，也容易导致严重的海洋环境污染问题。对此，需要进一步优化VTS系统，提升其性能，为船舶的安全航行提供良好的保障。
2 相关概念
VTS的全称为vessel traffic system，船舶交通管理系统，主要是利用无线电话、CCTV、雷达、船载终端等设施，对港口和港湾的传播进行监控，同时也可以为船舶提供航行中所必须的各类信息。结合VTS系统，可以实现对于船舶的远程监控，判断其行进速度、行进方向以及航路等，向船舶提供进出港口所需的安全信息。
雷达属于音译，其全称为radio detection and ranging，无线电探测与测距，基本运作原理是通过发射电磁波，对目标进行照射并就接受回波，根据回波的波形和返回时间等来确定到目标点的距离、目标点的高度、方位以及径向速度等[1]。一个相对完整的雷达站，需要包括无线电收发机、天线系统、信号处理器、数据传输设备以及显示器等。通过持续发出和接收电磁波信号，可以将一定范围内的固定物体和移动物体呈现在显示终端。在传统VTS监控和船舶本身定位中，雷达是主要的技术手段。
AIS，全称为Automatic Identification System，船舶自动识别系统，是一种集成了网络技术、计算机技术、现代通讯技术等的数字化助航系统，包括船载设备和岸基设施两部分。AIS的基本原理，是在船舶上安装相应的设备，设备能够在VHF波段上与配置相应设备的岸台或者船舶实现相互通信，自动提供自身的信息，如包括船只名称、呼号、吃水等在内的静态信息以及包括船位、船速、航向等在内的动态信息，也可以提供相应的安全信息，同时也可以对岸基设施发送的信息进行收集，掌握周边海域的船舶咨询，保证船舶的航行安全。
3 雷达与AIS在VTS应用中的作用
在传统的VTS系统中，雷达是主要的技术手段，主要是通过岸基雷达来对目标进行搜索，实现船舶信息的收集，结合VHF通信方式的补充，完成对于水域的监测和船舶的管理工作。相关调查数据显示，VTS系统的建设，能够将海洋船舶交通事故减少1/3-1/5，对于船舶的航行安全以及海洋环境保护意义重大。但是不可否认的是，当遭遇恶劣天气，或者存在障碍物时，雷达的作用会被大大削弱，船舶识别的精度和准确会有所下降[2]。
AIS可以对多个海事应用系统整合在一起，形成自动参与的服务系统，利用数字信息取代了传统的模拟信息，在信息质量与传输效率方面取得了巨大的进步，将其应用在VTS系统中，能够发挥非常显着的作用，主要体现在以下几个方面：
①数据收集：在应用AIS后，一旦有船舶进入到VTS系统的监控区域，就会自动在VTS中心的AIS系统电子海图上显示出来，保障了信息的及时性准确性，与传统的VTS系统和船舶报告确定传播动态信息的方式相比，AIS可以有效减少漏报、误报等问题，也可以减少VHF的通信量，提升通信效率。
②船舶定位：船舶定位是开展VTS服务以及水域搜救等工作的前提，传统VTS系统中都是通过雷达来完成船舶的定位，定位精度较大。与之相比，AIS的定位是基于GPS信息，因此当差分全球卫星导航系统与校正信息结合后，可以将定位的精度控制在10m以内。不仅如此，AIS的应用可以在很大程度上对VTS系统的观测范围进行拓展，不存在盲区，也可以有效避免天气因素的影响。
③信息处理：AIS能够对短安全信息进行传输，这一点使得VTS中心能够通过电子化的方式，发布航行警告以及相关的安全信息，船舶在接收后，相关信息会存储在船载AIS系统中，方便船员随时查看，能够有效避免误解或者信息漏收的情况。同时，借助AIS，能够对接收到的报警位置的交通状况进行明确，从而确定可疑的船舶。
4 雷达与AIS在VTS应用中的关系
4.1 区别
首先从工作原理分析，雷达是针对自身发射的无线电波进行接收，结合反射波的处理获取相应的信息，AIS则是在主体与客体中同时发送自身的信息，并且同时接收来自其他客体的信息；其次从收集的信息分析，雷达的信息属于单向信息，只有主体可以得到，同时信息数量巨大，基本上包括了探测范围内所有具备一定体积的物体信息，如船舶、岛屿、礁石等，信息相对全面，不过仅仅包括了表面的物理信息和方位。AIS的信息属于多向信息，所有的主体和客体在搭载AIS设备的情况下都可以接收，而且信息较为细致，包括了船舶的名称、呼号、尺寸参数、GPS位置、MMSI等静态信息，航向、航速、目的地等动态信息以及天气、洋流等导航信息；然后从发展前景分析，雷达的功能更加全面，但是设备结构复杂，造价高昂，海事雷达岸站一般都是出于海上交通管理的需要，在海上交通相对密集的区域建设，雷达船站也仅适用于大型船舶。与之相比，AIS设备仅包括了无线应答器、调制解调器、显示器和天线，不仅结构简单而且成本低廉，本身也存在良好的遥控功能，可以实现通信的无缝链接，发展前景广阔[3]。
4.2 联系
结合上述分析可知，无论是雷达还是AIS，在VTS应用中都有着各自的优势，当然也存在着一定的缺陷和问题。不过，两者之间存在着极强的互补性，如果能够将两者相互结合起来，通过合理的运用，必然能够发挥出更大的优势。例如，雷达能够观测到存在于水面上且具备一定体积的所有物体，但是却无法得到关于船舶的更加详细的信息，AIS能够获取船舶相关的几乎所有信息，也可以通过语音或者文本通信的方式，实现与船舶的联系，但是得到的信息仅限于装载了AIS系统的船舶，如果船舶，没有装载AIS，或者对于岛屿、礁石等物体，AIS并不能获取其信息。在这种情况下，可以将雷达和AIS结合起来，共同应用到VTS中，保证信息的丰富性和准确性，为船舶的安全航行提供更加可靠的保障。
5 结语
总而言之，无论是雷达还是AIS，在VTS应用中都存在着一定的优势，也难免一些缺陷，为了提升VTS系统的运行效果，可以将雷达和AIS结合起来，共同应用到VTS中，通过切实可行的措施和方法，实现优势互补，使得雷达和AIS的功能能够得到最大限度的发挥，提升目标位置的精度和可靠性，这不仅仅是VTS创新的一个重要方向，也是保障船舶航行安全的客观需求，应该得到技术人员的重视和深入研究[4]。
【参考文献】
【1】姜凤娇，李松松，冯艳红，等.AIS和VTS在交管系统的应用区别与联系[J].科学时代月刊，2010（7）：134-136.
【2】徐晓梅.AIS技术在航海中的应用及发展浅析[J].科技致富向导，2015（17）：252-253.
【3】孙延东.多源信息融合技术在VTS中的应用[D].大连：大连海事大学，2014.
【4】付德刚.论雷达和AIS在航海中的综合运用[J].河南科技，2015（22）：98.
