船舶航行安全保障新利器：数字雷达+虚拟AIS在上海洋山港水域应用纪实

  原标题：船舶航行安全保障新利器：数字雷达+虚拟AIS在上海洋山港水域应用纪实

  雷达和AIS（Automatic identification System,船舶自动识别系统）是目前实现船舶可见最主流的信息系统，但也都存在着一定缺陷。传统的航海雷达中使用最为广泛的是脉冲磁控管雷达，这种雷达在雨雪海浪等恶劣天气条件下雷达回波中的杂波剔除能力不尽如人意，并且回波探测精度相对薄弱，在恶劣天气情况下，对快速移动中的小目标难以精确探测，没办法实现周边水域船舶目标完全可见。至于AIS，虽然受天气状况影响小，但目前部分微小船舶并未安装AIS终端，与大型船舶之间无法依托AIS实现可见，任旧存在最后盲点。

  洋山港是我国“一带一路”建设重要支点，在上海国际航运中心建设中起到核心支撑作用。洋山水域作为沿海海上干线南北聚集交汇航路，周边密布传统渔业作业区，从而形成大、中、小型船舶和渔船水上交通聚集交汇状况，船舶通航密集。而小型渔船AIS终端安装率较低，因此安装AIS终端的大型船舶与未安装AIS的渔船无法可见，存在船舶碰撞的安全风险。

  东海航海保障中心以实践国家战略、服务航海保障为己任，2017年完成了洋山港E航海示范工程建设项目建设，依托新型固态数字雷达和虚拟AIS技术，完成洋山港水域小目标系统监测试点示范，从而解决洋山港水域船舶可见避碰最后盲点的安全隐患。

  1、安装固态数字雷达，检测雷达与目标之间的相对速度，利用软件有效处理杂波，精确探测移动中的小目标。

  2、设置AIS岸基站，将经处理的小目标信号以虚拟AIS船舶形式广播。配套的AIS基站选用国产标准AIS基站，与雷达同址建设。AIS基站可与周边30公里的AIS船台做正常信息交互，满足系统信号覆盖距离要求。

  3、建设洋山港小目标系统，整合固态数字雷达和虚拟AIS技术，以此来实现该水域小目标的扫测跟踪显示。

  雷达安装在小洋山沈家湾码头建筑顶部，该位置位于洋山港主内航道前端，视野开阔。根据监管需求，信号覆盖设定最长距离16公里左右，最短距离1公里左右，扇面210度。

  采用最先进的跟踪算法，可自动识别雷达图像中的目标回波，并将每个回波目标的运动标注为具有相关轨道参数的确认轨道。

  给识别目标分配唯一ID号，并确定位置、速度和运动状态等相关特征，并根据预测和更新其运动状态，预期其运动趋势，例如匀速运动、加速转弯等，从而跟踪每个目标的轨迹，并将这一些信息提供给雷达图像呈现。因此，当回波强度超过设定的视频阈值，就开始生成和更新跟踪信息。

  4、播发虚拟B类船舶AIS信息。虚拟B类船舶AIS信息采用载波侦听方式来进行播发，以18号电文播发位置报告。为了与真实船舶AIS信息相区别，系统设定以100开头的6位数字代码代表MMSI九位码，时间戳采用岸上时间同步器提供时间，播发频率默认30秒，可依据需求自行调配。除了经纬度位置信息外，AIS电文还提供船首向、航速、航向等相关信息。同时利用VHF天线高度、增益、播发功率控制AIS基站的播发范围，该范围默认略大于固态雷达监控范围，以便于大中型船舶在进入警戒水域前提前获取AIS基站播发的小目标模拟AIS信息，来提升警觉避免碰撞。

  可以探测到洋山主航道警戒区附近航行的小船等小型目标，经数据分析和融合后生成小目标AIS信息并通过AIS基站播发，有效解决洋山港警戒区及其主航道、金山航道和东支航道向外延伸水域，在能见度不良情况下，船舶可见的最后盲点，为洋山港特定水域AIS船舶提供更多的识别避让信息，为船舶安全航行和未安装AIS设备的小船监管提供了一种技术手段。

  洋山港E航海示范工程立足于服务洋山港口建设和运行，充分融合了各方管理资源，系统运行三年来为洋山港地区航海用户更好的提供了优质的航海保障服务。上海港引航站认为AIS船舶可以“看见”周边水域未装或未开AIS设备的船舶，为航船驾引人员提供了切实有效的助航保障支持，结合高精度电子海图、实时水文气象、通航安全预警等导助航信息，为引航员提供了准确的引航信息。洋山港VTS指挥中心认为通过AIS基站播发小船等雷达目标功能，加强了对无AIS终端小型船舶监管，丰富了海事监管手段，对船舶交通事故的隐患提供了预警，提升了海事监管水平。

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