摘 要

虚拟航标是近几年开发出来的新型应用技术，它建立在AIS和ECDIS等电子技术的基础上，与传统航标相比，具有简单明了、设置快捷、节能环保等特点。随着AIS岸基系统的建成及船用AIS的普及，虚拟航标已经发展成为具有很多综合功能的海事系统，利用AIS技术设置的虚拟航标，可以实时地将航标信息发布到周围航行的船舶及其它与航行相关的设备，为船舶安全航行提供更好的助航服务。本文主要通过介绍现代虚拟航标新技术在航运中的应用，分析虚拟航标技术在航运发展中所起到的促进作用，突出虚拟航标的优越性，充分发掘其在业界所发挥的作用，为以后其在航运中甚至是其他领域的发展打好基础，让这一新型的技术能更好的推动航运业的发展。

关键词：AIS；航标；虚拟航标； 电子海图

Abstract

The Virtual Navigation-Aids is the development of new application technology in recent years. It was established on the AIS and ECDIS electronic technology. Compared with the traditional aids to navigation, the virtual navigation-aids is simple and clear, setting up fast, energy conservation and environmental protection, etc. With the completion of the shore-based AIS system and the popularity of ship’s AIS, the virtual navigation-aids have developed into the maritime system with a lot of comprehensive function. If we use AIS technology set up the virtual navigation-aids, it can provide better navigation service for ship safe navigation and quickly put the information of AIDS to navigation into the surrounding sailing ships or other related to navigation equipment .This paper mainly introduces the application of the new technology of the virtual navigation-aids, and analyze the technology of the virtual navigation-aids in the promoting development role of ship. Across to explore the advantages of the virtual navigation-aids and the important role in the shipping industry, we can lay the foundation for the development of the shipping industry in the future. Let the virtual navigation-aids promote the development of shipping industry better and better.

Key words：AIS；Aids to navigation；The Virtual Navigation-Aids； Electronic chart display system（ECDIS）

目 录

第一章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 研究的目的 1

1.3 国内外研究现状 1

1.4 研究方法 2

1.5 论文架构 2

第二章 虚拟航标的实现原理 3

2.1 虚拟航标的产生背景 3

2.2 虚拟航标的定义 3

2.3 虚拟航标的系统组成 4

2.3.1 遥测子系统 4

2.3.2 监控中心 5

2.3.3 AIS 发布子系统 5

2.4 虚拟航标的应用范围 6

2.4.1 永久标识碍航物 6

2.4.2 永久标识 6

2.4.3 临时标识 7

第三章 虚拟航标在航运中的应用 8

3.1 虚拟航标在航道水深显示中的应用 8

3.1.1 单航道多航路应用 8

3.1.2 水深动态显示 9

3.2 虚拟航标在海底电缆铺设中的应用 10

3.2.1 应用背景 10

3.2.2 应用分析 10

3.3 虚拟航标在水下管道防护中的应用 11

3.3.1 应用背景 11

3.3.2 应用分析 12

第四章 虚拟航标的应用优势 13

4.1 虚拟航标自身的优势 13

4.2 虚拟航标助航的优势 13

第五章 虚拟航标应用中存在的问题及建议 15

5.1 基于虚拟航标自身可能存在的问题 15

5.2 虚拟航标提供助航中可能存在的问题 15

5.3 建议 16

第六章 总结与展望 18

6.1总结 18

6.2 展望 18

参考文献 19

第一章 绪论

1.1 研究背景

航标是指在特定水域内设立为指导船舶航行、提高船舶交通率、标识碍航物和表示警告的人工标志，它旨在为各种水上水下活动的安全进行提供信息，按照其工作原理可以将其分为视觉航标、无线电航标和音响航标三大类，但是这些航标往往会由于不良天气、能见度、航标故障等因素，导致不能很好地发挥它们的作用，尤其是在恶劣天气条件下，驾驶员往往很难通过航标获得他们航行所需要的信息。航标一般是系固在水面上的，往往会受风、水流等方面的影响而发生漂移，如果发生漂移，就不能起到警示的作用，容易造成水上交通事故；此外，当航道发生变更或重新设置航标时，现在的施工方法相当耗时耗力，并且在航标设置管理和维护期间，船舶往往难以及时获得航标的助航信息，这将会对船舶的航行安全造成威胁。

1.2 研究的目的

国际航标协会(IALA)在第16次大会中将建设21世纪“数字世界航标”作为大会的主题，为以后世界航标的发展指明了方向。在我国沿海、港口、内河等水域，虚拟航标已经发展成为了具有很多综合功能的海事系统，利用AIS技术设置的虚拟航标，可以实时地将航标信息发布到周围航行的船舶及其它与航行相关的设备，向船舶及时的提供助航信息。但由于船舶AIS其实也是一项新兴的技术，目前也正处于不断发展的阶段，虽然目前已广泛应用于船舶，并对船舶的航行安全提供了相应的保障，但还并未实现与航标的无缝结合，所以利用AIS技术来进行航标的远程管理技术还需要继续进行研究。本论文则主要研究目前虚拟航标技术在航运业上的应用，充分发掘其在航业界的作用，为其以后在航运中甚至是其他领域的发展打好基础，让这一新型的技术发挥其应有的价值。

1.3 国内外研究现状

目前，世界各地的许多国家和地区都开始建立了虚拟航标应用系统，并且有不少的国家已经着手将虚拟航标应用到相关领域。瑞典最早建设了35个AIS基站组成AIS信息网络，建成了世界上第一个能基本覆盖全国的船舶助航系统网络；2004年，丹麦海事管理者也开始在丹麦水域内建设岸基AIS网络；英国爱尔兰港口也在North Gurnard 浮标和灯塔上进行了“准AIS”的相关研究，“准AIS”单元包括GPS接收机，测量风速和方向，潮水高度，水和空气温度的传感器，通过这些传感器收集数据经处理器打包后由无线电终端发送上岸，然后数据再由南安普敦港口中心处理并转换为AIS信号，再由相应的地面基站播送出去就相当于来自一个航标的实际AIS单元^[3]。这种准AIS由于其不用负载大量的额外设施，所以不会像船载AIS那样需要大量的能源消耗。

我国于2004年5月，在长江口和珠江口设立了由7个基站和两个监控中心组成的AIS网络，组建了我国第一个AIS信息网络，并用于以后的研究和实验。目前各国都在组建自己的AIS网络,，积极研究基于ECDIS并可以与VTS相整合，同时还可以完成水文气象资料等助航信息发送的新型助航系统。

1.4 研究方法

本文拟采取查阅文献、对比分析和实例分析的方法来研究虚拟航标技术在航运管理上的应用，具体如下：