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0 引言

在船舶碰撞事故中，会遇两船间的不协调避碰行动是造成船舶碰撞事故的重要原因之一。文献[1]甚至认为所有碰撞事故都是由于会遇两船的不协调行动造成的，可见解决船舶避碰行动不协调问题的重要性。船舶自动识别系统的开发应用，它以其信息量大、传输速率高、数据准确及时和其出色的信息交互功能，为航海者提供一幅清晰的交通状况图，极大的减少避碰中的不确定性，从而能有效的避免不协调避碰行动的发生。

1 导致不协调避碰行动发生的原因

在船舶避碰过程中，如果两船的行动使避让效果相互抵消，从而达不到安全通过的目的，即为不协调行动[2]。在以往的碰撞案例分析中，不协调行动的原因主要有：（1）信息收集的不完备导致对局面认知的不准确，从而对会遇局面产生误判；（2）《规则》的模糊性，船舶架驶员对当时局面及环境的危险程度有可能做出不同的判断，从而采取避让行动的时机和方式具有不确定性；（3）会遇中的两船是两个相对独立的决策主体，一船所采取行动的意图不为另一船理解；（4）对由于周围环境和其他情况的限制无法按照《规则》进行正常避让的情况，没有做出及时的反应；（5）让路船行动的迟疑或行动幅度没有被觉察，致使直航船放弃了直航权利。

2 现有船载助航设备实现协调避碰的局限性

船载雷达、ARPA、VHF等助航和避碰设备的现代化改善，对船舶辅助避碰决策起到了积极作用，但碰撞事故并没有如人们事先预料的那样大大减少。究其原因，主要是现有船载助航设备在自动获取避碰信息和进行船舶间信息交流沟通方面存在着局限性，使得船舶间难以达成协调避碰。

（1）雷达、ARPA。船载雷达只能获取来船的位置等静态信息，通过连续观测标绘才能获得目标船的动态信息，其精度和作用范围有限，易受天气、海况和地形的影响。ARPA是基于雷达信号处理的一种避碰设备，这也决定了它具有雷达的所有缺点；ARPA从录取目标、测量、计算到最终显示需要一个延迟，不能满足实时性要求；ARPA无法获取相遇船的操作意图并做出相应处理，做不到“知己知彼”。

（2）VHF。VHF无线电话是目前海上通信联系、信息的交互的主要手段。此种方式，常常由于人工操作、效率低、信道拥挤、语言障碍等原因，不能及时沟通双方信息甚至误解。在通航密度大的繁忙水域，VHF中的声音嘈杂、混乱，加上用相对本船位置的方法，更难以准确呼叫目标船，还可能会导致误通的发生[3]。

3 AIS为什么能有效减少不协调行动的发生

船舶自动识别系统（AIS）是一种新型船用助航设备，不须人为介入便能够连续交换重要的航行数据。其主要目的是通过为船舶操纵人员提供更加精确、详细的航行环境信息，使之能够更好的监视和控制船舶航行。AIS的应用有效的解决了船舶间自动识别、信息自动实时获取和意图交互等避碰难题。

3.1 AIS提升了对避碰态势、碰撞危险的认知能力

安全高效的避碰离不开确切的信息支持。过去以船载雷达、ARPA作为掌握他船信息的手段，由于设备本身的缺陷，对局面的认知能力有限。AIS能够自主连续地发送本船（接受他船）的船位、航向、航速、艏向、转向率等重要的航行状态信息，且其工作在VHF频段不易受天气海况的干扰，信息更新的速率取决于需要可以达到动态信息每2s广播一次。由于AIS接收的数据来自他船自身传感器，数据准确实时，对本船进行局面和碰撞危险的准确判定，消除对他船行动的怀疑有非常重要的意义。AIS与雷达结合可以观察到小岛、山脚以及弯曲河道背后的目标，能够显示靠在大船旁的小船位置，更不会出现两目标靠近导致的目标调换问题，提升了雷达的性能。AIS与雷达目标位置数据进行融合处理，结合ECDIS提供的水深、可航水域、水底障碍物等航行环境信息为航海者展现了一幅清晰的交通状况图。

3.2 AIS改进了海事通信的功能，能准确地进行避让沟通

会遇中的两船是相对独立的决策主体，它们之间协调合作的关键就是适时和充分的信息交流。以往会遇船舶间信息主要依靠VHF沟通交流，由于VHF通信效率低，往往因彼此不能及时掌握对方的操纵意图，难以在避让前达成避碰协议，从而采取了不相协调的避让行动。

AIS提供了短信息通信功能，装有AIS的船舶间能利用全球惟一的识别信息码（MMSI）、他船船名及呼号准确呼叫对方船，以短文本定向的方式进行信息交互。一旦判明船舶间有会遇的潜在危险，装有AIS的船舶间就能进行准确的操纵沟通及确认，从而将危险尽早排除。利用AIS进行快捷有效的沟通，会遇的两船间成为一个共同的决策体系，有利于达成一致的避碰行动，能大大降低不协调行为的发生机率。特别当某船由于周围环境和其他情况的限制，无法按照《规则》进行正常的避让时，可以在AIS中及时沟通联系，简明扼要地说明情况，迅速协调避让行动，以达到有效避让目的。

3．3 AIS为查核避让行动提供了可靠保障

在避碰过程中，只有细心查核对方船的避让行动，才能及时发现船舶间的行动不协调，以便采取相应措施，纠正错误，避免可能发生的碰撞事故。另外，会遇中的直航船也只有细心查核让路船避让行动动态，才能避免出现由于过早地放弃直航权利而导致的不协调局面。

在传统的方法里，海员通常用观察来船罗经方位或通过雷达观测相对运动线变化来查核对方行动，对他船速度变化值、转向率的测算都是需要一定时间的。ARPA对被跟踪目标的稳定矢量显示需要3min，在他船大幅度转向后，他船的方位变化需要1～2min才能测出。这对在避让操纵需要频繁地改向变速的情况下，判明形势把握稍纵即逝的避碰操纵时机显然是不够的。AIS在此显示了优越性，它能适时（最短2s）提供他船的船位、航向、航速、转向率、速度变化值及操船意图。数据来自目标船本身，准确可靠，没有延迟，能有效判明其行动及意向，减少不协调行动的发生，且为进一步的避让行动赢得了主动。

4 怎样应用AIS解决不协调避碰问题

AIS的正确使用，能够大大减少由于对局面判定、碰撞危险的认知及对他船行动意图的怀疑带来的不确定性，从而有效地减少避让行动的不协调。基于AIS的功能特点，AIS既可充当采集避碰信息的传感器，又能充当对避碰态势、碰撞危险和避让意图等信息进行交流与协商的设备。开发基于AIS的协商避碰系统，充分利用了AIS出色的信息搜集和信息交互功能，是解决不协调避碰问题的理想途径。

基于AIS的协商避碰系统主要由信息收集与处理部分、专家系统、通信协商系统等组成。（1）信息收集与处理部分：数据来源于AIS、雷达、ECDIS等传感器。依托中心计算机，对多传感器数据进行转换，以相同的形式进行描述，并进行相关分类；采用模糊聚类、BP神经网络、卡尔曼滤波的方法对多传感器数据进行分类融合；以融合后的航向、航速、相对方位、相对距离、船位、及航行环境等数据为可信数据，进行DCPA、TCPA、碰撞危险度等解算，判明会遇态势、碰撞危险、航行条件。

（2）避碰专家系统：专家系统在此是一个避碰决策方案咨询体系，要求是一个综合人--船--环境影响因素的复杂决策系统，应具有完备的专家知调革和较强的学习推理能力。在这里，以会遇态势、碰撞危险、航行环境为键值，依据专家知识和《规则》进行启发式搜索，对碰撞案例进行学习推理，给出包括避让时机和幅度的初步避让方案。

（3）通信协商系统：通信协商系统以AIS为协商媒介，并具有能记录协商内容的强大数据库。船舶驾驶人员根据专家系统的初步避让方案，利用AIS把包括下一转向点、转向率、航向、航速等避让意图信息定向发送给相关船，并在短信息中对安全相关信息进行说明和必要补充。船舶间通过AIS信息交流达成避碰协议，协调避让行动，确保航行安全。避碰协商的时机除上述意图的协商外，还应包括对局面判断有怀疑时及需要背离《规则》时的协商。协商的内容都将被作为法律依据记录到协商数据库。

基于AIS的协商避碰系统把避碰相关各方统一于共同决策体系，对会遇局面判定、避碰危险程度的认识和避让行动方案等问题能进行充分的交流与协商，有效地减少了避碰过程中的不确定性，使会遇船舶间达成协调，从而避免避碰事故的发生。