虚拟航标在苏州航道的应用探析

黄金星  王飞雄

苏州市航道管理处 江苏 苏州市 215600

摘要：本文主要介绍了虚拟航标的相关知识，分析了与传统航标相比的优势，结合苏州航道现状和未来发展，对虚拟航标在苏州航道的应用可行性进行了分析，最后对虚拟航标在苏州航道中的应用场景进行了设计。

关键词：虚拟航标；苏州航道；应用；场景设计

1.引言

航标是航道的重要设施，是航道尺度信息表达的基本标识，是保证船舶安全航行的重要保障。传统航标以视觉实体航标为主，随着无线通讯、信息数字化等技术的快速发展，航标技术也不断发展，目前我处所辖175座航标均已实现远程遥测遥控，辅助查标手段进一步提升。近年来，虚拟航标在长江航道上实现了应用，通过实践，虚拟航标在长江航道上发挥了越来越重要的作用。相对传统航标，虚拟航标具有维护管理效率高、投入成本低等优势，是未来航标发展的一种趋势。随着我处对水下多波束扫测图、三维全景图的制作完成，接下来我市电子航道图的绘制也近在眼前。以此为基础，虚拟航标在我市的应用也将水到渠成。出于安全、绿色环保的要求，虚拟航标的应用也将势在必行。

2.虚拟航标的定义

虚拟航标（Virtual Aid to Navigation）是指物理上不存在，由经授权的助航服务提供部门发布能在导航系统中显示的数字信息物标。它是继视觉航标、无线电航标之后国际航标学会认可的，旨在提升和增强航标管理机关的航标助航服务能力的现代化技术手段。虚拟航标就是没有实体的航标，它是基于计算机技术、全球定位系统(GPS) ，电子海图显示系统(ECDIS)和自动识别系统(AIS)等现代高技术而产生和发展起来的一门新兴航标应用技术。通过定义我们不难发现，虚拟航标的应用依赖于电子航道图、AIS等系统，之前之所以没有和长江航道一样进行虚拟航标的实践，主要是缺少电子航道图和AIS等系统，解决了这些底层的基础支撑，虚拟航标在苏州航道大有可为。

3.优势分析

总的来说，相比传统实体航标，虚拟航标具有以下显著优势：

（1）易于辨识。虚拟航标对视觉的要求将进一步降低，特别是夜晚等视线不好的情况下，过往船舶能在距离虚拟航标坐标位置较远的水域时辨别虚拟航标，并在装有苏州内河航道图的移动终端上实时显示附近的航标名称和用途，使船长轻易精确识别出航道。

（2）设置方便。与传统航标相比，虚拟航标的设置或者更改更加简单，不需要进行大量的工程建设，只需要在系统内对虚拟航标进行设置，大大缩短了航标设置的时间周期，从而为紧急情况下使用提供了有力支撑。

（3）成本低。电子航标系统建成后，虚拟航标的设置几乎没有成本，与实际工程建设投入相比，可谓一劳永逸，大大减少了不必要的资金投入。

（4）虚拟航标设置不受自然环境影响。虚拟航标设置不受线、天气、障碍物、航标故障等因素影响，更加稳定可靠。

（5）稳定性好。实体航标在使用过程中时常受船舶碰撞等外力原因造成损坏，造成航标时常，给航标管理造成很大的困境。虚拟航标只要系统正常运行，几乎不会受到外界的干扰或者损坏，稳定性好。

（6）不会碍航。传统航标如设置在交通流复杂、船舶流量大的水域，航标可能会成为碍航物，但如果利用虚拟航标取代传统航标，既发挥了传统航标的导航作用，又不会影响船舶的航行。

4.苏州航道虚拟航标应用可行性分析

虚拟航标在海上、长江航道已经有了一定发展和应用，这主要得益于海上和长江航道拥有电子航道图，同时在这些水域航行的船舶驾驶人员素质都普遍较高，船舶都安装了AIS系统，船舶驾驶人员能够熟练使用。相比，我们苏州航道还没有进行电子航道图的绘制，在苏州内河上运输的以散装货物为主，船员的综合素质普遍较低，同时AIS等系统的使用率普遍较低，这是为什么苏州航道乃至江苏省内河航道没有使用虚拟航标的原因之一。

但是，随着苏州积极推进集装箱运输通道的建设，以及水运复兴步伐的加快，在已有多波束扫测数据的基础上，逐步开展三维全景影像的绘制工作，这为电子航道图的绘制打下了基础。同时，未来随着苏州转型升级以及绿色环保的要求，集装箱运输将成为主流，随之而来的是船舶驾驶人员素质的提升，从而为虚拟航标设置奠定相关技术和人员基础。

5.虚拟航标的具体应用场景设计

5.1应急航标设置

目前，不管是工程建设还是发生水上事故的需要，都需要临时设置相关航标，这些航标都是临时设置的，目的是为了完成某一项工作辅助设置的。特别是桥区等复杂航段，设置相关航标的数量较多，造成当事人工程费用的增加。同时航标的设置也会影响到航道通航的条件。这个时候我们可以用虚拟航标进行替代实体航标。

5.2丰富服务信息

一直以来，我处坚持为民服务导向，为船民提供安全顺畅的通航环境。近年来，我处在苏州市干线航道上布设14个通航专用实时水位观测井对航道实时水位进行观测，受到了船员的一致好评。当设置虚拟航标以后，不仅发送航行警告、指示信息，同时也可以将航道水位信息、湖区天气信息推送给船民，让其能及时作出准确的判断。

5.3模拟航道。

可以通过虚拟航标相关仿真技术模拟航道的实际情况，包括船舶吨位、流量、事故易发点、船舶避让路线等，为后续航道及航标管理工作提供可参考数据。

5.4 狭窄水域

在航道条件有限的区域，可以利用虚拟航标来标示航道边界或分割线，避免实体航标可能导致的碍航影响。同时可以利用虚拟航标按照吨位进行路线识别，按照船型尺寸标识出航道的路线，实现大小船分流。

5.5湖区航道

我处在太湖是按照一类航标配布，由于湖区的复杂性，对于航标正常率要求较高，当航标发生故障的时候，航标管理人员到达太湖水域进行维修有时并不能做到及时响应，这就给过往船舶安全造成很大的隐患，为此，在设置实体航标的同时，可以将虚拟航标进行叠加，防止由于实体航标故障造成的空档期，作为实体航标的有力补充。

6.结论

随着“互联网+”在航道领域的成功应用，苏州航道会朝着“绿色航运，智慧航道”方向发展，虚拟航标有着传统航标所没有的优点，依托新技术，新发展理念，未来虚拟航标将会越来越多地应用到苏州航道上，越来越多的场景中会使用虚拟航标。因此，虚拟航标在苏州航道中的应用正当时。

参考文献：

[1]赵家松.AIS虚拟航标的应用和发展.中国水运,2017年04月第38卷第04期.

[2]黄红渡,杨运航.AIS技术在航标领域的应用［J］.珠江水运,2018.20N