FIND研究员∶刘仲祥、黄盈婷、王楚轩
本文主要提供给对新兴趋势发展於海上航行安全有兴趣之读者。此篇先从现行之自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)进行科普,接著说明新一代VDES(Very High Frequency Data Exchange System)之发展现况,并聚焦以新加坡海事和港口管理局(MPA)计画部署为例,目的在於促进岸上和船舶之间的数据交换,透过追踪交通热点和识别碰撞风险,改进航行安全预测分析并将资讯与利害关系人共享,预计VDES将在未来十年左右逐步补充和取代现行的AIS。
何谓VDES?即为因应国际海上船舶资讯传输与监测管理发展趋势,缓解现行AIS系统运行与资料传输之负载,国际航标协会(IALA)与国际电信联盟(ITU)提出了新一代海上资讯传输系统VDES,用以取代AIS作为未来海上安全通讯的系统。
缓解AIS资料传输负载 VDES因应而生
现行AIS指的是船舶自动识别系统(Automatic Identification System, AIS),当AIS资料经过资料勘误与处理後,可取得训練资料,再藉由所建置之预测模型,即可针对海上装有AIS船舶进行航行经纬度座标的预测。接著进一步针对船舶航行行为进行安全评估,运用之技术是分别汇入即时AIS资料与预测系统之预测结果數据,透过系统进行海上AIS船舶航行異常行为的监测与预测应用。
然而,有更多的数据不见得有更好的分析结果,数据的品质扮演重要角色。品质不佳的数据可能导致资讯模糊和误导,进而导致决策失误。例如船舶AIS原始资料即有资料品质不佳的情况,在分析前须清理,因其在传输设计上,接受方会将待处理的AIS讯号依收到的时间进行排序,并依序处理,在交通量较大的场域,就很容易产生无法即时处理的状况,因此经常发现AIS资料重复性问题、船舶经纬度异常等问题。
为了缓解现行AIS系统运行与资料传输负载,便有VDES的出现。VDES主要目的系实现全球范围内海事VHF频段上提供更高、更强的数据交换能力,且能满足船对船、船对岸之间数据交换服务需求,能整合且支援功能包括AIS、ASM数据交换(ASM Exchange)、e-Navigation、增强海事通讯(Enhanced Maritime Communication)与GMDSS现代化等。
就VDES发展现况来说,以新加坡为例,其於2019年针对VDES进行相关试验,VDES系统是奠基於AIS系统的基础上,增加远距离卫星与地面VHF频段数据交换。整个系统包括一个数据交换的卫星,数万个VDES岸基系统和千万个以上VDES终端用户,如图1所示。
资料来源∶SRS e-Bulletin
图1∶VDES示意图
VDES具备四大特色 台湾航安须及早因应
VDES系统具有以下特点∶
1.是国际海事组织针对海事资讯遇到数据不足、覆盖范围不广等问题所规划的升级系统,具有全球性特点。
2.是全球海上遇险与安全系统(GMDSS)以及e-航海发展所需之系统,具有专用资讯网之特性。
3.相较於海上专用通信频段(VHF),VDES频宽增加30倍,且可进行加密通讯。
4.VDES系统从具有AIS系统的船、船对岸等具数据资讯节点传递至卫星节点中,系统内任意两节点可直接、灵活、相容联络,具有一体化特点。
新加坡尚在VDES试行阶段,目前国际海事组织(IMO)亦未订定VDES相关规范或标准,可持续追踪与研析。初步借镜於我国,目前台湾共有36座灯塔,其中33座使用现行AIS系统,就今日(2023年)而言,各国使用AIS尚为国际趋势,倘若未来确定要升级使用VDES,建议我国航安须确认是否确实适用於台湾设备升级之可行性并应纳入评估建置时之过渡时期的配套措施。
参考资料∶
1.封面图∶ https://pixabay.com/images/id-1044723/
2.VDES adds another dimension to safer communications at sea, https://www.mpa.gov.sg/cwp/assets/SRS/issue15/Safety@sea/Communication_at_sea.html,民国110年9月28日。
3.交通部运输研究所,「船舶航行安全大數据资料库应用与分析」,https://www.iot.gov.tw/dl-14785-d679196edd754d6b98adc02b4aa7055e.html,民国111年1月24日。
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