AIS-137（ITU-R M.1371）通用AIS规范

在浩瀚无垠、变幻莫测的海洋中，每天都有成千上万艘船舶交错航行，安全航行和避免碰撞始终是重中之重。自动识别系统（AIS）作为现代海上作业的基石，正是在此发挥作用。该系统的核心是“ITU-R M.1371通用AIS规范”标准，业内通常称之为AIS-137。这项由国际电信联盟（ITU）制定的国际建议定义了AIS应答器的技术规范，使船舶能够自动发送和接收重要的导航数据。应答器是安装在船舶上的电子设备，旨在响应雷达的询问，通过无线电频率向交通管制员发送船舶位置和速度等关键信息，从而构成最重要的通信系统。

随着全球贸易量的增长和自主航运的出现，AIS-137 标准仍然是海上安全、环境保护和高效交通管理的基石。

由于所用技术的特殊性，AIS受到全球众多国际和国家组织的严格监管。这种严格的监管确保所有AIS产品都符合最低性能、功能和互操作性标准。

AIS标准由国际灯塔协会（IALA）和国际电信联盟（ITU）制定。国际电工委员会（IEC）根据IALA和ITU制定的规章制度制定AIS测试标准。各国机构负责在制定自身认证标准时解释这些标准。此外，各国还可以制定本国标准，规定产品必须符合这些标准才能在本国销售。

AIS（船舶自动识别系统）概念的出现源于人们对海上事故日益增长的担忧。在繁忙的海上交通中，传统的雷达和甚高频（VHF）无线电通信被认为足以实现船舶的实时跟踪。为此，国际海事组织（IMO）根据《国际海上人命安全公约》（SOLAS公约）强制规定，所有吨位超过一定标准的国际航行船舶以及所有客船（无论大小）都必须安装AIS系统。

AIS 的技术基础由 ITU-R M.1371 正式确立。该标准保证了全球船队之间的互操作性。

AIS-137 主要概述了一种基于甚高频的数字通信协议，该协议在两个专用信道上运行：

• 161,975 MHz (AIS 1)
• 162,025 MHz (AIS 2)

这种自组织时分多址方案每分钟每个信道最多可进行 2.000 次传输而不会发生冲突，即使在高流量区域也具有很强的鲁棒性。

根据 ITU-R M.1371 标准，该设备集成了 AIS 应答器、GPS 接收器、VHF 发射器/接收器和处理单元。它以较短的间隔（对于移动船舶每 2-10 秒一次，对于系泊船舶最长每 3 分钟一次）广播动态、静态和航行相关数据。该标准中定义的基本消息类型包括：

• 消息类型 1 位置报告 - A 类：大型商船的实时位置。
• 消息类型 2 位置报告 - A 类：用于更新频率较低的指定程序。
• 消息类型 3 位置报告 - B 类：适用于小型船舶（300 总吨以下）。
• 消息类型 4/11 基站报告：来自沿海站点的交通协调。
• 消息类型 5 静态和航程数据：定期更新船舶身份和计划。
• 消息类型 18 标准 B 类设备位置报告：游艇紧凑型版本。

ITU-R M.1371 标准规定采用循环冗余校验进行故障检测，并使用 168 位消息格式以提高效率。功率输出可变：船载单元最高可达 12,5 瓦，海上探测范围为 20 至 40 海里。ITU-R M.1371-5 标准中详细介绍了卫星 AIS (S-AIS) 扩展功能，该功能利用铱星等低地球轨道星座实现视距外的全球覆盖。

尽管AIS-137标准取得了成功，但仍面临一些挑战。繁忙水域的数据过载会给接收器带来压力，而诸如消息注入之类的网络安全漏洞促使国际海事组织（IMO）发布了第2898号通函，用于风险评估。带宽限制也阻碍了其与正在发展的5G海事网络的集成。

展望未来，该标准正朝着AIS 2.0概念演进，包括增强自主船舶的数据字段和抗量子加密技术。国际电信联盟正在进行的工作是使M.1371标准与6G频谱分配保持一致，有望实现超可靠、低延迟的通信。

简而言之，AIS-137标准已将海上导航从被动应对转变为主动出击，从甚高频（VHF）技术发展到卫星协同应用。随着气候变化加剧风暴模式，地缘政治紧张局势扰乱海上航线，AIS-137标准的适应性至关重要。

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