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        關于AIS的前世今生

        2018-04-25 16:35:53

        船舶自動識別系統(Automatic Identification System,簡稱AIS)是一種新型的助航系統及設備。目前AIS已發展成通用自動識別系統 (UAIS)。

        一、AIS的宗旨

        AIS的正確使用有助于加強海上生命安全、提高航行的安全性和效率,以及對海洋環境的保護。

        AIS的功能有:1、識別船只;2、協助追蹤目標;3、簡化信息交流;4、提供其它輔助信息以避免碰撞發生。  AIS能加強了船舶間避免碰撞的措施,增強了ARPA雷達、船舶交通管理系統、船舶報告的功能,在電子海圖上顯示所有船舶可視化的航向、航線、船名等信息,改進了海事通信的功能,提供了一種與通過AIS識別的船舶進行語音和文本通信的方法,增強了船舶的全局意識,使航海界進人了數字時代。

        AIS

        二、研制AIS的起因和背景

        通過岸基雷達搜集目標信號的船舶港口交通管理系統被稱為VTS,通過船基雷達搜集目標信號并顯示自標的航向、航速以及能模擬避碰的雷達被稱為ARPA避碰雷達。二十世紀七、八十年代,是VTS、ARPA雷達長足發展的黃金時期,幾乎全球的所有的港口都安裝了VTS,全部的遠航船舶都安裝了ARPA雷達。從1978年到1999年的21年間,我國就建造了20個不同規模、不同類型的VTS站(不包括臺灣)。VTS、ARPA雷達比以前的同類產品的性能的確提高了一大步,一時被人們用“無缺”來形容。

        VTS中心的顯示屏上可以看到通過岸基雷達接受到船舶的回波(目標),工作人員需要通過VHF直接詢問、VHF通話加 VHF測向、VHF短消息等手段來獲得該船的船名并對該目標進行標識。經標識,過目標其標識會跟隨船舶(目標)航行,直到船舶(目標)駛離VTS區域。為獲得船名并在顯示屏上確認其位置,VHF與船舶通話是相當平凡的。進人VTS中心機房,“正橫某某燈浮的船舶船名是什么?””請報船名?!薄闭埿旭偟綀蟾婢€后再報船名?!钡萔HF通信叫喊聲叫個不停,叫喊聲已經成了VTS中心的一大特色,通過VHF確認船名和位置的工作花費了VTS中心中心人員的相當大的精力,對VTS的功能是一個削弱。 隨著航海事業的發展和人們航海通信導航儀器的要求提高,VTS和ARPA雷達無法直接標識目標的問題就突出了。

        三、AIS需要解決的問題

        在VTS和ARPA雷達上直接標識目標(AIS)需要解決的問題有:高精度的定位手段、船舶全球的編碼MMSI碼、自控時分多址聯接(SOTDMA)的技術、電子海圖等。這些技術難題已全部解決。

        高精度的定位手段及全球衛星定位系統(民用GPS)的定位已經可以10m的精度(實測可達3m精度)。符合了AIS的定位要求。

        船舶全球的編碼MMSI碼又叫船舶識別號。每一艘船舶從開始建造到船舶使用結束解體,給予一個全球的MMSI碼。IMO于1987年就通過推廣應用MMSI碼的決議。

        SOTDMA(自控時分多址聯接)技術是通過數據打包鏈接的技術。AIS技術標準規定:每分鐘劃分為4500個時間段。每個時間段可發布一條不長于256比特的訊息,長于256比特的訊息需增加時間段。每條船舶會通過詢問(自動)選擇一個與他船不發生沖突的時間段和對應的時間段來發布本船的訊息。在統一的VHF的頻道上,AIS范圍內任何船舶都能自行互不干擾地發送報告和接受全部船舶(岸站)的報告,這就是SOTDMA的技術核心。AIS系統(在同一區域)能同時容納200—300艘船舶,當系統的情況下,只有距離很遠的目標才會被放棄,以作為AIS船對船運行主要對象的近距離目標的優先權。在實際操作中,系統的容量是不受限制的,可同時為很多船只提供服務。在實施SOTDMA中,需要2個AIS專用的VHF頻道,已有有關組織向電聯申請,并獲得批準。

        電子海圖顯示與信息系統 (ECDIS)是現代航海的一項新技術,它在保障航行安全和提高航行工作效率方面發揮著顯著的作用。ECDIS不僅只是在計算機上顯示電子海圖,而是為駕駛員集成了各種相關航行信息的實時航行監控與顯示系統。ECDIS能自動地實時計算本船與陸地、海圖上的物標、目的地或潛在的危險物的相對位置,可以說將航海安全技術提升到了一個全新的高度。

        四、AIS船舶報告的種類

        報告種類很多,主要有:船位報告、基地臺報告、信道管理等十三種,報告的長度比特數(兩進制的數字)從168比特到1192比特不等。

        船位報告中包含:信息識別碼(6比特);用戶識別碼(30比特,MMSI碼);航行狀態(2比特,0=在航行中;1=錨泊;2=未受指令;3=靈活性受限制);經度(28比特,1/10000度,±180度,東為 ,西為-,小單位≈0.1852米);緯度(27比特,l/10000度,±90,北為 ,南為-)等字段??偣灿?68比特表示。

        船舶自動識別系統(Automatic Identification System, 簡稱AIS系統)由岸基? (基站)設施和船載設備共同組成,是一種新型的集網絡技術、現代通訊技術、計算機技術、電子信息顯示技術為一體的數字助航系統和設備。

        船舶自動識別系統(AIS)由艦船飛機之敵我識別器發展而成,配合全球定位系統(GPS)將船位、船速、改變航向率及航向等船舶動態結合船名、呼號、吃水及危險貨物等船舶靜態資料由甚高頻(VHF)頻道向附近水域船舶及岸臺廣播,使鄰近船舶及岸臺能及時掌握附近海面所有船舶之動靜態資訊,得以立刻互相通話協調,采取必要避讓行動,對船舶安全有很大幫助。


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