第十章 自动识别系统

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1、第十章船舶自动识别系统(AIS),Automatic Identification System,第四篇 AIS与VDR,定义：在一定作用范围，在规定频道上，用VHF脉冲转发器传输船对船对岸的识别、导航和通讯信息，自动进行船对岸台和船的识别系统,AIS船相互间能识别、通讯、监视和跟踪,本章介绍AIS岸台系统、船台设备、应用、国际公约和技术标准,AIS岸台能识别、监控AIS船,第十章 AIS,SOLAS公约第五章规定不同类型船舶分段，从2002年7月1日到2004年12月31日分段配备AIS。 IMO、国际电信联盟ITU、国际电工委员会IEC完成了AIS国际标准 一.设置AIS的原因 1.雷达、

2、VHF和VTS有局限性 雷达ARPA：覆盖区、分辨率及信息有限，受气、海况、杂波干扰和地理条件影响，难以确保可靠探测和识别相遇船回波。 传统VHF：人工操作效率低，通信不及时、无操船意向、船标识 传统VTS：靠无线电话与船联系获得船信息, 工作强度大，易失误，盲区，丢目标，又不了解周围水域的船舶情况。 结论: AIS为进一步提高船舶安全航行提供了一种有效信息手段,第一节 AIS概述,第一节 AIS概述,第一节 AIS概述,三 AIS的优点 是无人操作的无线电通讯系统。自动进行船到岸和船到船间通讯，交换船位和航行状态等信息。 AIS与它船进行VHF联系，用短信息，减少手动输入和VHF通讯 是无人

3、操作的无线电导航系统。无需雷达、ARPA,自动、实时观测和监视AIS船舶动态，进行船对船和船对岸的识别，协助驾驶员了望和避碰 探测范围扩大到雷达盲区和障碍物之后区域的AIS站，无目标交换与误跟踪，受气况、海况影响小。AIS作用距离为20海里（天线高,远）。波长较雷达长，绕射强，用中继站，显著扩大覆盖 自动、快速获得船舶信息，输入给导航设备，增强信息的使用价值，提高了工作效率 提高了海上搜助的效率，可快速寻找海上遇险船舶 可自动存储信息，以便事后查询和分析 减少了工作强度和差错,第一节 AIS概述,第一节 AIS概述,2 岸台和交管中心使用AIS后的优点 实时监测交管海域AIS船舶，获得实时信息

4、。对船舶跟踪和管理。在狭窄和 拥挤水域，改善VTS控制。 跟踪监视障碍、危险及污染船，保护海洋生态环境。 监控搜救，有效利用资源，快速寻找遇险船，提高搜救效率 是船舶报告系统，无需ARPA雷达,VTS可获得交通信息 自动识别目标，改善雷达覆盖，消除目标交换。 与船用短信息联系，减少手动输入和VHF通讯 为领域内的所有船舶自动发布交通/气象信息.,3 与ARPA雷达比，AIS的优越性 自动通讯：使雷达自动获得交通信息，增强了功能，提高了信息的可靠性 自动识别：为雷达自动提供目标信息，提高识别监视能力，协助了望和避碰 自动交换避碰数据：AIS自动为雷达交换避碰数据，快速、直观、准确判断碰撞危险，应

5、付多船相遇、快速逼近及机动频繁等场合，减少和避免碰撞海事 AIS探测远距离目标能力强，可越障碍传输。减少“雷达远距离目标碰撞”事故 AIS探测近距离目标能力强，没近盲区 AIS使雷达与ARPA减少或消除目标交换、误跟踪与丢失。改善了覆盖。提高避碰可靠性。 AIS减少了工作强度和工作差错，在传输时可存储信息，以便事后查询和分析。,第一节 AIS概述,第一节 AIS概述,AIS依赖通信，无法监测末装AlS或AIS故障目标，缺目标完整信息和环境信息，不能作为唯一安全监测手段 ARPA雷达是唯一能够处理所有目标检测和跟踪，用于船舶监控、避碰、定位与导航的一种工具。 作为自主的对环境具有全景式监测能力的

6、探测设施， ARPA雷达的功能仍是独特和不可替代的。 话音通信仍是传送VTS信息至无AlS船的重要方法。 结论: AIS不能代替雷达和话音通讯, 用AlS辅助ARPA雷达以及话音通讯。,基站,船台,AIS由配备有AIS的 运载体(船、飞机)和AIS岸台系统组成。船舶配备有船基AIS设备，岸台配备有岸基AIS设备，船与船之间、船与岸之间组成大的或局部AIS网络，使AIS运载体，配备AIS的企业和管理部门，相互间能够通讯、识别、监视和跟踪。,第二节 AIS的岸台系统,一.AIS岸台系统 由AIS基站收发机联网而成.用标准接口，借助基站控制器BSC、网络设备、控制和应用软件，实现覆盖。 AIS基站收

7、发机，使用专用基站软件，可设置通信端口、频率、速率、和接收机识别码等参数,第二节 AIS的岸台系统,网络设备通过Inter网管理、控制、收集和分配信息流，在国际、国内或地区网络通讯（船与岸及船与船） 当通信双方超出VHF覆盖时，网络仍进行信息排队，直至双方进入VHF的覆盖为止,第二节 AIS的岸台系统,第二节 AIS岸台系统,二AIS基站收发机遵从AIS技术特性标准，装在VTS、AIS网络核心、或制成AIS应答器 AIS应答器主要部件:GPS仪(传感器)、VHF和计算机 GPS导航仪:定位和导航数据 计算机将船位、速度、名称、呼号、类型、地向等导航数据封装成导航数据包 导航数据包由VHF广播

8、三AIS基站收发机的功能符合ITU-RM.1371建议案AIS技术特性标准,用6-12信道DGPS导航仪，提供位置和时间。用船舶接收机（可选）收到AIS岸和船的差分纠错信息 用双信道VHF接收机（一发二收）在136MHz-174MHz收发信息 可设区域信道，收发二进制信息（特定应用中发/收） 点点、广播、SMS通讯 广播雷达目标信息,五 AIS的无线传输要求 1.工作频段：156.025-162.025MHz 2.通用工作频率：VHF87B（161.975MHz）、VHF88B(162.025MHz) 3.频带宽度：25KHz或12.5KHz 4.发射功率：12.5W/2.5W 5.调制方式：

9、GMSK(编码数据)/FM(调频) 6.数据编码方式：NRZI(反相不归零)编码数据 7.传输数率：9600bps 8.访问协议：STDMA（自组织时分多址技术） 9.通信规程：HDLC(高数据链控制),第二节 AIS的岸台系统,时分多址（TDMA）技术的优点： 容量大、覆盖范围广 无控制站干涉,自动、快速解决冲突；自动减少AIS台数，保证最近船识别 信道分配合理，访问灵活 新型数字访问技术，提高了频率利用率 可变换信息发送率，连续自主的操作 信息可重复，连续更新监视图像。,第二节 AIS的岸台系统,2AIS定时（混合定时ITC：用UTC相关时间定时 （帧与UTC分钟）时间同步排序： UTC直

10、接：不能直接访问到UTC，用GPS定UTC。 UTC间接：与已经和UTC同步的电台同步. 与基站同步（直接或间接）:与标识数最高的基站UTC同步（拥有最多接收站的基站UTC） 与标识数最高的移动电台的时间同步： 与MMSI (海上移动业务识别码)最低的AIS站同步。（若标识数相同）。 AIS兼容DSC，AIS将取代DSC。,第二节 AIS的岸台系统,七AIS工作模式(标准中的功能性)（三种） 自主工作模式（省缺）：在所有海域使用。按自身程序发信息。自动解决与它船冲突问题。 指定工作模式：在拥挤区使用。用岸台程序发信息 轮询工作模式：仅在它船或管理当局询问时，才发信息。不可与其他2种工作模式冲突

11、。 八AIS用户接口要求（接口标准） . GPS与陀螺罗经接口：用NMEA-0183格式； .计程仪一般以200脉冲为1海里； .信息处理器与显示器:用IEC61162标准； .通信接口:用RS232、RS485/RS422标准；,第二节 AIS的岸台系统,RQ,BQ,静态,动态,其他有关的信息,AIS的船台设备：是一种在VHF频道上的自动船载广播式应答器，它能周期自动地广播和接收船舶静态、动态和与航行有关的其他信息，进行岸与船之间和船与船之间的信息传递，对周围的船舶进行识别、监视和通讯,第三节 AIS的船台设备,第三节 AIS的船台设备,AIS船台与VTS、SAR（搜救中心）和DGPS台联网

12、. 向岸上或他船发本船目地港、船舶识别码、船名、船位、船首向、地速、地向等信息，传递其他的信息。 自动接收船舶交通服务、航行安全，航行警告、交通和港口管理、DGPS校正、潮汐、气象. 接收显示它船位置、标识、航向、首向和速度. AIS船台设备具有碰撞警、水浅警等报警功能。,一AIS的船台设备 1AIS船台设备的组成,第三节 AIS的船台设备,第三节 AIS的船台设备,二AIS船台设备发射机应答器 由（两台）VHF收发机和通信控制器组成。通过控制软件和应用软件对AIS船站进行控制,第三节 AIS的船台设备,1）VHF收发机(由通信处理器控制) 自动调谐到87B、88B，同时接收和交替发射信息 能

13、在指定的区域性频率工作。 信息中，含有本船和他船航行信息。 2）通信处理器(AIS的核心)内设有静、动态数据库及管理控制软件。选频道，处理AIS信息，控制VHF收发机通讯和显示。 将本船最新信息编码发射和显示；对他船航行数据解码并存储。,第三节 AIS的船台设备,三传感器 采集船动态信息（位置、时间、首向、航向、航速等基本信息和回转率、纵倾角、纵横摇摆角、目的港、ETA等其他信息）。 GPS导航仪：船位及UTC。NEMA-0183数据输出格式。 陀螺罗经：NEMA-0183数据输出格式。 计程仪提供地速，其他传感器输入相关信息， 四信息显示器 显示数据和状态信息，监视系统运行状况。 1。AIS

14、船台显示器为嵌入LCD显示屏，最小3行数据。 可转换到简单图示方式，也可送到其他显示系统。 目标信息可按距离、TCPA或CPA分类。可告警。,第三节 AIS的船台设备,2AIS船台设备最小显示器要求 显示器至少显示3行数据，每行至少显示方位、距离和船名，其它数据可通过水平滚动得到，但方位和距离不可滚动，其它船舶数据可以通过垂直滚动来获得。,第三节 AIS的船台设备,五AIS船台显示的图像和信息 1ECDIS和ARPA雷达显示： ：AIS 目标 ：ARPA 目标,1）. 显示简单的信息数据：,2）。显示船舶数据,3）AIS静态信息Static Data（性能标准P157） MMSI (Marit

15、ime Mobile Service Identity) （海上移动服务标识码） IMO number IMO编码（若无可不发） Call sign 所有SOLAS管制船舶，不迟于2004年12月31日；,第五节 AIS的国际公约和国际技术标准,二通用船舶AIS性能标准建议 （IMO海安会69次会议附件13（1998-06-01）附录3） 1.范围 1.1 本性能标准规定了对通用AIS的要求。 协助船舶有效航行、防污染以及VT的运行，改善航行安全,功能要求: .1 船-船方式避碰； .2 作为沿海国家获取船舶及其货物资料的一种方法；以及 .3 作为VTS的工具，即船-岸（交通管理）。,第五节

16、AIS的国际公约和国际技术标准,AIS应能将来自船舶的信息，自动、按要求的精度及频度，提供给其它船舶及主管部门，以便于精确跟踪。数据发送应不受船员的干预，并有高度可用性。设备除满足无线电规则、现行ITU-R建议和A.964(17)决议提出的总要求以外，还应符合以下性能标准。 2 功能性 2.1 系统应能以多种模式工作； .1 “自主连续”模式，适用于所有海区。主管部门应能控制该模式与下列模式之间的相互转换； 2 “指定模式”，适用于负责交通监督的主管部门管辖的海区，数据发送间隔与时隙可由主管部门遥控；以及部门的询问，发送数据。 .3 “查询”或受控模式，响应船舶或主管.,第五节 AIS的国际公约和国际技术标准,3 性能 (1) AIS应包括: 1)工作于海上频段、并具有适当频道选择与转换方法的通信处理器，以适用于短程与远程通信； 2)处理电子定位系统数据的手段，该系统的鉴别力为千分之一分（弧度），采用WGS-84基准； 3)自动输入符合6.2规定条款要求的其他传感器数据的手段； 4)人工输入与检索数据的手段； 5)发送数据与接收数据检错手段；以及 6)内置