《基于AIS在航标系统上的应用探讨》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于AIS在航标系统上的应用探讨（30页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、基于AIS在航标系统上的应用探讨The application and discussion of the Navigation-aids system based on AIS专 业： 航 海 技 术Major : Navigation作 者： 罗 育 彬Author : Luo Yubin指导教师： 潘 家 财Supervisor： Pan Jiacai学位授予单位：集美大学University: Ji Mei University学号 No.： 2003110215基于AIS在航标系统上的应用探讨摘 要 航标是航道的基础助航设施，直接影响船舶的航行安全。对于沿海航道的航标，雷达一直作为主
2、要的观测设备，用来监测和识别航标。虽然随着技术的进步，雷达的性能得到了一定的提高，但始终难以克服其自身的局限性。随着通信技术和计算机技术的飞速发展，应运而生的AIS技术显示出了卓越的优势。AIS系统与当前的雷达相比具有提供信息量大、实时性好、抗干扰能力强和越障碍传输等优点AIS系统将会给海上航标监视带来革命性的进步。本文针对当前航标(沿海航道航标)数字化的迫切要求和AIS技术的发展趋势，通过深入研究AIS的技术特点，仔细分析IALA所述作为航标的AIS的潜在应用，归纳了基于AIS的航标无线监控系统的总体功能，设计了系统的总体框架和航标AIS系统构成，并对航标AIS应用的优缺点进行了分析和进一步
3、展望。关键词 航标 AIS AIS航标 VTSThe application and discussion of theNavigation-aids system based on AISAbstract Navigation-aids is the basic establishment of the sea-route for assisting navigation straightly effecting on the safety of shipping. For the Navigation-aids of seashore sea-route radar is always t
4、he main observation establishment for watching and identifying Navigation-aids. With the progressing of technology the capability of radar is improved but it is difficult to overcoming itself shortcomings. Along with the fast increasing of communication and computer technology the advantage of AIS e
5、merge as the times require appears Contrasted with the current radar AIS system is provided with the excellence such as large information quantity, good real-time, strong anti-jamming and across-obstacle transmission and it will bring revolutionary progress in the surveillance of Navigation-aids. Ai
6、m at the requirement of Navigation-aids digitization and the development of AIS technology, through researching deeply the characteristic of AIS technology and analyzing carefully the potential application of AIS as saying as IALA the paper sums up the whole functions based on the system of the wire
7、less surveillance and design the whole frame of system, the Navigation-aids AIS system and make a analysis and further prospects on the advantages and disadvantages of the application on Navigation-aids AIS. keyword Navigation-aids Digitization AIS AISNavigation-aids VTS目 录引 言1第 1 章现行航标技术概况21.1航标的作用
8、21.2航标的传统助航方式21.3航标的传统管理模式31.4航标数字化的需求和意义41.5AIS技术应用于航标系统的必要性和可行性5第 2 章AIS系统概述72.1AIS的基本组成72.2AIS的主要功能92.3AIS的技术特性9第 3 章AIS技术在航标中的应用分析113.1航标AIS系统总体功能113.2航标AIS系统的总体结构设计13第 4 章航标AIS的优缺点及其进一步应用探索204.1航标AIS的一些优越性204.2航标AIS的几点问题214.3AIS技术在航标中的进一步应用22结 论23致谢语24参考文献25引 言在引言中，应提到AIS的发展及在航标中的可能应用。而你的论文只是论述
9、AIS的情况，没有涉及到航标，因为你的主题是AIS航标，所以也应涉及到航标。从上世纪70年代以来，船舶朝着大型化，高速化的方向发展，船舶数量与水域交通密度及危险货物载量不断增加，海损事故时有发生，严重威胁船舶航行安全及海洋生态环境。人们在长期不断研究船舶航行安全保障技术中越来越深刻地认识到船舶间，船岸间相互交换信息及船舶识别的重要性，同时也看到相关的通信导航现状存在着诸多局限性。尽管船用雷达，ARPA具有避碰功能，但提供的信息有限，不能识别船舶，不能告知船名、呼号、国籍与操船意图，并且其工作常常受到气象、海况及地形的影响，越是需要雷达、ARPA发挥作用的狭水道、船舶密度大的水域以及遭遇恶劣气象
10、、海况环境时，雷达、ARPA却显得无能为力。航行中相遇船舶间通讯，至今仍沿用VHF无线电话，由于这种靠人工操作的通信方式不能自动获得相遇船标识，不能掌握对方的操船意图，实际上难以在船舶实操前达成双方避碰协议，往往因延误宝贵的时间或不明对方真正的操船意图而采取不相协调的避让动作，而造成海事事故。在港口VTS中，采用VHF-DF及雷达观测进行船舶识别 ，难于解决船舶自动识别问题，这些都影响了船舶航行安全，船舶交通管理。此外，基于港口交管雷达信号的VTS雷达数据处理子系统，由于采用常规恒载频非相参脉冲雷达信号体制的局限性，导致对动态目标跟踪的精度、分辨率及可靠性均不如人意，这种目标信息源的缺陷和先进
11、的计算机处理能力已越来越不相称，也不能适应现代港口VTS技术发展的需求，实际已经成为VTS目标跟踪处理技术的瓶颈。AIS作为一种新型的船舶导航通信设备，将在船舶导航、船舶避碰、船船通信，船岸通信中发挥重要作用。在国际有关组织IMO，IALA，ITU，IEC的努力下，从1992年开始在国际会议上研讨AIS至今正式发布了AIS的性能标准、技术特性、测试标准，操作指南及各类船舶限期安装的决议，发展之迅速反映了客观迫切需要，十分令人瞩目。目前，船舶AIS设备已进入实质性的强制安装阶段。我国沿海、沿江AIS台站的建设也已渐展开。AIS的迅速普及与应用，必将从多个方面对传统的航海模式和观念产生深远的影响。
12、第 1 章 现行航标技术概况1.1 航标的作用 航标是指供船舶定位、导航或者用于其他专用目的的助航设施，包括视觉航标、无线电导航设施和音响航标。它主要用于船舶往来频繁、水文地理复杂的水域及港口，为船舶指示航线、转向点、浅滩、暗礁、沉船和禁航区等，是保障船舶安全航行的重要设施，对发展水上交通运输、海洋资源开发、渔业捕捞、国防建设和维护国家主权起着重要作用1。随着无线电导航技术飞速发展，很多船舶配备了先进的航海仪器，可以利用全球卫星导航系统(GPS)进行全天候的实时高精度的船位测定，保证了船舶的安全航行。但在船舶来往频繁、水文地理情况复杂的狭窄航道或港口水域，仅靠无线电导航在屏幕终端或电子海图上显
13、示船位航线是远远不够的。航海人员还必须根据航标所标示的航线、航道界限和障碍物，一目了然地全面掌握航道的情况，当机立断作出正确判断指挥航行。而且，在当今的中国，设备简陋的小型船舶仍占大多数，它们没有专用的无线电接收设备，仅凭肉眼观察视觉航标以保证航行安全。因此，视觉航标在新技术飞速发展时期仍然具有其独特的助航作用和不可替代的重要地位，是近海和海港在良好视距条件下不可忽视的重要助航手段。1.2 航标的传统助航方式水运与公路的最大不同就是，水道是天然或人工航道，会随时间进行改变;公路可以看到坡度，水面则难以看出水深，因此所有航行船只必须根据航道图进行航行，否则就可能出现搁浅或触损等危险。一年内要对航
14、道进行多次的局部或整体的测量，每次都会出现数据更新，几年时间甚至就要重新绘制新的航道图版本。但各种船只以前都是通过邮寄或购买人工绘制的纸制航道图的方式，不可能及时得到更新信息。利用了电子航道图之后则可以完全改观，它最基础的功能就是让行轮可以通过AIS, GPS等通信方式在驾驶台的电脑上实时观测航行水域内的航道情况来确定船位，从而躲避浅滩暗礁，实现真正意义上的安全自动导航。而普通的纸质海图受尺寸、印刷等限制难以达到全水域浏览，一个图幅只能显示一段航道水域，即使分页也会受图比的限制，难以揭示更多的信息，特别是无法和海轮等现代的航海导航设施动态结合。1.3 航标的传统管理模式视觉航标是人们视觉可直接
15、观察到的助航标志，具有易辨认的形状与颜色，并装有灯器及其它附属设备。在白昼，常用其标身的形状、颜色和顶标供航行人员观察:而夜间，则用灯质，即用灯光颜色、灯光节奏和灯光周期作为识别的特征。因此，维护人员在检查航标时，往往需要检查航标的标位、外形结构及标灯 (含电源)各部件的技术性能。在我国，航道的视觉航标管理和维护一般采用人工定期巡检、定期检修的方式。航道管理部门设立专门的航标维护人员队伍，每十天派出一次日航船和每月派出一次夜航船，靠人员目测来检查航标灯的闪亮状态和位置漂移情况，每个季度还要对航标灯和蓄电池的各项技术性能指标进行一次全面地检测。这种落后的航标管理模式带来很多弊端: 21) 实时性差：采用周期巡查，对于在两次巡航检查之间出现航标灯故障，管理部门很难及时发现和迅速维修处理，这给日益繁忙的航运留下了事故隐患。2) 可靠性低：巡查过程中，靠人员目测检查航标灯的闪亮状态和位置漂移情况，很大程度上依赖巡查人员的工作经验，准确度低、可靠性不高。3) 效率较低：航道里程长，航标分布范围广，需要巡查的地点多，出航巡查的船舶需要花费大量的时间，而且每次巡查都是周期的例行检查，缺乏明确的维护目的。这导致了周期巡查的效率低下。4) 费用较高：定期派出船只和人员对整个航道的所有航标进行巡查
