自動識別系統(tǒng)(AIS)概況

自動識別系統(tǒng)（AIS）概況AIS（AutomaticIdentificationSystem，自動識別系統(tǒng)）是集現(xiàn)代通信、網(wǎng)絡(luò)和信息科技于一體的多門類高科技新型助航設(shè)備和安全信息系統(tǒng)，是一種工作在VHF頻段采用SOTDMA（自主時分多址）現(xiàn)代通訊技術(shù)的廣播式自動報告系統(tǒng)。AIS系統(tǒng)由岸基臺、船載臺、轉(zhuǎn)發(fā)臺、助航臺、機(jī)載臺組成。船載臺可向他船及岸基臺自動播放本船的動態(tài)信息（船位、航速、航向等）、靜態(tài)信息（船名、目的港等）、航次信息和安全短消息等相關(guān)資料，同時也可自動接收他船及岸基臺的資訊。岸基臺則可依靠所獲取的信息，拓展主管機(jī)關(guān)的服務(wù)管理范圍，及時掌握海域交通動態(tài)，提高海域管理效率等等。矚慫AIS系統(tǒng)建立了船舶、船一岸的信息平臺，為真正實現(xiàn)海上交通安全的信息化管理提供了重要的手段，使其成為促進(jìn)航行安全，提高航運交通效率的先進(jìn)工具。AIS系統(tǒng)的關(guān)系圖如圖1所示。聞創(chuàng)溝燴鐺險愛氌譴凈禍測。AIS系統(tǒng)關(guān)系圖機(jī)載AIS、AIS介紹AIS產(chǎn)生的背景隨著世界船舶數(shù)量不斷增加及船舶向大型化和高速化方向發(fā)展，世界重要水道越來越擁擠，海損事故時有發(fā)生，給船舶航行安全和海洋生態(tài)環(huán)境造成了巨大威脅。人們在長期研究航行安全保障技術(shù)中越來越認(rèn)識到，船舶之間和船岸之間的信息交換與船舶識別的重要性，同時也深感現(xiàn)行狀況存在的諸多局限性。因此，提高船舶航行安全，防止及控制船舶對海洋的污染，成為國際海事組織（IMO）和各國主管部門的當(dāng)務(wù)之急。為了進(jìn)一步提高船舶航行安全，有必要研究和開發(fā)新的助航設(shè)備。通信和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，為該研究提供了技術(shù)上的保證。船載AIS就是依托這些技術(shù)發(fā)展而成的。殘騖樓諍錈瀨濟(jì)溆塹籟婭驟。在AIS系統(tǒng)中，國際海事組織航海安全委員會（NAV）在1997年第43次全會上通過了《關(guān)于全球船舶自動識別系統(tǒng)AIS作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的建議案》并隨后由國際海事組織海上安全委員會（MSC）在1998年5月第69屆全會上以MSC.74號（69）決議批準(zhǔn)。1998年ITU正式通過了ITU-RM.1371-2關(guān)于《海上VHF波段使用TDMA的船用自動識別系統(tǒng)（AIS）的技術(shù)特性》的決議案。國際電工技術(shù)委員會IEC于2001年6月也通過了IEC61993-2關(guān)于《通用AIS的技術(shù)測試標(biāo)準(zhǔn)》的決議案，簡稱'AIS測試標(biāo)準(zhǔn)”。AIS系統(tǒng)的國際標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)建立。釅錒極額海上生命安全公約（SOLAS）第五章新規(guī)則要求，所有在2002.7.1或以后建造的大于等于300總噸從事國際航運的船舶，大于等于500總噸不從事國際航運的貨船或者所有客船均須裝備AIS設(shè)備。要求所有于2002.7.1前建造的從事國際航運的各類船舶必須在2003.7.1到2008.7.1前裝備AIS設(shè)備。但在此期限后2年內(nèi)將永久退役的船舶可免裝AIS設(shè)備。彈貿(mào)攝AIS設(shè)備的船舶安裝數(shù)量快速增長，國際海事組織（IMO）規(guī)定，大中型船舶（300總噸以上）必須安裝AISA類船臺，中小型船舶安裝AISB類船臺，輔助導(dǎo)航設(shè)施（包括無線浮標(biāo)和燈塔）安裝ATONAIS設(shè)備。AIS的功能船舶自動識別系統(tǒng)AIS（AutomaticIdentificationSystem）是一種船舶導(dǎo)航設(shè)備，通過AIS使用能增強(qiáng)船舶間避免碰撞的措施，能加強(qiáng)ARPA雷達(dá)、船舶交通管理系統(tǒng)、船舶報告的功能,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，達(dá)到改進(jìn)海事通信的功能和提供一種船舶進(jìn)行語音和文本通信的方法，增強(qiáng)了船舶的全局意識。廈礴懇蹣駢時盡繼價騷巹AIS的功能包括：AIS設(shè)備能在沒有船員介入的情況下，自動和連續(xù)地向岸基臺及其他船載臺報告自己的導(dǎo)航數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息。同時，也能接收和處理由岸基臺、其他船載臺等傳送來的指令和相關(guān)信息；AIS設(shè)備在所有區(qū)域通常工作在自主和連續(xù)模式，在岸基臺的控制下也可以與指定模式或詢問模式相互轉(zhuǎn)換工作；鵝婭盡損鵪慘歷蘢鴛賴縈詰。AIS設(shè)備能以高優(yōu)秀級和最小的延遲向岸基臺和其它成員自動廣播與安全有關(guān)的短信息，也能向指定的成員發(fā)送與安全有關(guān)的電文；籟叢媽羥為贍僨蟶練淨(jìng)櫧撻。AIS設(shè)備能根據(jù)不同的用途，發(fā)射或接收及處理ITU-RM.1371附件2表13規(guī)定的22種類型報文；預(yù)頌圣鉉儐歲齦訝驊糴買闥。AIS設(shè)備可以使用SOTDMA、ITDMA和RATDMA三種時分多址訪問協(xié)議。AIS設(shè)備能使用與世界協(xié)調(diào)時UTC同步,或者在不能直接得到UTC時能夠采用其他源同步的方法來保持TDMA工作的完整性；滲釤嗆儼勻諤鱉調(diào)硯錦鋇絨。AIS設(shè)備內(nèi)部裝有GNSS接收機(jī)，由此獲得精確的UTC定時源，并能接收由岸基臺廣播的DGNSS修正數(shù)據(jù)，提供精確的船位精度。在失去外部提供船位信息源的情況下，內(nèi)部GNSS接收機(jī)可被用作船位信息源；鐃誅臥瀉噦圣騁貺頂廡縫勵。AIS設(shè)備具有最小鍵盤和顯示MKD，能人工輸入航次和安全有關(guān)的信息，能進(jìn)行AIS功能控制和數(shù)據(jù)選擇等操作，能顯示船舶航行有關(guān)的導(dǎo)航信息，能夠提供有關(guān)的報警和狀態(tài)信息指示。在MKD基礎(chǔ)上可以考慮擴(kuò)展具有電子海圖顯示和信息處理功能，向操作員提供信息內(nèi)容更豐富和更形象直觀的顯示；擁締鳳襪備訊顎輪爛薔報贏。AIS設(shè)備具有一個符合IEC61162標(biāo)準(zhǔn)的雙向接口，用于遠(yuǎn)程應(yīng)用。同時還根據(jù)相應(yīng)的國際海事接口標(biāo)準(zhǔn)要求配置于各種傳感器、船載系統(tǒng)及其相關(guān)應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)接口；贓熱俁閫歲匱閶鄴鎵AIS設(shè)備提供必要的安全機(jī)制，以發(fā)現(xiàn)AIS失效和防止未經(jīng)許可的數(shù)據(jù)輸入，發(fā)送或更改。能自動記錄AIS設(shè)備停止運行的所有時間，用戶不得修改記錄，當(dāng)需要時可以恢復(fù)記錄數(shù)據(jù)。壇摶鄉(xiāng)囂懺蔞鍥鈴氈淚躋馱。AIS采用的SOTDMA多址技術(shù)AIS采用了獨特的時分多址（TDMA）技術(shù)，即SOTDMA，這是一種不需要建設(shè)基站，移動臺中間自動組網(wǎng)的新型時分多址技術(shù)。蠟變黲癟報倀鉉錨鈰贅籜葦。SOTDMA是“自組織時分多址”的英文首字母的縮寫。這個名字最早由瑞典科學(xué)家提出并使用，用以描述智能時分復(fù)用傳輸系統(tǒng)。例如十個人各使用一個麥克風(fēng)，而且各人都希望和其余每一個人說話，SOTDMA就是實現(xiàn)這項功能的一種有效方法，可以使每個人彼此之間都能自由地同時交流。買鯛鴯譖曇膚遙閆擷凄屆嬌。在瑞典科學(xué)家提出并使用“SOTDMA”這個概念之前，南非的MDS公司及美國的ROSS工程公司也已開始進(jìn)行相關(guān)技術(shù)的研究并擁有了同樣功能的技術(shù)雛形。該系統(tǒng)是基于GPS時域標(biāo)記脈沖的TDMA傳輸，該技術(shù)專利原屬于瑞典航天公司的GP&C（全球定位和通訊）公司，后來該公司被SAAB公司收購，并逐步完善成為目前AIS系統(tǒng)中的主要多址技術(shù)。SOTDMA技術(shù)目前還應(yīng)用在民航的ADS-B系統(tǒng)，以及Motorola公司的“銥星”衛(wèi)星通訊系統(tǒng)中。綾鏑鯛駕櫬鶘蹤韋轔糴飆鈧。AIS技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：每分鐘劃分為2250個時間段。每個時間段可發(fā)布一條不長于256比特的信息，長于256比特的信息需增加時間段。每條船舶會通過詢問（自動）選擇一個與他船不發(fā)生沖突的時間段和對應(yīng)的時間段來發(fā)布本船的信息。在統(tǒng)一的VHF的頻道上，AIS范圍內(nèi)任何船舶都能自行互不干擾地發(fā)送報告和接受全部船舶（岸站）的報告，這就是SOTDMA的技術(shù)核心。AIS系統(tǒng)（在同一區(qū)域）能同時容納200-300艘船舶，當(dāng)系統(tǒng)超載的情況下，只有距離很遠(yuǎn)的目標(biāo)才會被放棄，以保證作為AIS船對船運行主要對象的近距離目標(biāo)的優(yōu)先權(quán)。在實際操作中，系統(tǒng)的容量是不受限制的，可同時為很多船只提供服務(wù)。在實施SOTDMA中，需要2個AIS專用的VHF信道，信道已由國際海事部內(nèi)向國際電聯(lián)申請并獲得保護(hù)。驅(qū)躓髏彥浹綏譎飴憂錦諑瓊。AIS的信息AIS系統(tǒng)采用船舶全球的唯一編碼體制，即MMSI碼來作為識別手段。每一艘船舶從開始建造到船舶使用結(jié)束解體，給予一個全球唯一的MMSI碼。1987年11月19日IMO通過了第A.600（15）號決議，推廣應(yīng)用MMSI碼。目的在于加強(qiáng)海運安全和防止海運中的欺騙及防止船舶造成海洋污染的管理。MMSI碼一般由當(dāng)?shù)卮壣甾k理，現(xiàn)有的營運船可以向當(dāng)?shù)卮壣缣岢錾暾埆@得。貓蠆驢繪燈鮒誅髏貺廡獻(xiàn)鵬。AIS信息內(nèi)容靜態(tài)信息：IMO編號；海上移動業(yè)務(wù)識別碼（MMSI）；呼號及船名；船長、船寬、船舶類型；船上使用的定位儀天線的位置（離船舷距離和中心線左右距離）動態(tài)信息：船位及其精度標(biāo)示和完好性狀態(tài)；世界協(xié)調(diào)時UTC時間；對地航向（1/10度為單位）；對地航速（1/10Kn為單位）；艏向（0~359度）；航行狀態(tài)（由人工輸入）；轉(zhuǎn)向速率（若無可不發(fā)）；航次相關(guān)的信息：船舶吃水；危險貨物（種類）按管理當(dāng)局要求；目的港及估計到達(dá)時間（船長估計）；選項一航路計劃（航路點X基本電文中無此數(shù)據(jù)區(qū)）。與安全有關(guān)的短電文：與安全有關(guān)的尋址電文（包含源ID、目的地ID,安全電文長度可占1~5時隙）;與安全有關(guān)的廣播電文（只包含源ID,安全電文長度可占1~5時隙）。信息更新率自主模式下信息的更新速率規(guī)定為:靜態(tài)信息：6分鐘以及接收到發(fā)送要求時；動態(tài)信息：根據(jù)船速不同,按下表1更新率報告；航次相關(guān)信息：6分鐘及數(shù)據(jù)有變化時和接收到發(fā)送要求時；安全信息：根據(jù)需要。A級AIS自主模式的信息更新率船舶狀態(tài)報告間隔時間船舶錨泊或停泊且移動速度＜3kn3min船舶錨泊或停泊且移動速度＞3kn1s船速0~14kn10s船速0~14kn并改變航向10/3s船速14?23kn6s船速14~23kn并改變航向2s船速＞23kn2s船速＞23kn并改變航向2sAIS信息類別包括信息摘要、信息描述;在信息描述中詳細(xì)有位置報告、基地臺報告、船舶靜態(tài)和航行有關(guān)數(shù)據(jù)報告、船舶類別報告、使用全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）位置報告、安全信息報告、廣播信息、世界協(xié)調(diào)時查詢、差分GNSS信息、數(shù)據(jù)鏈的管理信息和信道管理信息等。共有22種報文。鍬籟饗逕瑣筆襖鷗婭薔嗚訝。表2AIS處理報文列表報文ID名稱說明M/B1.位置報告預(yù)定的位置報告（A級船載移動設(shè)備）M2.位置報告指定模式下的預(yù)定位置報告（A級船載移動設(shè)備）M3.位置報告響應(yīng)詢問的專門位置報告（A級船載移動設(shè)備）M4.岸基臺報告岸基臺的位置、UTC、日期和當(dāng)前時隙號B5.靜態(tài)和航行的相關(guān)數(shù)據(jù)預(yù)定靜態(tài)的、與航行相關(guān)的船只數(shù)據(jù)報告（A級船載移動設(shè)備）M8.二進(jìn)制廣播報文廣播通信的二進(jìn)制數(shù)據(jù)M/B

報文ID名稱說明M/B9.標(biāo)準(zhǔn)的搜救（SAR）飛機(jī)位置報告只與搜救工作有關(guān)的機(jī)載臺的位置報告M14.與安全有關(guān)的廣播報文廣播與安全有關(guān)的數(shù)據(jù)M/B18.標(biāo)準(zhǔn)的B級設(shè)備位置報告B級船載移動設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)位置報告被用于插入到報文1、2、3（8）M19.擴(kuò)充的B級設(shè)備位置報告B級船載移動設(shè)備擴(kuò)充的位置報告:增加靜態(tài)信息M21.助航裝置報告助航裝置的位置和狀態(tài)報告M/B22.信道管理由岸基臺進(jìn)行信道和收發(fā)信機(jī)工作模式的管理，指定本工作區(qū)的地理坐標(biāo)。BM：移動臺，B：基臺。表3A級AIS的位置報告報文內(nèi)容表參數(shù)比特數(shù)說明報文ID6報文1、2、或3的識別符轉(zhuǎn)發(fā)指示器2用于指示報文轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)。0?3；0=缺??；3=不再轉(zhuǎn)發(fā)用戶ID30MMSI（海上移動服務(wù)識別碼）數(shù)字導(dǎo)航狀態(tài)40=發(fā)動機(jī)啟動中,1=錨泊,2=沒有指揮,3=有限的機(jī)動性,4=受它的吃水深度限制，5=停泊，6=擱淺，7=捕魚中，8=在航路航行中，9=預(yù)留用于將來對于船載DG,HS或MP或者IMO的C類危險品或污染物（HSC）時導(dǎo)航狀態(tài)的修正,10=預(yù)留用于將來對于船載DG,HS或MP或者IMO的A級危險品或污染物（WIG）時導(dǎo)航狀態(tài)的修正,11-14=預(yù)留將來用,15=不定義=缺省.轉(zhuǎn)向速率ROTAIS8127.(-128(80hex)表示不可用，缺省).編碼：ROTAIS=4.733SQRT(ROTINDICATED)°/min;ROTINDICATED/卜部傳感器指示的轉(zhuǎn)向速率(+/-720°/min)+127=右旋720°/min或更大;-127=左旋720°/min或更大.對地速度SOG10對地速度，步級1/10節(jié)（0-102.2節(jié)）.1023=不可用，1022=102.2節(jié)或更咼.位置精度11=High（＜10m;如DGNSS接收機(jī)的差分工作模式）;0=low（＞10m;如GNSS接收機(jī)或其它電子定位設(shè)備的自主工作模式）;缺省=0經(jīng)度28經(jīng)度單位1/10000minute(±180°,East=正值,West=負(fù)值)；181°(6791AC0hex)=不可用=缺省緯度27緯度單位1/10000minute(90°,North=正值,South=負(fù)值.91°(3412140hex)=不可用=缺省)對地航向COG12對地航向單位1/10°(0-3599).3600(E10hex)=不可用=缺省；3601-4095不用參數(shù)比特數(shù)說明真航向9（0-359°）（511表示不可用=缺?。?時間標(biāo)記6UTC報告為（0-59）=秒;或報告為60=時間標(biāo)記不可用=缺省值，或報告為61=定位系統(tǒng)為手動輸入模式或報告為62=定位系統(tǒng)工作在估計模式（航位推測），或63=定位系統(tǒng)不起作用）.預(yù)留為區(qū)域應(yīng)用4預(yù)留給區(qū)域管理者定義.如果未用于任何的區(qū)域應(yīng)用，則置為0.區(qū)域應(yīng)用不能用0.備用1不用，置為0RAIM-標(biāo)志1電子定位設(shè)備的RAIM（接收機(jī)自主完好性監(jiān)視）標(biāo)志：.0=RAIM不用=缺省;，1=RAIM在用.通信狀態(tài)19比特數(shù)總計168AIS的分類AIS設(shè)備包括以下幾類：船載AIS基站AISATONAIS（輔助導(dǎo)航）機(jī)載AIS星載AIS船用AIS可分三大類:A級（ClassA）AIS、B級（ClassB）AIS、和AIS接收器（ReceiverTypeAIS）。各類AIS各有其不同應(yīng)用范圍，B級AIS安裝在IMO尚未強(qiáng)制規(guī)定必須按照A級AIS的船舶上，有助于提高海上航行的安全。構(gòu)氽頑黌碩飩薺齦話騖門戲。B級AIS有兩種類型，一種是CSTDMA（載波偵聽時分多址），符合IEC-62287-1技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，一種是SOTDMA（自組織時分多址），符合ITU-RM.1371及IEC-62287-2技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，由于SOTDMAB級AIS協(xié)議與A級設(shè)備相同，可以看作是一種A級設(shè)備。輒峰陽檉籪癤網(wǎng)儂號澩蠐A級和B級設(shè)備的主要區(qū)別如下:表4AISA級與B級設(shè)備區(qū)別項目A級B級（SOTDMA）B級（CSTDMA）協(xié)議SOTDMASOTDMACSTDMA位置報告消息1消息18消息18靜態(tài)報告消息5消息19消息24A、24B報告速率最高速率2s最高速率5s最高速率30s報文通信尋址：最長936bit廣播：最長1008bit尋址：最長936bit廣播：最長1008bit尋址：最長96bit廣播：最長128bit發(fā)射功率最大12.5W2W2W具體說明如下：協(xié)議區(qū)別SOTDMA（自組織時分多址）是一種嚴(yán)格的時分多址技術(shù)協(xié)議，在A級設(shè)備和B級SOTDMA設(shè)備中采用。SOTDMA是AIS標(biāo)準(zhǔn)（ITU-RM.1371）中規(guī)定的AIS數(shù)據(jù)交換用的數(shù)據(jù)鏈。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，以國際協(xié)調(diào)時（UTC）作為同步源，同步精度要求應(yīng) 。在SOTDMA中，數(shù)據(jù)鏈?zhǔn)褂脵?quán)是自主選擇獲取的，每個AIS設(shè)備都是首先監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)，記錄每個時隙的使用情況，自動選擇空閑時隙，并自動避免時隙沖突。SOTDMA協(xié)議非常復(fù)雜，目前全球只有少數(shù)公司掌握此技術(shù)。堯側(cè)閆繭絳闕絢勵蜆贅瀝紕。B級CSTDMA（載波偵聽時分多址）采用先聽后發(fā)技術(shù)，某一時刻接收不到其它船舶發(fā)射信號，即可發(fā)射本機(jī)消息，協(xié)議較簡單。為防止CSTDMA設(shè)備干擾AIS系統(tǒng)，CSTDMA發(fā)射消息長度不能超過一個時隙。識饒鎂錕縊灩筧嚌儼淒儂減。靜態(tài)報告的區(qū)別A級設(shè)備具備通過消息5周期性發(fā)送標(biāo)準(zhǔn)A級設(shè)備靜態(tài)報告的功能。SOTDMAB級設(shè)備具備通過消息19周期性發(fā)送標(biāo)準(zhǔn)B級設(shè)備靜態(tài)報告的功能。說明：消息19—擴(kuò)展的ClassB位置報告，增加了船舶類型和大小等信息，可以被其它A級設(shè)備識別。由于消息19占用了兩個時隙，所以CSTDMA的ClassB不能使用該消息。凍鈹鋨勞臘表5消息19內(nèi)容參數(shù)說明消息ID報文19的標(biāo)識；總是19重復(fù)扌日示器中繼器用，表示報文已重復(fù)多少次。（0—缺省，3—不再重復(fù)）用戶IDMMSI留作地區(qū)應(yīng)用留給地區(qū)主管當(dāng)局去定義，如果不用，應(yīng)當(dāng)置為0。地區(qū)應(yīng)用不應(yīng)為用0SOG地速，0.1節(jié)步長（0-102.2節(jié)），1023不可用，1022表示不低于102.2節(jié)位置精度1—高（V10m例如DGNSS差分方式的接收機(jī)），0—低（＞10m例如GNSS自主方式或其它電子定位儀），缺省值經(jīng)度經(jīng)度，單位：0.0001min（±180°，東一正，西一負(fù)），2的補(bǔ)碼181°（6791AC0H）—缺省值一不可用緯度緯度，單位：0.0001min（±90°，北一正，南一負(fù)），2的補(bǔ)碼91°（3412140H）—缺省值一不可用COG對地航向，單位：0.1°（0-3599），3600（E10H）—缺省值一不可用，不應(yīng)當(dāng)使用3601?4095真航向（0-359°）（511表示不可用，缺省值）時間戳UTC秒，EPFS生成報告時，（0-59）；或60,如果時間戳不可用，也是缺省值；或61,如果定位系統(tǒng)處于手動輸入方式；位置傳感器不工作）或62,如果電子定位儀運行在推算方式；或63,如果定位系統(tǒng)不工作。留作地區(qū)應(yīng)用留給地區(qū)主管當(dāng)局定義。如果不用于地區(qū)，應(yīng)置為0,而地區(qū)應(yīng)用不應(yīng)為0名字最多20字符，6比特ASCII,連續(xù)20個@—不可用一缺省值船舶類型0=沒有船舶或不可用一缺省值；1?99相關(guān)定義；100?199—留給地區(qū)應(yīng)用；200?255—留作將來使用船舶大小/位置基準(zhǔn)船舶大小，米；報告的位置的基準(zhǔn)點電子定位儀類型0—無定義，缺省值；1—GPS；2—GLONASS；3—組合GPS/GLONASS；4—羅蘭一C；5—Chayka；6—綜合導(dǎo)航系統(tǒng)；7—觀測；8?15—不用

參數(shù)說明RAIM標(biāo)志電子定位儀的RAIM（接收機(jī)的自主整體監(jiān)聽）標(biāo)志。0—不用RAIM（缺?。?=使用RAIMDTE數(shù)據(jù)終端就緒（0—可用；1—不可用）指配方式標(biāo)志0—電臺運彳丁在自主和連續(xù)方式，缺省值；1—電臺運彳丁在指配方式保留不用，應(yīng)當(dāng)置為0合計比特數(shù)312bitCSTDMAB級設(shè)備通過消息24發(fā)送靜態(tài)AIS數(shù)據(jù)報告，消息24包括24A和24B兩部分，24A發(fā)射lmin后應(yīng)發(fā)射24B。恥諤銪滅縈歡煬鞏鶩錦聰櫻。說明：消息24—由于該消息是新增加的，原來的ClassA船舶不能識別該消息，導(dǎo)致不能識別安裝CSTDMA的ClassB船舶。鯊腎鑰詘褳鉀溈懼統(tǒng)庫搖飭。表6消息24A內(nèi)容內(nèi)容說明（值）消息ID24中繼器識別0用戶IDMMSI編號0=消息24A船名最多20字符(6bitASCII)，缺省@@@@@@@@@......表7消息24B內(nèi)容內(nèi)容說明（值）消息ID24中繼器識別0用戶IDMMSI編號1=消息24B船只類型默認(rèn)值=37，pleasurecraft；缺省值=0,不可用VebdorID可選，缺省@@@@@@@@@ 呼號MMSI注冊呼號，缺省@@@@@@@@@船舶尺寸/定位基準(zhǔn)報告更新率的區(qū)別按照IEC62287-1標(biāo)準(zhǔn)，以CSTDMA方式工作的AIS，位置報告（消息18）的報告速率為:當(dāng)航速SOG＞2kn，30s當(dāng)航速SOG＜2kn,3min按照ITU-RM.1371規(guī)范，以SOTDMA方式工作的AIS，其回報告速率如下表：表8A級、B級船載移動臺的報告周期A級AIS報告周期RrB級AIS報告周期Rr拋錨、停泊或速度＜3節(jié)3分鐘1/3航行速度＜2節(jié)3分鐘1/3拋錨、停泊或速度＞3節(jié)10秒6輔助導(dǎo)航3分鐘1/3航行速度0-14節(jié)10秒6航行速度2-14節(jié)30秒2航行速度0-14節(jié)并改變航向3 1/3秒18航行速度14-23節(jié)6秒10航行速度14-23節(jié)15秒4航行速度14-23節(jié)并改變航向2秒30航行速度＞23節(jié)2秒30航行速度＞23節(jié)5秒12航行速度＞23節(jié)并改變航向2秒30報文通信的區(qū)別A級和SOTDMA的B級設(shè)備嚴(yán)格按照ITU-RM.1371規(guī)范設(shè)計，尋址報文最長936bit,廣播報文最長1OO8bit,可以進(jìn)行文字消息的通信，還可以進(jìn)行中文短消息的通信，方便用戶使用，對該系統(tǒng)在我國的推廣應(yīng)用具有積極的促進(jìn)作用。碩癘鄴頏謅攆檸攜驤蘞鷥膠。按照IEC62287-1標(biāo)準(zhǔn)，CSTDMA僅允許發(fā)射與安全有關(guān)的文字消息，發(fā)射消息長度不能超過一個時隙，尋址報文最長96bit，廣播報文最長128bit，不能進(jìn)行自動回復(fù)。閿擻輳嬪諫遷發(fā)射功率的區(qū)別A級AIS最大發(fā)射功率為12.5W。按照IEC62287-1標(biāo)準(zhǔn)，以CSTDMA方式工作的AIS，發(fā)射功率為2W。按照ITU-RM.1371規(guī)范，以SOTDMA方式工作的AIS，由于嚴(yán)格按照A級船舶的協(xié)議控制發(fā)射時隙，其發(fā)射功率適當(dāng)提高后，可以提高其作用距離。氬嚕躑竄貿(mào)懇彈瀘頷澩紛釓。ITU(國際電信聯(lián)盟)對按照ITU-RM.1371規(guī)范設(shè)計的發(fā)射功率為12W的B級AIS進(jìn)行了研究，認(rèn)為不會對系統(tǒng)有較大影響。釷鵒資贏車贖孫滅獅贅慶獷。對AIS系統(tǒng)影響的區(qū)別由于SOTDMA的B級AIS與目前的AIS系統(tǒng)采用完全相同的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，并對其它AIS船舶-船舶、港口-船舶的正常消息廣播和通信基本沒有影響。慫闡譜鯪逕導(dǎo)嘯畫長涼馴鴇。CSTDMA的B級AIS有與其它A級或B級設(shè)備可能發(fā)生時隙沖突，根據(jù)《自動識別系統(tǒng)-B級設(shè)備對A級系統(tǒng)的影響》(“AutomaticIdentificationSystems-theeffectsofClassBontheuseofClassAsystems”,JournalofNavigation,May2006)一文的分析，對同一海域，有120艘安裝A級AIS的船舶、300艘安裝CSTDMAB級AIS船舶的情況，發(fā)生通信沖突可能性為20%左右。諺辭調(diào)擔(dān)鈧諂動禪瀉類謹(jǐn)覡。0%50100150200250300ilfnocBssalCfoytilibabor0NoofClassBvesselsinrange(Bn)CSTDMA時隙沖突仿真圖注：圖來源于“AutomaticIdentificationSystems一theeffectsofClassBontheuseofClassAsystems”,JournalofNavigation,May2006嘰覲詿縲鐋囁偽純鉿錈癱懇。自動識別系統(tǒng)組成船舶AIS自動識別系統(tǒng)工作在VHF頻段，采用TDMA時分多址通信體制，使用世界協(xié)調(diào)時(UTC)公共時間參考的同步方案進(jìn)入數(shù)據(jù)傳輸媒介即VHF數(shù)據(jù)鏈路。組成包括：熒紿譏鉦RFU(RadioFrequencyUnit射頻模塊)、BIU(Base-bandSignalUnit基帶信號處理模塊)、PSU(PowerSupplyUnit電源模塊)、控制鍵盤和顯示器，BSB(BusBoard總線板)，組成框圖如圖2：鶼漬螻偉閱劍鯫腎邏蘞闋簣。射頻模塊(RFU)電源模塊(PSU)總/\\■/射頻模塊(RFU)電源模塊(PSU)總/\\■/線/I__K7―1/板RS422數(shù)據(jù)接口基帶信號處理模塊(BIU)控制鍵盤和顯示器至天線單元28VDC輸入AIS整機(jī)組成圖射頻模塊：射頻模塊用于將基帶信號通過上變頻處理，經(jīng)天線發(fā)射出去；并且將天線接收的信號經(jīng)下變頻，濾波處理后送到基帶信號處理模塊，射頻模塊工作的正常默認(rèn)模式為雙信道工作模式，在該模式下AIS同時并行地在兩個信道上接收。接收機(jī)含AIS1接收通道、AIS2接收通道和DSC接收通道。開機(jī)后自動工作在缺省頻道AIS1=161.975MHz，AIS2=162.025MHz。當(dāng)由DSC接收機(jī)接收到岸基臺要求更改工作信道的指令后，自動完成AIS1和AIS2的工作信道更改，而發(fā)射機(jī)則在兩個信道上進(jìn)行交替?zhèn)鬏?，每次傳輸在一個時隙內(nèi)完成；紂憂蔣氳頑薟驅(qū)藥憫騖覲僨?；鶐盘柼幚砟K：與射頻模塊對應(yīng)，采用一塊FPGA（fieldprogrammablegatearray現(xiàn)場可編程門陣列）提供兩路AIS信道、一路DSC信道基帶信號的并行接收和HDLC（HighLevelDataLinkControl高級數(shù)據(jù)鏈路控制）解碼。解碼后的數(shù)據(jù)以并行方式提交主處理器。主處理器從FPGA讀取解碼后的報文數(shù)據(jù)，提取必要的信息用于協(xié)議處理，并將報文數(shù)據(jù)完整上報給表示層設(shè)備，用于實現(xiàn)應(yīng)用功能。主處理器軟件包含了相應(yīng)的功能模塊，并以表示層接口的形式對外提供相應(yīng)的接口?；鶐幚砟K包括機(jī)內(nèi)BIIT（Built-inIntegrityTests自檢測模塊）功能：通過采集若干關(guān)鍵檢測點數(shù)據(jù)，接收機(jī)閉環(huán)檢測、監(jiān)測其正?；蚬收蠣顟B(tài)，通過RS422輸出自檢結(jié)果；穎芻莖峽餑億頓裊賠瀧漲負(fù)。電源模塊：執(zhí)行DC-DC（DirectCurrent）變換功能，為機(jī)內(nèi)各個模塊提供所需的電源供應(yīng)。電源模塊還向基帶處理模塊提供掉電告警輸出，以實現(xiàn)關(guān)鍵數(shù)據(jù)的掉電保存與恢復(fù)；濫驂膽閉驟RS422數(shù)據(jù)接口，完成基帶處理模塊向控制鍵盤和顯示器模塊的數(shù)據(jù)傳輸。AIS整機(jī)原理框圖如圖3所示：TDMA1TDMA2收發(fā)開關(guān)DSC發(fā)射機(jī)FPGA數(shù)據(jù)解碼、電臺控制接口、串口收發(fā)DSP控制協(xié)議處理、電臺控制和串口數(shù)據(jù)收發(fā)TDMA1TDMA2收發(fā)開關(guān)DSC發(fā)射機(jī)FPGA數(shù)據(jù)解碼、電臺控制接口、串口收發(fā)DSP控制協(xié)議處理、電臺控制和串口數(shù)據(jù)收發(fā)AIS整機(jī)原理框圖系統(tǒng)工作特點系統(tǒng)技術(shù)性能：AIS采用OSI（OpenSystemsInterconnection）工作模型，無線傳輸?shù)膸挒?5kHz或12.5kHz，調(diào)制采用GMSK方案，數(shù)據(jù)編碼為NRZI方式，數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋忍芈蕿?600bit/s。銚銻縵嚌鰻鴻鋟謎諏涼鏗穎。在所有區(qū)域內(nèi)自主和連續(xù)工作。由交管監(jiān)視中心指配工作模式，以便于主管部門控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)拈g隔和時隙。數(shù)據(jù)的傳輸來自于船舶或主管部門的問詢，有輪詢和受控兩種模式。系統(tǒng)傳輸?shù)撵o態(tài)信息：IMO編碼、呼號和船名、船的長度和寬度、船的類型。定位天線在船上的位置。系統(tǒng)傳輸?shù)膭討B(tài)信息：船位、國際協(xié)調(diào)時、對地航向、對地航速、船艏向、航行狀態(tài)、轉(zhuǎn)向率、橫傾角、縱傾和橫擺。擠貼綬電麥結(jié)鈺贖嘵類羋罷。系統(tǒng)傳輸?shù)暮叫邢嚓P(guān)信息：船舶吃水、危險貨物類型、目的港和預(yù)計到達(dá)時間、航行計劃、簡明的安全信息。國內(nèi)外發(fā)展情況AIS從醞釀到標(biāo)準(zhǔn)的制定歷時十余年，目前AIS正處在實施和進(jìn)一步發(fā)展成熟階段。國際海事組織對AIS給予了充分的肯定，IMO、ITU-R、IEC等組織相繼出臺了支持該系統(tǒng)的性能、技術(shù)、測試等標(biāo)準(zhǔn)，SOLAS公約也對船舶的安裝做出了具體的要求，許多國家的港口和水域也都引進(jìn)了AIS岸站，AIS技術(shù)正在全球范圍內(nèi)迅速地發(fā)展和廣泛地應(yīng)用。賠荊紳諮侖驟遼1992年，IALA向IMO、ITU提議使用DSC應(yīng)答器系統(tǒng)，并以ITU-RM.825號建議內(nèi)容作為國際標(biāo)準(zhǔn)。同年，IMONAV38會議通過DSC應(yīng)答器系統(tǒng)提議，并對SOLAS第五章進(jìn)行修改；塤礙籟饈決穩(wěn)賽釙冊庫麩適。1994~1995年，瑞典、芬蘭首次提出“無線電AIS”的概念；1995年7月：瑞典、芬蘭聯(lián)合在IMONAV41會議上首次提出將自組織時分多址技術(shù)（SOTDMA）應(yīng)用于船舶和海岸間海上轉(zhuǎn)發(fā)器系統(tǒng)得建議（草）提案。同時，根據(jù)英國提案，確定利用VHFCH70的應(yīng)答器性能標(biāo)準(zhǔn)；裊樣祕廬廂顫諺鍘羋藺遞燦。1996年9月,IMONAV42會議上，研討AIS采用兩種信息交換方式（VHF/DSC式和廣播式），對未來船載AIS必須滿足船舶間和海岸間不斷增長的信息交換需求得到共識；倉嫗盤紲囑瓏詁1997年夏，加拿大海岸警備隊和航運界船舶、西海岸VTS中心、引航員等合作進(jìn)行了AIS試驗。瑞典和北歐的一些國家，在艦船上利用全球定位和通信系統(tǒng)作了大量的實驗工作。美國、加拿大、法國、丹麥和芬蘭實驗廣播式AIS。在英國沿岸使用VHF/DSC通信方式的AIS，設(shè)置了DSC式應(yīng)答器系統(tǒng)，通報容量為2000個報告/min并投入使用。在美國阿拉斯加州的巴爾法斯VTS也設(shè)置了DSC式應(yīng)答系統(tǒng)。南非用的SOTDMA應(yīng)答器系統(tǒng)，通報容量為1800個報告/min。瑞典、芬蘭用的同樣的系統(tǒng)，通報容量為2250個報告/min。近年來，澳大利亞著重研究AIS概念的發(fā)展，AIS的使用要求，性能要求和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，美國研究300噸以上的船載通用AIS裝置的要求，新加坡試驗了AIS在VTS中的應(yīng)用，等等。前幾年，世界上一些航運發(fā)達(dá)的國家已開發(fā)AIS產(chǎn)品，并有自己的數(shù)據(jù)格式、標(biāo)準(zhǔn)。從1998年IMOMSC69會議采納了AIS性能標(biāo)準(zhǔn)后，各國大多數(shù)廠商均在按照IMO.ITU最新標(biāo)準(zhǔn)盡快改造舊產(chǎn)品，開發(fā)新產(chǎn)品。綻萬璉轆娛閬蟶鬮綰瀧恒蟬。1997年6月IMOMSC68會議，制定通報容量大的（最小為2000個報告/min）AIS性能標(biāo)準(zhǔn)；1997年10月ITU-R大會審議M.825號建議修正案，用AIS擴(kuò)大VTS信息，增加VTS用高速AIS的技術(shù)特性提案；瑣釙濺曖惲錕縞馭篩涼貿(mào)錒。1998年7月IMONAV44會議建議2002年起300總噸及以上新船和客輪必須安裝AIS；1998年ITU-R通過全球AIS專用兩個VHF頻道：CH87Bf=161.975MHz,CH88Bf=162.025MHz,從而滿足了AIS需求的頻率條件；鎦詩涇艷損樓紲鯗餳類礙穡。1998年11月ITU-R通過“在VHF海上移動頻段上使用時分多址的船用自動識別系統(tǒng)AIS技術(shù)特性”建議案ITU-RM.1371；櫛緶歐鋤棗鈕種鵠瑤錟奧傴。2000年12月IMOMSC73會議通過AIS強(qiáng)制性安裝議案。按照SOLAS公約第五章新規(guī)則要求，所有在2002.7.1或以后建造的大于等于300總噸從事國際航運的船舶，大于等于500總噸不從事國際航運的貨船或者所有客船均須裝備AIS設(shè)備。要求所有于2002.7.1前建造的從事國際航運的各類船舶必須在2003.7.1到2008.7.1前裝備AIS設(shè)備。但在此期限后2年內(nèi)將永久退役的船舶可免裝AIS設(shè)備。轡燁棟剛殮攬瑤麗鬮應(yīng)頁諳。我國航運科技界一直十分關(guān)注AIS的發(fā)展，從2001年開始，陸續(xù)有研究所公司、院校推入AIS設(shè)備和系統(tǒng)的研制。目前，國內(nèi)自主生產(chǎn)AIS設(shè)備已經(jīng)達(dá)到了國外同類產(chǎn)品的性能，甚至由于韓日的產(chǎn)品，正逐步推向市場。峴揚斕滾澗輻灄興渙藺詐機(jī)。AIS近期發(fā)展情況AIS在助航避碰方面重要性的共識AIS是有助于防止撞船事件和海上交通管制的無線電導(dǎo)航裝置。AIS工作在海事VHF頻段，在船舶之間或者是船-岸局之間，自動收發(fā)船舶靜態(tài)數(shù)據(jù)報告（包括識別號、船名、呼叫號、船體長度和寬度、船的種類等數(shù)據(jù)）、位置報告（包括船舶的位置、對地航向、對地航速等）以及航行相關(guān)的情報（吃水深度、危險貨物的種類、到達(dá)目的地的預(yù)定時刻等）。詩叁撻訥燼通過AIS,可以全天候隨時掌握大量船舶的態(tài)勢，可以顯著地減少沖撞的危險性，AIS是狹窄水域的安全航行的不可缺少的助航保障。則鯤愜韋瘓賈暉園棟瀧華縉。為加強(qiáng)沿海航行船舶的安全管理，提高船舶安全航行的技術(shù)條件，改善沿海通航秩序，中華人民共和國海事局于2005年下發(fā)了《關(guān)于部分沿海航行船舶安裝船載自動識別系統(tǒng)的通知》（海船檢[2005]406號）,上海海事局還于2008年2月下發(fā)《關(guān)于實施船載自動識別系統(tǒng)（AIS）配備相關(guān)規(guī)定的通知》實踐證明，AIS的配備對防止船舶碰撞，尤其是在能見度不良的情況下避免船舶碰撞發(fā)揮了重要的作用。脹鏝彈奧秘孫戶孿釔賻鏘詠。AIS在中小船舶上應(yīng)用趨勢為了保障船舶安全航行，提高航行效率，SOLAS條約第V章被修正為，從事國際航海的客船以及總噸數(shù)300噸以上的其他船舶，并且不從事國際航?？倗崝?shù)500噸以上的船舶必須有搭載對應(yīng)A級AIS設(shè)備的義務(wù)。從2002年7月AIS開始陸續(xù)裝備。鰓躋峽禱紉誦幫廢掃減萵輳。但是，由于航海危難事故在非SOLAS船（即有關(guān)SOLAS條約第V章沒有規(guī)定必須搭載AIS義務(wù)的船舶）比較多的發(fā)生，國際方面對在非SOLAS船上強(qiáng)制安裝對應(yīng)的AIS設(shè)備呼聲的很高，體現(xiàn)了以人為本、安全第一的理念。稟虛嬪賑維嚌妝擴(kuò)踴糶欏灣。按照規(guī)劃，在非在SOLAS船可以安裝B級AIS設(shè)備，B級設(shè)備降低了功率、簡化了接口。1998年的M.1371-1標(biāo)準(zhǔn)中已經(jīng)提出了采用SOTDMA的B級設(shè)備的具體要求，但是由于SOTDMA協(xié)議非常復(fù)雜，開發(fā)、測試費用很高，采用SOTDMA協(xié)議的B級設(shè)備成本較高。為了進(jìn)一步簡單化AIS的信息交換，并確保與A級AIS的相互互通，IEC方面開展了采用CSTDMA協(xié)議的B級（ClassB）AIS設(shè)備的技術(shù)條件的討論。在2006年3月，通過了IEC62287-1國際標(biāo)準(zhǔn)，我國各方面也在積極探討研究B級AIS設(shè)備和簡易型AIS的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。溈氣嘮戇萇鑿鑿櫧諤應(yīng)釵藹。反恐與國家安全2