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文檔簡介

交通運輸行業(yè)標準

基于AIS的水上生命探測與搜索系統(tǒng)技術要求

(征求意見稿)

編制說明

標準編寫組

2018年5月10日

一、工作簡況

1.1任務來源

根據(jù)《交通運輸部關于下達2017年交通運輸標準化的通知》(交科

技函【2017】412號),《基于AIS的水上生命探測與搜索系統(tǒng)技術要求》

由交通運輸信息通信及導航標準化技術委員會(以下簡稱:標委會)提

出并歸口,由交通運輸部水運科學研究所主要承擔編制,計劃號為JT

2017-18。

1.2協(xié)作單位

標準的協(xié)作單位為青島海獅網(wǎng)絡科技有限公司、青島理工大學、中

國海洋大學、上海海事大學。

1.3標準制定的背景及必要性

近幾年,隨著海難事故居高不下,以及社會各界對海上作業(yè)人員安

全保障的呼聲加強,改變傳統(tǒng)的“落水人員身著救身衣,被動等待救援”

的被動搜救方式已經(jīng)迫在眉睫。基于AIS的水上生命探測與搜索系統(tǒng)是

一套技術先進、實用的海上遇險報警搜救系統(tǒng),在海上遇險人員搜救過

程中,落水人員隨身攜帶的報警定位終端能夠動態(tài)播發(fā)包含經(jīng)緯度等數(shù)

據(jù)的定位信息,中繼轉(zhuǎn)發(fā)設備轉(zhuǎn)發(fā)接收到的972開頭的求救消息增加搜

尋面積,接收設備接收到求救消息后發(fā)送給顯示設備,顯示設備可以實

時動態(tài)顯示遇險者的求救信息,搜救力量根據(jù)定位信息快速確定落水人

員位置,能夠有效提高我國水上遇險人員搜救成功率和效率,具有巨大

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的社會意義和廣泛的市場價值,因此該產(chǎn)品得到了“十二五”國家科技

支撐計劃項目《生命探測與搜索關鍵技術研究與裝備研發(fā)

(2014BAK12B00)》的支持,同時由于該產(chǎn)品技術的成熟性和先進性,也

得到了諸多其他企事業(yè)單位關注,紛紛投入巨資進行研究開發(fā),目前該

產(chǎn)品正在陸續(xù)裝備漁業(yè)、海上石油勘探和航運市場,發(fā)揮著保障水上作

業(yè)人員安全的作用。

與此同時,由于基于AIS的水上生命探測與搜索系統(tǒng)與傳統(tǒng)求救裝

置相比,是一種全新的個人遇險報警系統(tǒng),在我國尚無相關標準或規(guī)范

性文件,國際上也僅僅有ITU(國際電信聯(lián)盟)技術方案建議稿(此建

議稿針對一些關鍵技術點也尚未給出明確建議),整個行業(yè)缺少一部指導

各研發(fā)機構、生產(chǎn)廠家及第三方檢測認證機構能夠合規(guī)、有效開展相關

工作的技術標準或規(guī)范。

目前,隨著基于AIS的水上生命探測與搜索系統(tǒng)應用的不斷擴大,

已經(jīng)暴露出一些制約該設備廣泛應用的問題,主要是不同企業(yè)產(chǎn)品的性

能、數(shù)據(jù)結(jié)構、數(shù)據(jù)項、通信協(xié)議不同,甚至部分設備商在開發(fā)過程中

隨心所欲的按照“排外法則”加入一些保護自身利益的指標,這些不利

因素已經(jīng)限制了基于AIS的水上生命探測與搜索系統(tǒng)的全面推廣,給整

個產(chǎn)業(yè)造成了一定程度上的混亂格局,正影響著使用方正常的工作開展。

因此,為了解決已經(jīng)出現(xiàn)的、困擾設備持續(xù)深入有效應用的諸多問

題,亟需研究和制定能夠指導基于AIS的水上生命探測與搜索系統(tǒng)的技

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術標準,用以指導和約束設備關鍵指標的設計。通過制定標準,實現(xiàn)規(guī)

范基于AIS的水上生命探測與搜索系統(tǒng)技術的研發(fā)、測試和生產(chǎn)等環(huán)節(jié),

達到有效提高我國海上人命救助的成功率和效率,最大程度解決水上搜

救過程中落水人員無法有效定位的難題。

本標準是在“十二五”國家科技支撐計劃項目《生命探測與搜索關

鍵技術研究與裝備研發(fā)(2014BAK12B00)》中《基于自動識別(AIS)技

術的個人海上搜救系統(tǒng)的研制(2014BAK12B06)》課題研究的基礎上提出

和編制的。

1.4主要工作過程

(1)研究立項階段

2017年1月~2017年3月,開始啟動標準的研究制定工作,成立了

標準編制組,按照標準制定的研究方法、技術路線、實施方案逐步推進。

完成了項目框架研究及實施方案研究,形成標準草案,提交立項申請。

2017年6月~2017年7月,編制組主要進行資料收集和調(diào)研。通過

電話、網(wǎng)絡、咨詢等調(diào)研方式搜集現(xiàn)有落水人員報警定位終端類、AIS接

收機等產(chǎn)品生產(chǎn)廠家、用戶信息以及相關國內(nèi)外資料。

(2)征求意見稿階段

2017年8月~2017年12月,編制組在前期調(diào)研的基礎上,深入分析

各類報警定位終端的技術路線、功能、性能等要素,初步制定出定位終

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端的部分功能點和性能點。對不同技術路線終端進行了測試,基本掌握

了不同終端的功能和性能。2017年12月,項目組調(diào)研AIS-MOB用戶需

求和生產(chǎn)廠家產(chǎn)品情況,并收集相關的國內(nèi)外標準及文件資料。在對調(diào)

研資料深入分析基礎上,初步梳理出落水人員報警定位終端、AIS接收機

功能點、性能點;組織相關人員對標準起草內(nèi)容進行討論,梳理出疑議

點和待補充點。

2018年1月~2018年5月,編制組完成了標準征求意見稿初稿,提

交標委會審核。標委會提出了修改建議和意見,編制組在此基礎上又對

標準進行了修改和完善,最終形成正式的征求意見稿。

1.5主要起草人

主要起草人員:耿雄飛、李言勝、文捷、姜海鷹、李欣、楊宗偉、

范成葉、楊貴賢、胡勤友等。其中,交通運輸部水運科學研究所標準編

制人員耿雄飛、文捷;青島理工大學李言勝;中國海洋大學李欣;青島

海獅網(wǎng)絡科技有限公司姜海鷹、楊宗偉、范成葉、楊貴賢;上海海事大

學胡勤友。姜海鷹負責工作協(xié)調(diào)、人員配備。耿雄飛負責總體技術審核,

并全面負責標準前期立項申請書的編寫、需求調(diào)研和標準業(yè)務部門的訪

談和調(diào)研,文捷負責資料查閱和調(diào)研資料梳理,李言勝、楊宗偉、范成

葉、楊貴賢負責AIS終端的技術資料整理和相關編制,李欣負責有關中

繼浮標的整理和相關編制,耿雄飛、李言勝、文捷、楊宗偉、胡勤友負

責征求意見匯總、咨詢、評審會的組織和召開,推進標準工作進展等。

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二、標準編制原則和確定標準主要內(nèi)容的依據(jù)

2.1標準編制原則

(1)包容性原則

本標準制定的一般要求、功能要求、性能要求,盡可能包容當前市

場上多數(shù)基于AIS的水上生命探測與搜索設備、系統(tǒng)、個人落水報警定

位終端等產(chǎn)品,使標準能夠?qū)Χ鄶?shù)生產(chǎn)廠家進行相關產(chǎn)品的設計、生產(chǎn)

指導和服務。

(2)實用性原則

調(diào)查和研究行業(yè)現(xiàn)狀,堅持實用性為主的原則,滿足水上交通、水

上作業(yè)企業(yè)、水上交通主管部門的實際應用需求,對系統(tǒng)功能點的選擇、

性能指標的確定,除了參照相關標準要求外,以貼近用戶實際應用需求

為原則。

(3)一致性原則

本標準確定的術語、縮略語、技術指標等內(nèi)容按照國家標準、行業(yè)

標準、國際標準的順序優(yōu)先引用或參考,保持與他們的一致性和協(xié)調(diào)性;

在無國際、國家和行業(yè)標準參考的,調(diào)研收集用戶需求,通過驗證分析

后作為標準內(nèi)容。

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2.2標準的主要內(nèi)容及確定依據(jù)

2.2.1一般要求

基于AIS的水上生命探測與搜救系統(tǒng)組成包括終端設備、中繼設備、

應用顯示等四部分,通過終端設備發(fā)射AIS消息,通過中繼設備和接收

設備完成AIS消息的傳輸與接收,通過應用顯示系統(tǒng)完成AIS消息顯示

與報警,從而做到水上生命的探測與搜索。其中終端設備、中繼設備、

接收設備的外觀及材質(zhì)充分考慮市場需求及實際應用情況,外殼防護等

級引用國家標準GB/T4208-2017,接收設備的要求引用國家標準GB/T

20068-2017。

2.2.2功能要求

基于AIS的水上生命探測與搜救系統(tǒng)的功能,主要從各組成部分的功

能進行規(guī)定。

終端設備的功能主要包括定位、消息發(fā)射、設備操作、設備自檢等,

根據(jù)設備的實際應用情況,支持兩種或兩種以上衛(wèi)星定位方式,引用

GB/T20068-2017的相關要求,要適用于所使用環(huán)境,按照便于操作的原

則,對操作和自檢功能進行規(guī)定。

中繼設備的功能主要包括定位、消息轉(zhuǎn)發(fā)和操作等,根據(jù)設備的實際

應用情況確定,支持兩種或兩種以上衛(wèi)星定位方式,引用GB/T

20068-2017的相關要求。

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接收設備包括AISA類和B類船載設備,其功能主要引用國際標準

IEC61933-2和IEC62287-1的規(guī)定。

2.2.3性能要求

基于AIS的水上生命探測與搜救系統(tǒng)的性能要求,主要從整體性能

及組成部分的性能指標、調(diào)制方式、通信協(xié)議、設備封裝及環(huán)境適應性

等方面做出規(guī)定。

整體性能主要符合ITU-RM.1371-R的要求。

終端設備性能指標的確定,主要從保證黃金救援時間角度考慮,按

照實際情況,參照國際標準和國家標準相關要求,確定了設備確保持續(xù)

工作時間不少于72小時,平均無故障間隔時間不少于3000小時,按鍵

至少能承受不小于10000次按壓試驗。

中繼設備根據(jù)實際使用情況確定各項指標,應能處理接收到的AIS

消息,將接收到的MMSI號碼以972開頭的AIS消息中轉(zhuǎn)發(fā)標志為小于

3的消息,轉(zhuǎn)發(fā)標志位加1以后轉(zhuǎn)發(fā),最多轉(zhuǎn)發(fā)3次。

接收設備,即船載移動設備的性能應遵守IEC61933-2標準、IEC

62287-1標準要求;岸站接收設備可以接收AIS-MOB、、AIS-SART、A

類、B類等設備的相關要求。

對于通信頻段,終端的信號傳輸信道確定為AIS專用信道:CH78B

(161.975MHz)和CH88B(162.025MHz),載波頻率誤差不大于±500Hz。

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調(diào)制方式符合ITU-RM.1371-5的要求。通信協(xié)議符合ITU-RM.1371-5

的要求。

為保證設備在極端環(huán)境下正常使用,對于系統(tǒng)設備的封裝,要求外

殼封裝應符合IEC60945第四章的規(guī)定,10米水深保持不小于5分鐘水

密??紤]使用環(huán)境存在從高處跌落的可能,終端設備應具有高強度,防

跌落,可承受20m高空墜入水中沖擊力等特性。中繼設備、船載接收設

備工作環(huán)境大部分在船舶艙,外考慮使用環(huán)境的復雜性,中繼、接收設

備應符合GB/T4208-2017要求的IPX6外殼防護等級。

系統(tǒng)的環(huán)境適應性,主要從硬件設備使用環(huán)境主要是在海上、船舶,

上述環(huán)境中存在機械振動,所以硬件設備在承受振動試驗、沖擊試驗等

機械環(huán)境試驗后,應無永久性結(jié)構變形,無零部件損壞,無電氣故障,

無緊固部件松脫現(xiàn)象,無插頭、通信接口等接插器脫落或接觸不良現(xiàn)象,

其各項功能等應保持正常。

2.2.4測試要求

對基于AIS的水上生命探測與搜救系統(tǒng)進行測試,主要從系統(tǒng)組成

的終端設備考慮。終端設備測試應符合IEC-61097的要求;電氣特性應

符合IEC61162-1或IEC61162-2要求;電磁兼容應符合GB/T17626.2要

求;環(huán)境測試應符合IEC60945要求。中繼設備測試應符合IEC60945的

要求。A類AIS船載設備應符合國際電工委員會IEC61933-2的要求,B

類AIS船載接收設備測試按照IEC62287-1的要求。

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2.2.5安裝要求

基于AIS的水上生命探測與搜救系統(tǒng)的硬件設備在安裝時,要充分

考慮安裝區(qū)域、其他敏感電子設備、安裝高度等因素。在安裝完成后,

要有專業(yè)技術人員進行檢查,按設備的使用說明書進行測試,通電及初

始化,保證各項功能正常。對于船載AIS設備的安裝和布置引用相關國

際標準和國家相關文件的要求。

三、預期的經(jīng)濟效果、社會效果分析

3.1經(jīng)濟效果

近幾年,國內(nèi)外海上石油勘探、漁業(yè)、航運等涉海企業(yè)陸續(xù)裝備了

落水人員主動報警定位裝置,起到了良好效果。但隨著產(chǎn)品的不斷推進,

也暴露出一些制約該產(chǎn)品廣泛應用的問題,主要是不同企業(yè)產(chǎn)品的功能

和性能指標不同,報警數(shù)據(jù)結(jié)構不同,報警數(shù)據(jù)內(nèi)容不同,產(chǎn)品之間無

法相互兼容,無有效第三方檢測和型式認證機構等,這些不利因素已經(jīng)

限制了基于AIS的水上生命探測與搜索系統(tǒng)的全面推廣,究其原因,主

要是該類產(chǎn)品沒有一個國際、國家或行業(yè)的指導規(guī)范或標準,從而使得

相關單位在開發(fā)過程中隨心所欲的按照加入一些保護自己的技術指標或

數(shù)據(jù)項等,使得用戶被動接受生產(chǎn)廠家提供的產(chǎn)品功能和性能,產(chǎn)品缺

少統(tǒng)一的驗收規(guī)范,制約著基于AIS的水上生命探測與搜索系統(tǒng)的推廣。

因此,本標準的實施,將能夠有效指導各研發(fā)機構和生產(chǎn)廠家的產(chǎn)

品標準,用于約束其關鍵指標的設計,避免基于AIS的水上生命探測與

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搜索系統(tǒng)給現(xiàn)有船載設備的通訊造成干擾;避免各廠家設備應用后不能

相互兼容,對我國海上搜救資源整合造成負面影響。通過標準的實施,

最終實現(xiàn)規(guī)范基于AIS的水上生命探測與搜索系統(tǒng)的研發(fā)和生產(chǎn)等環(huán)節(jié),

使用戶能夠裝備符合標準技術要求的終端設備,為基于AIS的水上生命

探測與搜索系統(tǒng)的大面積推廣做好標準準備和技術指導準備,使得終端

設備能夠?qū)μ岣呶覈先嗣戎某晒β屎托侍峁椭?,對減少我

國水上事故造成的人命和財產(chǎn)損失意義重大。

3.2社會效果

海事事故中,遇險人員不會立即失蹤或死亡,大部分是因為搜救時

間過長,不能及時得到援助打撈而導致死亡或漂流失蹤。特別是在惡劣

氣象條件下,由于受到各個方面的影響,海上搜救行動難以有效展開。

根據(jù)研究表明,海難發(fā)生后2小時是保證遇險人員生存的平均臨界時間,

超過24小時能夠生還的遇險人員不到20%。而我國沿海離岸50海里救

助力量到達時間平均為210分鐘(應急到達時間不超過90分鐘),平均

每次搜救時間約為7.2小時,而定位落水人員位置所消耗時間又占搜救時

間大部分,因此有效縮短落水人員定位時間對搜救工作至關重要。為了

了解決海上搜救過程中最耗時、最關鍵的環(huán)節(jié)——人員落水后如何快速

定位,我國市場上推出了落水人員主動報警定位終端,實現(xiàn)人員落水事

故發(fā)生后,能夠通過終端自動發(fā)送包含經(jīng)緯度等內(nèi)容的報警信息,方便

搜救力量快速定位搜救,中繼轉(zhuǎn)發(fā)設備能夠轉(zhuǎn)發(fā)972開頭的報警信息擴

大消息播報范圍,接收設備接收到報警信息后可以解析后分給顯示設備,

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顯示設備可以動態(tài)顯示遇險者的位置,整個搜救系統(tǒng)能夠快速響應搜救,

短時間內(nèi)調(diào)集更可能多點搜救力量,極大的提高搜救效率,增加遇險者

的獲救幾率。

通過規(guī)范基于AIS的水上生命探測與搜索系統(tǒng)功能及性能等技術要

求,可指導系統(tǒng)的研究和生產(chǎn),避免企業(yè)無序競爭,保證產(chǎn)品質(zhì)量,規(guī)

范市場健康、穩(wěn)定發(fā)展,同時為縮短我國水上事故中落水人員的搜救時

間提供幫助。

3.3環(huán)境效果

基于AIS的水上生命探測與搜索系統(tǒng),屬于國家重點支持的高新技

術領域,研發(fā)生產(chǎn)過程采用符合船級社許可的環(huán)保材料和器件,不產(chǎn)生

次生污染,不會對周邊環(huán)境造成影響。采用國際通用的AIS專用傳輸無

線頻道,不會對其他頻段信號造成影響。

四、采用國際標準和國外先進標準的程度

標準在編寫過程中,沒有采用國際標準,但部分內(nèi)容引用和參考了

下列國際標準:

1、IEC60945航海和無線電通信設備和系統(tǒng)一般要求、試驗方法

和要求的試驗結(jié)果(Maritimenavigationandradiocommunication

equipmentandsystems–Generalrequirements–Methodsoftesting

andrequiredtestresults);

11

2、IEC61097-14全球海上遇險安全系統(tǒng)(GMDSS)第14部分:AIS

搜救定位裝置(AIS-SART)操作與性能需求、測試方法與要求的測試結(jié)

果(Globalmaritimedistressandsafetysystem(GMDSS)-Part14:

AISsearchandrescuetransmitter(AIS-SART)-Operationaland

performancerequirements,methodsoftestingandrequiredtest

results);

3、ITU-RM.1371-l對于通用船的自動識別系統(tǒng)的技術特征就是在

VHF海上移動波段使用時分多址聯(lián)接方式(Technicalcharacteristics

forauninversalshipborneautomaticidentificationsystemusing

time-divisionmultipleaccessintheVHFmaritimemobileband);

4、ITU-RM.1371-4,附錄3.19節(jié)消息21,對助航設備位置報告(3.19

Message21:Aids-to-navigationreport(AtoN));

5、ITU-RM.1371-5建議書在VHF水上移動頻帶內(nèi)使用時分多址的自

動識別系統(tǒng)的技術特性(Technicalcharacteristicsforanautomatic

identificationsystemusingtime-divisionmultipleaccessinthe

VHFmaritimemob

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