船舶自动识别系统
船舶自动识别系统(AIS)船舶自动识别系统(AIS)
上海海事局 邓洪章 200086
船舶自动识别系统(Automatic Identification System,简称AIS)是一种新型的助航系统及设备。目前
AIS已发展成通用自动识别系统 (UAIS)。
一、AIS的宗旨
AIS的正确使用有助于加强海上生命安全、提高航行的安全性和效率,以及对海洋环境的保护。AIS的功
能有:1、识别船只;2、协助追踪目标;3、简化信息交流;4、提供其它辅助信息以避免碰撞发生。
AIS能加强了船舶间避免碰撞的措施,增强了ARPA雷达、船舶交通管理系统、船舶报告的功能,在电子
海图上显示所有船舶可视化的航向、航线、船名等信息,改进了海事通信的功能,提供了一种与通过AIS识
别的船舶进行语音和文本通信的方法,增强了船舶的全局意识,使航海界进人了数字时代。
二、研制AIS的起因和背景
通过岸基雷达搜集目标信号的船舶港口交通管理系统被称为VTS,通过船基雷达搜集目标信号并显示自标
的航向、航速以及能模拟避碰的雷达被称为ARPA避碰雷达。二十世纪七、八十年代,是VTS、ARPA雷达
长足发展的黄金时期,几乎全球的所有的港口都安装了VTS,全部的远航船舶都安装了ARPA雷达。从1978
年到1999年的21年间,我国就建造了20个不同规模、不同类型的VTS站(不包括台湾)。VTS、ARPA雷达
比以前的同类产品的性能的确提高了一大步,一时被人们用”完美无缺”来形容。
VTS中心的显示屏上可以看到通过岸基雷达接受到船舶的回波(目标),工作人员需要通过VHF直接询
问、VHF通话加 VHF测向、VHF短消息等手段来获得该船的船名并对该目标进行标识。经标识过目标其标
识会始终跟随船舶(目标)航行,直到船舶(目标)驶离VTS区域。为获得船名并在显示屏上确认其位置,
VHF与船舶通话是相当平凡的。进人VTS中心机房,”正横某某灯浮的船舶船名是什么?””请报船名。””请
行驶到报告线后再报船名。”等VHF通信叫喊声叫个不停,叫喊声已经成了VTS中心的一大特色,通过VHF
确认船名和位置的工作花费了VTS中心中心人员的相当大的精力,对VTS的功能是一个削弱。
随着航海事业的发展和人们航海通信导航仪器的要求提高,VTS和ARPA雷达无法直接标识目标的问题就
突出了。
三、AIS需要解决的问题
在VTS和ARPA雷达上直接标识目标(AIS)需要解决的问题有:高精度的定位手段、船舶全球唯一的编
码MMSI码、自控时分多址联接(SOTDMA)的技术、电子海图等。这些技术难题已全部解决。
高精度的定位手段及全球卫星定位系统(民用GPS)的定位已经可以保证优于10m的精度(实测可达3m精
度)。符合了AIS的定位要求。
船舶全球的唯一编码MMSI码又叫船舶识别号。每一艘船舶从开始建造到船舶使用结束解体,给予一个全
球唯一的MMSI码。IMO于1987年就通过推广应用MMSI码的决议。
SOTDMA(自控时分多址联接)技术是通过数据打包链接的技术。AIS技术标准规定:每分钟划分为4500
个时间段。每个时间段可发布一条不长于256比特的讯息,长于256比特的讯息需增加时间段。每条船舶会通
过询问(自动)选择一个与他船不发生冲突的时间段和对应的时间段来发布本船的讯息。在统一的VHF的
频道上,AIS范围内任何船舶都能自行互不干扰地发送报告和接受全部船舶(岸站)的报告,这就是
SOTDMA的技术核心。AIS系统(在同一区域)能同时容纳200—300艘船舶,当系统超载的情况下,只有距
离很远的目标才会被放弃,以保证作为AIS船对船运行主要对象的近距离目标的优先权。在实际操作中,系
统的容量是不受限制的,可同时为很多船只提供服务。在实施SOTDMA中,需要2个AIS专用的VHF频道,
已有有关组织向国际电联申请并获得批准。
电子海图显示与信息系统 (ECDIS)是现代航海的一项新技术,它在保障航行安全和提高航行工作效率
方面发挥着显著的作用。ECDIS不仅只是在计算机上显示电子海图,而是为驾驶员集成了各种相关航行信息
的实时航行监控与显示系统。ECDIS能自动地实时计算本船与陆地、海图上的物标、目的地或潜在的危险物
的相对位置,可以说将航海安全技术提升到了一个全新的高度。
四、AIS船舶报告的种类
报告种类很多,主要有:船位报告、基地台报告、信道管理等十三种,报告的长度比特数(两进制的数
字)从168比特到1192比特不等。
船位报告中包含:信息识别码(6比特);用户识别码(30比特,MMSI码);航行状态(2比特,0=在航
行中;1=锚泊;2=未受指令;3=灵活性受限制);经度(28比特,1/10000度,±180度,东为+,西为-,
最小单位≈0.1852米);纬度(27比特,l/10000度,±90,北为+,南为-)等字段。总共用168比特表示。
五、船舶报报告频率
二十三、关于的AIS系统名称
在数字选择性呼叫(DSC)阶段,是通过VHF询问、回应等手段达到自动识别对方船舶的目的,其船舶自
动识别系统的名称和内容是相符的。目前船舶自动识别系统(AIS)已经有了很大的发展,已从数字选呼性
呼叫到自行广播的阶段,所有岸站、船站是通过接受广播而获得对方的有关讯息,如果A船在AIS数据设置
过程中设置成B船,AIS系统无法“识别”出该船为A船,只能“读”为B船。如果读者在对AIS系统全面了
解的基础上,能对该系统取一个恰当的名称并得到国际上的认可的话,将会是对国际航海事业的一大贡
献。希望更多的人员来关心研究AIS。
二十四、结束语
考虑到AIS对航运及海事管理的影响和重要性,随着科研管理的成熟,我国应立即抓紧时间,投入巨资对
AIS研究,再也不要象GMDSS等设备一样,等别人占领市场后我们再往市场内挤,那时花百倍的努力也不
如现在使一份的力量,跟上国际AIS步伐。 |