AIS(自动识别系统)介绍
2008-03-11 10:49
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1. 什么是AIS 船舶自动识别系统(Automatic Identification System, 简称AIS)是一种新型的助航设备。AIS基本功能是:将本船和他船的精确船位、航向、航速(矢量线)、转向速度和最近船舶会遇距离等动态信息和船名、呼号、船型、船长与船宽等静态信息通过VHF自动、定时播发,在VHF覆盖范围内(20海里)装备AIS设备的船舶,可自动接收到这些信息。两段信息之间的时间间隔,将随着船速的增加而自动减少,如果船舶正在做机动航行,信息间隔则进一步减少。例如,当船舶停港或抛锚时信息间隔为数分钟,船舶在高速行驶时,信息间隔为两秒。
由于这种特性,AIS将为船舶提供一种有效的避碰措施,并极大地增强雷达功能。而且,由于安装AIS的船舶的航行信息都是在“空中”传播,因此当地VTS 站也可以收到。为处理AIS信息,VTS只需配有AIS基站,操作员无须逐个查询船舶,利用AIS就可以获得所有装有AIS船舶的完整的交通动态。由于 AIS完全独立于雷达,也就是说,基于AIS的VTS无须安装雷达,因此,AIS技术对VTS操作的长期作用,其效果不可估量。AIS使用海上移动VHF波段交换数据,所以AIS设备的成本相对于雷达设备要低,然而它的“可视”范围却几乎等于雷达。
1. AIS前景未来的3年内,绝大多数船舶都需要安装AIS设备。
船 舶 类 型 | AIS安装时限要求 | ||
2002年7月1日后新造的300总吨以上的船舶和所有新造客船 | 必须安装AIS设备 | ||
2002年7月1日前建造的船舶 | 国际航线 | 客船和油轮 | 2003年7月1日前安装 |
50000总吨及以上船舶 | 2004年7月1日前安装 | ||
10000总吨-50000总吨的船舶 | 2005年7月1日前安装 | ||
3000总吨-10000总吨的船舶 | 2006年7月1日前安装 | ||
300总吨-3000总吨的船舶 | 2007年7月1日前安装 | ||
国内 航线 | 客船以及500总吨以上船舶 | 2008年7月1日前安装 |
VDM消息可以分解为多条发送。因为VDM消息的语句长度是有限制的,最大不超过82个字节。如果压缩的通讯消息长度太长,那么,VDM消息必须分解为多条子消息来发送。分解为多条发送的方法是,将通讯消息拆开到多条语句中。并且将每条消息中的“消息分解总条数”都设置为拆分成的总条数(不超过9个)。然后依照顺序为每条子消息编号,这个编号记录到“语句序号”中。并且用“连续消息鉴别码”来指定该条拆分消息的鉴别号。这个鉴别号依照顺序从0到9循环。 VDM消息类型VDM消息类型信息是记录在VDM消息的压缩数据中的。因此必须对压缩信息进行解压后才能判断出消息类型。VDM消息共分为22种不同类型,大致可分为以下4种类型:1.AIS target display information (AIS目标显示信息)1,2,3,9,18,21 position report(位置报告)Messages 1, 2, 3:position reports
The position report should be output periodically by mobile stations.(这些位置报告由移动站周期性的输出)
SOTDMA(self-organized time division multiple access)ITDMA(incremental time division multiple access)
4 base station report (基站报告)5 voyage related data(航行相关数据)19 Class B – extended data(B类扩展数据) 2.Safety message handling(安全信息处理)12 addressed safety related(地址安全相关)14 broadcast safety related(广播安全相关) 3.External Application handling(扩展应用处理)6 binary addressed(二进制地址)8 binary broadcast(二进制广播) 4.System control(系统控制)7 binary acknowledge(INFO)(二进制确认)10 UTC and data inquiry(INFO)(UTC和数据请求)消息10用于请求UTC和数据,消息11返回对应的信息11 UTC and data response(INFO)(UTC和数据应答)13 safety related ack(INFO)(安全相关确认)15 interrogation(INFO)(询问)相当于AIR命令16 assignment mode command(INFO)(委派方式命令)17 DGNSS corrections(INFO)(DGNSS修正)20 data link management(INFO)(数据关联管理)22 我们需要关心的,是第一种类型中的1和5,其中1为船舶动态信息,5为船舶静态和航行相关信息。 3.2.1 消息类型1消息1是接收到的船舶的动态信息。包含消息1的VDM消息样例如下:!AIVDM,1,1,,A,177?s>001V8eBRhF=:l7CUI20D0T,0*40压缩信息为:177?s>001V8eBRhF=:l7CUI20D0T压缩信息内容描述:(共168比特)
内容(英文) | 内容(中文) | 位置 | 所占位数 | 取值范围 | 说明 |
Message ID | 信息识别码 | 0-5 | 6 | 1 | 信息1、2、3的识别符 |
Repeat Indicator | 重复次数指示 | 6-7 | 2 | 0-3 | 指示应该重发的次数。缺省为0,3表示不再重发 |
User ID | 用户识别码 | 8-37 | 30 | MMSI号码 | |
Navigation status | 航行状态 | 38-41 | 4 | 0-15 | 0=动力航行中;1=锚泊;2=未受令;3=机动性受限;4=受吃水限制;5=锚链系泊;6=搁浅;7=捕捞中;8=风帆动力航行;9~15为未来保留。 |
Rate of turn(ROT) | 转向率 | 42-49 | 8 | -127 - +127 | |
SOG | 对地航速 | 50-59 | 10 | 0-1022 | 以1/10节距为单位,1023=无;1022= 102.2节。 |
Position accuracy | 船位精确度 | 60 | 1 | 0,1 | 1=高精度(差分式);0= 低精度。 |
Longitude | 经度 | 61-88 | 28 | -180 - +180 | 用1/10000分表示的经度(东= +,西= -) |
Latitude | 纬度 | 89-115 | 27 | -90 - +90 | 用1/10000分表示的纬度(北= +,南= -) |
COG | 对地航向 | 116-127 | 12 | 0-3599 | 以1/10度表示的航向 |
True heading | 船首真航向 | 128-136 | 9 | 0-359 | |
Time stamp | 时间标记 | 137-142 | 6 | ||
Regional Application | 143-146 | 4 | |||
Spare | 147 | 1 | |||
RAIM Flag | 148 | 1 | |||
Communication state | 149-167 | 19 |
内容(英文) | 内容(中文) | 位置 | 所占位数 | 取值范围 |
Message ID | 信息识别码 | 0-5 | 6 | 5 |
Repeat Indicator | 重复次数指示 | 6-7 | 2 | 0-3 |
User ID | MMSI编号 | 8-37 | 30 | |
AIS version indicator | AIS版本 | 38-39 | 2 | 0-3 |
IMO number | IMO编号 | 40-69 | 30 | 1-999999999 |
Call sign | 呼号 | 70-111 | 42 | |
Name | 船名 | 112-231 | 120 | |
Type of ship and cargo type | 船舶和货物类型 | 232-239 | 8 | |
Dimension/reference for position | 船舶尺寸以及定位设备位置 | 240-269 | 30 | |
Type of electronic position fixing device | 定位设备的类型 | 270-273 | 4 | 0-15 |
ETA | 预计航行时间 | 274-293 | 20 | |
Maximum present static draught | 最大吃水深度 | 294-301 | 8 | 0-255 |
Destination | 目的地 | 302-421 | 120 | |
DTE | 数据终端准备 | 422 | 1 | |
Spare | 423 | 1 |
说明:如果A=C=0,并且B<>0,并且D<>0,那么表示定位设备位置是无效的如果A,B,C,D都为0,那么表示定位设备和船的尺寸都是无效的C和D如果等于63,表示大于等于63 3.3 VDM消息的报告频率Static information: Every 6 min or, when data has been amended, on request.
(静态消息:每六分钟,或者当数据被修正)
Dynamic information: Dependent on speed and course alteration according to
Tables 1a and b.
(动态消息:根据速度和航向改变状况。如图A)
Voyage related information: Every 6 min or, when data has been amended, on request.
(航行相关信息:每六分钟或者当数据被修正)
Safety related message: As required.
(安全相关信息:根据请求) 先认识一下A类设备和B类设备的区别Shipborne mobile equipment classes(船用移动设备种类)
Class A shipborne mobile equipment will comply with relevant IMO AIS carriage
requirement.(A类船用移动设备符合相关的IMO AIS运输要求)
A类设备能够接收和发送简短的安全相关信息,包括重要的航海和气象警报。Class B shipborne mobile equipment will provide facilities not necessarily in full
accordance with IMO AIS carriage requirement.(B类船用移动设备提供的工具和IMO AIS运输要求不必要完全一致)
B类设备只能接收简短的安全相关信息。 图AClass A shipborne mobile equipment reporting intervals
(A类设备报告间隔)
Ship’s dynamic conditions(船舶动态条件) | Nominal reporting interval(正常报告间隔) |
Ship at anchor or moored and not moving faster than 3 knots 船舶抛锚或者停泊并且移动速度低于3海里 | 3 min 三分钟 |
Ship at anchor or moored and moving faster than 3 knots 船舶抛锚或者停泊并且速度高于3海里 | 10 s 10秒 |
Ship 0-14 knots 0到14海里 | 10s 10秒 |
Ship 0-14 knots and changing course 0到14海里并且改变航向 | 3 1/3 s 3.333333秒 |
Ship 14-23 knots 14到23海里 | 6 s 6秒 |
Ship 14-23 knots and changing course 14到23海里并且改变航向 | 2s 2秒 |
Ship > 23 knots 大于23海里 | 2s 2秒 |
Ship > 23 knots and changing course 大于23海里并且改变航向 | 2s 2秒 |
当移动站确定这是打信号时,报告速度都将增加到每两秒一次。 Reporting intervals for equipment other than Class A shipborne mobile equipment(A类设备以外的其他设备的报告间隔)
Platform.s condition(平台条件) | Nominal reporting interval(正常报告间隔) |
Class B shipborne mobile equipment not moving faster than 2 knots B类设备移动不超过2海里 | 3 min 3分钟 |
Class B shipborne mobile equipment moving 2-14 knots B类设备移动在2到14海里 | 30s 30秒 |
Class B shipborne mobile equipment moving 14-23 knots B类设备移动在14到23海里 | 15s 15秒 |
Class B shipborne mobile equipment moving > 23 knots B类设备移动大于23海里 | 5s 5秒 |
Search and rescue aircraft (airborne mobile equipment) 搜救飞行器(空用移动设备) | 10s 10秒 |
Aids to navigation 导航 | 3 min 3分钟 |
AIS base station AIS基站 | 10s 10秒 |
如果基站监测到有其它基站与它同步,需要将速度提高到3.3333秒
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