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AIS（自动识别系统）介绍

2008-04-10 06:48 148 查看
 
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。
[align=center]船   舶    类　型 [/align] AIS安装时限要求
[align=center]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[/align] 必须安装AIS设备
[align=center]2002年7月1日前建造的船舶 [/align] [align=center]国际航线[/align] 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
[align=center]国内
航线[/align] 		客船以及500总吨以上船舶 2008年7月1日前安装
 2.      AIS信息AIS广播信息分类两种，即VDM和VDO。其中，VDM是本船收到的其它船舶的信息，而VDO是船舶自身的广播信息。VDM消息和VDO消息的格式完全相同。3.1 VDM消息格式描述  

     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）[align=left]Messages 1, 2, 3:position reports[/align][align=left]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）[/align]SOTDMA(self-organized time division multiple access)[align=left]ITDMA(incremental time division multiple access)[/align]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    
更详细的内容，可参考ITU-R M.1371规范的第43页。 3.2.2消息类型5消息5是接收到的船舶的静态和航行相关信息。包含消息1的VDM消息样例如下：!AIVDM,2,1,8,A,569>;gP0000088``001TTpN0QD4000000000000t4IU7=4cG0@10H32@C`3l,0*79!AIVDM,2,2,8,A,T1CQp30B@00,2*1A消息5将被分解为两条连续的AIVDM消息进行发送，因此完整的压缩信息为：569>;gP0000088``001TTpN0QD4000000000000t4IU7=4cG0@10H32@C`3l T1CQp30B@00压缩信息内容描述：（共424比特）
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  
船舶尺寸以及定位设备位置

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[align=left]Static information: Every 6 min or, when data has been amended, on request.[/align][align=left]（静态消息：每六分钟，或者当数据被修正）[/align][align=left]Dynamic information: Dependent on speed and course alteration according to[/align][align=left]Tables 1a and b.[/align][align=left]（动态消息：根据速度和航向改变状况。如图A）[/align][align=left]Voyage related information: Every 6 min or, when data has been amended, on request.[/align][align=left]（航行相关信息：每六分钟或者当数据被修正）[/align][align=left]Safety related message: As required.[/align]（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[align=left]Shipborne mobile equipment classes(船用移动设备种类)[/align][align=left]Class A shipborne mobile equipment will comply with relevant IMO AIS carriage[/align][align=left]requirement.（A类船用移动设备符合相关的IMO AIS运输要求）[/align][align=left]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[/align][align=left]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）[/align]B类设备只能接收简短的安全相关信息。                                   图A[align=left]Class A shipborne mobile equipment reporting intervals[/align](A类设备报告间隔)
[align=left]Ship’s dynamic conditions（船舶动态条件）[/align] [align=left]Nominal reporting interval（正常报告间隔）[/align]
[align=left]Ship at anchor or moored and not moving faster than 3 knots[/align] 船舶抛锚或者停泊并且移动速度低于3海里 [align=left]3 min[/align] 三分钟
[align=left]Ship at anchor or moored and moving faster than 3 knots[/align] 船舶抛锚或者停泊并且速度高于3海里 [align=left]10 s[/align] 10秒
[align=left]Ship 0-14 knots[/align] 0到14海里 10s 10秒
[align=left]Ship 0-14 knots and changing course[/align] 0到14海里并且改变航向 [align=left]3 1/3 s[/align] 3.333333秒
[align=left]Ship 14-23 knots[/align] 14到23海里 [align=left]6 s[/align] 6秒
[align=left]Ship 14-23 knots and changing course[/align] 14到23海里并且改变航向 2s 2秒
[align=left]Ship > 23 knots[/align] 大于23海里 2s 2秒
[align=left]Ship > 23 knots and changing course[/align] 大于23海里并且改变航向 2s 2秒
[align=left]When a mobile station determines that it is the semaphore (see § 3.1.1.4, Annex 2), the reporting rate    should increase to once per 2 s (see § 3.1.3.3.2, Annex 2).[/align]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。 [align=left]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）[/align]
[align=left]Platform.s condition（平台条件）[/align] [align=left]Nominal reporting interval（正常报告间隔）[/align]
[align=left]Class B shipborne mobile equipment not moving faster than 2 knots[/align] B类设备移动不超过2海里 3 min 3分钟
[align=left]Class B shipborne mobile equipment moving 2-14 knots[/align] B类设备移动在2到14海里 30s 30秒
[align=left]Class B shipborne mobile equipment moving 14-23 knots[/align] B类设备移动在14到23海里 15s 15秒
[align=left]Class B shipborne mobile equipment moving > 23 knots[/align] B类设备移动大于23海里 5s 5秒
[align=left]Search and rescue aircraft (airborne mobile equipment)[/align] 搜救飞行器（空用移动设备） 10s 10秒
[align=left]Aids to navigation[/align] 导航 3 min 3分钟
[align=left]AIS base station[/align] AIS基站 10s 10秒
[align=left]The base station rate should increase to once per 3 1/3 s after the station detects that one or more stations are synchronizing to the base station[/align]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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