AIS船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)介紹
船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)(AIS)介紹
一、AIS概述
海上航行中,船舶之間常常需要掌握彼此之間的動(dòng)、靜態(tài)消息,避免船舶在航行過程中發(fā)生碰撞事故。因此實(shí)現(xiàn)船舶的自動(dòng)識(shí)別是海上航行安全、海上交通管理和航海技術(shù)發(fā)展的重要問題。
船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)(AIS)作為一種新型的助航設(shè)備,安裝了AIS的船舶能夠在不需要船舶駕駛員介入的情況下,周期性的在海上通過VHF頻道自動(dòng)廣播船舶的運(yùn)動(dòng)信息。向其他過往船只發(fā)送本船的運(yùn)動(dòng)信息與軌跡,以提示其他過往船只提前規(guī)劃航道,避免發(fā)生碰撞。
二、AIS工作信道和工作模式
工作信道 :AIS1(VHF87B,161.975MHZ))
AIS2(VHF88B,162.025MHZ)
接收信息:2個(gè)TDMA接收機(jī),同時(shí)
發(fā)送信息:1個(gè)TDMA發(fā)射機(jī),交替
信道帶寬:25kHz / 12.5kHz(主管機(jī)關(guān)要求時(shí))
傳輸速率:9600 bit/s
工作模式:系統(tǒng)采用兩個(gè)TDMA接收機(jī)分別在這兩個(gè)信道上同時(shí)接受信息,并通過一個(gè)TDMA發(fā)射機(jī)在這兩個(gè)信道上交替發(fā)射信息(此處可以理解為兩收一發(fā),收信道分別接受兩個(gè)頻點(diǎn)信息,發(fā)信道通過兩個(gè)頻點(diǎn)交替發(fā)送AIS信息)
三、AIS信息內(nèi)容
AIS系統(tǒng)采用船舶全球的特有編碼體制,即MMSI碼來作為識(shí)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(gè)全球特有的MMSI碼。AIS消息可以分為靜態(tài)信息和動(dòng)態(tài)信息(點(diǎn)跡信息)、航行相關(guān)信息以及與安全有關(guān)的短電文等四種。
? 靜態(tài)信息
IMO編號(hào);海上移動(dòng)業(yè)務(wù)識(shí)別碼(MMSI);呼號(hào)及船名;船長、船寬、船舶類型;船上使用的定位儀天線的位置。
? 動(dòng)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(shí)UTC時(shí)間;對(duì)地航向(1/10度為單位);對(duì)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(xiǎn)貨物(種類)按管理當(dāng)局要求;目的港及估計(jì)到達(dá)時(shí)間(船長估計(jì));選項(xiàng)—航路計(jì)劃(航路點(diǎn)X基本電文中無此數(shù)據(jù)區(qū))。
? 與安全有關(guān)的短電文(B類只收不發(fā))
與安全有關(guān)的尋址電文;與安全有關(guān)的廣播電文。
四、AIS工作模式
A類AIS的工作模式有三種:
1、自主模式:該模式為船舶默認(rèn)的工作態(tài),可以在所有海域使用
2、分配模式:由沿岸管理部門控制
3、輪詢模式:當(dāng)響應(yīng)其他船舶或基站的呼叫時(shí),使用輪詢模式。
通常情況下,船載AIS工作在自主模式下
自主模式下信息的更新速率規(guī)定為:
1、靜態(tài)信息:6分鐘以及接收到發(fā)送要求時(shí);
2、動(dòng)態(tài)信息:根據(jù)船速不同,按下表1更新率報(bào)告;
3、航次相關(guān)信息:6分鐘及數(shù)據(jù)有變化時(shí)和接收到發(fā)送要求時(shí);
4、安全信息:根據(jù)需要。
五、AIS的通信協(xié)議
AIS系統(tǒng)采用的TDMA通信協(xié)議,系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)不停的檢測TDMA信道的活動(dòng)狀態(tài),根據(jù)信道的占用情況預(yù)約本臺(tái)的發(fā)射時(shí)隙。進(jìn)入TDMA網(wǎng)絡(luò)的AIS設(shè)備一般采用自組織的時(shí)分多址(SOTDMA)協(xié)議進(jìn)行工作,采用這個(gè)方式傳輸?shù)腁IS設(shè)備可以自主解決發(fā)射重復(fù),自主接收其他臺(tái)站的信息。
在AIS網(wǎng)絡(luò)中,一幀60s被分為2250個(gè)時(shí)隙,每個(gè)時(shí)隙長度為26.67ms,每個(gè)時(shí)隙可以發(fā)送一條256bit的信息,當(dāng)信息長度大于256bit時(shí),將占用2個(gè)或多個(gè)時(shí)隙。理論上在同一區(qū)域能同時(shí)容納200-300艘船舶信息,當(dāng)船只數(shù)大于系統(tǒng)容量時(shí),遠(yuǎn)距離的目標(biāo)就會(huì)被忽略,以此保證AIS系統(tǒng)對(duì)近距離目標(biāo)的優(yōu)先權(quán)。
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