自動設別系統(tǒng)(AIS)課件

1997~1999：IMO

ITUIECIALA

IHO

ISO

頒布/更新了近20個關于AIS標準/規(guī)范/規(guī)定要求：2002-7-1～2008/7/1日：分段實施國際航線300GT國內(nèi)航線500GT§6AutomaticIdentificationSystemAIS概述2023/2/21AISIntroductionVHF頻段TDMA技術靜態(tài)信息動態(tài)信息航次信息安全消息

AIS基本概念自動AIS概述實現(xiàn)船舶識別、監(jiān)視和通信的系統(tǒng)???íì信息技術為主導的數(shù)字助航系統(tǒng)衛(wèi)星定位技術數(shù)字通信技術信息處理技術計算機網(wǎng)絡技術廣播/接收

AIS技術核心???íì2023/2/22AISIntroduction傳統(tǒng)船舶避碰瞭望雷達VHFRADARerrorAIS概述LimitationofexistingnavigationsystemShippingdevelopmentandsafetynavigationSOLASconventionandenvironmentprotection2023/2/23AISIntroductionVTS通過瞭望、雷達和無線電話獲得船舶信息,工作強度大，易失誤，盲區(qū)，丟目標，不了解周圍水域狀況傳統(tǒng)VTSThepotentialofAISforVTSoperationalusereliableidentificationoftargetsautomatictrackingoftargetsnotargetswapsnotargetacquisitionrequiredprovidemoreaccurateinformationprovidemorecompleteinformationAIS概述2023/2/24AISIntroductionAIS分類固定設備基站Basestation轉發(fā)器Repeater（單/雙工）移動設備

A類B類助航AtoN

救助飛機

AIS-SARTAIS基本原理2023/2/25AISIntroduction船載AIS基本構成GNSS接收機艏向傳感器速度傳感器轉向率傳感器GNSS接收機電子海圖接口雷達接口便攜引航儀遠程通信接口VHF收發(fā)機輸入接口輸出接口MKD通信處理器警報器BIIT其它傳感器2023/2/26AISIntroduction船載AIS功能自動交換AIS信息：靜態(tài)、動態(tài)、航行、安全相關消息識別避碰為主/為航行及監(jiān)控系統(tǒng)提供目標船和航道安全參考數(shù)據(jù)

擴展業(yè)務：航標、海事、貨代、船舶報告等船-船避碰獲取船舶及貨物資料VTS工具???íì???íìIMO標準要求多路、快速、簡潔、高密度和高精度地處理航海信息監(jiān)控和跟蹤船舶，與基站、助航設備進行數(shù)據(jù)交換

主管機關獲取船舶資料，監(jiān)控海上交通2023/2/27AISIntroduction船載AIS信息基本信息：自動播發(fā)與接收（A&B類）靜態(tài)信息動態(tài)信息航行相關信息安全相關消息（B類只收不發(fā)）AIS基本原理2023/2/28AISIntroduction靜態(tài)信息雙向船舶換向行駛時或定位天線位置改變時設備安裝人工輸入定位天線的位置若改變，重新選擇設備安裝人工選擇船舶類型若改變，重新輸入設備安裝人工輸入船長和船寬無變更設備安裝人工輸入IMO編號(有的船沒有)船舶更名時設備安裝人工輸入呼號和船名船舶變更國籍買賣移交時設備安裝人工輸入MMSI更新時機輸入時機輸入方式信息標稱信息更新間隔：6min

/更新或被詢問時，立即更新2023/2/29AISIntroduction其它種類船舶Othertypeofship帆船Sailingvessel18號決議規(guī)定的船ResolutionNo.18MOB-83軍事作業(yè)船Vessel-militaryoperation醫(yī)務運輸船Medicaltransports潛水作業(yè)船Vessel-divingoperation法律強制船Lawenforcementvessel挖泥/水下作業(yè)船Dredge/underwateroperation防污染設備船Withanti-pollutionequipment拖帶船長>200m寬>25mTowingvesselL>200mB>25m港口供應船Porttender拖帶船Towingvessel拖輪TUG漁船F(xiàn)ishingvessel搜救船Searchandrescuevessel飛翼WIG引航船Pilotvessel油船Tanker高速船HSC貨船Cargoship休閑游艇Pleasurecraft客船Passengership船舶類型2023/2/210AISIntroduction動態(tài)信息可不提供自動相應傳感器(選項)縱傾/橫搖可不提供自動相應傳感器(選項)首傾角可不提供自動ROT傳感器或陀螺羅經(jīng)ROT(旋回速率)應配合號燈和號型改變手動值班駕駛員選擇更改航行狀態(tài)自動陀螺羅經(jīng)船首向可能缺失自動計程儀或GNSSSOG(對地航速)可能缺失自動計程儀或GNSSCOG(對地航向)附精度/完善性狀態(tài)信息自動GNSSUTC時間附精度/完善性狀態(tài)信息自動GNSS船位備注更新方式信息來源信息標稱2023/2/211AISIntroduction航行狀態(tài)

未定義Notdefined吃水受限Constrainedbydraught飛翼船留用Reservedforwig操縱能力受限Restrictedmaneuverability高速船留用ReservedforHSC失控Notundercommand從事捕魚Engagedinfishing錨泊Atanchor擱淺Aground在航帆船Underwaysailing系泊Moored在航機動Underwayusingengine2023/2/212AISIntroduction注1：當船載AIS確認為同步標識臺時，其動態(tài)信息更新間隔為2sec。2sec航速>23節(jié)的變向2sec航速>23節(jié)2sec航速14－23節(jié)變向6sec1航速14－23節(jié)3?sec1航速<14節(jié)變向10sec1航速<14節(jié)10sec1錨/靠泊船，速度>3節(jié)3min1錨/靠泊船，速度<3節(jié)報告間隔船舶狀態(tài)A類AIS信息更新間隔2023/2/213AISIntroduction非A類AIS信息更新間隔注2：當AIS基站探測到有至少一臺AIS設備與其同步時，其動態(tài)信息更新間隔為31/3sec。10secAIS基站23min助航設備10sec搜救飛機30sec航速>2節(jié)3min航速≤2節(jié)CS5sec航速>2315sec航速14－23節(jié)30sec航速2－14節(jié)3min航速≤2節(jié)SOB類船載設備報告間隔載體及狀態(tài)2023/2/214AISIntroduction航次相關信息經(jīng)船長同意變化時轉向點描述開航前手動輸入航線計劃經(jīng)船長同意變化時港口名和時間開航前手動輸入目的港/ETA主管機關要求時貨物裝卸后危險品貨物種類開航前手動選擇危險品貨物根據(jù)需要開航前最大吃水開航前手動輸入船舶吃水備注更新時機信息內(nèi)容輸入時機輸入方式信息標稱信息更新間隔：6min/更新或被詢問時，立即更新危險品貨物：DG(DangerousGoods，危險貨物)HS（HarmfulSubstances，有毒物質(zhì)）MP（MarinePollutants，海洋污染物）

2023/2/215AISIntroduction安全相關消息???íì固定格式自由格式???íì尋址（156字符）廣播（161字符）格式發(fā)送對象數(shù)據(jù)更新間隔：根據(jù)需要/設置進行更新

AIS基本原理2023/2/216AISIntroductionAIS基本原理工作信道：AIS1（VHF87B，161.975MHZ)）AIS2（VHF88B，162.025MHZ）其它主管機關指配頻率接收信息：2個TDMA接收機，同時發(fā)送信息：1個TDMA發(fā)射機，交替信道帶寬：25kHz

/12.5kHz（主管機關要求時）傳輸速率：9600bit/s

信道分配2023/2/217AISIntroductionAIS基本原理1、采用NRZI（不歸零倒置）編碼2、進行GMSK（高斯濾波最小移動鍵控法）調(diào)制3、GMSK調(diào)制信號對VHF發(fā)射機進行調(diào)頻最終完成GMSK/FM發(fā)射功率：12.5W

/2W(主管機關要求時）

B類CSTDMA發(fā)射功率2W

信息調(diào)制

2023/2/218AISIntroduction單臺AIS：每幀一個或多個時隙不同幀使用相同的時隙系統(tǒng)能力：每分鐘至少處理2000份報告時隙獲得：自選時隙--按照TDMA協(xié)議選擇分配時隙----基站分配時隙劃分

AIS基本原理2023/2/219AISIntroductionAIS基本原理UTC直接：本船GNSS提供UCT間接：與已經(jīng)和UTC同步的臺同步基站直接：與標識數(shù)最高的基站UTC同步基站間接：與已經(jīng)同步于基站的移動臺同步與移動臺同步：與MMSI最低的AIS站同步同步

2023/2/220AISIntroductionAIS基本原理自主連續(xù)：按照TDMA協(xié)議自動連續(xù)接收播發(fā)AIS信息分配模式：在主管機關指定區(qū)域內(nèi)，AIS運行的頻道、收發(fā)模式、帶寬、發(fā)射功率、時隙、和信息更新報告間隔等都服從主管機關分配。輪詢（查詢/控制）模式：點對點工作B類CS-AIS設備不能主動詢問其他臺站工作模式

2023/2/221AISIntroductionAIS基本原理RATDMA：登錄或發(fā)射非重復特性消息，幫助ITDMA幀和SOTDMA幀確定發(fā)射時隙。ITDMA：在RATDMA基礎上，或在SOTDMA基礎上分配新的未被聲明過的時隙。SOTDMA：基本工作方式，自主連續(xù)地選擇發(fā)射時隙，安排位置報告的發(fā)射時間表，并預告后繼3～7幀時隙的分配情況，向其他用戶提供連續(xù)更新的監(jiān)視畫面。TDMA協(xié)議

2023/2/222AISIntroductionAIS基本原理工作流程

初始化登錄網(wǎng)絡發(fā)射第一幀改變報告間隔自主連續(xù)分配輪詢開機關機性能標準規(guī)定：AIS初始化不超過2min

2023/2/223AISIntroductionAIS基本原理AIS遠程應用：超越VHF范圍傳遞AIS信息A類設備標配遠程通信接口，B類設備選裝遠程通信采用輪詢工作模式不連續(xù)進行應用：船舶報告、船舶遠程監(jiān)控遠程應用

2023/2/224AISIntroductionAIS基站設施監(jiān)視和管理AIS船舶增強VTS的功能船舶管理的信息化、現(xiàn)代化船舶報告氣象、DGPS等多種附加服務Internet實現(xiàn)互聯(lián)AIS基本原理2023/2/225AISIntroductionAISAtoN

AIS-SART

1.AIS真實航標2.AIS仿真航標3.AIS虛擬航標AISSearch

And

Rescue

TransmitterAIS基本原理2023/2/226AISIntroductionAIS基本操作一、電源

常開，特殊情況船長可決定關閉。開機2min之內(nèi)發(fā)送信息。電源操作記錄在航海日志中。二、按鍵MKD:PWR、、ENT、MANU、DISP、快捷鍵、字母數(shù)字按鍵、*鍵、#鍵、軟鍵盤。2023/2/227AISIntroduction三、顯示

MKD、計算機，PPU，雷達ARPA、ECDIS目標數(shù)據(jù)顯示至少3行:方位/距離/船名,其它數(shù)據(jù)滾動。在雷達和ECDIS上能顯示多目標/多數(shù)據(jù)。目標圖標顯示本船數(shù)據(jù)顯示

本船動態(tài)/航次信息，可輸入/編輯航次信息。短消息顯示

提示接收短信，輸入/編輯/存儲，尋址/廣播發(fā)送。警報信息顯示

確認/顯示/查詢警報信息AIS基本操作2023/2/228AISIntroduction收不到AIS信號的目標，目標丟失警報丟失目標CPA和TCPA警報目標危險目標選目標（睡眠或活動），顯示CPA和TCPA等被選目標激活睡眠目標，顯示矢量、航向變化、首向激活目標AIS目標休眠目標1．AIS船臺顯示的目標類型AIS信息在ECDIS顯示AIS基本操作2023/2/229AISIntroductionAIS船載設備目標類型與雷達ARPA目標對比本船輪廓小量程，根據(jù)目標船長、船寬和天線位置，顯示實船輪廓。輪廓目標丟失目標十字交叉線（或被一直線交叉），不顯示矢量、HL和轉向率。符號閃爍。丟失目標危險目標CPA/TCPA小于設置值，紅色粗線條顯示，確認后停止閃爍。危險目標被選目標圖標/字母數(shù)字顯示目標詳細數(shù)據(jù)，四角方框指示。被選目標被跟蹤目標圖標顯示，短虛線為COG/SOG，實線為HL，其末端折線為船舶轉向。激活目標雷達回波雷達目標銳角等腰三角形，指向HL或COG。位置在三角中心。符號小于激活目標。休眠目標符號類型說明符號類型雷達ARPAAIS船載設備AIS基本操作2023/2/230AISIntroductionAIS基本操作2023/2/231AISIntroductionAIS信息在雷達屏幕顯示AISbuttonAIS信息在雷達屏幕顯示2023/2/232AISIntroductionAIS基本操作AISbuttonAcquireTargetButtonAISMainMenuAllAIStargetswillbedisplayedbyswitchingtheAISbuttonto“ON”.AsdefaulttheSleepingTargetsymbolwillbedisplayed.FormoreinformationthetargethastobeactivatedbytheAcquireTargetfunction.Submenuscanbeselectedforadditionalinformation.2023/2/233AISIntroductionAISbuttonAISTargetDataAfterswitchingtheAISbuttonto“OFF”,onlyactivatedtargetswillbedisplayed.ThisavoidsclutteronthePPIandinformationoverload.ThetargetdataofallactivatedtargetscanbedisplayedinthesamewayasARPAdata.AIS基本操作2023/2/234AISIntroductionARPATargetFusionARPAtargetsandActivatedTargetscanbemerged.Range,CourseandSpeedwillbeusedascriteria.AIS基本操作2023/2/235AISIntroduction四、設置靜態(tài)信息航次相關信息區(qū)域

設置/管理AIS區(qū)域性頻道遠程應用

設置操作方式、答復數(shù)據(jù)設備功能

語言/密碼/警報/按鍵聲音/輸入輸出端口安全門限

設置CPA/TCPAAIS基本操作2023/2/236AISIntroduction一、安裝MKD/其他顯示器便于觀察操作電源電纜考慮電磁兼容傳感器應為船舶主系統(tǒng)天線安裝應注意干擾與障礙物警報輸出應有效引航員插頭位置應適當安裝后提供初始化清單AIS安裝檢驗2023/2/237AISIntroduction二、安裝檢驗

產(chǎn)品證書設備外觀設備連接天線安裝通電試驗傳感器/自檢/2min開始發(fā)射—正常靜態(tài)/動態(tài)信息—正確開啟其他發(fā)射設備—AIS工作正常對比：AIS報告目標—雷達跟蹤目標遠程通信試驗AIS安裝檢驗2023/2/238AISIntroduction二、年度/航次檢驗設備連接、外觀、安全設備開啟自檢正常/2min開始發(fā)射靜態(tài)/航次信息正確動態(tài)信息正確—對比雷達目標信息報告間隔正確

模擬故障查看警報記錄確認輪詢回答正確AIS安裝檢驗2023/2/239AISIntroduction一、AIS的系統(tǒng)優(yōu)勢與局限性優(yōu)勢技術優(yōu)勢:衛(wèi)星定位-數(shù)字通訊-信息處理-計算機網(wǎng)絡技術交通態(tài)勢:傳輸,精度

,可靠

,自動化

,界面友好,擴展/兼容性

局限性依賴環(huán)境:傳輸干擾，依賴GNSS自身不足:有船舶沒有或關閉AIS，非法利用AISAIS可靠性分析2023/2/240AISIntroduction二、AIS的信息優(yōu)勢與局限性優(yōu)勢標準數(shù)據(jù)/圖標顯示全面反映交通態(tài)勢詳盡可靠信息參考基站