AIS系统介绍资料PPT教学课件

1、2021-10-221AIS 概述第1页/共45页2021-10-222第2页/共45页2021-10-223VTS通过瞭望、雷达 和无线电话获得船舶信息, 工作强度大，易失误，盲区，丢目标，不了解周围水域状况The potential of AIS for VTS operational usereliable identification of targetsautomatic tracking of targets no target swaps no target acquisition required provide more accurate informationprovide

2、 more complete information 第3页/共45页2021-10-224AIS 基本原理第4页/共45页2021-10-225船载AIS基本构成GNSS接收机艏向传感器速度传感器转向率传感器GNSS接收机电子海图接口雷 达 接 口便携引航仪远程通信接口VHF收发机输 入 接 口输 出 接 口MKD通信处理器警 报 器BIIT其它传感器第5页/共45页2021-10-226第6页/共45页2021-10-227AIS 基本原理第7页/共45页2021-10-228静态信息双向船舶换向行驶时或定位天线位置改变时设备安装人工输入定位天线的位置若改变，重新选择设备安装人工选择船舶类

3、型若改变，重新输入设备安装人工输入船长和船宽无变更设备安装人工输入IMO编号(有的船没有)船舶更名时设备安装人工输入呼号和船名船舶变更国籍买卖移交时设备安装人工输入MMSI更新时机输入时机输入方式信息标称信息更新间隔：6min / 更新或被询问时，立即更新 第8页/共45页2021-10-229其它种类船舶Other type of ship帆船Sailing vessel18号决议规定的船Resolution No.18 MOB-83军事作业船Vessel-military operation医务运输船Medical transports潜水作业船Vessel-diving operatio

4、n法律强制船Law enforcement vessel挖泥/水下作业船Dredge/underwater operation防污染设备船With anti-pollution equipment拖带船 长200m宽25m Towing vesselL200m B25m港口供应船Port tender拖带船Towing vessel拖轮TUG渔船Fishing vessel搜救船Search and rescue vessel飞翼WIG引航船Pilot vessel油船Tanker高速船HSC货船Cargo ship休闲游艇Pleasure craft客船Passenger ship船 舶 类

5、 型第9页/共45页2021-10-2210动态信息可不提供自动相应传感器(选项)纵倾/横摇可不提供自动相应传感器(选项)首倾角可不提供自动ROT传感器或陀螺罗经ROT (旋回速率)应配合号灯和号型改变手动值班驾驶员选择更改航行状态自动陀螺罗经船首向可能缺失自动计程仪或GNSSSOG(对地航速)可能缺失自动计程仪或GNSSCOG(对地航向)附精度/完善性状态信息自动GNSSUTC时间附精度/完善性状态信息自动GNSS船位备注更新方式信息来源信息标称第10页/共45页2021-10-2211航行状态 未定义Not defined吃水受限Constrained by draught飞翼船留用Res

6、erved for wig操纵能力受限Restricted maneuverability高速船留用Reserved for HSC失控Not under command从事捕鱼Engaged in fishing锚泊At anchor搁浅Aground在航帆船Under way sailing系泊Moored在航机动Under way using engine第11页/共45页2021-10-2212注1：当船载AIS确认为同步标识台时，其动态信息更新间隔为2 sec。2 sec航速23节的变向2 sec航速23节2 sec航速1423节变向6 sec1航速1423节3 sec1航速14节变

7、向10 sec1航速3节3 min1锚/靠泊船，速度2节3 min航速2节CS5 sec航速2315 sec航速1423节30 sec航速214节3 min航速2节SOB类船载设备报告间隔载体及状态第13页/共45页2021-10-2214航次相关信息 经船长同意变化时转向点描述开航前手动输入航线计划经船长同意变化时港口名和时间开航前手动输入目的港/ETA主管机关要求时货物装卸后危险品货物种类开航前手动选择危险品货物根据需要开航前最大吃水开航前手动输入船舶吃水备注更新时机信息内容输入时机输入方式信息标称信息更新间隔：6min / 更新或被询问时，立即更新 危险品货物：DG (Dangerous

8、 Goods，危险货物) HS（Harmful Substances，有毒物质） MP（Marine Pollutants，海洋污染物） 第14页/共45页2021-10-2215安全相关消息 固定格式自由格式寻址（156字符）广播（161字符）格式发送对象数据更新间隔：根据需要/设置进行更新AIS 基本原理第15页/共45页2021-10-2216AIS 基本原理工作信道 ：AIS1（VHF87B，161.975MHZ)） AIS2（VHF88B，162.025MHZ） 其它主管机关指配频率接收信息：2个TDMA接收机，同时发送信息：1个TDMA发射机，交替信道带宽：25kHz / 12.5

9、kHz（主管机关要求时）传输速率：9600 bit/s 信道分配第16页/共45页2021-10-2217AIS基本原理1、采用NRZI（不归零倒置）编码2、进行GMSK（高斯滤波最小移动键控法）调制3、GMSK调制信号对VHF发射机进行调频 最终完成GMSK/FM发射功率：12.5 W / 2 W (主管机关要求时） B类CSTDMA发射功率2 W 信息调制第17页/共45页2021-10-2218单台AIS：每帧一个或多个时隙 不同帧使用相同的时隙系统能力：每分钟至少处理2000 份报告时隙获得：自选时隙-按照TDMA 协议选择 分配时隙-基站分配时隙划分AIS基本原理第18页/共45页2

10、021-10-2219AIS 基本原理UTC直接：本船GNSS提供UCT间接：与已经和UTC同步的台同步基站直接：与标识数最高的基站UTC同步基站间接：与已经同步于基站的移动台同步与移动台同步：与MMSI最低的AIS站同步同 步第19页/共45页2021-10-2220AIS 基本原理自主连续：按照TDMA协议自动连续 接收播发AIS信息分配模式：在主管机关指定区域内， AIS运行的频道、收发模式、带宽、 发射功率、时隙、和信息更新报告间隔 等都服从主管机关分配。轮询（查询/控制）模式：点对点工作 B类CS-AIS设备不能主动询问其他台站工作模式第20页/共45页2021-10-2221AIS

11、 基本原理RATDMA：登录或发射非重复特性消息，帮助 ITDMA帧和SOTDMA帧确定发射时隙。ITDMA：在RATDMA基础上，或在SOTDMA 基础上分配新的 未 被 声 明 过 的 时 隙 。SOTDMA：基本工作方式，自主连续地选择发射时隙，安排位置报告的发射时间表，并预告后继37帧时隙的分配情况，向其他用户 提供连续更新的监视画面。TDMA协议第21页/共45页2021-10-2222AIS 基本原理工作流程性能标准规定：AIS初始化不超过2 min 第22页/共45页2021-10-2223AIS 基本原理AIS远程应用：超越VHF范围传递AIS信息A类设备标配远程通信接口，B类

12、设备选装远程通信采用轮询工作模式不连续进行应用：船舶报告、船舶远程监控远程应用第23页/共45页2021-10-2224AIS基站设施 监视和管理AIS船舶 增强VTS的功能 船舶管理的信息化、现代化 船舶报告 气象、DGPS等多种附加服务 Internet实现互联AIS 基本原理第24页/共45页2021-10-2225AIS AtoN AIS-SART 1. AIS真实航标 2. AIS仿真航标 3. AIS虚拟航标AIS Search And Rescue TransmitterAIS 基本原理第25页/共45页2021-10-2226AIS 基本操作一、电源 常开，特殊情况船长可决定关

13、闭。 开机2 min之内发送信息。 电源操作记录在航海日志中。二、按键 MKD:PWR、 、ENT、MANU、DISP、 快捷键、字母数字按键、*键、#键、 软键盘。第26页/共45页2021-10-2227 三、显 示 MKD、计算机，PPU，雷达ARPA、ECDIS 目标数据显示 至少3行:方位/距离/船名,其它数据滚动。 在雷达和ECDIS上能显示多目标/多数据。 目标图标显示 本船数据显示 本船动态/航次信息，可输入/编辑航次信息。 短消息显示 提示接收短信，输入/编辑/存储，寻址/广播发送。 警报信息显示 确认/显示/查询警报信息AIS 基本操作第27页/共45页2021-10-22

14、28收不到AIS信号的目标，目标丢失警报丢失目标CPA和TCPA警报目标危险目标选目标（睡眠或活动），显示CPA和TCPA等被选目标激活睡眠目标，显示矢量、航向变化、首向激活目标AIS目标休眠目标1AIS船台显示的目标类型AIS信息在ECDIS显示AIS 基本操作第28页/共45页2021-10-2229AIS船载设备目标类型与雷达ARPA目标对比本船轮廓小量程，根据目标船长、船宽和天线位置，显示实船轮廓。轮廓目标丢失目标十字交叉线（或被一直线交叉），不显示矢量、HL和转向率。符号闪烁。丢失目标危险目标CPA/TCPA小于设置值，红色粗线条显示，确认后停止闪烁。危险目标被选目标图标/字母数字显

15、示目标详细数据，四角方框指示。被选目标被跟踪目标图标显示，短虚线为COG/SOG，实线为HL，其末端折线为船舶转向。激活目标雷达回波雷达目标锐角等腰三角形，指向HL或COG。位置在三角中心。符号小于激活目标。休眠目标符号类型说明符号类型雷达ARPAAIS船载设备AIS 基本操作第29页/共45页2021-10-2230AIS 基本操作第30页/共45页2021-10-2231AIS信息在雷达屏幕显示AIS buttonAIS信息在雷达屏幕显示第31页/共45页2021-10-2232AIS buttonAcquire Target ButtonAIS Main MenuAll AIS targ

16、ets will be displayed by switching the AIS button to “ON”.As default the Sleeping Target symbol will be displayed. For more information the target has to be activated by the Acquire Target function.Sub menus can be selected for additional information.第32页/共45页2021-10-2233AIS Target DataAfter switchi

17、ng the AIS button to “OFF”, only activated targets will be displayed. This avoids clutter on the PPI and information overload.The target data of all activated targets can be displayed in the same way as ARPA data.第33页/共45页2021-10-2234ARPA Target Fusion ARPA targets and Activated Targets can be merge

18、d. Range, Course and Speed will be used as criteria.第34页/共45页2021-10-2235 四、设 置 静态信息 航次相关信息 区域 设置/管理AIS区域性频道 远程应用 设置操作方式、答复数据 设备功能 语言/密码/警报/按键声音/输入输出端口 安全门限 设置CPA/TCPAAIS 基本操作第35页/共45页2021-10-2236 一、安 装 MKD/其他显示器便于观察操作 电源电缆考虑电磁兼容 传感器应为船舶主系统 天线安装应注意干扰与障碍物 警报输出应有效 引航员插头位置应适当 安装后提供初始化清单AIS 安装检验第36页/共45

19、页2021-10-2237 二、安 装 检 验 产 品 证 书 设 备 外 观 设 备 连 接 天 线 安 装 通 电 试 验 传感器/自检/2min开始发射 正常 静态/动态信息 正确 开启其他发射设备 AIS工作正常 对比：AIS报告目标 雷达跟踪目标 远程通信试验AIS 安装检验第37页/共45页2021-10-2238二、年度/航次 检验 设备连接、外观、安全 设备开启自检正常/2min开始发射 静态/航次信息正确 动态信息正确 对比雷达目标 信息报告间隔正确 模拟故障 查看警报记录 确认轮询回答正确 AIS 安装检验第38页/共45页2021-10-2239一、AIS的系统优势与局限

20、性 优势技术优势:卫星定位-数字通讯-信息处理-计算机网络技术交通态势:传输 ,精度 ,可靠 ,自动化 ,界面友好, 扩展/兼容性 局限性依赖环境:传输干扰，依赖GNSS自身不足:有船舶没有或关闭AIS，非法利用AISAIS 可靠性分析第39页/共45页2021-10-2240二、AIS的信息优势与局限性 优 势 标准数据/图标显示 全面反映交通态势 详尽可靠信息参考 基站/航标服务AIS 可靠性分析局限性静态信息:人为设定/修改，每航次/月检查。动态信息:依赖传感器，需要验证。航次信息:及时更正，需船长同意。基站航标:人为/客观因素影响第40页/共45页2021-10-2241雷达ARPA优势与局限性优 势自主设备，直观，判断碰撞危险，求取避让措施，核实避让行动，可作为海事证据。局限性气象海况影响，丢失目标，盲区，障碍遮挡，精度/分辨力有限。ARPA处理延时，狭水道精度降低。对目标机动反应迟