自动设别系统(AIS)

1、2022-5-8AIS Introduction1 颁布颁布/更新了近更新了近20个关于个关于AIS标准标准/规范规范/规定规定要求：要求： 2002-7-12008/7/1日：分段实施日：分段实施 国际航线国际航线300GT 国内航线国内航线500GT AIS AIS 概述概述2022-5-8AIS Introduction2AIS AIS 概述概述2022-5-8AIS Introduction32022-5-8AIS Introduction4VTS通过瞭望、雷达通过瞭望、雷达 和和无线电话获得船舶信息无线电话获得船舶信息, 工作强度大，易失误，工作强度大，易失误，盲区，丢目标，不了解盲

2、区，丢目标，不了解周围水域状况周围水域状况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 more complete information 2022-5-8AIS Introduction5AIS AIS 基本原理基本原理2022-5-8AIS Intr

3、oduction6船载船载AISAIS基本构成基本构成GNSS接收机接收机艏向传感器艏向传感器速度传感器速度传感器转向率传感器转向率传感器GNSS接收机接收机电子海图接口电子海图接口雷雷 达达 接接 口口便携引航仪便携引航仪远程通信接口远程通信接口VHF收发机收发机输输 入入 接接 口口输输 出出 接接 口口MKD通信通信处理器处理器警警 报报 器器BIIT其它传感器其它传感器2022-5-8AIS Introduction72022-5-8AIS Introduction8AIS AIS 基本原理基本原理2022-5-8AIS Introduction9静态信息静态信息双向船舶换向行驶时或双

4、向船舶换向行驶时或定位天线位置改变时定位天线位置改变时设备安装设备安装人工输入人工输入定位天线的位置定位天线的位置若改变，重新选择若改变，重新选择设备安装设备安装人工选择人工选择船舶类型船舶类型若改变，重新输入若改变，重新输入设备安装设备安装人工输入人工输入船长和船宽船长和船宽无变更无变更设备安装设备安装人工输入人工输入IMO编号编号(有的船没有有的船没有)船舶更名时船舶更名时设备安装设备安装人工输入人工输入呼号和船名呼号和船名船舶变更国籍买卖移交时船舶变更国籍买卖移交时设备安装设备安装人工输入人工输入MMSI更新时机更新时机输入时机输入时机输入方式输入方式信息标称信息标称信息更新间隔：信息更

5、新间隔：6min6min / / 更新或被询问时，立即更新更新或被询问时，立即更新 2022-5-8AIS Introduction10其它种类船舶其它种类船舶Other type of ship帆船帆船Sailing vessel18号决议规定的船号决议规定的船Resolution No.18 MOB-83军事作业船军事作业船Vessel-military operation医务运输船医务运输船Medical transports潜水作业船潜水作业船Vessel-diving operation法律强制船法律强制船Law enforcement vessel挖泥挖泥/水下作业船水下作业船Dr

6、edge/underwater operation防污染设备船防污染设备船With anti-pollution equipment拖带船拖带船 长长200m宽宽25m Towing vesselL200m B25m港口供应船港口供应船Port tender拖带船拖带船Towing vessel拖轮拖轮TUG渔船渔船Fishing vessel搜救船搜救船Search and rescue vessel飞翼飞翼WIG引航船引航船Pilot vessel油船油船Tanker高速船高速船HSC货船货船Cargo ship休闲游艇休闲游艇Pleasure craft客船客船Passenger shi

7、p船船 舶舶 类类 型型2022-5-8AIS Introduction11动态信息动态信息可不提供可不提供自动自动相应传感器相应传感器(选项选项)纵倾纵倾/横摇横摇可不提供可不提供自动自动相应传感器相应传感器(选项选项)首倾角首倾角可不提供可不提供自动自动ROT传感器或陀螺罗经传感器或陀螺罗经ROT (旋回速率旋回速率)应配合号灯和号型改变应配合号灯和号型改变手动手动值班驾驶员选择更改值班驾驶员选择更改航行状态航行状态自动自动陀螺罗经陀螺罗经船首向船首向可能缺失可能缺失自动自动计程仪或计程仪或GNSSSOG(对地航速对地航速)可能缺失可能缺失自动自动计程仪或计程仪或GNSSCOG(对地航向对

8、地航向)附精度附精度/完善性状态信息完善性状态信息自动自动GNSSUTC时间时间附精度附精度/完善性状态信息完善性状态信息自动自动GNSS船位船位备注备注更新方式更新方式信息来源信息来源信息标称信息标称2022-5-8AIS Introduction12航行状态航行状态 未定义未定义Not defined吃水受限吃水受限Constrained by draught飞翼船留用飞翼船留用Reserved for wig操纵能力受限操纵能力受限Restricted maneuverability高速船留用高速船留用Reserved for HSC失控失控Not under command从事捕鱼从事

9、捕鱼Engaged in fishing锚泊锚泊At anchor搁浅搁浅Aground在航帆船在航帆船Under way sailing系泊系泊Moored在航机动在航机动Under way using engine2022-5-8AIS Introduction13注注1：当船载：当船载AIS确认为同步标识台时，其动态信息更新间隔为确认为同步标识台时，其动态信息更新间隔为2 sec。2 sec航速航速23节的变向节的变向2 sec航速航速23节节2 sec航速航速1423节变向节变向6 sec1航速航速1423节节3 sec1航速航速14节变向节变向10 sec1航速航速3节节3 min1

10、锚锚/靠泊船，速度靠泊船，速度2节节3 min航速航速2节节CS5 sec航速航速2315 sec航速航速1423节节30 sec航速航速214节节3 min航速航速2节节SOB类类船船载载设设备备报告间隔报告间隔载体及状态载体及状态2022-5-8AIS Introduction15航次相关信息航次相关信息 经船长同意经船长同意变化时变化时转向点描述转向点描述开航前开航前手动输入手动输入航线计划航线计划经船长同意经船长同意变化时变化时港口名和时间港口名和时间开航前开航前手动输入手动输入目的港目的港/ETA主管机关要求时主管机关要求时货物装卸后货物装卸后危险品货物种类危险品货物种类开航前开航前

11、手动选择手动选择危险品货物危险品货物根据需要根据需要开航前最大吃水开航前最大吃水开航前开航前手动输入手动输入船舶吃水船舶吃水备注备注更新时机更新时机信息内容信息内容输入时机输入时机输入方式输入方式信息标称信息标称信息更新间隔：信息更新间隔：6min / 6min / 更新或被询问时，立即更新更新或被询问时，立即更新 危险品货物：危险品货物：DG (Dangerous Goods，危险货物，危险货物) HS（Harmful Substances，有毒物质），有毒物质） MP（Marine Pollutants，海洋污染物），海洋污染物） 2022-5-8AIS Introduction16安全相

12、关消息安全相关消息 固定格式固定格式自由格式自由格式寻址（寻址（156字符）字符）广播（广播（161字符）字符）格式格式发送对象发送对象数据更新间隔：根据需要数据更新间隔：根据需要/设置进行更新设置进行更新AIS AIS 基本原理基本原理2022-5-8AIS Introduction17AIS AIS 基本原理基本原理工作信道工作信道 ：AIS1（VHF87B，161.975MHZ)） AIS2（VHF88B，162.025MHZ） 其它主管机关指配频率其它主管机关指配频率接收信息：接收信息：2个个TDMA接收机，同时接收机，同时发送信息：发送信息：1个个TDMA发射机，交替发射机，交替信道

13、带宽：信道带宽：25kHz / 12.5kHz（主管机关要求时）（主管机关要求时）传输速率：传输速率：9600 bit/s 信道分配信道分配2022-5-8AIS Introduction18AISAIS基本原理基本原理1、采用、采用NRZI（不归零倒置）编码（不归零倒置）编码2、进行、进行GMSK（高斯滤波最小移动键控法）调制（高斯滤波最小移动键控法）调制3、GMSK调制信号对调制信号对VHF发射机进行调频发射机进行调频 最终完成最终完成GMSK/FM发射功率：发射功率：12.5 W / 2 W (主管机关要求时）主管机关要求时） B类类CSTDMA发射功率发射功率2 W 信息调制信息调制2

14、022-5-8AIS Introduction19单台单台AIS：每帧一个或多个时隙：每帧一个或多个时隙 不同帧使用相同的时隙不同帧使用相同的时隙系统能力：每分钟至少处理系统能力：每分钟至少处理2000 份报告份报告时隙获得：自选时隙时隙获得：自选时隙-按照按照TDMA 协议选择协议选择 分配时隙分配时隙-基站分配基站分配时隙划分时隙划分AISAIS基本原理基本原理2022-5-8AIS Introduction20AIS AIS 基本原理基本原理UTC直接：本船直接：本船GNSS提供提供UCT间接：与已经和间接：与已经和UTC同步的台同步同步的台同步基站直接：与标识数最高的基站基站直接：与标

15、识数最高的基站UTC同步同步基站间接：与已经同步于基站的移动台同步基站间接：与已经同步于基站的移动台同步与移动台同步：与与移动台同步：与MMSI最低的最低的AIS站同步站同步同同 步步2022-5-8AIS Introduction21AIS AIS 基本原理基本原理自主连续：自主连续：按照按照TDMA协议自动连续协议自动连续 接收播发接收播发AIS信息信息分配模式：分配模式：在主管机关指定区域内，在主管机关指定区域内， AIS运行的频道、收发模式、带宽、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。等都服从主管机关分

16、配。轮询（查询轮询（查询/控制）模式：控制）模式：点对点工作点对点工作 B类类CS-AIS设备不能主动询问其他台站设备不能主动询问其他台站工作模式工作模式2022-5-8AIS Introduction22AIS AIS 基本原理基本原理RATDMA：登录或发射非重复特性消息，帮助登录或发射非重复特性消息，帮助 ITDMA帧和帧和SOTDMA帧确定发射时隙。帧确定发射时隙。ITDMA：在在RATDMA基础上，或在基础上，或在SOTDMA 基 础 上 分 配 新 的 未 被 声 明 过 的 时 隙 。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

17、续地选择发射基本工作方式，自主连续地选择发射时隙，安排位置报告的发射时间表，并预告时隙，安排位置报告的发射时间表，并预告后继后继37帧时隙的分配情况，向其他用户帧时隙的分配情况，向其他用户 提供连续更新的监视画面。提供连续更新的监视画面。TDMATDMA协议协议2022-5-8AIS Introduction23AIS AIS 基本原理基本原理工作流程工作流程性能标准规定：性能标准规定：AIS初始化不超过初始化不超过2 min 2022-5-8AIS Introduction24AIS AIS 基本原理基本原理AIS远程应用：超越远程应用：超越VHF范围传递范围传递AIS信息信息A类设备标配远

18、程通信接口，类设备标配远程通信接口，B类设备选装类设备选装远程通信采用轮询工作模式不连续进行远程通信采用轮询工作模式不连续进行应用：船舶报告、船舶远程监控应用：船舶报告、船舶远程监控远程应用远程应用2022-5-8AIS Introduction25AISAIS基站设施基站设施监视和管理监视和管理AIS船舶船舶增强增强VTS的功能的功能船舶管理的信息化、现代化船舶管理的信息化、现代化船舶报告船舶报告气象、气象、DGPS等多种附加服务等多种附加服务Internet实现互联实现互联AIS AIS 基本原理基本原理2022-5-8AIS Introduction26AIS AtoNAIS AtoN

19、AIS-SARTAIS-SART 1. AIS真实航标真实航标2. AIS仿真航标仿真航标3. AIS虚拟航标虚拟航标AIS Search And Rescue TransmitterAIS AIS 基本原理基本原理2022-5-8AIS Introduction27AIS AIS 基本操作基本操作一、电源一、电源 常开，特殊情况船长可决定关闭。常开，特殊情况船长可决定关闭。 开机开机2 min之内发送信息。之内发送信息。 电源操作记录在航海日志中。电源操作记录在航海日志中。二、按键二、按键 MKD:PWR、 、ENT、MANU、DISP、 快捷键、字母数字按键、快捷键、字母数字按键、*键、键

20、、#键、键、 软键盘。软键盘。2022-5-8AIS Introduction28 三、显三、显 示示 MKD、计算机，、计算机，PPU，雷达，雷达ARPA、ECDIS目标数据显示目标数据显示 至少至少3行行:方位方位/距离距离/船名船名,其它数据滚动。其它数据滚动。 在雷达和在雷达和ECDIS上能显示多目标上能显示多目标/多数据。多数据。目标图标显示目标图标显示本船数据显示本船数据显示 本船动态本船动态/航次信息，可输入航次信息，可输入/编辑航次信息。编辑航次信息。短消息显示短消息显示 提示接收短信，输入提示接收短信，输入/编辑编辑/存储，寻址存储，寻址/广播发送。广播发送。警报信息显示警报

21、信息显示 确认确认/显示显示/查询警报信息查询警报信息AIS AIS 基本操作基本操作2022-5-8AIS Introduction29收不到收不到AISAIS信号的目标，目标丢失警报信号的目标，目标丢失警报丢失目标丢失目标CPACPA和和TCPATCPA警报目标警报目标危险目标危险目标选目标（睡眠或活动），显示选目标（睡眠或活动），显示CPACPA和和TCPATCPA等等被选目标被选目标激活睡眠目标，显示矢量、航向变化、首向激活睡眠目标，显示矢量、航向变化、首向激活目标激活目标AISAIS目标目标休眠目标休眠目标1 1AISAIS船台显示的目标类型船台显示的目标类型AIS信息在信息在ECD

22、IS显示显示AIS AIS 基本操作基本操作2022-5-8AIS Introduction30AIS船载设备目标类型与雷达船载设备目标类型与雷达ARPA目标对比目标对比本船本船轮廓轮廓小量程，根据目标船长、船宽和天线小量程，根据目标船长、船宽和天线位置，显示实船轮廓。位置，显示实船轮廓。轮廓轮廓目标目标丢失丢失目标目标十字交叉线（或被一直线交叉），不十字交叉线（或被一直线交叉），不显示矢量、显示矢量、HL和转向率。符号闪烁。和转向率。符号闪烁。丢失丢失目标目标危险危险目标目标CPA/TCPA小于设置值，红色粗线条小于设置值，红色粗线条显示，确认后停止闪烁。显示，确认后停止闪烁。危险危险目标目

23、标被选被选目标目标图标图标/字母数字显示目标详细数据，四字母数字显示目标详细数据，四角方框指示。角方框指示。被选被选目标目标被跟踪被跟踪目标目标图标显示，短虚线为图标显示，短虚线为COG/SOG，实，实线为线为HL，其末端折线为船舶转向。，其末端折线为船舶转向。激活激活目标目标雷达雷达回波回波雷达雷达目标目标锐角等腰三角形，指向锐角等腰三角形，指向HL或或COG。位。位置在三角中心。符号小于激活目标。置在三角中心。符号小于激活目标。休眠休眠目标目标符号符号类型类型说明说明符号符号类型类型雷达雷达ARPAAIS船载设备船载设备AIS AIS 基本操作基本操作2022-5-8AIS Introdu

24、ction31AIS AIS 基本操作基本操作2022-5-8AIS Introduction32AIS信信息息在在雷雷达达屏屏幕幕显显示示AIS buttonAIS信信息息在在雷雷达达屏屏幕幕显显示示2022-5-8AIS Introduction33AIS buttonAcquire Target ButtonAIS Main MenuAll AIS targets will be displayed by switching the AIS button to “ON”.As default the Sleeping Target symbol will be displayed. Fo

25、r more information the target has to be activated by the Acquire Target function.Sub menus can be selected for additional information.2022-5-8AIS Introduction34AIS Target DataAfter switching the AIS button to “OFF”, only activated targets will be displayed. This avoids clutter on the PPI and informa

26、tion overload.The target data of all activated targets can be displayed in the same way as ARPA data.2022-5-8AIS Introduction35ARPA Target Fusion ARPA targets and Activated Targets can be merged. Range, Course and Speed will be used as criteria.2022-5-8AIS Introduction36 四、设四、设 置置静态信息静态信息航次相关信息航次相关信

27、息区域区域 设置设置/管理管理AIS区域性频道区域性频道远程应用远程应用 设置操作方式、答复数据设置操作方式、答复数据设备功能设备功能 语言语言/密码密码/警报警报/按键声音按键声音/输入输出端口输入输出端口安全门限安全门限 设置设置CPA/TCPAAIS AIS 基本操作基本操作2022-5-8AIS Introduction37 一、安一、安 装装MKD/其他显示器便于观察操作其他显示器便于观察操作电源电缆考虑电磁兼容电源电缆考虑电磁兼容传感器应为船舶主系统传感器应为船舶主系统天线安装应注意干扰与障碍物天线安装应注意干扰与障碍物警报输出应有效警报输出应有效引航员插头位置应适当引航员插头位置

28、应适当安装后提供初始化清单安装后提供初始化清单AIS AIS 安装检验安装检验2022-5-8AIS Introduction38 二、安、安 装装 检检 验验 产产 品品 证证 书书 设设 备备 外外 观观 设设 备备 连连 接接 天天 线线 安安 装装 通通 电电 试试 验验 传感器传感器/自检自检/2min开始发射开始发射 正常正常 静态静态/动态信息动态信息 正确正确 开启其他发射设备开启其他发射设备 AIS工作正常工作正常 对比：对比：AIS报告目标报告目标 雷达跟踪目标雷达跟踪目标 远程通信试验远程通信试验AIS AIS 安装检验安装检验2022-5-8AIS Introducti

29、on39二、年度、年度/航次航次 检验检验 设备连接、外观、安全设备连接、外观、安全 设备开启自检正常设备开启自检正常/2min开始发射开始发射 静态静态/航次信息正确航次信息正确 动态信息正确动态信息正确 对比雷达目标对比雷达目标 信息报告间隔正确信息报告间隔正确 模拟故障模拟故障 查看警报记录查看警报记录 确认轮询回答正确确认轮询回答正确 AIS AIS 安装检验安装检验2022-5-8AIS Introduction40一、AIS的系统优势与局限性优势优势技术优势技术优势:卫星定位卫星定位-数字通讯数字通讯-信息处理信息处理-计算机网络技术计算机网络技术交通态势交通态势:传输传输 ,精度

30、精度 ,可靠可靠 ,自动化自动化 ,界面友好界面友好, 扩展扩展/兼容性兼容性 局限性局限性依赖环境依赖环境:传输干扰，依赖传输干扰，依赖GNSS自身不足自身不足:有船舶没有或关闭有船舶没有或关闭AIS，非法利用，非法利用AISAIS AIS 可靠性分析可靠性分析2022-5-8AIS Introduction41二、AIS的信息优势与局限性 优优 势势标准数据标准数据/图标显示图标显示全面反映交通态势全面反映交通态势详尽可靠信息参考详尽可靠信息参考基站基站/航标服务航标服务AIS AIS 可靠性分析可靠性分析局限性局限性静态信息静态信息:人为设定人为设定/修改，每航次修改，每航次/月检查。月

31、检查。动态信息动态信息:依赖传感器，需要验证。依赖传感器，需要验证。航次信息航次信息:及时更正，需船长同意。及时更正，需船长同意。基站航标基站航标:人为人为/客观因素影响客观因素影响2022-5-8AIS Introduction42雷达雷达ARPAARPA优势与局限性优势与局限性优优 势势自主设备，直观，判断碰撞危险，求取避让措自主设备，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。施，核实避让行动，可作为海事证据。局限性局限性气象海况影响，丢失目标，盲区，障碍遮挡，气象海况影响，丢失目标，盲区，障碍遮挡，精度精度/分辨力有限。分辨力有限。ARPA处理延时，狭水道精处理延时，狭水道精度降低。对目标机动反应迟钝。误录取，漏录度降低。对目标机动反应迟钝。误录取，漏录取，录取取，录取/显示容量限制，信息少，目标丢失、显示容量限制，信息少，目标丢失、目标交换，无法识别目标，操作维护复杂。目标交换