自动设别系统(AIS)课件

1997~1999：IMO

ITUIECIALA

IHO

ISO

颁布/更新了近20个关于AIS标准/规范/规定要求：2002-7-1～2008/7/1日：分段实施国际航线300GT国内航线500GT§6AutomaticIdentificationSystemAIS概述2023/2/21AISIntroductionVHF频段TDMA技术静态信息动态信息航次信息安全消息

AIS基本概念自动AIS概述实现船舶识别、监视和通信的系统ïîïíì信息技术为主导的数字助航系统卫星定位技术数字通信技术信息处理技术计算机网络技术广播/接收

AIS技术核心ïîïíì2023/2/22AISIntroduction传统船舶避碰瞭望雷达VHFRADARerrorAIS概述LimitationofexistingnavigationsystemShippingdevelopmentandsafetynavigationSOLASconventionandenvironmentprotection2023/2/23AISIntroductionVTS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传统VTSThepotentialofAISforVTSoperationalusereliableidentificationoftargetsautomatictrackingoftargetsnotargetswapsnotargetacquisitionrequiredprovidemoreaccurateinformationprovidemorecompleteinformationAIS概述2023/2/24AISIntroductionAIS分类固定设备基站Basestation转发器Repeater（单/双工）移动设备

A类B类助航AtoN

救助飞机

AIS-SARTAIS基本原理2023/2/25AISIntroduction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2023/2/26AISIntroduction船载AIS功能自动交换AIS信息：静态、动态、航行、安全相关消息识别避碰为主/为航行及监控系统提供目标船和航道安全参考数据

扩展业务：航标、海事、货代、船舶报告等船-船避碰获取船舶及货物资料VTS工具ïîïíìïîïíìIMO标准要求多路、快速、简洁、高密度和高精度地处理航海信息监控和跟踪船舶，与基站、助航设备进行数据交换

主管机关获取船舶资料，监控海上交通2023/2/27AISIntroduction船载AIS信息基本信息：自动播发与接收（A&B类）静态信息动态信息航行相关信息安全相关消息（B类只收不发）AIS基本原理2023/2/28AISIntroduction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2023/2/29AISIntroduction其它种类船舶Othertypeofship帆船Sailingvessel18号决议规定的船ResolutionNo.18MOB-83军事作业船Vessel-militaryoperation医务运输船Medicaltransports潜水作业船Vessel-divingoperation法律强制船Lawenforcementvessel挖泥/水下作业船Dredge/underwateroperation防污染设备船Withanti-pollutionequipment拖带船长>200m宽>25mTowingvesselL>200mB>25m港口供应船Porttender拖带船Towingvessel拖轮TUG渔船Fishingvessel搜救船Searchandrescuevessel飞翼WIG引航船Pilotvessel油船Tanker高速船HSC货船Cargoship休闲游艇Pleasurecraft客船Passengership船舶类型2023/2/210AISIntroduction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2023/2/211AISIntroduction航行状态

未定义Notdefined吃水受限Constrainedbydraught飞翼船留用Reservedforwig操纵能力受限Restrictedmaneuverability高速船留用ReservedforHSC失控Notundercommand从事捕鱼Engagedinfishing锚泊Atanchor搁浅Aground在航帆船Underwaysailing系泊Moored在航机动Underwayusingengine2023/2/212AISIntroduction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2sec。2sec航速>23节的变向2sec航速>23节2sec航速14－23节变向6sec1航速14－23节3⅓sec1航速<14节变向10sec1航速<14节10sec1锚/靠泊船，速度>3节3min1锚/靠泊船，速度<3节报告间隔船舶状态A类AIS信息更新间隔2023/2/213AISIntroduction非A类AIS信息更新间隔注2：当AIS基站探测到有至少一台AIS设备与其同步时，其动态信息更新间隔为31/3sec。10secAIS基站23min助航设备10sec搜救飞机30sec航速>2节3min航速≤2节CS5sec航速>2315sec航速14－23节30sec航速2－14节3min航速≤2节SOB类船载设备报告间隔载体及状态2023/2/214AISIntroduction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(DangerousGoods，危险货物)HS（HarmfulSubstances，有毒物质）MP（MarinePollutants，海洋污染物）

2023/2/215AISIntroduction安全相关消息ïîïíì固定格式自由格式ïîïíì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2023/2/216AISIntroductionAIS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

/12.5kHz（主管机关要求时）传输速率：9600bit/s

信道分配2023/2/217AISIntroductionAIS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：12.5W

/2W(主管机关要求时）

B类CSTDMA发射功率2W

信息调制

2023/2/218AISIntroduction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2023/2/219AISIntroductionAIS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

2023/2/220AISIntroductionAIS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

2023/2/221AISIntroductionAIS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3～7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

2023/2/222AISIntroductionAIS基本原理工作流程

初始化登录网络发射第一帧改变报告间隔自主连续分配轮询开机关机性能标准规定：AIS初始化不超过2min

2023/2/223AISIntroductionAIS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

2023/2/224AISIntroductionAIS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2023/2/225AISIntroductionAISAtoN

AIS-SART

1.AIS真实航标2.AIS仿真航标3.AIS虚拟航标AISSearch

And

Rescue

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

常开，特殊情况船长可决定关闭。开机2min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。2023/2/227AISIntroduction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2023/2/228AISIntroduction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1．AIS船台显示的目标类型AIS信息在ECDIS显示AIS基本操作2023/2/229AISIntroductionAIS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2023/2/230AISIntroductionAIS基本操作2023/2/231AISIntroductionAIS信息在雷达屏幕显示AISbuttonAIS信息在雷达屏幕显示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、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2023/2/236AISIntroduction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2023/2/237AISIntroduction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2023/2/238AISIntroduction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2023/2/239AISIntroduction一、AIS的系统优势与局限性优势技术优势: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2023/2/240AISIntroduction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