船舶自动识别系统ais的技术发展与运行模式

船舶自动识别系统ais的技术发展与运行模式

0海损事故,影响海洋生态环境随着经济的快速发展，中国的交通运输也得到了快速发展，导致了船舶数量、水域交通密度和危险货物数量的增加。与此同时，有时会发生人为事故，严重威胁着船舶的航行安全和海上生态环境。为了预防和减少船舶交通事故,提高航道的船舶通航能力,保护海洋环境,同时为向社会提供船舶信息咨询服务创造条件,根据中国海事局的总体规划,全国已建成长江口、珠江口、渤海湾、琼州海峡AIS基站系统,AIS系统已顺利联网运行成功。1船舶自动识别和信息交换系统ais船舶自动识别系统AIS由岸基(基站)设施和船载设备共同组成,是一种新型的集网络技术、现代通信技术、计算机技术、电子信息显示技术为一体的数字助航系统和设备。AIS最基本的运行是“船—船”、“船—岸”的信息交换,它能把船舶信息诸如识别码、位置、航向、速度等发送到其它船舶或岸上,并能以快速的更新率处理多路通信。AIS使用自组织时分多址通信(SOTDMA)技术来满足通信的高密度率,并保证了船对船、船对岸操作的可靠和实时性能。AIS系统操作完全自动化,由AIS船台和AIS基站系统组成。AIS船台可自动连续播发本船的静态信息如编码、船名、航次信息等,动态信息如船位、航速、航向和安全短消息,同时也自动接收周围船舶发来的这些信息。AIS基站系统相对GMDSS和VTS,则增强了船舶识别和船舶动态信息广播的功能,可以进行船舶调度管理、海事监督和船舶交通管理,同时还可发播航行警告和气象信息,实现船岸之间的信息传输和交换。AIS系统实现了船舶与船舶之间、船舶与岸基系统的自动识别和信息交换,对船舶避碰和航行安全起到重要作用。船舶自动识别系统组成如图1:国际上AIS基站系统的技术发展十分迅速。其发展和产品化进程虽只有短暂十来年时间,但AIS基站建设理念、技术内涵和运行模式却已经历了整整三代。第一代是在VTS雷达站或在其服务的边远地区安装AIS基站,增大覆盖范围以获取更多的船舶动态信息,达到增强原VTS的作用;第二代是由网络化的AIS基站为主体,组成基于AIS的航行安全管理系统,其中也包括增强了的VTS;第三代是网络化加信息化,即通过网络化的AIS基站与现有VTS、气象、航标及各种助航等设施的整合,使现有海事系统融合一体,成为以面向航运管理、服务为主体的全新的现代化、信息化、网络化的海事交通安全系统的一个重要组成部分。据了解,目前已进行AIS基站系统建设的国家和地区有:瑞典、芬兰、南非、加拿大、美国、新加坡、中国香港、日本等。国际AIS系统虽然发展迅速,目前还没有规范统一的标准,系统建设各有特点,如有的单站使用,有的只要求AIS基站接收信息,有的设立一个地区性AIS播发中心,统一播发信息,它们有一个共同的发展趋势,即“网络化”、“信息化”。未来的发展,国际贸易仍主要依赖海上运输,港口、海运与其它运输方式的中转枢纽作用将更加突出。为此必须建立完善的支持保障系统,为港口、船舶、航运单位提供安全、准确、高效、信息、助航等全面服务。AIS系统将成为支持保障系统中一个重要环节。在水运交通航路资源的开发和治理受到限制的情况下,必须依靠改善交通环境,提高交通的质量和效率,水上船舶交通的维护和组织的任务繁重和责任重大。AIS系统在船舶避碰和自主航行安全方面,在交通管理方面将发挥极其重要的作用。我国AIS的建设将形成基于AIS系统的新助航体系,为航行安全管理的现代化开创一个新局面。2技术特点对船舶航行安全的辅助作用AIS对船舶的航行安全起着重要作用,AIS的技术特点决定了它对船舶的航行安全和船舶的航行管理以及海事管理能提供积极有效的辅助作用,这种作用无论在开阔水域还是限制水域都可得到充分发挥。2.1增强了船舶跟踪距离AIS拓宽了海事管辖海域范围,提高了协调处理能力。VTS以前对船舶的监管基于沿岸设立的雷达站,通过雷达将船舶信息反馈回VTS中心显示屏幕上,这对船舶的监管取决于雷达覆盖范围和天气影响。在应用AIS后,VTS得到新的船舶传感器,VTS与AIS的结合强化了VTS的功能,提高了船舶跟踪距离,而且AIS信号不受天气影响,可靠性和持续性大大提高,这使得VTS对覆盖水域船舶交通的管理能力大大提高,船舶跟踪效果也大大增强。通过AIS网络,VTS可以对沿海等主要航线的船舶进行交通管理,充分运用AIS的监督和管理手段,实施交通安全统一管理和交通组织,以提高船舶通航效率;同时,它提高了对船舶污染海域、碰撞肇事船的判断准确性,对船舶遇险搜救更加直接,扩大了船舶交通管理体系和周边协调管理的力度。船载AIS设备和岸上AIS基站都可对航行过程和区域内的船舶动态变化情况实施自动记录,并可用软件进行快速回放,这一功能对海事处理是十分有益的。比如当有一艘船舶违章或者发生事故时,只要知道发生的时间和地点,即使在没有雷达覆盖的情况下,也能通过回放录像看到该轮的AIS信息,大致判断当时船舶的航行动态及有关航行信息,这对处理海事将有很大帮助。2.2助航设施位移灯标、浮标等助航设施很容易受到水流的影响或者被其他船舶碰撞而产生移位或者漂浮;而一旦这些移位的助航标志不能及时复位或者向附近在航船舶通报,航经此水域的船舶就会以移位后的助航标志来定位,这就很有可能造成船舶事故。然而实际上这些助航设施是否移位,有时候很难被及时发现,所以船舶也不能及时得到通知。但是如果在AIS系统情况下仍需要现行的实物航标,只要在现行灯标上安装AIS设备就能解决此问题。当灯标发生移位时,AIS设备就能把移动了的位置报告出来并报警,这对航行安全是非常有益的,可以有效减少因为看错灯标或者定位错误而产生的事故。2.3信息传输系统AIS岸基台站播发的所有信息均为公众服务性质。AIS可传输静态和动态信息。AIS系统传输的静态信息有:MMSI码、IMO编号、呼号和船名、船长与型宽、船舶类型和定位天线的船上位置;动态信息则为:船位、国际协调时、对地航速航向、航迹向与航行状态等。此外,系统还传输相关的航行信息,如:船舶吃水、是否载有危险品及其类型、目的港和预计到达时间、航行计划以及简明安全信息等。还可以向航行船舶提供水域交通动态和交通指引,发布航行警告、航行通告和交通管制信息,提供影响船舶航行的因素比如气象、水文、航标等信息。2.4船载ais的实时传递AIS协助船舶避碰是船舶相互发送信息与接收船舶位置及运动参数信息并附加船舶的静态信息,为船舶避让提供及时重要的参考。经过实验和国际航海专家的论证,AIS确实是海上船舶会遇中交流操船意图、沟通避碰措施、自主改善避碰的船载设备,是减少船舶事故的有效保障措施。通过AIS实时传递的信息,可方便双方船舶及时了解对方的操纵意图,使得避让更为及时协调。一旦船舶发生碰撞事故,AIS设备在有岸站和没有岸站的情况下都可以自成系统,显示周边船舶的航行动态。当知道船舶发生海事的大致地点和时间时,就可从系统中调出海事发生时段的数据,通过观察这段时间航行船舶的AIS数据信息,分析事故双方船的避让信息,双方的动态就会一清二楚,事故的责任自然很容易判别。即使有一方有意篡改,也是徒劳的。3提高海事管理能力未来AIS将不再是简单的船舶装备的单独航行仪器,它将与岸基AIS网构成船岸之间的航海保障系统,进入互联网。通过网络化的AIS基站与现有VTS、气象、航标及各种助航等设施的整合,构建区域AIS网络中心和管理体系,使其成为以面向航运管理、服务为主体的全新的现代化、信息化、网络化的海事交通安全管理系统的一个重要组成部分。AIS系统真正实现了船舶与船舶之间、船舶与岸基系统的自动识别和信息交互,对船舶避碰和航行安全起到重要作用,对海事管理能力的提升也大有帮助。未来AIS将向网络化、信息化趋势发展,它可使船舶通过AIS获取更多的助