AIS系統

AIS系統

船舶自動識別系統(Automatic Identification System,簡稱AIS系統)由岸基(基站)設施和船載設備共同組成,是一種新型的集網路技術、現代通訊技術、計算機技術、電子信息顯示技術為一體的數字助航系統和設備。船舶自動識別系統(AIS)由艦船飛機之敵我識別器發展而成,配合全球定位系統(GPS)將船位、船速、改變航向率及航向等船舶動態結合船名、呼號、吃水及危險貨物等船舶靜態資料由甚高頻(VHF)頻道向附近水域船舶及岸台廣播,使鄰近船舶及岸台能及時掌握附近海面所有船舶之動靜態資訊,得以立刻互相通話協調,採取必要避讓行動,對船舶安全有很大幫助。

基本信息

目的

AIS系統AIS系統
1.識別船舶
2.幫助跟蹤目標;
3.簡化和促進信息交換;
為避免碰撞提供輔助信息
4.減少口頭的強制船舶報告
建設AIS系統的意義:
1.將減少VTS和VHF-DSC建設的投資;
2.AIS的社會效益是避免船舶碰撞、減少人命和財產損失;
3.解決了船岸信息傳輸這個大難題,實現船岸信息聯網、船舶信息共享;
4.推動交通運輸信息化工程。

主要功能

1.船舶避碰:安裝AIS船台航行於長江口水域的船舶能自動識別和信息交流。
2.海事管理:對船舶航行的靜態和動態信息進行連續的監視和管理。
3.增強VTS功能:AIS信息接入VTS系統,提高船舶的識別精度和信息量,延伸長江口船舶的交通管理範圍。

系統服務

AIS系統AIS系統
AIS訊息內容

AIS訊息提供三類數據,其中包含:
1.船舶靜態數據,包含船名、呼號、MMSI、IMO、船舶類型、船長、船寬等;
2.船舶動態數據,包含經度、緯度、船首向、航跡向、航速等;
3.船舶航程數據,包含船舶狀態,吃水,目的地、ETA等。
為船舶提供的服務
水域交通動態和交通指引;
航行警告、航行通告和交通管制信息;
影響船舶航行的因素,氣象、水文、航標等信息;
應答船台對岸台的求助。
為海事部門提供的服務
船舶動態、靜態信息;
相對於航道的位置;
周圍船舶的位置和意圖;
發布航行警告、航行通告、交通管制信息。
社會信息服務
它通過C/S和B/S模式,為船舶、船公司、航運部門、政府、港口、生態、救援、海洋和大氣、研究和統計、公共訪問、VTS、反恐等提供服務。船訊網利用AIS系統特性,建立B/S模式船舶信息服務系統,提供直觀的船位和船舶信息服務,為海事管理、人命搜救和港口調度、碼頭管理、航運經濟等相關產業提供重大幫助。

系統套用

AIS系統AIS系統
基於AIS系統的船位報告套用

AIS系統使船位報告更加準確、快捷,廣播式AIS可自動、連續傳送船舶航行信息或按查詢要求插入船舶和航次信息,經無線到有線通信網,送入報告站,再轉送入計算中心,計算中心按系統需求將所有船舶按規定時間、周期及所需的信息建立資料庫,並結合擁有的船舶靜態數據、電子海圖及氣象數據等,按用戶要求進行分析、處理,為搜救部門提供船舶信息及搜救決策服務信息,為各船公司提供轉發服務。目前BLM-Shipping提供基於AIS系統的套用和服務,該系統接收船舶AIS數據,提供直觀的船舶定位,實時動態查詢及歷史軌跡追蹤服務,因此在海事管理方面有廣闊的套用前景,對船舶交通管理具有監督能力,對運輸船隊有調度、營運的管理能力,對船舶進出港口具有領航能力,對船舶遇險有搜救能力,對船舶海上航行有航行警告和氣象信息的能力方面都有很大的幫助。

基於AIS系統的航標遙測遙控系統
AIS航標遙測遙控系統由自動化航標設備及AIS應答器2部分構成,與現行的航標遙測遙控系統相比有以下幾個優點:無需申請遙測遙控頻道而直接使用AIS國際專門頻道CH87B、CH88B傳輸數據;可以省卻專用的通信網路建設,只需配置航標設備和AIS應答器;AIS的開放系統互聯工作模式使其能夠方便地接入Internet,使航標主管部門通過網際網路來監測、管理航標設施;航標信息同樣可以實現類似於“船-船”工作模式的套用;AIS還可作為虛擬航標套用.虛擬航標既可以是某一個具體航標設施的虛擬化,也可以是一個虛擬的航標系統.AIS航標遙測遙控系統具有設備少、投入成本低、建設周期短、功能強大、方便易行等優點.

AIS系統套用於水文氣象信息的實時發布
將水文氣象信息的格式預先在國際航標協會IALA(internationalassociationofmarineaidstonavigationligthouseauthouities)進行登記,就能實現國際性套用.水文氣象信息一般包括風速的平均值、風向、水位、水溫、氣溫、不同濃度的流速與流向、潮汐信息等.

AIS系統在VTS中的套用
1)增強船舶的識別能力.對本船船位、本船航向、本船對地航速等數據,雷達獲得的是歷史航跡的平均值,AIS獲得的是瞬時數據,因此,AIS精度高於雷達精度.雷達只能獲得船舶的動態信息,當兩船交叉會遇或船舶密度較大的區域經常出現標號交換或跟蹤丟失現象;而AIS傳輸的信息不僅包括船舶的動態信息,而且還有靜態信息,數據丟失現象幾乎不存在.
2)提高動態跟蹤能力,擴大跟蹤範圍.AIS數據能被其他的AIS台站、轉發台接收,在VHF無線通信頻率的最大接收範圍內接收船舶的信息,跟蹤精度高.GPS/DGPS提供的船位數據精度小於5m,使跟蹤解析度、精度大幅度提高,跟蹤矢量穩定時間短.雷達數據處理延時約20個天線掃描周期時,大約1.5min,而採用AIS信息跟蹤,可直接獲取目標的動態數據予以標識,無穩定時間,跟蹤可靠性高.傳送數據不受氣象、海況影響,用國際專用頻道、SOTMA技術信息交換,可顯著提高跟蹤的可靠性.
3)融合併補充VTS功能.船用導航設備雷達/自動雷達標繪儀ARPA(automaticradarplottingaid)提供的信息量非常有限,不能識別他船與操船意圖,尤其在狹水道、航道彎曲處、島嶼的後面、船舶密度大的水域以及遭遇惡劣氣象、海況環境時,自動跟蹤功能存在誤跟蹤、丟失目標情況,甚至不能探測到目標,而且隨著觀測距離增加,對目標的測量精度與解析度均會下降.由於AIS採用VHF波段作無線通信鏈路,其抗海浪和雨雪干擾的能力優於普通雷達,捕獲和跟蹤目標的能力更為有效,AIS的通信鏈路能保持良好連線,可以彌補雷達在惡劣天氣條件下無能為力的缺陷.雷達電波只能直線傳播,當船舶被其他船舶或高大物體遮掩時,就形成了雷達的盲區,AIS也可以彌補雷達這方面的缺陷.
4)基於AIS系統的VTS性價比優良.由於AIS具有良好的遙控性能,一個控制站台可以遙控多個基站,通過少量控制站和大量的基站就可以覆蓋廣泛的區域,而AIS基站的投資相對於雷達站成本低得多.在交通密度低的港口,裝備AIS的船舶可在沒有岸台情況下自身形成“無人VTS”;在繁忙的港口,AIS將減少VTS操作員的工作量並使他們在交通管理、信息服務和其他任務方面提高工作效率。

實施意義

船舶自動識別岸基系統:AIS系統船舶自動識別岸基系統:AIS系統
自從VTS中船舶識別問題被重視和AIS的觀點被提出,國際海事組織對船舶識別和AIS的討論、研究、論證、極限測試、定標、推廣等方面的工作研究從未間斷過。每年都要召開多次AIS方面的會議並做出相應的決定。國際海事組織安全委員還成立了專門的AIS小組,統一協調AIS工作和進程。AIS方面的研究是一項巨大的工程,其討論、研究、論證、極限測試、定標、推廣等方面的工作需要參與國際海事組織的各成員國合作參與,有的測試、定標等工作的部分費用由國際海事組織支付的,沒有我國參與這方面工作的報導。查閱有關的會議檔案,我國曾派員參加了有關會議,但很少有參與船舶自動識別系統討論和發表論文。我國對AIS方面的研究是處在相當貧乏的位置。

AIS實施以後對航標的影響
航槽的開挖是一項大投入的工程。航槽的設計,一般是在滿足安全要求的前提下,開挖的越乍越經濟。為了讓船舶看清航槽的位置,航槽兩側需要設定航標。由於航標設在流動的水中,受水流的影響漂移半徑在10—30米左右。為了達到同樣的安全係數,航槽只好相應加寬。在AIS系統情況下就不同了,電子航標的位置是不受水流的影響而移動的,在同樣的安全係數的情況下,可以降低對航槽開挖寬度的要求。從而降低航槽建設成本。燈浮是容易漂移的航標,一但漂移,容易造成船舶的擱淺。在AIS系統下可完全改變這一狀況。由於AIS狀態下的電子航標是不會移位的,因燈浮漂移而造成船舶擱淺的因素也就不成立,部分擱淺事故也就可以避免。如果在AIS系統情況下仍需要現行的實物航標的話,只要在現行燈標體上安置一台AIS設備就能解決。當燈標發生移位時,移位了的燈標上的AIS設備就能把移動了的位置報告出來並報警,對航行安全是非常有好處的。目前沉船標的設定需要審批,周期比較長,沉船標顯示的訊息如左側標,獨立礙航標等內容也比較少。在AIS系統情況下,每一艘船舶都可以使用短訊息等手段發布沉船訊息,在船舶沉沒到沉船標拋設期間,船管理部門可以設電子沉船標,電子沉船標不僅可以包含一個具體坐標位置,不僅包含如左側標、獨立礙航標等簡單信息,還可以包含一個具體的警告區域(面積)並備註有相關信息和危急等級的綜合信息。當因潮流等因素沉船移位需要移動沉船標時,現行的沉船標移位需要人力物力,而在AIS系統情況下只要輕輕點擊滑鼠就能完成對沉船標移位。

AIS實施以後對航行警告航行通告的影響
現行的部分航行警告航行通告的內容,如超大型船舶的長距離拖帶、沉船等將會被全新的AIS系統的船舶告知方法所取代。目前超大型船舶的長距離拖帶,除了航行許可的審批外,還須要對超大型船舶長距離拖帶的特殊性和何時出發,何時到達(經過)某地等可能需要他船進行協助避讓的事項發布航行警告,以便接收到該航行警告的船舶可估計相遇時間從而主動協助避讓。AIS實施以後,超大型船舶的長距離拖帶的航行警告將被AIS標識有超大型船舶特殊信號的顯示界面所取代,根據需要,這種超大型船舶特殊信號接近到一定的距離時可被設定為報警,提醒操縱者重視,其效果要遠比現行發布航行警告要好許多。象大風警報,搶險救助等方面的航行警告,肯定會於現行的做法有較大的區別,其結果會大大提高工作效率和便於用戶。

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