AIS系统工作的介绍
一.自动识别系统(AIS)
AIS系统最初是使用VHF的应答器工作在VHF70频道上的数字选择呼叫(DSC)来帮助船舶
交通管理服务(VTS)的系统。后来,IMO组织使用了新的技术(基于VHF的数据链的SOTDMA
技术)改进了AIS系统,它是一个海上航海和无线电通信的系统,这个系统通过船与船和
船与岸台之间传送航行信息,AIS能获得其它船的信息:船名,MMSI,呼号,位置信息,
航行信息等,AIS增强了海上生命安全,航海效率,航海安全和保护海洋环境的能力。AIS
提高了船舶驾驶员信息的质量。将AIS信息送到雷达中,能有助于避免船舶之间的碰撞。
AIS设备都要符合下列规则要求:IMO(69)Annex3,;ITU-R;DSCITU-R;IEC61993-2(型
式试验标准);IEC60945(EMC和环境状态)。该系统有三种方式工作方式:a.自主方式(连
续工作在所有区域);b.指派的方式(数据发射间隔由交通管理监视站遥控)c.询问方式
(从一条船或机构询问后再作出响应)
AIS同步于GPS的时间,是为了避免在多个用户之间时间上不一致的冲突。VHF的87B
频道和88B频道是通用频道。船载的AIS发射应答器由IMO和ITU指定在87B频道和88B
频道中的任何一个频率自动发送交换各种数据。
AIS系统概念图
船舶动态数据向外发送的间隔是从3分钟~2秒内变化的,具体间隔是根据船速和航向而
改变的,除此之外,动态数据也由岸台VTS或其它船的请求而响应发射。静态数据和航海有
关数据是每隔6分钟或请求发送。
船舶信息内容见下一页表:
动态数据静态数据航海有关数据航海安全有关数据
船位MMSI吃水深度自由信息(由需求定)
安全信息
UTC时间CallSign呼号危险货物
船位精度船舶名称目的地,ETA
SOG(对地速度)
COG(对地方位
IMONo.航行状态
航向船长和船宽
ROT回转速率船舶类型
AIS天线位置
船舶动态数据发送时间间隔
船舶的航行状态发送时间间隔
船舶在抛锚或系泊速度小于3节3分钟
船舶在抛锚或系泊速度大于3节10秒
0~14节速度10秒
0~14节速度,同时航向有变化31/3秒
14~23节速度6秒
14~23节速度,同时航向有变化2秒
航速大于23节2秒
航速大于23节,同时航向有变化2秒
注:航向变化指的是航向数据变化大于10度/分对于改变发送报告时间速率如下:当
船速增加时,大约1分钟;当船速降低时,大约3~4分钟。
二.系统的工作
1.AIS的工作
AIS的应答器使用高斯最小位移键控(GMSK)频率调制,使用了HDLC
(高电平数据链控制)数据包协议。每个台都能发送和接收两个无线电频道,以防止干涉
问题。这些频道分配为国际频道和区域频率:
AIS1:(CH87B;2087)
AIS2:(CH88B;2088)
区域频率:~
AIS有关参数说明见表:
参数说明
区域频率~
频道间隔25kHZ
AIS1CH87B:2087
AIS2CH88B:2088
带宽窄()TxBT=,RxBT=(调制器标准=
宽(25KHZ)TxBT=,RxBT=(调制器标准=
位率
每一条块中的比特数256bit
调制方式GMSK
频率公差+/-3×10-6
发射输出功率2W+/-20%
AIS是使用一个与UTC时间同步的TDMA技术,这个技术使用一种框架概念,在这概
念中,1个框架等于1分钟和分为2250个条块,两个频道其通信能力有4500条块/分钟。
数据转发是使用如下面所示的数据包形式发射的,这数据包是从左向右发送的,这个结
构除了系列次序之外相同于普通的HDLC结构,总的数据包长度是256bits,这相当于1个条
块。具体结构见图:
2.AIS设备的等级:
AIS船装设备现有两种等级:A级和B级,
A级:是符合IMO的AIS标准;
B级:是符合IEC标准,在这个标准内AIS在船上安装不是强制性的,动态数据信息
发送的间隔时间是30秒和3分钟,静态数据信息发送的时间间隔是6分钟。
三.AIS使用在避免碰撞上的优点
AIS作为一种防止碰撞的辅助设备时,它有下列优点优于雷达:
1.随时提供目标的实时信息;
2.立即显示目标航向变化的能力;
3.不存在目标跟踪交换的问题;
4.在有干扰时不存在目标丢失的问题;
5.在本船快速机动时不存在目标丢失的问题;在VHF/FM覆盖区域内都能检测到船目标,
(包括在某些环境下如转弯和在岛屿的后面的船舶)。
当AIS作为防止碰撞用途时,有一点很重要:AIS只是一种航海信息的附加信号源,它
不能代替其它的航行设备,AIS不能得到完整或正确的船舶航行的交通图像。驾驶员必须
使用所有现有的航行设备去谨慎驾驶船舶。
四.AIS的实施计划时间表
2002年12月13日国际协作国的政府会议上,并通过了AIS实施计划的时间表:
1.在2002年7月1日以后建造的新船都必须安装AIS设备:
1)航行在国际航线上≥300GT的所有船;
2)不航行在国际航线上≥500GT的货船;
3)所有客船。
2.2002年7月1日之前建造的,航行在国际航线上的旧船:
1)客船必须在2003年7月1日之前实施安装AIS设备计划;
2)油船必须在2003年7月1日第一次安全设备检查之前实施安装AIS设备计划;
3)除了客船和油船以外≥50000GT的船舶必须在2004年7月1日之前实施安装AIS设备
计划;
4)除了客船和油船以外≥300GT,<50000GT的船舶必须在2004年7月1日~2004年12
月31日第一次安全设备检查之前必须实施安装AIS设备计划。
3.在2002年7月1日之前建造的,不航行在国际航线上的旧船,必须在2008年7月1
日之前实施安装AIS设备的计划。
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