AIS技术在航标领域的应用

学术

ACADEMIC

AIS技术在航标领域的应用

◎ 黄红渡 杨运航 南海航海保障中心湛江航标处

摘 要：本文就AIS技术在航标领域的应用进行研究，首先就Ais技术的基本原理、工作模式和

主要作用进行简要概述，然后从构建航标Ais台站、传输航标Ais信息、Ais航标应用的实现方式

几方面阐述AIS技术的具体应用，最后对航标Ais分配时隙系统的设计策略进行探讨。

关键词：AIS技术 航标领域 应用策略

1.引言

Identification System，译为船舶自

动识别系统，是新时代信息技术飞速

识别技术在实效性和抗干扰性等方

面存在的不足，从而使基础助航水平

集，从而使航行过程得到有效监控。

技术概述

AIS技术的全称为Automatic

发展的产物，能够有效改善传统雷达

得到显著提升。在对AIS技术进行应

用时，船舶的航行信息会得到全面采

别是接口电路、信息处理器、信息监

视器和VHF收发机。就接口电路来

看，主要接收来自陀螺罗经、GPS/

DGP和计程仪等船位或航线信号，

然后对这些信息给予数字化处理，

式为NEMA-0183，计程仪的信息输

从而在信息处理器中显示出来。其中

陀螺罗经和GPS/DGP的信息输出格

出格式为RS485/422、RS232等标准

格式；就信息处理器来看，主要由3个

器分别为TIMA（1个）和TDMA（2

编码器和两个解码器构成，其中编码

个），而解码器分别为DSCA和DSC。

信息处理器是整个AIS的技术核心，

能够使船舶航行过程中的各项静态

信息和动态信息得到有效采集和处

理；就信息监视器来看，主要负责展

发机来看，主要由VHF SOTDMA、

收国际专用频率CH88B和CH87B的

已调信号。

技术在航标领域的应用分析

3.1构建航标AIS台站

（1）自主连续系统

自主连续系统是AIS台站的主要

示船舶航行的各种数据状态，从而对

机、内部同步源、控制系统等，其系

统设计充分符合ITU-R-M1371-1的

标准化要求，航标功能非常完善，能

够实现多址联接和时隙分配，并且将

AIS具体由以下几部分构成，分

海上交通给予有效监督；就VHF收

VHF及VHF DSC共同构成，能够接

航标监控信息高效率发送。例如在实

际应用中，自主连续系统不需要受到

信息进行发送，从而使导标、灯桩、

灯塔等重要位置得到有效标记。

（2）分配时隙系统

分配时隙系统是AIS技术在航标

电源的限制，能够对多种形式的电文

建设形式之一，整个系统由以下几部

领域的典型应用形式，主要由TDMA

分构成，分别是接收机、TDMA发射

发射机、定时设备、控制装置、内部

同步源等部分构成。与其他两种AIS

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/ 珠江水运

·2018·10

系统相比较，分配时隙系统的最大优

有效控制，但是这种系统不能由附近

限，普遍应用于航标设置比较密集的

港区。

3.2传输航标AIS信息

在航标AIS信息的传输中，主要

AIS基站接受信息，因此范围相对有

势在于功耗低，因此建设成本也得到

开始时隙参考帧开始（第一时隙）22490

块大小每部分增量中的缺省信息大小51

增量开始时隙后的下部分增量01125

名称标志说明最大值最小值

表1 固定时隙时分多址法参数

可以应用以下几种方式：一是航标信

息（信息21），这一传输方式以3分钟

为间隔，然后对VDL指定的命令给予

发布。根据航标能量消耗情况，操作

每帧时隙数报告率

4500个

4次/分钟或者

8次/分钟

船只递增基站保护

数量时隙数

20~20035个1个180分钟

基站数仿真时间

表2 冲突仿真分析参数

人员可以对发布的间隔时间给予适当

息12），主要应用于区域内存在故障

故障；三是二进制广播信息（信息8），

等，从而对周边的环境给予说明。

体设计

主要应用于航标影响范围内的船舶，

传输信息主要为气象信息、水文信息

调整；二是安全相关的编址信息（信

的船舶，例如浮标出现移位或者其他

分配时隙系统在航标领域的具

4.1时隙选择算法

在构建分配时隙AIS台站

时可以选择固定时隙时分多址法

（FATDMA），主要利用信息21航

所示。

标报文的接入协议，对台站预先设定

的时隙进行分配，其选择参数如表1

4.2冲突仿真分析

图1 冲突仿真分析图

固定区域内的船舶总量进行设置，然

数，具体数据如表2所示。

在进行冲突仿真分析时，首先对

系，随着船舶数量和报告率的增加，

时隙为界限，AIS系统的时隙冲突

后确定理想电磁环境、报告率、每帧

时隙冲突率也会相应提升。以150号

率会显著提高。已知公式“时隙占用

数=船舶数量×报告率”，因此可以

AIS系统的通信率。

5.结论

得到某1分钟时隙占用率，从而提高

更加安全便捷的服务。为此可以对航

标AIS系统的通讯方案、总体功能和

标领域的健康长远发展。

参考文献：

布局结构给予有效设计，从而促进航

时隙数、仿真时间、基站数等仿真参

及设定参数构建模型，将船舶数量

和报告率作为模型中的变量，保持

后者改变这两种情况，可以得到以

下仿真结果（如图1所示）。

报告率与时隙冲突率之间为正向关

从图1中分析可知，船舶数量和

前者改变、后者不变和前者不变、

根据TDMA协议中的相关内容

[1]卜玉,郑祥鑫.关于无人机技术在航标领域

应用展望研究[J].珠江水运,2018(15):5-6.

[2]郑世昆.AIS技术在航标中应用的研究[D].

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[3]郜喆,刘万军.无人机技术在航标领域应用

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行，必须有效利用AIS技术搭建智能

为了有效保障海上船舶的安全航

化的航标系统，从而使船舶的航行全

过程得到有效监控，为海上交通提供

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