AIS范文范文

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AIS是什么？

自動識別系統(tǒng)（Automatic Identification System, AIS）是一種船舶導(dǎo)航設(shè)備，由

IMO與2004年引入。通過AIS使用能增強船舶間避免碰撞的措施，能加強ARPA

雷達、船舶交通管理系統(tǒng)、船舶報告的功能，能在電子海圖上顯示所有船舶可視化

的航向、航線、航名等信息，達到改進海事通信的功能和提供一種船舶進行語音和

文本通信的方法，增強了船舶的全局意識。AIS采用MMSI碼作為識別手段。

AIS系統(tǒng)的組成

一個典型的AIS 系統(tǒng)由兩大分系統(tǒng)組成：岸基AIS 系統(tǒng)和船用AIS 系統(tǒng)。

岸基AIS 系統(tǒng)的組成

AIS 中心之間可以相互連接，進行信息交換，各AIS 中心連接成網(wǎng)，在一個國家和

地區(qū)范圍內(nèi)，就可以實時了解沿岸所有船舶的動態(tài)，這對船舶航行管理、船舶追蹤

以及防止海洋污染具有非常重要的意義。

船用AIS系統(tǒng)的組成

一個典型的船用AIS系統(tǒng)所使用的頻段為海事頻段中的甚高頻（Very High

Frequency，以下簡稱VHF）,其頻段介于156.025MHz至162.025MHz之間。利用

時分多址接續(xù)（Time Division Multiple Access，TDMA）的廣播方式。系統(tǒng)運行時

不停的檢測TDMA信道的活動狀態(tài)，根據(jù)信道的占用情況預(yù)約本臺的發(fā)射時隙。

進入TDMA網(wǎng)絡(luò)的AIS設(shè)備一般采用自組織的時分多址（SOTDMA）協(xié)議進行工

作，采用這個方式傳輸?shù)?/span>AIS設(shè)備可以自主解決發(fā)射沖突，自主接收其他臺站的

信息。在AIS網(wǎng)絡(luò)中，一幀60s被分為2250個時隙，每個時隙長度為26.67ms,

每個時隙可以發(fā)送一條256bit的信息，當(dāng)信息長度大于256bit時，將占用2個或

多個時隙。理論上在同一區(qū)域能同時容納200-300艘船舶信息，當(dāng)船只數(shù)大于系

統(tǒng)容量時，遠距離的目標(biāo)就會被忽略，以此保證AIS系統(tǒng)對近距離目標(biāo)的優(yōu)先權(quán)。

船用AIS系統(tǒng)是由一臺VHF發(fā)射機、二臺VHF-TDMA接收機、一臺VHF-DSC接

收機、一臺內(nèi)置GPS接收機（作為備用）以及AIS信息處理器、電源和各種必要

的外圍設(shè)備接口組成。

VHF收發(fā)由系統(tǒng)信息處理器控制，用VHF CH 87B、88B兩個國際專用頻道自動發(fā)

射本船的相關(guān)信息以及接收周圍其它船舶的AIS信息，頻帶為25KHZ。AIS同時在

這兩個頻率上接收信息，而發(fā)射信息一般是在這兩個頻率上交替進行，在人工的干

預(yù)下，也可以用其它的方式發(fā)射。此外，主管部門還可以指配AIS的區(qū)域性頻率，

AIS 設(shè)備應(yīng)在指定的區(qū)域性頻率上工作。

VHF DSC接收機的主要目的是接收岸臺的頻率控制信息，實現(xiàn)AIS工作頻率在不

同區(qū)域的自動切換，當(dāng)接收到岸臺的頻率信息后，AIS 設(shè)備將自動地將頻率轉(zhuǎn)換到

岸臺的工作頻率上。例如，當(dāng)我們到達美國水域時，AIS 設(shè)備就在DSC信息的控制

下，自動地將工作頻率從通用頻道轉(zhuǎn)換到28B頻道。

船舶AIS的GPS 信號通常情況下是由船舶GPS 接收機提供，AIS 設(shè)備自帶的GPS

接收機主要是作為備用設(shè)備接收GPS 信號，當(dāng)船舶GPS由于其它原因不能提供信

號時，AIS 設(shè)備自帶的GPS 接收機才開始工作，其主要作用是確定本船船位，同時

接收GPS 時鐘信號，而使每個AIS設(shè)備時間一致，實現(xiàn)幀同步。

AIS 信息處理器是AIS 的核心部分，用于存儲本船識別碼、船名、呼號、船型等靜

態(tài)信息與船舶吃水、危險貨類、航線等航行相關(guān)的信息；處理、存儲本船動態(tài)信息；

將存儲的本船最新動態(tài)信息、必要的靜態(tài)信息以及與航行相關(guān)的其他信息進行編碼

后送發(fā)射機；對接收來自周圍其他船舶的航行數(shù)據(jù)進行解碼并存儲解碼后的數(shù)據(jù)；

并對接收到的相關(guān)數(shù)據(jù)進行計算得出CPA、TCPA、距離和方位；將本船和其他船

舶數(shù)據(jù)以及計算出的數(shù)據(jù)信息送信息顯示器顯示。AIS 的接口主要作用是連接外圍

設(shè)備,目前主要連接的設(shè)備有GPS、電羅經(jīng)、計程儀等設(shè)備，目的是獲取本船的船

位、航向、航速等重要信息，通過接口可以擴充的設(shè)備還有電子海圖（ECDIS）、

雷達、遠距離識別和跟蹤設(shè)備、聲光報警設(shè)備以及外接計算機，主要是實現(xiàn)綜合導(dǎo)

航和遠距離跟蹤和控制等功能，外接計算機主要供引水員使用。

電源部分主要為AIS設(shè)備提供所需的電源，目前一般使用直流電源。

工作原理

船舶配備了AIS設(shè)備以后，設(shè)備一方面需要向外發(fā)送本船的相關(guān)信息，同時也要

接收在VHF有效作用距離之內(nèi)其他船舶的信息。接收到的信息一方面用文字的方

式表示出來，另一方面可以形象地用雷達圖表示，AIS船舶全部用三角符號“△”表

示，直觀地顯示船舶的相對位置,和運動方向，在電子海圖上，可以用矢量線表示

船舶的速度，必要時利用尾跡線表示船舶航行的痕跡，船位數(shù)據(jù)取自GPS乃至差

分GPS，其精度很高。要是在AIS，設(shè)備上選擇一個目標(biāo)或者在電子海圖中從船舶

標(biāo)志處用鼠標(biāo)點擊一下，便可瞬時顯示對應(yīng)的船名、呼號、MMSI 注冊號以及航向、

航速、CPA、TCPA等重要的航行信息，駕駛員了解了這些信息后，就可以非常方

便地判斷周圍其它船舶的運動情況，確保航行安全，同時在進行相互通信可以直呼

其船名，信息交流非常方便。

AIS 工作在VHF航海頻段，國際電信聯(lián)盟1997 年無線電大會指定了

161.975MHz(87B 頻道)和162.025MHz(88B)頻道二個VHF 頻率作為AIS工作頻道。

就完成通信而言，一個無線電頻道已經(jīng)足夠了，但是為了防止干擾和轉(zhuǎn)換頻道時造

成通信損失，每個AIS 站均使用二個頻道進行收發(fā)。

除人工干預(yù)外，AIS 應(yīng)答器都工作在自主連續(xù)模式，發(fā)射方式是9.6Kb GMSK FM

帶寬25KHz或者12.5KHz 數(shù)據(jù)采用HDL 包協(xié)議。根據(jù)船-船通信這樣的實際條件，

AIS 使用了自組織時分多址技術(shù)（SOTDMA）這一核 心技術(shù)。根據(jù)IMO的AIS 性能

標(biāo)準(zhǔn)對要求船舶報告的容量的要求，系統(tǒng)每分鐘應(yīng)有2000個時隙，但實際上，系

統(tǒng)的設(shè)計是每分鐘4500 時隙，每一幀60秒，即每60 秒鐘建立2250個時隙，每

個時隙約26.67ms，可傳輸256bits 的信息，每個AIS站的船舶報告根據(jù)信息的容

量自動選擇一到三個時隙，分一幀和數(shù)幀發(fā)射或接收AIS信息。系統(tǒng)實時動態(tài)地

調(diào)整信道分配具體工作中，在一個AIS站開始發(fā)送之前先要對當(dāng)時信道的使用狀

態(tài)觀察一段時間，搞清時隙使用情況，然后可以選擇未占用的時隙，標(biāo)明需占用的

幀數(shù)，再發(fā)送數(shù)據(jù)，各AIS站持續(xù) 地保持同步，可避免發(fā)送時間重疊，新加入AIS

站也不會發(fā)生沖突。在數(shù)據(jù)鏈負(fù)荷超過理論值的90%時,新加入的站可以占用距離

最遠的臺所遙的時隙，從而保證系統(tǒng)有很的過載能力。自組織分時多址技術(shù)可以自

動解決本臺與其他臺的競爭問題，即使系統(tǒng)過載、通信仍能保持 完好；系統(tǒng)每分

鐘可以處理2000個以上報告，本船接收到的數(shù)據(jù)間隔2秒可以更新一次。

AIS對DSC 向下兼容，因此岸基的GMDSS系統(tǒng)可以對裝備AIS 的船舶進行識別、

跟蹤和控制。AIS 采用VHF 頻段，它的覆蓋距離與其他VHF設(shè)備一樣，電波直線

傳播。距離取決于天線的高度，在海上通常為20海里左右。由于其波長較雷達長，

波的繞射以及衍射作用較強,所以“可視距離”較雷達要好，在地面上的障礙物不太高

的情況下，能“看到”障礙物或島嶼背面的AIS站。借助于中繼站，可以顯著擴大船

臺和VTS 站的覆蓋范圍。

AIS的應(yīng)用分析： 1、自動發(fā)送本船信息。包括本船靜態(tài)信息、航次信息和動態(tài)信

息； 2、自動接收裝有AIS設(shè)備它船或VTS 岸站的AIS 信息； 3、提供本船操縱信

息，以提供VTS 或其它船舶追蹤或避讓； 4、船—船、船—岸之間的短信息交

流； 5、提供其它輔助信息以避免碰撞發(fā)生； 6、可以與INMARSAT 移動站、

INTERNET 連接，實現(xiàn)信息的遠距離傳輸和管理。應(yīng)當(dāng)注意到，IMO為了船舶安全，

建議最好不要把AIS系統(tǒng)與國際INTERNET連接。

AIS是怎么獲取船舶各種維度的數(shù)據(jù)的？

通用船載AIS包括一個船舶運動參數(shù)傳感器接口。該接口可以與船橋上安裝的GPS

接收機、電羅經(jīng)、計程儀和船舶轉(zhuǎn)向計相連，收集它們提供的各種船舶運動信息，

供系統(tǒng)廣播和顯示使用。該接口通常情況下應(yīng)具有較強的兼容性，以便適應(yīng)各種不

同的設(shè)備類型。

AIS的數(shù)據(jù)收發(fā)通道

按照國際標(biāo)準(zhǔn)的要求，通用船載AIS應(yīng)當(dāng)能夠在兩個VHF工作信道上發(fā)射信息，

并能同時在這兩個信道上接受信息。因此，通用船載AIS必須包含兩個VHF-

TDMA接受通道和一個VHF-TDMA發(fā)射通道。

誰來負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的收發(fā)？

這些收發(fā)機/發(fā)射機/應(yīng)答器/轉(zhuǎn)發(fā)器(transponders)在默認(rèn)狀態(tài)下應(yīng)當(dāng)工作在國際電

信聯(lián)盟規(guī)定的全球統(tǒng)一的AIS工作信道：海上VHF移動通信頻段的87信道和88

信道。除此之外，這些收發(fā)機也能在當(dāng)?shù)刂鞴軝C關(guān)的控制下，工作于指定的海上

VHF移動通信頻段（156.025MHz－162.025MHz）的任何一個信道上。

誰來負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)展示？

通用船載AIS通常是通過一個顯示終端接口與電子海圖顯示器和信息系統(tǒng)相連。

該顯示終端接口不僅能夠輸出本船的運動參數(shù)和接收到的周圍船舶的信息，也能夠

接受到來自顯示終端的控制指令和發(fā)送報文。

通信控制器是通用船載自動識別系統(tǒng)的核心，它通常是一個嵌入式微處理器系統(tǒng)。

根據(jù)AIS系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議控制VHF數(shù)據(jù)通信鏈路上的信息傳輸和各接口的數(shù)據(jù)交

換。

如上所述，通用船載AIS應(yīng)能根據(jù)當(dāng)?shù)刂鞴軝C關(guān)的指令，通過通信控制器控制

VHF收發(fā)信機的工作信道。這種指令有三種方式通用船載自動識別系統(tǒng)：手工輸

入方式、AIS報文、DSC報文。

因此，通用船載自動識別系統(tǒng)必須包含一個DSC接收機，用于自動接收機DSC控

制指令。

AIS 訊號涵蓋范圍

AIS使用VHF頻段進行無線電通訊收發(fā)，其訊號涵蓋范圍與其他VHF儀器相似。

需注意的是，AIS訊號涵蓋多寡，與其配備之外接天線高度、天線長度、架設(shè)之位

置及地球曲面等，有直接的關(guān)系。一般而言，AIS訊號涵蓋之距離約為12海里左

右。

AIS發(fā)送哪些數(shù)據(jù)

本船靜態(tài)數(shù)據(jù)（7項）

IMO number（國際海事組織編碼）：與船東、船期、船所屬國別等無關(guān)的，從船

建造到船銷毀都不會改變的識別船的唯一ID，其結(jié)構(gòu)是“IMOxxxxxxx”即“IMO”后面

跟7個數(shù)字； Callsign（通信呼號）：由國家許可機關(guān)指定的國際無線電呼

號； Name（船名）：船名，最大20字節(jié)； Type（AIS船舶類型）：AIS船舶類

型由2位數(shù)字組成。第1個數(shù)字表示船只的類別，第2個數(shù)字提供有關(guān)船只貨物

類型的信息； Dimensions*（船舶尺寸）：指明船舶的尺寸大小，單位是米，是個

整型，如測量船舶長是32.2米，那么就要四舍五入記錄32米； Location of the

positioning system's antenna on board the vesl（定位系統(tǒng)天線在船上的位置）：

距船頭、船尾、左舷和右舷的距離，單位為米； Type of positioning system（定位

系統(tǒng)類型）：全球定位系統(tǒng)（Global Position System,GPS）, 差分全球定位系統(tǒng)

（Differential Global Positioning System,DGPS）, Loran-C（羅蘭-C定位系統(tǒng)）,

GLONASS（格洛納斯，俄羅斯衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)）等；

航次信息（3項）

Draught（吃水深度）：水線和龍骨(船體底部)之間的垂直距離- 0.1到25.5

米； Destination（目的地）：船舶目的地，最大20字節(jié)； ETA（Estimated Time

of Arrival，預(yù)計到達目的地時間）：UTC時間，月/日 時:分； 裝載貨物信息

靜態(tài)和航次信息由船員提供，每6分鐘發(fā)送一次。靜態(tài)和航行相關(guān)信息的正確性

依賴于船員輸入的是否正確。

動態(tài)信息（7項）

IMO number（國際海事組織編碼）； AIS Navigational Status（AIS導(dǎo)航狀態(tài)）：

由船員手動設(shè)置，可能取值有：“正在使用引擎”、“停泊”、“不在指揮下”、“系泊”、

“航行中”…… Rate of Turn（轉(zhuǎn)向率，ROT）：向左或向右，每分鐘0到720度，如：

220/min； Speed over Ground（對地速度，SOG）：從0到102節(jié)(0-189公里/

小時)，0.1節(jié)誤差(0.19公里/小時)，是瞬時速度； Positional accuracy（位置精

度）：有經(jīng)度和維度構(gòu)成； Cour over Ground（對地航向，COG）：就是航線，

航線是規(guī)劃好的，航線相對于船舶是固定的。 Heading（船首向，HeaDinG，

HDG）：就是航向，指船舶首尾線所指的方向，由于基準(zhǔn)不同，存在三種不同的航

向：真航向、磁航向、羅航向：

真航向是以真北線為基準(zhǔn)定義的航向，即真北線與船首線（航向線）之間的夾角，

方向為順時針方向，從真北線至船首線；真北線（真北向，True North，TN）指

地球的北極（即北緯90度）或經(jīng)圈交匯的地方，又稱真北方向，為經(jīng)過地球上一

點只指向地球地理北極的方向。真北方向是大家看地圖或地球儀上所有經(jīng)線的起始

點。

磁航向是以磁北向為基準(zhǔn)定義的航向。磁北向是指南針?biāo)甘镜谋保@主要是由于

地球的磁場兩級與地理上的南北兩極不重合，隱藏指南針指示的北為磁北而非真北，

磁北會隨著時間而變化，磁北方向極度不精確，一般用于旅行。

羅航向是指船首指向的羅盤方向和羅北的夾角，磁羅經(jīng)所指的方向為羅北 ，0到

359度；

在20世紀(jì)以前，由于真航向不能直接測出，于是只能先測量出磁航向，并通過計

算得到真航向。磁羅盤首先測得羅航向，再經(jīng)修正得到磁航向，經(jīng)過計算得到真航

向。

UTC conds（UTC秒時間戳）：就是信息發(fā)送時間，UTC時間戳；

動態(tài)數(shù)據(jù)由AIS根據(jù)船舶速度和航向自動發(fā)送。

船用AIS可分為三大類：

? A類（Class A）AIS：可用于接收與發(fā)射AIS信息，安裝在符合IMO AIS運

輸規(guī)定下的船只、超過300噸的國際航線商用船只強制安裝A級AIS；

? B類（Class B）AIS：可用于接收與發(fā)射AIS信息，IMO未強制規(guī)范必須安

? AIS接收器（Receiver Type AIS）：只能接收AIS信息，無法發(fā)送AIS信息，

裝AIS的船只、適用于休閑用途的船只，要安裝B級AIS，用于提高海上航

行安裝；

用于不需要發(fā)送自身船只信息的休閑或其他用途的船只；

A類AIS消息可以分為靜態(tài)信息、動態(tài)信息（點跡信息）、航次相關(guān)信息以及與安

全有關(guān)的短電文等四種信息： 1.靜態(tài)信息

? IMO：識別編碼

? MMSI：海上移動業(yè)務(wù)識別碼

? 呼號和船名

? 船長、船寬及船舶類型

? 定位儀天線在船上的位置

? 船吃水深度

? 裝載貨物信息

2.動態(tài)消息

? 船的經(jīng)緯度

? UTC時間（GPS接收機設(shè)備產(chǎn)生）

? 真航向

? 航向狀態(tài)（例如拋錨等，人工輸入）

? 轉(zhuǎn)向速率

? 船舶橫傾角（基本電文中無該數(shù)據(jù)）

? 縱、橫搖 （基本電文中無該數(shù)據(jù)）

3.航行相關(guān)信息

? 航行目的地

? 預(yù)計到達時間

? 船只位置

? 世界標(biāo)準(zhǔn)時間

4. 與安全有關(guān)的短消息

AIS工作模式： A類AIS的工作模式有三種： 1.自主模式：該模式為船舶默認(rèn)的工

作態(tài)，可以在所有海域使用； 2.分配模式：由沿岸管理部門控制； 3.輪詢模式：當(dāng)

響應(yīng)其他船舶或基站的呼叫時，使用輪詢模式。 通常情況下，船載AIS工作在自

主模式下。

A類AIS在自主模式下的消息發(fā)送標(biāo)準(zhǔn)

a:靜態(tài)信息：6min以內(nèi)或接收到發(fā)送消息時； b:動態(tài)消息：根據(jù)航速不同，發(fā)送

的時間間隔也不同： 船舶航行狀態(tài)(船速) 報告間隔 停泊（拋錨） 3min 船速0-14

節(jié) 12s 船速0-14節(jié)且改變航向 4s 船速14-23節(jié) 6s 船速14-23節(jié)且改變航向

2s 船速>23節(jié) 3s 船速>23節(jié)且改變航向 2s

對于B類AIS消息發(fā)送標(biāo)準(zhǔn)

航行速度低于2海里的船只每隔3分鐘 ； 航行速度介于2至14海里的船只每隔

30秒 ； 航行速度在14-23海里的間的船只每隔15秒 航行速度高于23海里的船

只每隔5秒；

與A類應(yīng)答器相比，B類應(yīng)答器發(fā)送的數(shù)據(jù)更少(不包括國際海事組織(IMO)數(shù)量、

航向、目的地、預(yù)計到達時間、轉(zhuǎn)彎率、導(dǎo)航狀態(tài))，發(fā)送間隔更少。