AIS技術在航標領域的應用

學術

ACADEMIC

AIS技術在航標領域的應用

◎ 黃紅渡 楊運航 南海航海保障中心湛江航標處

摘 要：本文就AIS技術在航標領域的應用進行研究，首先就Ais技術的基本原理、工作模式和

主要作用進行簡要概述，然后從構建航標Ais臺站、傳輸航標Ais信息、Ais航標應用的實現方式

幾方面闡述AIS技術的具體應用，最后對航標Ais分配時隙系統的設計策略進行探討。

關鍵詞：AIS技術 航標領域 應用策略

1.引言

Identification System，譯為船舶自

動識別系統，是新時代信息技術飛速

識別技術在實效性和抗干擾性等方

面存在的不足，從而使基礎助航水平

集，從而使航行過程得到有效監控。

技術概述

AIS技術的全稱為Automatic

發展的產物，能夠有效改善傳統雷達

得到顯著提升。在對AIS技術進行應

用時，船舶的航行信息會得到全面采

別是接口電路、信息處理器、信息監

視器和VHF收發機。就接口電路來

看，主要接收來自陀螺羅經、GPS/

DGP和計程儀等船位或航線信號，

然后對這些信息給予數字化處理，

式為NEMA-0183，計程儀的信息輸

從而在信息處理器中顯示出來。其中

陀螺羅經和GPS/DGP的信息輸出格

出格式為RS485/422、RS232等標準

格式；就信息處理器來看，主要由3個

器分別為TIMA（1個）和TDMA（2

編碼器和兩個解碼器構成，其中編碼

個），而解碼器分別為DSCA和DSC。

信息處理器是整個AIS的技術核心，

能夠使船舶航行過程中的各項靜態

信息和動態信息得到有效采集和處

理；就信息監視器來看，主要負責展

發機來看，主要由VHF SOTDMA、

收國際專用頻率CH88B和CH87B的

已調信號。

技術在航標領域的應用分析

3.1構建航標AIS臺站

（1）自主連續系統

自主連續系統是AIS臺站的主要

示船舶航行的各種數據狀態，從而對

機、內部同步源、控制系統等，其系

統設計充分符合ITU-R-M1371-1的

標準化要求，航標功能非常完善，能

夠實現多址聯接和時隙分配，并且將

AIS具體由以下幾部分構成，分

海上交通給予有效監督；就VHF收

VHF及VHF DSC共同構成，能夠接

航標監控信息高效率發送。例如在實

際應用中，自主連續系統不需要受到

信息進行發送，從而使導標、燈樁、

燈塔等重要位置得到有效標記。

（2）分配時隙系統

分配時隙系統是AIS技術在航標

電源的限制，能夠對多種形式的電文

建設形式之一，整個系統由以下幾部

領域的典型應用形式，主要由TDMA

分構成，分別是接收機、TDMA發射

發射機、定時設備、控制裝置、內部

同步源等部分構成。與其他兩種AIS

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/ 珠江水運

·2018·10

系統相比較，分配時隙系統的最大優

有效控制，但是這種系統不能由附近

限，普遍應用于航標設置比較密集的

港區。

3.2傳輸航標AIS信息

在航標AIS信息的傳輸中，主要

AIS基站接受信息，因此范圍相對有

勢在于功耗低，因此建設成本也得到

開始時隙參考幀開始（第一時隙）22490

塊大小每部分增量中的缺省信息大小51

增量開始時隙后的下部分增量01125

名稱標志說明最大值最小值

表1 固定時隙時分多址法參數

可以應用以下幾種方式：一是航標信

息（信息21），這一傳輸方式以3分鐘

為間隔，然后對VDL指定的命令給予

發布。根據航標能量消耗情況，操作

每幀時隙數報告率

4500個

4次/分鐘或者

8次/分鐘

船只遞增基站保護

數量時隙數

20~20035個1個180分鐘

基站數仿真時間

表2 沖突仿真分析參數

人員可以對發布的間隔時間給予適當

息12），主要應用于區域內存在故障

故障；三是二進制廣播信息（信息8），

等，從而對周邊的環境給予說明。

體設計

主要應用于航標影響范圍內的船舶，

傳輸信息主要為氣象信息、水文信息

調整；二是安全相關的編址信息（信

的船舶，例如浮標出現移位或者其他

分配時隙系統在航標領域的具

4.1時隙選擇算法

在構建分配時隙AIS臺站

時可以選擇固定時隙時分多址法

（FATDMA），主要利用信息21航

所示。

標報文的接入協議，對臺站預先設定

的時隙進行分配，其選擇參數如表1

4.2沖突仿真分析

圖1 沖突仿真分析圖

固定區域內的船舶總量進行設置，然

數，具體數據如表2所示。

在進行沖突仿真分析時，首先對

系，隨著船舶數量和報告率的增加，

時隙為界限，AIS系統的時隙沖突

后確定理想電磁環境、報告率、每幀

時隙沖突率也會相應提升。以150號

率會顯著提高。已知公式“時隙占用

數=船舶數量×報告率”，因此可以

AIS系統的通信率。

5.結論

得到某1分鐘時隙占用率，從而提高

更加安全便捷的服務。為此可以對航

標AIS系統的通訊方案、總體功能和

標領域的健康長遠發展。

參考文獻：

布局結構給予有效設計，從而促進航

時隙數、仿真時間、基站數等仿真參

及設定參數構建模型，將船舶數量

和報告率作為模型中的變量，保持

后者改變這兩種情況，可以得到以

下仿真結果（如圖1所示）。

報告率與時隙沖突率之間為正向關

從圖1中分析可知，船舶數量和

前者改變、后者不變和前者不變、

根據TDMA協議中的相關內容

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為了有效保障海上船舶的安全航

化的航標系統，從而使船舶的航行全

過程得到有效監控，為海上交通提供

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