一、AIS基站系统概述
AIS(船舶自动识别系统)是一种新型的集网络技术、现代通信技术、计算机技术、电子信息显示技术为一体的新型数字助航系统和设备,由岸基 (基站)设施和船载设备共同组成,通过该平台,可以实时查询目标船的位置,以及单船历史轨迹、船队航行情况等各种信息,并将数据整合成关键字定位船舶、单船历史轨迹查询等服务,支持水上安全监督、溢油应急、救援应急等工作,全面发挥AIS数据资源的应用价值。
AIS 岸基台:AIS岸基台由AIS基站、网络交换机、热备AIS基站等设备构成。传输线路部分与VHF共用。
监控控制中心:负责对AIS报文数据解析及数据的汇总与管理。主要完成所辖岸台的管理和对外业务的集中提供。以便各级部门全面掌握重点船舶航信动态信息,播发安全信息,实现对AIS岸台的管理和对外业务的集中提供。
二、AIS系统架构图
三、AIS基站组成
四、AIS的系统优势
1、可实现自动船舶识别与提高船舶数据质量
利用船载AIS提供的船舶标识信息(MMSI编号、呼号等),能自动、快捷地对船舶进行识别;而雷达尚不能探测目标的识别信息。
2、船舶数据的种类多
AIS能采集船舶的静态数据和航次相关等数据,这些数据雷达不能采集;AIS采集的船舶动态数据种类比雷达采集的多,如船舶的艏向、旋回速率等。
3、船舶动态数据精度高
船载AIS可自动播发本船的实时位置、航速、航向、艏向、旋回速率等数据。数据来自船舶航行系统,精度也较高。雷达只能通过对船舶跟踪从历史航迹中推算得到的,只能获取探测目标船的平均速度和航(迹)向,不能获取目标船的即时速度和船首向,且存在一定的滞后。
4、目标数据采集与跟踪范围大
由于VHF覆盖范围比雷达远,故AIS的目标数据采集与跟踪比雷达目标探测跟踪范围大。
5、抗雨雪海浪干扰性能强
在暴风雨天气中,雷达信号受干扰大,探测和跟踪目标性能下降,以致会丢失小目标。AIS工作在VHF频段,受雨雪海浪干扰比雷达要小得多。
6、扩展跟踪范围和改善跟踪性能
雷达不能对目标进行识别,使雷达目标跟踪存在“误、漏、丢、混”等质量问题。而AIS目标跟踪是基于目标识别,跟踪可靠性高。
7、可消除某些雷达的遮挡区
由于附近陆地、桥梁、建筑物等障碍物以及大船对其后的小目标对雷达电波的遮挡较严重,会使遮挡区雷达的跟踪目标丢失,且雷达存在近距盲区。
五、雷达系统的优势
1、可探测和获取覆盖范围的全景图像
雷达能获得作用范围内的所有物标(船舶、岛屿、航标、岸线等)的全景图像以及海浪雨雪的干扰情况;
2、是目标的主动探测跟踪装置
雷达对目标可进行主动探测跟踪并采集目标数据,不受目标条件的限制;而AIS不能对目标进行主动探测跟踪,未安装AIS的船舶或AIS发生故障的船舶其位置和运动数据无法通过AIS获得,而通过雷达可以获得。
3、可获取目标的图像数据
雷达采集的是目标的视频图像,因而可显示目标的原始视频或数字化原始视频图像;AIS提供的位置数据来自于GPS数据,而GPS数据是GPS天线所在点的船舶运动数据,恢复成图像时该船只是一个点,而雷达目标回波在一定程度上可反映目标的大小和形状。
4、能直观判断船舶碰撞危险
雷达能通过确定参考目标,来选择相对运动矢量,便于直观判断船舶碰撞危险,并能根据CPA、TCPA、MINCPA、MINTCPA,以符号、灯光及声音报警。而AIS不能直观判断碰撞危险。
5、不存在目标数量饱和问题
雷达探测目标没有数量饱和问题;但对AIS而言,当目标数量过大,船—岸AIS数据传输链路(VDL)出现时隙复用时,目标数据传输可能阻塞,能够被有效采集数据的目标数量受限,且近距船舶的AIS数据将会占据远距船舶AIS数据的预约传输时隙。
六、雷达与AIS在VTS中的综合应用
1、AIS数据与雷达数据融合
通过信息融合技术,将AIS的动态数据与雷达的动态数据融合,将AIS跟踪的目标信号显示在雷达器上,可发挥两种目标数据的各自长处,改善VTS对目标的探测和跟踪性能,目前VTS中心的多传感器综合处理器已具备此功能。另外,AIS提供了另一种对船舶的监测与跟踪的手段,可增加VTS的系统冗余,使系统对船舶的跟踪可靠性进一步提高。
2、AIS数据与雷达数据相关联
在VTS中心同时安装雷达和AIS, 将AIS的静态数据和航次相关数据与VTS的船舶数据库关联,可以减轻VTS中心工作人员的工作负担,让VTS中心人员地锁定过往船舶,防止物标丢失,给VTS对船舶航行实施更有效的服务管理带来便利。
3、在搜救中的应用
在所有搜救船舶、搜救直升机上装备AIS,可使搜救工作更加有效,配合雷达和搜救应答器的使用,VTS中心能迅速确定遇险船舶位置以及获取在船人员数量、遇险类型和船舶状况等信息,并能监测搜救工作进度,有效地指挥可用资源,保证没有搜救空白。对于没有装载AIS的遇险船舶,现场指挥者可以设定一个伪AIS目标。这样有利于高效、迅速地实施海上搜救,有助于对搜救行动的管理和评估。
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