文献综述-基于ais的船舶避碰数据采集系统设计

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1、前言该毕业设计介绍了基于AIS的船舶避碰数据采集系统的设计。AIS数据采集是AIS系统的部分功能，AIS数据采集系统得到的信息进行处理，得出最佳避碰方案，然后发送到屏幕上显示，供驾驶员参考。作为AIS系统功能部分，介绍AIS系统就很有必要。AIS(AutomaticIdentificationSystem)是工作在VHF海上频段的船舶和岸基广播数据传输系统。它是一种可在船与船之间以及船与岸之间交换数字信息的工具。设置AIS有利于自动船舶识别、避免船舶碰撞、协助目标跟踪、减少话音报告、简化信息交换并提供附加信息以帮助了解船舶交通状况。目前，AIS已成为海船上

2、必不可少的配置，作为雷达的补充，用作船舶之间避碰和自动交换信息的重要助航工具。AIS可使VTS(VesselTrafficService)改善和加强对船舶交通的服务管理功能，可使港航部门获取有关船舶的装载货物、航行计划、实际位置等信息。此外，AIS还可在航标和搜寻救助等方面有着重要的作用。AIS发展过程中较早的一种方法是基于VHF数字选择呼叫(DSC-digitalselectivecalling)技术开发而成的，称为自动应答系统(TransponderSystem)。其基本方法是在70频道上以DSC方式自动发出询问信息，接收到询问信息的接收机(装在船舶或

3、岸台上的AIS设备)根据询问方要求的频道，将本船的识别码、船名、船位、航向、航速、吃水等信息自动传给询问方，这样便实现了自动应答功能。AIS作为通信导航系统或设备，经历了一个从不完善到逐步完善的过程，IMO海安会及其它的国际组织，不断制定和补充相应的标准，同时对AIS的研究也在不断地向前推进。目前AIS设备在我国的应用也得到了广泛的实施。随着船舶识别网络系统在珠江口水域运行成功，海事部门实现了对船舶实施网络化、自动化监管。最近南通辖区通常、通沙、海太三条主力渡线21艘渡船也全部安装了船舶自动识别系统。随着AIS设备在我国得到越来越多的应用同时海上航行安全也

4、得到更高的保证。基于AIS船舶避碰数据处理及发送系统实际上可看做AIS功能一部分，它只要求避碰数据处理及发送。本论文对基于AIS的船舶避碰数据采集系统进行了阐述，介绍了该系统的软硬件构成与实现方法。对于AIS功能的一部分该系统研究对AIS系统的实现有着非常重要的意义。主题1.AIS的由来目前，航运事业发展迅速。各个国家的船舶正朝着大型化、高速化方向发展，船舶数量和水域交通密度及危险货物装载量不断增加，海损事故时有发生，严重威胁船舶航行安全和海洋生态环境。为了改变这种状况，瑞典提出了AIS系统。国际海事组织(IMO)、国际航标协会(IALA)和国际电信联盟(

5、rru)等国际组织经过多次研究和讨论，基本确定了船舶自动识别系统(AIS—AutomaticIdentificationsystem)的概念、工作频率、系统构成、信息交换方式和系统性能标准。2.AIS的结构和功能2.1AIS的结构AIS系统主要由岸台系统和船台设备两部分组成。2.1.1岸台系统由一系列岸台联网而成。一个典型的岸台由VHFTDMA收发机、VHFDSC接收机、基站控制器(BSC)、网络设备、控制软件和应用软件组成。AIS基站收发机遵从ITu—RM．1371一l建议案(AIS技术特性标准》，可安装在VIS系统中或作为AIS沿海网络的核心单元。借助

6、基站控制器(BSC)，基站收发机可以相互连接实现对海岸线的覆盖。收发机还可配置为转发站。2.1.2船台设备是一种VHF海上频段的船载广播式应答器。一个典型的AIS船台由l台VHF发射机、2台VHFTDMA接收机、1台VHFDSC接收机、1台带有标准的船用电子通信接口(IED61l62／NMEAOl83／20o)的控制装置以及各种必要的传感器组成。它能发出船舶的各种信息，如身份、船位、船首向、船舶类型、船舶长度、宽度、吃水、所载危险货物等信息。2.2AIS的功能SOLAS第5章第19条中规定了通用AIS的配备要求。该系统的配置已于2002年7月1日起新造船舶

7、开始强制执行，同时，对所有从事海上航行的船舶于2004年7月1日起强制装备，300总吨以上能够从事国际运输的船舶，500总吨及以上不从事国际航运的货船和所有客船，均需要安装AIS的设备[1]。3.规则阐述的AIS大体有如下功能：(1)系统可在无人介入的情况下，主动连续地向合适配备的岸台、其他船舶或航空器提供信息，包括船舶识别、类型、位置、航向、航速、航行状态和其他与安全有关的信息；(2)系统能自动接受处理来自他船的操纵和船位信息；(3)系统内设测试设备(BITE)；(4)能与AIS岸台交换数据；(5)能识别船只、检测和跟踪船舶；(6)大大简化了信息的交流量

8、和交流次数；(7)提供其他辅助信息以避免碰撞发生。4.A1S在V1