一、AIS基站系統概述
AIS(船舶自動(dòng)識別系統)是一種新型的集網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、現代通信技術(shù)、計算機技術(shù)、電子信息顯示技術(shù)為一體的新型數字助航系統和設備,由岸基 (基站)設施和船載設備共同組成,通過(guò)該平臺,可以實(shí)時(shí)查詢(xún)目標船的位置,以及單船歷史軌跡、船隊航行情況等各種信息,并將數據整合成關(guān)鍵字定位船舶、單船歷史軌跡查詢(xún)等服務(wù),支持水上安全監督、溢油應急、救援應急等工作,全面發(fā)揮AIS數據資源的應用價(jià)值。
AIS 岸基臺:AIS岸基臺由AIS基站、網(wǎng)絡(luò )交換機、熱備AIS基站等設備構成。傳輸線(xiàn)路部分與VHF共用。
監控控制中心:負責對AIS報文數據解析及數據的匯總與管理。主要完成所轄岸臺的管理和對外業(yè)務(wù)的集中提供。以便各級部門(mén)全面掌握重點(diǎn)船舶航信動(dòng)態(tài)信息,播發(fā)安全信息,實(shí)現對AIS岸臺的管理和對外業(yè)務(wù)的集中提供。
二、AIS系統架構圖
三、AIS基站組成
四、AIS的系統優(yōu)勢
1、可實(shí)現自動(dòng)船舶識別與提高船舶數據質(zhì)量
利用船載AIS提供的船舶標識信息(MMSI編號、呼號等),能自動(dòng)、快捷地對船舶進(jìn)行識別;而雷達尚不能探測目標的識別信息。
2、船舶數據的種類(lèi)多
AIS能采集船舶的靜態(tài)數據和航次相關(guān)等數據,這些數據雷達不能采集;AIS采集的船舶動(dòng)態(tài)數據種類(lèi)比雷達采集的多,如船舶的艏向、旋回速率等。
3、船舶動(dòng)態(tài)數據精度高
船載AIS可自動(dòng)播發(fā)本船的實(shí)時(shí)位置、航速、航向、艏向、旋回速率等數據。數據來(lái)自船舶航行系統,精度也較高。雷達只能通過(guò)對船舶跟蹤從歷史航跡中推算得到的,只能獲取探測目標船的平均速度和航(跡)向,不能獲取目標船的即時(shí)速度和船首向,且存在一定的滯后。
4、目標數據采集與跟蹤范圍大
由于VHF覆蓋范圍比雷達遠,故AIS的目標數據采集與跟蹤比雷達目標探測跟蹤范圍大。
5、抗雨雪海浪干擾性能強
在暴風(fēng)雨天氣中,雷達信號受干擾大,探測和跟蹤目標性能下降,以致會(huì )丟失小目標。AIS工作在VHF頻段,受雨雪海浪干擾比雷達要小得多。
6、擴展跟蹤范圍和改善跟蹤性能
雷達不能對目標進(jìn)行識別,使雷達目標跟蹤存在“誤、漏、丟、混”等質(zhì)量問(wèn)題。而AIS目標跟蹤是基于目標識別,跟蹤可靠性高。
7、可消除某些雷達的遮擋區
由于附近陸地、橋梁、建筑物等障礙物以及大船對其后的小目標對雷達電波的遮擋較嚴重,會(huì )使遮擋區雷達的跟蹤目標丟失,且雷達存在近距盲區。
五、雷達系統的優(yōu)勢
1、可探測和獲取覆蓋范圍的全景圖像
雷達能獲得作用范圍內的所有物標(船舶、島嶼、航標、岸線(xiàn)等)的全景圖像以及海浪雨雪的干擾情況;
2、是目標的主動(dòng)探測跟蹤裝置
雷達對目標可進(jìn)行主動(dòng)探測跟蹤并采集目標數據,不受目標條件的限制;而AIS不能對目標進(jìn)行主動(dòng)探測跟蹤,未安裝AIS的船舶或AIS發(fā)生故障的船舶其位置和運動(dòng)數據無(wú)法通過(guò)AIS獲得,而通過(guò)雷達可以獲得。
3、可獲取目標的圖像數據
雷達采集的是目標的視頻圖像,因而可顯示目標的原始視頻或數字化原始視頻圖像;AIS提供的位置數據來(lái)自于GPS數據,而GPS數據是GPS天線(xiàn)所在點(diǎn)的船舶運動(dòng)數據,恢復成圖像時(shí)該船只是一個(gè)點(diǎn),而雷達目標回波在一定程度上可反映目標的大小和形狀。
4、能直觀(guān)判斷船舶碰撞危險
雷達能通過(guò)確定參考目標,來(lái)選擇相對運動(dòng)矢量,便于直觀(guān)判斷船舶碰撞危險,并能根據CPA、TCPA、MINCPA、MINTCPA,以符號、燈光及聲音報警。而AIS不能直觀(guān)判斷碰撞危險。
5、不存在目標數量飽和問(wèn)題
雷達探測目標沒(méi)有數量飽和問(wèn)題;但對AIS而言,當目標數量過(guò)大,船—岸AIS數據傳輸鏈路(VDL)出現時(shí)隙復用時(shí),目標數據傳輸可能阻塞,能夠被有效采集數據的目標數量受限,且近距船舶的AIS數據將會(huì )占據遠距船舶AIS數據的預約傳輸時(shí)隙。
六、雷達與AIS在VTS中的綜合應用
1、AIS數據與雷達數據融合
通過(guò)信息融合技術(shù),將AIS的動(dòng)態(tài)數據與雷達的動(dòng)態(tài)數據融合,將AIS跟蹤的目標信號顯示在雷達器上,可發(fā)揮兩種目標數據的各自長(cháng)處,改善VTS對目標的探測和跟蹤性能,目前VTS中心的多傳感器綜合處理器已具備此功能。另外,AIS提供了另一種對船舶的監測與跟蹤的手段,可增加VTS的系統冗余,使系統對船舶的跟蹤可靠性進(jìn)一步提高。
2、AIS數據與雷達數據相關(guān)聯(lián)
在VTS中心同時(shí)安裝雷達和AIS, 將AIS的靜態(tài)數據和航次相關(guān)數據與VTS的船舶數據庫關(guān)聯(lián),可以減輕VTS中心工作人員的工作負擔,讓VTS中心人員地鎖定過(guò)往船舶,防止物標丟失,給VTS對船舶航行實(shí)施更有效的服務(wù)管理帶來(lái)便利。
3、在搜救中的應用
在所有搜救船舶、搜救直升機上裝備AIS,可使搜救工作更加有效,配合雷達和搜救應答器的使用,VTS中心能迅速確定遇險船舶位置以及獲取在船人員數量、遇險類(lèi)型和船舶狀況等信息,并能監測搜救工作進(jìn)度,有效地指揮可用資源,保證沒(méi)有搜救空白。對于沒(méi)有裝載AIS的遇險船舶,現場(chǎng)指揮者可以設定一個(gè)偽AIS目標。這樣有利于高效、迅速地實(shí)施海上搜救,有助于對搜救行動(dòng)的管理和評估。
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