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

2、舶交通状况。目前，AIS已成为海船上必不可少的配置，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7

3、0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

4、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

5、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(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

6、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

7、。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

8、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