AIS电子海图水域船舶监控系统Word格式文档下载.docx
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图2.1.4-2海图子系统功能模块划分
通讯功能模块：
HTTPWEBService响应模式，接收客户端的WEB请求。
海图数据组织模块：
通过解析客户端请求中的地理信息，在海图文件库中找到对应的海图组织成海图数据，依托通讯功能模块将海图数据转给客户端。
海图数据管理模块：
对海图数据文件的管理与发布。
3、AIS情报数据发布子系统（WebService）
图2.1.4-3AIS船舶信息服务子系统功能模块划分
AIS数据组织模块：
通过解析客户端请求中查询信息，在AIS情报数据库中找到对应的船舶信息数据组织成返回数据集，依托通讯功能模块将情报数据转给客户端。
AIS数据管理模块：
对AIS数据的管理与发布。
其包括数据分类，数据维护以及超时数据删除。
4、AIS电子海图水域船舶监控客户端子系统
图2.1.4-4AIS船舶信息服务子系统功能模块划分
HTTP通讯模式，提交数据查询请求。
界面显控模块：
业务逻辑的现实，其主要包括以下几个方法
1）S57国际标准海图显绘。
2）海图测量（测距、测面积）
3）AIS船舶信息转换地理信息显绘。
4）AIS船舶动态航迹信息显绘。
5）AIS船舶静态航迹信息查询。
6）AIS船舶信息统计与查询。
7）AIS船舶航迹信息单批和单时重演。
以海图为基本背景，显示各种必要地理信息。
可方便地控制各图层叠加显示，地图漫游，根据需要控制各区域的显示或隐藏。
鹰眼地图显示区域
主功能菜单区域
地图航迹显示区域
信息状态显示区域
2、目标航迹显示
接收、存储目标实时位置信息，在背景地图上叠加显示目标运动航迹，具有变色、变长、指示运动参数等功能。
控制目标航迹显示近期轨迹或全轨迹，显示指定区域内的轨迹，计算并显示指定目标的动态参数
AIS动态信息
AIS静态信息
3、地图作业标绘
在海图背景上分层叠加标绘图层。
当为协同标绘模式时，通过数据传输模块将标绘数据传到的服务器，由服务器分发给所有在线用户或指定用户。
海图作业
4、航迹重演
在海图背景上分层叠加重演图层。
重演数据通过调用WebService获取符合
分页显示
查询结果
查询条件
第三章、AIS数据格式说明
3.1、AIS的信息
AIS系统采用船舶全球的唯一编码体制，即MMSI码作为识别手段。
每一艘船舶从开始建造到船舶使用结束解体，给予一个全球唯一的MMSI码。
1987年11月19日IMO通过了第A.600（15）号决议，推广应用MMSI码。
目的在于加强海运安全和防止海运中的欺骗及防止船舶造成海洋污染的管理。
MMSI码一般由当地船级社办理，现有的营运船可以向当地船级社提出申请获得。
3.1.1、AIS信息内容
1）静态信息：
a）IMO编号；
b）海上移动业务识别码（MMSI）；
c）呼号及船名；
d）船长、船宽、船舶类型；
e）船上使用的定位仪天线的位置（离船舷距离和中心线左右距离）
2）动态信息：
a）船位及其精度标示和完好性状态；
b）世界协调时UTC时间；
c）对地航向（1/10度为单位）；
d）对地航速（1/10Kn为单位）；
e）艏向（0~359度）；
f）航行状态（由人工输入）；
g）转向速率（若无可不发）；
3）航次相关的信息：
a）船舶吃水；
b）危险货物（种类）按管理当局要求；
c）目的港及估计到达时间（船长估计）；
d）选项—航路计划（航路点X基本电文中无此数据区）。
4）与安全有关的短电文：
a）与安全有关的寻址电文（包含源ID、目的地ID，安全电文长度可占1~5时隙）；
b）与安全有关的广播电文（只包含源ID，安全电文长度可占1~5时隙）。
3.1.2、信息更新率
自主模式下信息的更新速率规定为:
6分钟以及接收到发送要求时；
根据船速不同，按下表1更新率报告；
3）航次相关信息：
6分钟及数据有变化时和接收到发送要求时；
4）安全信息：
根据需要。
表1A级AIS自主模式的信息更新率
船舶状态
报告间隔时间
船舶锚泊或停泊且移动速度≤3kn
3min
船舶锚泊或停泊且移动速度>
3kn
1s
船速0~14kn
10s
船速0~14kn并改变航向
10/3s
船速14~23kn
6s
船速14~23kn并改变航向
2s
船速>
23kn
23kn并改变航向
3.1.3、AIS信息类别
包括信息摘要、信息描述;
在信息描述中详细有位置报告、基地台报告、船舶静态和航行有关数据报告、船舶类别报告、使用全球导航卫星系统（GNSS）位置报告、安全信息报告、广播信息、世界协调时查询、差分GNSS信息、数据链的管理信息和信道管理信息等。
共有22种报文。
表2AIS处理报文列表
报文ID
名称
说明
M/B
1.
位置报告
预定的位置报告（A级船载移动设备）
M
2.
指定模式下的预定位置报告（A级船载移动设备）
3.
响应询问的专门位置报告（A级船载移动设备）
4.
岸基台报告
岸基台的位置、UTC、日期和当前时隙号
B
5.
静态和航行的相关数据
预定静态的、与航行相关的船只数据报告（A级船载移动设备）
8.
二进制广播报文
广播通信的二进制数据
9.
标准的搜救（SAR）飞机位置报告
只与搜救工作有关的机载台的位置报告
14.
与安全有关的广播报文
广播与安全有关的数据
18.
标准的B级设备位置报告
B级船载移动设备的标准位置报告被用于插入到报文1、2、3（8）
19.
扩充的B级设备位置报告
B级船载移动设备扩充的位置报告：
增加静态信息
21.
助航装置报告
助航装置的位置和状态报告
22.
信道管理
由岸基台进行信道和收发信机工作模式的管理，指定本工作区的地理坐标。
M：
移动台，B：
基台。
表3A级AIS的位置报告报文内容表
参数
比特数
报文ID
6
报文1、2、或3的识别符
转发指示器
2
用于指示报文转发次数。
0～3；
0＝缺省；
3＝不再转发
用户ID
30
MMSI（海上移动服务识别码）数字
导航状态
4
0=发动机启动中,1=锚泊,2=没有指挥,3=有限的机动性,4=受它的吃水深度限制，5＝停泊，6＝搁浅，
7＝捕鱼中，8＝在航路航行中,9=预留用于将来对于船载DG,HS或MP,或者IMO的C类危险品或污染物（HSC）时导航状态的修正,10=预留用于将来对于船载DG,HS或MP,或者IMO的A级危险品或污染物（WIG）时导航状态的修正,11-14=预留将来用,15=不定义=缺省.
转向速率ROTAIS
8
±
127.（-128（80hex）表示不可用,缺省）.
编码:
ROTAIS=4.733SQRT（ROTINDICATED）º
/min;
ROTINDICATED=外部传感器指示的转向速率（+/-720º
/min）
+127=右旋720º
/min或更大;
-127=左旋720º
/min或更大.
对地速度SOG
10
对地速度,步级1/10节（0-102.2节）.1023=不可用,1022=102.2节或更高.
位置精度
1
1=High（<
10m;
如DGNSS接收机的差分工作模式）;
0=low（>
如GNSS接收机或其它电子定位设备的自主工作模式）;
缺省=0
经度
28
经度单位1/10000minute（±
180º
East=正值,West=负值）;
181º
（6791AC0hex）=不可用=缺省
纬度
27
纬度单位1/10000minute（90º
North=正值,South=负值.91º
（3412140hex）=不可用=缺省）
对地航向COG
12
对地航向单位1/10º
（0-3599）.3600（E10hex）=不可用=缺省;
3601-4095不用
真航向
9
（0-359º
）（511表示不可用=缺省）.
时间标记
UTC报告为（0-59）=秒;
或报告为60=时间标记不可用=缺省值,
或报告为61=定位系统为手动输入模式
或报告为62=定位系统工作在估计模式（航位推测）,
或63=定位系统不起作用）.
预留为区域应用
预留给区域管理者定义.如果未用于任何的区域应用,则置为0.区域应用不能用0.
备用
不用,置为0
RAIM-标志
电子定位设备的RAIM（接收机自主完好性监视）标志：
.0=RAIM不用=缺省;
，1=RAIM在用.
通信状态
19
比特数总计
168
3.2、AIS的分类
AIS设备包括以下几类：
1）船载AIS
2）基站AIS
3）ATONAIS（辅助导航）
4）机载AIS
5）星载AIS
船用AIS可分三大类:
A级（ClassA）AIS、B级（ClassB）AIS、和AIS接收器（ReceiverTypeAIS）。
各类AIS各有其不同应用范围，B级AIS安装在IMO尚未强制规定必须按照A级AIS的船舶上，有助于提高海上航行的安全。
B级AIS有两种类型，一种是CSTDMA（载波侦听时分多址），符合IEC-62287-1技术标准，一种是SOTDMA（自组织时分多址），符合ITU-RM.1371及IEC-62287-2技术标准，由于SOTDMAB级AIS协议与A级设备相同，可以看作是一种A级设备。
A级和B级设备的主要区别如下：
表4AISA级与B级设备区别
项目
A级
B级（SOTDMA）
B级（CSTDMA）
协议
SOTDMA
CSTDMA
消息1
消息18
静态报告
消息5
消息19
消息24A、24B
报告速率
最高速率2s
最高速率5s
最高速率30s
报文通信
寻址：
最长936bit
广播：
最长1008bit
最长96bit
最长128bit
发射功率
最大12.5W
2W
具体说明如下：
3.2.1、协议区别
SOTDMA（自组织时分多址）是一种严格的时分多址技术协议，在A级设备和B级SOTDMA设备中采用。
SOTDMA是AIS标准（ITU-RM.1371）中规定的AIS数据交换用的数据链。
标准中规定，以国际协调时（UTC）作为同步源，同步精度要求应<
312s。
在SOTDMA中，数据链使用权是自主选择获取的，每个AIS设备都是首先监听网络，记录每个时隙的使用情况，自动选择空闲时隙，并自动避免时隙冲突。
SOTDMA协议非常复杂，目前全球只有少数公司掌握此技术。
B级CSTDMA（载波侦听时分多址）采用先听后发技术，某一时刻接收不到其它船舶发射信号，即可发射本机消息，协议较简单。
为防止CSTDMA设备干扰AIS系统，CSTDMA发射消息长度不能超过一个时隙。
3.2.2、静态报告的区别
A级设备具备通过消息5周期性发送标准A级设备静态报告的功能。
SOTDMAB级设备具备通过消息19周期性发送标准B级设备静态报告的功能。
说明：
消息19—扩展的ClassB位置报告，增加了船舶类型和大小等信息，可以被其它A级设备识别。
由于消息19占用了两个时隙，所以CSTDMA的ClassB不能使用该消息。
表5消息19内容
消息ID
报文19的标识；
总是19
重复指示器
中继器用，表示报文已重复多少次。
（0＝缺省，3＝不再重复）
MMSI
留作地区应用
留给地区主管当局去定义，如果不用，应当置为0。
地区应用不应为用0
SOG
地速，0.1节步长（0-102.2节），1023不可用，1022表示不低于102.2节
1＝高（<
10m例如DGNSS差分方式的接收机），
0＝低（>
10m例如GNSS自主方式或其它电子定位仪），缺省值
经度，单位：
0.0001min（±
180°
，东＝正，西＝负），2的补码
181°
（6791AC0H）＝缺省值＝不可用
纬度，单位：
90°
，北＝正，南＝负），2的补码
91°
（3412140H）＝缺省值＝不可用
COG
对地航向，单位：
0.1°
（0-3599），
3600（E10H）＝缺省值＝不可用，不应当使用3601～4095
（0-359°
）（511表示不可用，缺省值）
时间戳
UTC秒，EPFS生成报告时，（0-59）；
或60，如果时间戳不可用，也是缺省值；
或61，如果定位系统处于手动输入方式；
位置传感器不工作）
或62，如果电子定位仪运行在推算方式；
或63，如果定位系统不工作。
留给地区主管当局定义。
如果不用于地区，应置为0，而地区应用不应为0
名字
最多20字符，6比特ASCII，连续20个@＝不可用＝缺省值
船舶类型
0=没有船舶或不可用＝缺省值；
1～99相关定义；
100～199＝留给地区应用；
200～255＝留作将来使用
船舶大小/位置基准
船舶大小，米；
报告的位置的基准点
电子定位仪类型
0＝无定义，缺省值；
1＝GPS；
2＝GLONASS；
3＝组合GPS/GLONASS；
4＝罗兰－C；
5＝Chayka；
6＝综合导航系统；
7＝观测；
8～15＝不用
RAIM标志
电子定位仪的RAIM（接收机的自主整体监听）标志。
0＝不用RAIM（缺省）
1＝使用RAIM
DTE
数据终端就绪（0＝可用；
1＝不可用）
指配方式标志
0＝电台运行在自主和连续方式，缺省值；
1＝电台运行在指配方式
保留
不用，应当置为0
合计比特数
312bit
CSTDMAB级设备通过消息24发送静态AIS数据报告，消息24包括24A和24B两部分，24A发射1min后应发射24B。
消息24—由于该消息是新增加的，原来的ClassA船舶不能识别该消息，导致不能识别安装CSTDMA的ClassB船舶。
表6消息24A内容
内容
说明（值）
24
中继器识别
编号
0=消息24A
船名
最多20字符（6bitASCII），缺省@@@@@@@@@......
表7消息24B内容
1=消息24B
船只类型
默认值=37，pleasurecraft；
缺省值=0，不可用
VebdorID
可选，缺省@@@@@@@@@......
呼号
MMSI注册呼号，缺省@@@@@@@@@
船舶尺寸/定位基准
3.2.3、报告更新率的区别
按照IEC62287-1标准，以CSTDMA方式工作的AIS，位置报告（消息18）的报告速率为：
1）当航速SOG＞2kn，30s
2）当航速SOG≤2kn，3min
按照ITU-RM.1371规范，以SOTDMA方式工作的AIS，其回报告速率如下表：
表8A级、B级船载移动台的报告周期
A级AIS
报告周期
Rr
B级AIS
抛锚、停泊或速度≤3节
3分钟
1/3
航行速度≤2节
抛锚、停泊或速度>
3节
10秒
辅助导航
航行速度0-14节
航行速度2-14节
30秒
航行速度0-14节并改变航向
31/3秒
18
航行速度14-23节
6秒
15秒
航行速度14-23节并改变航向
2秒
航行速度>
23节
5秒
23节并改变航向
3.2.4、报文通信的区别
A级和SOTDMA的B级设备严格按照ITU-RM.1371规范设计，寻址报文最长936bit，广播报文最长1008bit，可以进行文字消息的通信，还可以进行中文短消息的通信，方便用户使用，对该系统在我国的推广应用具有积极的促进作用。
按照IEC62287-1标准，CSTDMA仅允许发射与安全有关的文字消息，发射消息长度不能超过一个时隙，寻址报文最长96bit，广播报文最长128bit，不能进行自动回复。
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