AIS编码1

1.      什么是AIS

船舶自动识别系统(Automatic Identification System, 简称AIS)是一种新型的助航设备。

AIS基本功能是：将本船和他船的精确船位、航向、航速（矢量线）、转向速度和最近船舶会遇距离等动态信息和船名、呼号、船型、船长与船宽等静态信息通过VHF自动、定时播发，在VHF覆盖范围内（20海里）装备AIS设备的船舶，可自动接收到这些信息。

两段信息之间的时间间隔，将随着船速的增加而自动减少，如果船舶正在做机动航行，信息间隔则进一步减少。例如，当船舶停港或抛锚时信息间隔为数分钟，船舶在高速行驶时，信息间隔为两秒。 
      由于这种特性，AIS将为船舶提供一种有效的避碰措施，并极大地增强雷达功能。而且，由于安装AIS的船舶的航行信息都是在“空中”传播，因此当地VTS 站也可以收到。为处理AIS信息，VTS只需配有AIS基站，操作员无须逐个查询船舶，利用AIS就可以获得所有装有AIS船舶的完整的交通动态。由于 AIS完全独立于雷达，也就是说，基于AIS的VTS无须安装雷达，因此，AIS技术对VTS操作的长期作用，其效果不可估量。

AIS使用海上移动VHF波段交换数据，所以AIS设备的成本相对于雷达设备要低，然而它的“可视”范围却几乎等于雷达。

 

1.      AIS前景

未来的3年内，绝大多数船舶都需要安装AIS设备。

船   舶    类　型

AIS安装时限要求

2002年7月1日后新造的300总吨以上的船舶和所有新造客船

必须安装AIS设备

2002年7月1日前建造的船舶

国际航线

客船和油轮2003年7月1日前安装50000总吨及以上船舶2004年7月1日前安装10000总吨-50000总吨的船舶2005年7月1日前安装3000总吨-10000总吨的船舶2006年7月1日前安装300总吨-3000总吨的船舶2007年7月1日前安装

国内
航线

客船以及500总吨以上船舶2008年7月1日前安装

 

2.      AIS信息

AIS广播信息分类两种，即VDM和VDO。其中，VDM是本船收到的其它船舶的信息，而VDO是船舶自身的广播信息。VDM消息和VDO消息的格式完全相同。

3.1 VDM消息格式描述

     VDM消息可以分解为多条发送。因为VDM消息的语句长度是有限制的，最大不超过82个字节。如果压缩的通讯消息长度太长，那么，VDM消息必须分解为多条子消息来发送。

分解为多条发送的方法是，将通讯消息拆开到多条语句中。并且将每条消息中的“消息分解总条数”都设置为拆分成的总条数（不超过9个）。然后依照顺序为每条子消息编号，这个编号记录到“语句序号”中。并且用“连续消息鉴别码”来指定该条拆分消息的鉴别号。这个鉴别号依照顺序从0到9循环。

 

 VDM消息类型

VDM消息类型信息是记录在VDM消息的压缩数据中的。因此必须对压缩信息进行解压后才能判断出消息类型。

VDM消息共分为22种不同类型，大致可分为以下4种类型：

1．AIS target display information （AIS目标显示信息）

1,2,3,9,18,21      position report（位置报告）

Messages 1, 2, 3:position reports

The position report should be output periodically by mobile stations.（这些位置报告由移动站周期性的输出）

SOTDMA(self-organized time division multiple access)

ITDMA(incremental time division multiple access)

4                                                    base station report （基站报告）

5                                                    voyage related data（航行相关数据）

19                                                Class B – extended data（B类扩展数据）

 

2．Safety message handling（安全信息处理）

12                       addressed safety related（地址安全相关）

14                        broadcast safety related（广播安全相关）

 

3．External Application handling（扩展应用处理）

6                          binary addressed（二进制地址）

8                          binary broadcast（二进制广播）

 

4．System control（系统控制）

7                          binary acknowledge(INFO)（二进制确认）

10                                                UTC and data inquiry(INFO)（UTC和数据请求）

消息10用于请求UTC和数据，消息11返回对应的信息

11                                                UTC and data response(INFO)（UTC和数据应答）

13                        safety related ack(INFO)（安全相关确认）

15                                                interrogation(INFO)（询问）

相当于AIR命令

16                                                assignment mode command(INFO)（委派方式命令）

17                                                DGNSS corrections(INFO)（DGNSS修正）

20                        data link management(INFO)（数据关联管理）

22                

我们需要关心的，是第一种类型中的1和5，其中1为船舶动态信息，5为船舶静态和航行相关信息。

 

3.2.1 消息类型1

消息1是接收到的船舶的动态信息。

包含消息1的VDM消息样例如下：

!AIVDM,1,1,,A,177?s>001V8eBRhF=:l7CUI20D0T,0*40

压缩信息为：177?s>001V8eBRhF=:l7CUI20D0T

压缩信息内容描述：（共168比特）

内容（英文）内容（中文）位置所占位数取值范围说明Message ID信息识别码0-561信息1、2、3的识别符Repeat Indicator重复次数指示6-720-3指示应该重发的次数。缺省为0，3表示不再重发User ID用户识别码8-3730 MMSI号码Navigation status航行状态38-4140-150=动力航行中；1=锚泊；2=未受令；3=机动性受限；4=受吃水限制；5=锚链系泊；6=搁浅；7=捕捞中；8=风帆动力航行；9~15为未来保留。Rate of turn(ROT)转向率42-498-127 - +127 SOG对地航速50-59100-1022以1/10节距为单位，1023=无；1022= 102.2节。Position accuracy船位精确度6010,11=高精度（差分式）；0= 低精度。Longitude经度61-8828-180 - +180用1/10000分表示的经度（东= +，西= －）Latitude纬度89-11527-90 - +90用1/10000分表示的纬度（北= +，南= －）COG对地航向116-127120-3599以1/10度表示的航向True heading船首真航向128-13690-359 Time stamp时间标记137-1426  Regional Application 143-1464  Spare 1471  RAIM Flag 1481  Communication state 149-16719  

更详细的内容，可参考ITU-R M.1371规范的第43页。

 

3.2.2消息类型5

消息5是接收到的船舶的静态和航行相关信息。

包含消息1的VDM消息样例如下：

!AIVDM,2,1,8,A,569>;gP0000088``001TTpN0QD4000000000000t4IU7=4cG0@10H32@C`3l,0*79

!AIVDM,2,2,8,A,T1CQp30B@00,2*1A

消息5将被分解为两条连续的AIVDM消息进行发送，因此完整的压缩信息为：

569>;gP0000088``001TTpN0QD4000000000000t4IU7=4cG0@10H32@C`3l T1CQp30B@00

压缩信息内容描述：（共424比特）

内容（英文）内容（中文）位置所占位数取值范围Message ID信息识别码0-565Repeat Indicator重复次数指示6-720-3User IDMMSI编号8-3730 AIS version indicatorAIS版本38-3920-3IMO numberIMO编号40-69301-999999999Call sign呼号70-11142 Name船名112-231120 Type of ship and cargo type船舶和货物类型232-2398 Dimension/reference for position船舶尺寸以及定位设备位置240-26930 Type of electronic position fixing device定位设备的类型270-27340-15ETA预计航行时间274-29320 Maximum present static draught最大吃水深度294-30180-255Destination目的地302-421120 DTE数据终端准备4221 Spare 4231 

船舶尺寸以及定位设备位置

说明：

如果A=C=0，并且B<>0,并且D<>0，那么表示定位设备位置是无效的

如果A,B,C,D都为0，那么表示定位设备和船的尺寸都是无效的

C和D如果等于63，表示大于等于63

 

3.3 VDM消息的报告频率

Static information: Every 6 min or, when data has been amended, on request.

（静态消息：每六分钟，或者当数据被修正）

Dynamic information: Dependent on speed and course alteration according to

Tables 1a and b.

（动态消息：根据速度和航向改变状况。如图A）

Voyage related information: Every 6 min or, when data has been amended, on request.

（航行相关信息：每六分钟或者当数据被修正）

Safety related message: As required.

（安全相关信息：根据请求）

 

先认识一下A类设备和B类设备的区别

Shipborne mobile equipment classes(船用移动设备种类)

Class A shipborne mobile equipment will comply with relevant IMO AIS carriage

requirement.（A类船用移动设备符合相关的IMO AIS运输要求）

A类设备能够接收和发送简短的安全相关信息，包括重要的航海和气象警报。Class B shipborne mobile equipment will provide facilities not necessarily in full

accordance with IMO AIS carriage requirement.（B类船用移动设备提供的工具和IMO AIS运输要求不必要完全一致）

B类设备只能接收简短的安全相关信息。

                                   图A

Class A shipborne mobile equipment reporting intervals

(A类设备报告间隔)

Ship’s dynamic conditions（船舶动态条件）

Nominal reporting interval（正常报告间隔）

Ship at anchor or moored and not moving faster than 3 knots

船舶抛锚或者停泊并且移动速度低于3海里

3 min

三分钟

Ship at anchor or moored and moving faster than 3 knots

船舶抛锚或者停泊并且速度高于3海里

10 s

10秒

Ship 0-14 knots

0到14海里

10s

10秒

Ship 0-14 knots and changing course

0到14海里并且改变航向

3 1/3 s

3.333333秒

Ship 14-23 knots

14到23海里

6 s

6秒

Ship 14-23 knots and changing course

14到23海里并且改变航向

2s

2秒

Ship > 23 knots

大于23海里

2s

2秒

Ship > 23 knots and changing course

大于23海里并且改变航向

2s

2秒

When a mobile station determines that it is the semaphore (see § 3.1.1.4, Annex 2), the reporting rate    should increase to once per 2 s (see § 3.1.3.3.2, Annex 2).

当移动站确定这是打信号时，报告速度都将增加到每两秒一次。

 

Reporting intervals for equipment other than Class A shipborne mobile equipment（A类设备以外的其他设备的报告间隔）

Platform.s condition（平台条件）

Nominal reporting interval（正常报告间隔）

Class B shipborne mobile equipment not moving faster than 2 knots

B类设备移动不超过2海里

3 min

3分钟

Class B shipborne mobile equipment moving 2-14 knots

B类设备移动在2到14海里

30s

30秒

Class B shipborne mobile equipment moving 14-23 knots

B类设备移动在14到23海里

15s

15秒

Class B shipborne mobile equipment moving > 23 knots

B类设备移动大于23海里

5s

5秒

Search and rescue aircraft (airborne mobile equipment)

搜救飞行器（空用移动设备）

10s

10秒

Aids to navigation

导航

3 min

3分钟

AIS base station

AIS基站

10s

10秒

The base station rate should increase to once per 3 1/3 s after the station detects that one or more stations are synchronizing to the base station

如果基站监测到有其它基站与它同步，需要将速度提高到3.3333秒