AIS发展情况.doc

自动识别系统（AIS）概况AIS(Automatic Identification System，自动识别系统)是集现代通信、网络和信息科技于一体的多门类高科技新型助航设备和安全信息系统，是一种工作在VHF频段采用SOTDMA（自主时分多址）现代通讯技术的广播式自动报告系统。AIS系统由岸基台、船载台、转发台、助航台、机载台组成。船载台可向他船及岸基台自动播放本船的动态信息（船位、航速、航向等）、静态信息（船名、目的港等）、航次信息和安全短消息等相关资料，同时也可自动接收他船及岸基台的资讯。岸基台则可依靠所获取的信息，拓展主管机关的服务管理范围，及时掌握海域交通动态，提高海域管理效率等等。AIS系统建立了船舶、船岸的信息平台，为真正实现海上交通安全的信息化管理提供了重要的手段，使其成为促进航行安全，提高航运交通效率的先进工具。AIS系统的关系图如图1所示。图1 AIS系统关系图一、AIS 介绍1. AIS产生的背景随着世界船舶数量不断增加及船舶向大型化和高速化方向发展，世界重要水道越来越拥挤，海损事故时有发生，给船舶航行安全和海洋生态环境造成了巨大威胁。人们在长期研究航行安全保障技术中越来越认识到，船舶之间和船岸之间的信息交换与船舶识别的重要性，同时也深感现行状况存在的诸多局限性。因此，提高船舶航行安全，防止及控制船舶对海洋的污染，成为国际海事组织(IMO)和各国主管部门的当务之急。为了进一步提高船舶航行安全，有必要研究和开发新的助航设备。通信和计算机技术的发展，为该研究提供了技术上的保证。船载AIS就是依托这些技术发展而成的。在AIS系统中，国际海事组织航海安全委员会（NAV）在1997年第43次全会上通过了关于全球船舶自动识别系统AIS作业标准的建议案；并随后由国际海事组织海上安全委员会（MSC）在1998年5月第69届全会上以MSC.74号(69)决议批准。1998年ITU正式通过了ITU-R M.1371-2关于海上VHF波段使用TDMA的船用自动识别系统(AIS)的技术特性的决议案。国际电工技术委员会IEC于2001年6月也通过了IEC 61993-2关于通用AIS的技术测试标准的决议案，简称“AIS测试标准”。AIS系统的国际标准已经建立。海上生命安全公约（SOLAS）第五章新规则要求，所有在2002.7.1或以后建造的大于等于300总吨从事国际航运的船舶，大于等于500总吨不从事国际航运的货船或者所有客船均须装备AIS设备。要求所有于2002.7.1前建造的从事国际航运的各类船舶必须在2003.7.1到2008.7.1前装备AIS设备。但在此期限后2年内将永久退役的船舶可免装AIS设备。AIS设备的船舶安装数量快速增长，国际海事组织（IMO）规定，大中型船舶（300总吨以上）必须安装AIS A类船台，中小型船舶安装AIS B类船台，辅助导航设施（包括无线浮标和灯塔）安装ATON AIS设备。2. AIS的功能船舶自动识别系统AIS(Automatic Identification System)是一种船舶导航设备，通过AIS使用能增强船舶间避免碰撞的措施，能加强ARPA雷达、船舶交通管理系统、船舶报告的功能，能在电子海图上显示所有船舶可视化的航向、航线、船名等信息，达到改进海事通信的功能和提供一种船舶进行语音和文本通信的方法，增强了船舶的全局意识。AIS的功能包括：1) AIS设备能在没有船员介入的情况下，自动和连续地向岸基台及其他船载台报告自己的导航数据和状态信息。同时，也能接收和处理由岸基台、其他船载台等传送来的指令和相关信息；2) AIS设备在所有区域通常工作在自主和连续模式，在岸基台的控制下也可以与指定模式或询问模式相互转换工作；3) AIS设备能以高优秀级和最小的延迟向岸基台和其它成员自动广播与安全有关的短信息，也能向指定的成员发送与安全有关的电文；4) AIS设备能根据不同的用途，发射或接收及处理ITU-R M.1371附件2表13规定的22种类型报文；5) AIS设备可以使用SOTDMA、ITDMA和RATDMA三种时分多址访问协议。AIS设备能使用与世界协调时UTC同步，或者在不能直接得到UTC时能够采用其他源同步的方法来保持TDMA工作的完整性；6) AIS设备内部装有GNSS接收机，由此获得精确的UTC定时源，并能接收由岸基台广播的DGNSS修正数据，提供精确的船位精度。在失去外部提供船位信息源的情况下，内部GNSS接收机可被用作船位信息源；7) AIS设备具有最小键盘和显示MKD，能人工输入航次和安全有关的信息，能进行AIS功能控制和数据选择等操作，能显示船舶航行有关的导航信息，能够提供有关的报警和状态信息指示。在MKD基础上可以考虑扩展具有电子海图显示和信息处理功能，向操作员提供信息内容更丰富和更形象直观的显示；8) AIS设备具有一个符合IEC61162标准的双向接口，用于远程应用。同时还根据相应的国际海事接口标准要求配置于各种传感器、船载系统及其相关应用的标准接口；9) AIS设备提供必要的安全机制，以发现AIS失效和防止未经许可的数据输入，发送或更改。能自动记录AIS设备停止运行的所有时间，用户不得修改记录，当需要时可以恢复记录数据。3. AIS采用的SOTDMA多址技术AIS采用了独特的时分多址（TDMA）技术，即SOTDMA，这是一种不需要建设基站，移动台中间自动组网的新型时分多址技术。SOTDMA是“自组织时分多址”的英文首字母的缩写。这个名字最早由瑞典科学家提出并使用，用以描述智能时分复用传输系统。例如十个人各使用一个麦克风，而且各人都希望和其余每一个人说话，SOTDMA就是实现这项功能的一种有效方法，可以使每个人彼此之间都能自由地同时交流。在瑞典科学家提出并使用“SOTDMA”这个概念之前，南非的MDS公司及美国的ROSS工程公司也已开始进行相关技术的研究并拥有了同样功能的技术雏形。该系统是基于GPS时域标记脉冲的TDMA传输，该技术专利原属于瑞典航天公司的GP&C（全球定位和通讯）公司，后来该公司被SAAB公司收购，并逐步完善成为目前AIS系统中的主要多址技术。SOTDMA技术目前还应用在民航的ADSB系统，以及Motorola公司的“铱星”卫星通讯系统中。AIS技术标准规定：每分钟划分为2250个时间段。每个时间段可发布一条不长于256比特的信息，长于256比特的信息需增加时间段。每条船舶会通过询问（自动）选择一个与他船不发生冲突的时间段和对应的时间段来发布本船的信息。在统一的VHF的频道上，AIS范围内任何船舶都能自行互不干扰地发送报告和接受全部船舶（岸站）的报告，这就是SOTDMA的技术核心。AIS系统（在同一区域）能同时容纳200-300艘船舶，当系统超载的情况下，只有距离很远的目标才会被放弃，以保证作为AIS船对船运行主要对象的近距离目标的优先权。在实际操作中，系统的容量是不受限制的，可同时为很多船只提供服务。在实施SOTDMA中，需要2个AIS专用的VHF信道，信道已由国际海事部内向国际电联申请并获得保护。4. AIS的信息AIS系统采用船舶全球的唯一编码体制，即MMSI码来作为识别手段。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。4.1 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(0359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15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15时隙)。4.2 信息更新率自主模式下信息的更新速率规定为:1) 静态信息：6分钟以及接收到发送要求时；2) 动态信息：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1 A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3kn3min船舶锚泊或停泊且移动速度3kn1s船速014kn10s船速014kn并改变航向10/3s船速1423kn6s船速1423kn并改变航向2s船速23kn2s船速23kn并改变航向2s4.3 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2 AIS处理报文列表报文ID名称说明M/B1.位置报告预定的位置报告（A级船载移动设备）M2.位置报告指定模式下的预定位置报告（A级船载移动设备）M3.位置报告响应询问的专门位置报告（A级船载移动设备）M4.岸基台报告岸基台的位置、UTC、日期和当前时隙号B5.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）M8.二进制广播报文广播通信的二进制数据 M/B9.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M14.与安全有关的广播报文广播与安全有关的数据M/B18.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）M19.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M21.助航装置报告助航装置的位置和状态报告M/B22.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。BM：移动台，B：基台。表3 A级AIS的位置报告报文内容表参数比特数说明报文 ID6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。03；0缺省；3不再转发用户ID30MMSI（海上移动服务识别码）数字导航状态40 =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ROTAIS8127. (-128 (80 hex)表示不可用,缺省). 编码: ROTAIS=4.733 SQRT(ROTINDICATED) /min; ROTINDICATED =外部传感器指示的转向速率 (+/- 720 /min )+ 127 = 右旋720 /min 或更大; - 127 = 左旋 720 /min或更大.对地速度 SOG10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11 = High ( 10m; 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 1/10 000 minute ( 180 , East =正值, West=负值); 181 (6791AC0 hex) =不可用=缺省纬度27纬度单位 1/10 000 minute ( 90, North = 正值, South = 负值. 91 (3412140 hex) = 不可用 = 缺省)对地航向 COG12对地航向单位 1/10 (0-3599). 3600 (E10 hex)= 不可用 = 缺省; 3601 - 4095 不用真航向9(0-359) (511表示不可用 = 缺省). 时间标记6UTC 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4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1不用, 置为0RAIM-标志1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1685. AIS的分类AIS设备包括以下几类：1) 船载AIS2) 基站AIS3) ATON AIS（辅助导航）4) 机载AIS5) 星载AIS船用AIS 可分三大类: A 级(Class A) AIS、B 级(Class B) AIS、和AIS 接收器(Receiver Type AIS)。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-R M.1371及IEC-62287-2技术标准，由于SOTDMA B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4 AIS A级与B级设备区别项目A级B级（SOTDMA）B级（CSTDMA）协议SOTDMASOTDMACSTDMA位置报告消息1消息18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寻址：最长936bit广播：最长1008bit寻址：最长96bit广播：最长128bit发射功率最大12.5W2W2W具体说明如下：5.1 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-R M.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312ms。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。5.2 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。SOTDMA B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Class B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Class B不能使用该消息。表5 消息19内容参数说明消息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）用户IDMMSI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0SOG地速，0.1节步长（0-102.2节），1023不可用，1022表示不低于102.2节位置精度1高（ 10 m例如GNSS自主方式或其它电子定位仪），缺省值经度经度，单位：0.0001 min（180，东正，西负），2的补码181（6791AC0H）缺省值不可用纬度纬度，单位：0.0001 min（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36014095真航向（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。留作地区应用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；199相关定义；100199留给地区应用；200255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；1GPS；2GLONASS；3组合GPS/GLONASS；4罗兰C；5Chayka；6综合导航系统；7观测；815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RAIMDTE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312bitCSTDMA B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。说明：消息24由于该消息是新增加的，原来的Class A船舶不能识别该消息，导致不能识别安装CSTDMA的Class B船舶。表6 消息24A内容内容说明（值）消息ID24中继器识别0用户IDMMSI编号0 = 消息24 A船名最多20字符（6bit ASCII），缺省.表7 消息24B内容内容说明（值）消息ID24中继器识别0用户IDMMSI编号1 = 消息24 B船只类型默认值 = 37，pleasure craft；缺省值 = 0，不可用Vebdor ID可选，缺省.呼号MMSI注册呼号，缺省船舶尺寸/定位基准5.3 报告更新率的区别按照IEC 62287-1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，30s2） 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8 A级、B级船载移动台的报告周期A级AIS报告周期RrB级AIS报告周期Rr抛锚、停泊或速度3节3分钟1/3航行速度2节3分钟1/3抛锚、停泊或速度3节10秒6辅助导航3分钟1/3航行速度0-14节10秒6航行速度2-14节30秒2航行速度0-14节并改变航向3 1/3秒18航行速度14-23节6秒10航行速度14-23节15秒4航行速度14-23节并改变航向2秒30航行速度23节2秒30航行速度23节5秒12航行速度23节并改变航向2秒305.4 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IEC 62287-1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。5.5 发射功率的区别A级AIS最大发射功率为12.5W。按照IEC 62287-1标准，以CSTDMA 方式工作的AIS，发射功率为2W。按照ITU-RM. 1371 规范，以SOTDMA 方式工作的AIS，由于严格按照A级船舶的协议控制发射时隙，其发射功率适当提高后，可以提高其作用距离。ITU（国际电信联盟）对按照ITU-RM. 1371 规范设计的发射功率为12W的B级AIS进行了研究，认为不会对系统有较大影响，见下图。（PERFORMANCE ASSESSMENT AND INTEROPERABILITY OF PROPOSED CLASS B AIS WITH EXISTING CLASS A AIS SYSTEM USING SIMULATION SOFTWARE，ITU 8B/234-E 2005.9.9 ）图2 12.5W SOTDMA Class B设备对系统影响注：图来源于ITU 8B/234-E 2005.9.9。5.6 对AIS系统影响的区别由于SOTDMA的B级AIS与目前的AIS系统采用完全相同的网络协议，并对其它AIS船舶-船舶、港口-船舶的正常消息广播和通信基本没有影响。CSTDMA的B级AIS有与其它A级或B级设备可能发生时隙冲突，根据自动识别系统 B级设备对A级系统的影响（“Automatic Identification Systems the effects of Class B on the use of Class A systems”, Journal of Navigation, May 2006）一文的分析，对同一海域，有120艘安装A级AIS的船舶、300艘安装CSTDMA B级AIS船舶的情况，发生通信冲突可能性为20%左右。图3 CSTDMA时隙冲突仿真图注：图来源于“Automatic Identification Systems the effects of Class B on the use of Class A systems”, Journal of Navigation, May 20066. 自动识别系统组成船舶AIS自动识别系统工作在VHF频段，采用TDMA时分多址通信体制，使用世界协调时(UTC)公共时间参考的同步方案进入数据传输媒介即VHF数据链路。组成包括：RFU（Radio Frequency Unit射频模块）、BIU（Base-band Signal Unit基带信号处理模块）、PSU（Power Supply Unit电源模块）、控制键盘和显示器，BSB（Bus Board总线板），组成框图如图2：图4 AIS整机组成图1) 射频模块：射频模块用于将基带信号通过上变频处理，经天线发射出去；并且将天线接收的信号经下变频，滤波处理后送到基带信号处理模块，射频模块工作的正常默认模式为双信道工作模式，在该模式下AIS同时并行地在两个信道上接收。接收机含AIS1接收通道、AIS2接收通道和DSC接收通道。开机后自动工作在缺省频道AIS1=161.975MHz，AIS2=162.025MHz。当由DSC接收机接收到岸基台要求更改工作信道的指令后，自动完成AIS1和AIS2的工作信道更改，而发射机则在两个信道上进行交替传输，每次传输在一个时隙内完成；2) 基带信号处理模块：与射频模块对应，采用一块FPGA (field programmable gate array,现场可编程门阵列)提供两路AIS信道、一路DSC信道基带信号的并行接收和HDLC(High Level Data Link Control 高级数据链路控制)解码。解码后的数据以并行方式提交主处理器。主处理器从FPGA读取解码后的报文数据，提取必要的信息用于协议处理，并将报文数据完整上报给表示层设备，用于实现应用功能。主处理器软件包含了相应的功能模块，并以表示层接口的形式对外提供相应的接口。基带处理模块包括机内BIIT（Built-in Integrity Tests自检测模块）功能：通过采集若干关键检测点数据，接收机闭环检测、监测其正常或故障状态，通过RS422输出自检结果；3) 电源模块：执行DC-DC(Direct Current)变换功能，为机内各个模块提供所需的电源供应。电源模块还向基带处理模块提供掉电告警输出，以实现关键数据的掉电保存与恢复；4) RS422数据接口，完成基带处理模块向控制键盘和显示器模块的数据传输。AIS整机原理框图如图3所示：图5 AIS整机原理框图7. 系统工作特点1) 系统技术性能：AIS采用OSI（Open Systems Interconnection）工作模型，无线传输的带宽为25 kHz或12.5kHz，调制采用GMSK方案，数据编码为NRZI方式，数据传输的比特率为9600bit/s。2) 在所有区域内自主和连续工作。3) 由交管监视中心指配工作模式，以便于主管部门控制数据传输的间隔和时隙。4) 数据的传输来自于船舶或主管部门的问询，有轮询和受控两种模式。5) 系统传输的静态信息：IMO编码、呼号和船名、船的长度和宽度、船的类型。定位天线在船上的位置。6) 系统传输的动态信息：船位、国际协调时、对地航向、对地航速、船艏向、航行状态、转向率、横倾角、纵倾和横摆。7) 系统传输的航行相关信息：船舶吃水、危险货物类型、目的港和预计到达时间、航行计划、简明的安全信息。8. 国内外发展情况AIS从酝酿到标准的制定历时十余年，目前AIS正处在实施和进一步发展成熟阶段。国际海事组织对AIS给予了充分的肯定，IMO、ITU-R、IEC等组织相继出台了支持该系统的性能、技术、测试等标准，SOLAS公约也对船舶的安装做出了具体的要求，许多国家的港口和水域也都引进了AIS岸站，AIS技术正在全球范围内迅速地发展和广泛地应用。1992年，IALA向IMO、ITU提议使用DSC应答器系统，并以ITU-R M.825号建议内容作为国际标准。同年，IMO NAV38会议通过DSC应答器系统提议，并对SOLAS第五章进行修改；19941995年，瑞典、芬兰首次提出“无线电AIS”的概念；1995年7月：瑞典、芬兰联合在IMO NAV41会议上首次提出将自组织时分多址技术(SOTDMA)应用于船舶和海岸间海上转发器系统得建议(草)提案。同时，根据英国提案，确定利用VHF CH 70的应答器性能标准；1996年9月，IMONAV42会议上，研讨AIS采用两种信息交换方式(VHF/DSC式和广播式)，对未来船载AIS必须满足船舶间和海岸间不断增长的信息交换需求得到共识；1997年夏，加拿大海岸警备队和航运界船舶、西海岸VTS中心、引航员等合作进行了AIS试验。瑞典和北欧的一些国家，在舰船上利用全球定位和通信系统作了大量的实验工作。美国、加拿大、法国、丹麦和芬兰实验广播式AIS。在英国沿岸使用VHF/DSC通信方式的AIS，设置了DSC式应答器系统，通报容量为2000个报告/min并投入使用。在美国阿拉斯加州的巴尔法斯VTS也设置了DSC式应答系统。南非用的SOTDMA应答器系统，通报容量为1800个报告/min。瑞典、芬兰用的同样的系统，通报容量为2250个报告/min。近年来，澳大利亚着重研究AIS概念的发展，AIS的使用要求，性能要求和技术标准，美国研究300吨以上的船载通用AIS装置的要求，新加坡试验了AIS在VTS中的应用，等等。前几年，世界上一些航运发达的国家已开发AIS产品，并有自己的数据格式、标准。从1998年IMOMSC69会议采纳了AIS性能标准后，各国大多数厂商均在按照IMO.ITU最新标准尽快改造旧产品，开发新产品。1997年6月IMO MSC68会议，制定通报容量大的(最小为2000个报告/min)AIS性能标准；1997年10月ITU-R大会审议M.825号建议修正案，用AIS扩大VTS信息，增加VTS用高速AIS的技术特性提案；1998年7月IMO NAV44 会议建议2002年起300总吨及以上新船和客轮必须安装AIS；1998年ITU-R通过全球AIS专用两个VHF频道：CH 87B f=161.975MHz，CH 88B f=162.025MHz，从而满足了AIS需求的频率条件；1998年11月ITU-R通过“在VHF海上移动频段上使用时分多址的船用自动识别系统AIS技术特性”建议案ITU-R M.1371；2000年12月IMOMSC73会议通过AIS强制性安装议案。按照SOLAS公约第五章新规则要求，所有在2002.7.1或以后建造的大于等于300总吨从事国际航运的船舶，大于等于500总吨不从事国际航运的货船或者所有客船均须装备AIS设备。要求所有于2002.7.1前建造的从事国际航运的各类船舶必须在2003.7.1到2008.7.1前装备AIS设备。但在此期限后2年内将永久退役的船舶可免装AIS设备。我国航运科技界一直十分关注AIS的发展，从2001年开始，陆续有研究所公司、院校推入AIS设备和系统的研制，包括广州海华、浙江广洋（联合20所）、成都天奥（10所）、上海埃威（615所）、大连海事大学、清华等十余家单位。目前，国内自主生产AIS设备已经达到了国外同类产品的性能，甚至由于韩日的产品，正逐步推向市场。9. AIS近期发展情况9.1 AIS在助航避碰方面重要性的共识AIS是有助于防止撞船事件和海上交通管制的无线电导航装置。AIS工作在海事VHF频段，在船舶之间或者是船-岸局之间，自动收发船舶静态数据报告（包括识别号、船名、呼叫号、船体长度和宽度、船的种类等数据）、位置报告（包括船舶的位置、对地航向、对地航速等）以及航行相关的情报（吃水深度、危险货物的种类、到达目的地的预定时刻等）。通过AIS，可以全天候随时掌握大量船舶的态势，可以显著地减少冲撞的危险性，AIS是狭窄水域的安全航行的不可缺少的助航保障。为加强沿海航行船舶的安全管理，提高船舶安全航行的技术条件，改善沿海通航秩序，中华人民共和国海事局于2005年下发了关于部分沿海航行船舶安装船载自动识别系统的通知（海船检2005406号），上海海事局还于2008年2月下发关于实施船载自动识别系统（AIS）配备相关规定的通知。实践证明，AIS的配备对防止船舶碰撞，尤其是在能见度不良的情况下避免船舶碰撞发挥了重要的作用。9.2 AIS在中小船舶上应用趋势为了保障船舶安全航行，提高航行效率，SOLAS条约第V章被修正为，从事国际航海的客船以及总吨数300吨以上的其他船舶，并且不从事国际航海总吨数500吨以上的船舶必须有搭载对应A级AIS设备的义务。从2002年7月AIS开始陆续装备。但是，由于航海危难事故在非SOLAS船（即有关SOLAS条约第V章没有规定必须搭载AIS义务的船舶）比较多的发生，国际方面对在非SOLAS船上强制安装对应的AIS设备呼声的很高，体现了以人为本、安全第一的理念。按照规划，在非在SOLAS船可以安装B级AIS设备，B级设备降低了功率、简化了接口。1998年的M.1371-1标准中已经提出了采用SOTDMA的B级设备的具体要求，但是由于SOTDMA协议非常复杂，开发、测试费用很高，采用SOTDMA协议的B级设备成本较高。为了进一步简单化AIS的信息交换，并确保与A级AIS的相互互通，IEC方面开展了采用CSTDMA协议的B级（Class B）AIS设备的技术条件的讨论。在2006年3月，通过了IEC62287-1国际标准，我国各方面也在积极探讨研究B级AIS设备和简易型AIS的技术标准。9.3 反恐与国家安全2007年，美国国家安全局（Home land Security）和美国海岸警卫队（USCG）制定了NASI（Nationwide Automatic Identification System，国家自动识别系统）项目。项目通过建立全美AIS空、天、地、海一体化AIS网络，实现海域消息安全、航行安全。项目分三期进行：1) 一阶段：在重点区域和海岸线建立AIS接收站网络；2) 二阶段：在全国范围建立AIS收发站网络；3) 三阶段：建立超视距AIS接收站，包括星载AIS站。系统示意图如下图所示：图6 NAIS示意图目前，项目已完成一阶段采购，建设55个重点区域和9处海岸线。处于信息安全考虑，项目设备供应商仅限美国厂商。10. AIS Class A 以及AIS Class B的国际标准化10.1 AIS Class A(1) IMO标准1998年5月12日附加的IMO决议MSC.74（69）Annex3，制定了关于AIS的性能要求，定义了A级AIS设备，并强制要求SOLAS船舶安装A级AIS。在本决议上AIS Class A依据的技术要求为ITU-R M.1371，设备标准为IEC61993-2 Ed.1。（2）ITU-R标准1998年，ITU-R M.1371作为AIS 技术标准发行。2001年4月，作为M.1371-1修订版发行后，M.1371-1是AIS的基础标准，是IEC等有关标准制定的的技术依据。(3) IEC标准2001年12月，IEC61993-2 Ed.1发行。按照IEC规定，没有特别规定的情况下，发行5年后进行重新审定。2006年2月，作为Ed.2的修订版的进行审议，TC80事务局和WG8A之间，产生了不同的修订方针，区分开修正。2007年8月，在Australia Canberra的AISWG1（旧WG8A和就WG14一体化后的新WG）的会议上，由TC80事务局进行作为IEC61993-2Ed.2的审议和修订工作。10.2 AIS Class B“CS”的标准化(1) ITU-R标准M.1371-1发行后，为了AIS Class B“CS”的国际标准化，在M.1371-1基础上作为Annex 7追加AIS Class B”CS”有关规定。2006年2月，ITU-R M.1371-2发行。考虑到各种AIS设备的国际标准化的发展情况，ITU-R WP8B进行了M.1371-2的修订工作，对各方面的要求进行了协调，2007年3月，发行了M.1371-3。（2）IEC标准2006年2月，ITU-R M.1371-2发行后，“CS”设备的技术的标准形式确定。2006年3月，IEC62287-3 Ed.1发行。10.3 AIS Class B”SO”的标准化(1) ITU-R标准1998年，ITU-R M.1371作为AIS 技术标准发行。该标准以及对采用“SO”协议的B设备进行了具体规定，制定了“SO”B级设备采用的报文格式。在随后的-1、-2、-3本版更新中，对“SO”B级设备的要求基本不变。（2）IEC标准由于“SO”B级设备成本较高，IEC标准制定的进度较慢。2007年10月，IEC的80/301/NP工作组完成了“SO”B级设备IEC 62287-2标准的草案。2007年8月附上的CD完成在AISWG1方面的内容check，通过TC80事务局发送。按照IEC的规定，2009年12月之前完成该标准的制定。11. AIS技术标准目录标准机构文件编号文件名称ITUITU-R M.1371-3海上VHF波段使用TDMA的自动识别系统(AIS)的技术特性IMOIMO MSC74(69)附件3自动识别系统（AIS）性能标准IMO MSC246(83)AIS-SART性能标准IECIEC 61993-2海上航行和通信设备与系统 自动识别系统 第二部分：A级船载自动识别系统（AIS）-操作和性能要求、试验方法和要求的试验结果IEC 62287-1海上航行和通信设备与系统 B级船载自动识别系统（AIS） - 第一部分：载波侦听时分多址技术（CSTDMA）IEC 62287-2海上航行和通信设备与系统 B级船载自动识别系统（AIS） - 第二部分：自组织时分多址技术（SOTDMA）IEC 62330-1自动识别系统（AIS）第一部分：AIS基站最低性能要求，测试方法和要求的测试结果IEC 62330-2自动识别系统（AIS）第二部分：AIS AtoN最低性能要求，测试方法和要求的测试结果IEC 62330-3自动识别系统（AIS）第三部分：AIS中继站最低性能要求，测试方法和要求的测试结果IEC 62330-4自动识别系统（AIS）第四部分：AIS通用基站最低性能要求，测试方法和要求的测试结果二、国内AIS终端和平台建设的现状1、国内AIS终端现状国内AIS的终端有2家，一家是天津广七一二通讯广播有限公司，一家是上海埃威航空电子有限公司。a、 天津广七一二通讯广播有限公司是购买国外的AIS线路板，在天津组装而成。现在国内在舟山用了1000套。b、 上海埃威航空电子有限公司隶属于中国航空无线电电子研究所，是所内的通信导航研究室。公司集科研、开发、设计、生产、销售及服务于一体，是上海市的高新技术企业。公司将多年积累的航空电子技术应用到海事通导产品中.现海事领域产品有AIS Class-A船舶自动识别系统、AIS Class-B船舶自动识别系统、AIS接收机、航标灯上的航标AIS应答器、机载AIS系统、差分GPS发射机、舰载直升机导航设备等。上海埃威航空电子有限公司的AIS是将飞机空管应答机的技术应用到船舶通讯上，都是自主研发，可以将AIS的现有的所有协议软件都写到设备中，供用户选择。上海埃威航空电子有限公司的AIS CLASS B 产品有三代：第一代AIS 船舶避碰仪 AWAIS-600 CLASS B AIS （简易屏一体机）特点：l 显示本船的和周围的船只详细信息，有键盘操作l 防碰撞 可以设置报警的距离，分为3级，有语音报警功能。l 具有紧急报警的的功能l GPS定位功能，l 使用直流1032VDC，功率为4Wl 主机使用紧凑的外壳，密封紧密，能够在恶劣的海事环境下长期可靠工作。l 体积小、总量轻、便于安装及维护。技术参数l 发射通道: 1路,l 接收通道：2路（ TDMA1、TDMA2）l 工作频率范围: 156.025 - 162.025MHzl 工作频率: CH87B(161.975MHz),CH88B(162.025MHz)l 频道带宽: 25KHzl 发射功率: 4Wl 调制方式: GMSKl 数据速率: 38400bpsl 通讯接口: RS-232 RS-422l 数据端口制式:符合 NMEA-0183标准l 液晶显示屏：19264 LCD l 液晶屏显示：本船的数据和其它船的名字和详细信息l 报警范围：所有对本船产生危险的船等。l 符合IMO A_694,MSC第74 （ 69 ）附件3，IEC 61993-2,ITU-RM.1371, ,IEC-60945，IEC61162-2，IEC62287等标准。l 工作电压: 10-32Vdc l 尺寸: 222(H)145(W)58(D)mml 重量: abt.2.4Kg第二代AIS船舶避碰仪 AWAIS-800 AIS（分体式）主机 显示器l AIS自动识别功能l GPS定位功能l 电子海图显示功能l 导航功能l 紧急报警的功能l 使用直流10-32VDC，功率为4Wl 业界领先的智能防碰撞报警，自动区分静止或航行的船舶l 业界领先的中文短信息功能，方便，实用l 体积小、总量轻。主机技术参数l 频率范围：156.025162.025MHz工作频率： CH87 161.975MHz CH88 162.025MHz发射通道： 1路 接收通道： 2路（TDMA1、TDMA2）l 频道间隔：25KHzl 信道带宽：25KHzl 输出功率：9 Wl 调制方式：GMSKl 接收灵敏度：优于-10