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船舶定位AIS数据源是从哪来的?

2023-03-25 15:11| 来源: 网络整理| 查看: 265

让我来终结这个问题吧...

什么是AIS?

AIS(Automatic identification System船舶自动识别系统)是一种船载广播应答系统,通过该系统,船舶能够在VHF公用无线信道上向附近船舶和岸上主管机关持续发送其身份、位置、航向、航速和其它数据。按历史沿革来说AIS是一种被称为DSC(数字选择呼叫)的VHF无线电设备和一种被称为SOTDMA的软件程序相融合的设备。SOTDMA的概念来源于瑞典学者Hakan Lans,他于20世纪80年代进行了一项先驱性的工作——发展了一项自发、自主的通信技术,该技术将多台发射机的数据传输过程同步到精确的时间标准,从而允许这些发射机通过单一的窄带无线信道发送数据子帧。

按照IMO的定义AIS主要拥有以下功能:

1、船对船的数据交换

AIS的最重要的作用是船对船的自动信息报告。在这种模式中,每条船都向高频信道范围内其它配有AIS设备的船舶发送自己的信息,这种独特的通信方式可以使信息传输独立完成,无需主控台的介入。

船舶位置等数据能从船舶的传感器自动传入AIS设备中,并在该设备中转换数据形式,然后在专用的VHF信道上以一个短的子帧将数据发出。数据在其它船舶上被接收后,将被解码并显示给值班员,值班员可以看到覆盖范围内所有配备AIS设备船舶的图示或文本信息。AIS数据可以被纳入船舶综合航行系统,也可以汇总入雷达标绘系统,为雷达目标提供AIS“标签”;AIS数据也可以被记入船舶的航行数据记录中,以便回放和未来分析之用。

更新的AIS信息每几秒钟就需发送一次以保证信息的时效性,同时需注意是,船—船数据交互自动进行,无需任一船上值班员采取任何措施。

在引航水域,引航员可以将装有导航程序的笔记本电脑直接接入船舶的AIS系统,这样,引航员就可以独立于船舶配备的导航系统来监视该区域内其它所有船舶的位置和活动。

2、岸基监视

在沿海水域,岸上主管机关可以设置AIS站台来监视通过该水域的船舶活动。这些站台不仅可以监听过往船舶的AIS信息传输,也可以通过AIS短消息主动进行船舶检查,询问船舶的身份、目的港、预计到岗时间、货物类型及其它信息。沿岸国家也可以使用AIS信道来进行岸对船信息传输,发送潮汐、航行通告和当地气象预报等信息。多个AIS岸上站台和转发站可以一起形成一个AIS无线广域网,扩大信号覆盖范围。

沿岸国可以利用AIS来监视危险品的活动并控制其领水内商业捕鱼活动。AIS数据可自动记录,以便调查交通事故、漏油或者其它事件时回放。AIS也能为搜救工作提供支持,使搜救协调人员有效监控参与救助活动的所有水面船舶、飞机、直升机的动向。

3、作为VTS工具

AIS一旦与VTS整合,即可成为监控通过受限港口和航道的船舶活动的有力工具。AIS系统能够提升传统的以雷达为基础的VTS系统的性能,或者能够在不适宜建雷达系统的地区成为雷达替代品。与雷达整合后,即使雷达照片被强降水等因素干扰,也能够保证AIS信号的持续覆盖。

AIS信道可用于传输岸对船、船对船及船对岸的AIS报文,包括码头数据、领航、泊位安排、船舶代理、潮流和潮汐、航行通告等信息。船舶交通管理机构也能通过AIS信道与船长和引航员进行有效沟通。

AIS是国际公约要求船舶强制配备和开启的船载导航设备,最初的国际海事组织对其功能的定义就是以上几条,但随着AIS技术的普及,使用AIS数据进行大数据分析也越来越流行,毕竟AIS数据是唯一一种可以在全球范围内提供几乎所有船舶动态位置的数据源。

船舶播发的AIS数据是明文和公开的,商业机构通过架设无发射功能的简易接收设备或通过卫星过顶的方式接收AIS数据,并开展商业数据应用,之前在法律上没有明确的规定对其进行约束。2021年9月1日数据安全法正式生效,赋予交通运输主管对行业数据的管理职责,交通运输部也在推进后续的配套工作,相关细则也在制定之中。

AIS系统由哪些设备构成

按照ITU-1371标准的规定,AIS设备分为AIS VHF数据链路(VDL)主控台和非主控台两种。两者的区别就是对AIS VHF信道的控制能力。除了AIS基站外其他所有AIS台站均无权发布轮询、指配指令或对信道时隙进行固定操作,而这些权限均为AIS VHF主控台所特有。除此之外所有的AIS台站在功能和构成上基本一致。AIS设备包括以下种类:

AIS船载台

助航AIS台

受限基站

搜救移动航空器设备

转发台

AIS搜救发射机(AIS-SART台)

基站

什么是AIS岸基网络系统?

在AIS发展之初,船载AIS设备的广泛应用使得船与船之间的信息交换日益顺畅。出于船舶监控需要,建立一个收集并存储沿海所有AIS台站信息,实现AIS实时动态转发和历史数据回溯的AIS空中信道监听和管理系统的需求日益迫切,AIS岸基网络系统也就出现了。

如图所示,AIS 岸基网络系统是一个基于计算机网络的综合信息系统,主要由AIS 基站、AIS 船台、信息传输链路、服务器及相关接口等组成。 题主所说的AIS数据源就是AIS岸基网络系统采集整合并提供的。

目前国内有哪些作为AIS数据源的AIS岸基网络系统?

1、中国海事局AIS网络系统

交通运输部海事局于2000年开始跟踪国际上AIS技术的发展,推进AIS系统的建设和推广应用。经过充分研究和实验,交通运输部海事局制定了中国AIS岸基网络建设的总体规划,从2002年开始分阶段、分海区建设沿海AIS岸基网络系统。截至2020年末,中国沿海共建成1个国家级AIS中心、1个全国AIS数据备份中心、3个海区中心、19个辖区级中心和201座岸台。内河AIS岸基系统共建成4个水系中心、16个省级中心和409座岸台,信号已基本覆盖我国内河四级以上高等级航道。

中国海事局沿海及内河的基站分布

可以说海事局的AIS岸基系统对中国沿海和内河水域的覆盖能力在国内都是独一无二的,没有同一数量级的对手。

国家海洋局渔业船舶自动识别系统

国家海洋局渔业船舶自动识别系统建设着眼于渔业船舶安全,用于提高各级政府应对海上渔船突发事件的应急处置能力。

渔业AIS系统主要使用单接收基站,对于基站的配置管理、短消息的发送方面不作要求。各基站通过租用专线或者Internet网络将接收到的船舶AIS数据发送至省级渔船安全救助信息中心,省级渔船安全救助信息中心将数据分发至地市级、县区级渔船安全救助信息中心,通过省级渔船安全救助信息中心的应用服务器对外提供服务,并为海区级和国家级的互联预留接口,以实现渔业AIS系统的性能扩充。

渔业船舶自动识别系统在北海的分布(东海南海的资料找不到了)

亿海蓝科技(船讯网)AIS覆盖系统

亿海蓝科技采用和港口公司合作的方式在国内沿海设置船台设备联网收集近岸AIS数据,同时亿海蓝还购买国外AIS岸基和卫星数据以实现全球范围内的船舶识别跟踪。易海兰以船讯网为载体,提供简洁的船舶查询界面以及eLane ECDIS SDK和数据API,为用户提供二次开发支持。目前,船讯网已经向平台化方向发展,提供租船、订舱、拖车等体系化需求交互论坛,以及气象、在港船舶查询等增值服务。

其他AIS岸基系统

其他机构基本没有全面覆盖的AIS接收网络,中远公司、某些航海院校、中海油在特定位置有些覆盖。其他诸如宝船网, BLM 的国内数据多靠与上述机构(主要是亿海蓝)的数据交换获取。

卫星探测AIS技术

由于船岸通信距离和通信设施等因素的影响,岸基系统难以及时有效地监督船舶的航行动态和对船舶营运做出及时的管理和指导。这一直是困扰航运业的难题。而卫星探测AIS技术的出发点就是为了实现船舶远距离监控,获取船舶信息,从而掌握船舶动态,实现船舶全球监控。

卫星探测AIS使用一颗或者多颗低轨道的卫星(卫星轨道高度在600 km到1000 km),在这些卫星上面搭载AIS收发机来接收和解码AIS报文并将信息转发给相应的地球站,从而让陆地管理机构掌握船舶的相关动态信息。卫星AIS系统主要用于传输AIS报文信息,以数据传输为主,且运行卫星数量较少,属于低轨小卫星系统。

提供卫星AIS数据的商业公司主要有 Exact earth和ORBCOM公司,Spire公司的数据质量国内目前目前也在开发,但卫星AIS不适用于沿海船舶数据的接收,主要用于远洋覆盖。

那么如何获得AIS数据呢

推荐大家使用中国海事局开发的ais信息服务平台www.ais.msa.gov.cn/

该系统作交通运输部对公众提供的公共服务的一部分,不需要注册就使用绝大多数的数据查询,如果你是船公司或者其他需要高级查询功能的机构,可以在页面上进行申请,注意,所有的服务都是完全免费的!

最近网站做了改版,欢迎大家多多提意见。

如果你是司法机关、科研机构、设计部门、高等院校等需要定制化的数据分析产品呢(比如AIS流量图,船舶热点图,船舶历史轨迹)?这些AIS数据如何获得呢?那么请与AIS国家中心联系( 022-58870921)。

以上只是个人了解的情况,当做本人与任何机构无关好了...



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