AIS二進(jìn)制信息區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)探討

鞏海方

摘要：AIS，即通用船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)是一種實(shí)現(xiàn)船舶身份遠(yuǎn)程識(shí)別，航行狀態(tài)動(dòng)態(tài)監(jiān)控，航訊信息即時(shí)交互的綜合性導(dǎo)航設(shè)備。目前我國(guó)還處在AIS應(yīng)用的初級(jí)階段，應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)還在完善中，信息化方面使用效率不高。本文在對(duì)航海用戶及管理者進(jìn)行深入調(diào)研的基礎(chǔ)上，對(duì)我國(guó)的AIS應(yīng)用信息進(jìn)行分類，根據(jù)我國(guó)實(shí)際情況建立我國(guó)區(qū)域的應(yīng)用信息協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞：二進(jìn)制 報(bào)文 船臺(tái) 識(shí)別碼 標(biāo)準(zhǔn)

1 背景

AIS，即通用船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)（Universal Automatic Identification System），是一種實(shí)現(xiàn)船舶身份遠(yuǎn)程識(shí)別，航行狀態(tài)動(dòng)態(tài)監(jiān)控，航訊信息即時(shí)傳遞的綜合性導(dǎo)航設(shè)備。其通過(guò)工作在VHF海上通訊頻段的船載臺(tái)，向其他船只和沿岸臺(tái)站發(fā)送諸如船舶識(shí)別碼、位置、方向、船長(zhǎng)、船寬、類型、吃水以及是否載有危險(xiǎn)貨物等動(dòng)、靜態(tài)信息，從而實(shí)現(xiàn)船-船，船-岸之間的數(shù)據(jù)傳遞與信息交換。AIS的特性和功能使它成為增強(qiáng)船舶航行安全和提高船舶交通管理效率的新型重要工具。

隨著AIS船臺(tái)的大量普及，越來(lái)越多的船舶開始安裝。同時(shí)，海事系統(tǒng)也建立了完善的沿海AIS岸基網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和內(nèi)河AIS岸基網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。如何利用AIS岸基網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為船舶提供更優(yōu)良的助航服務(wù)，是AIS應(yīng)用的重要研究方向。

而傳統(tǒng)AIS二進(jìn)制信息的應(yīng)用主要有兩種，一種是船與船或船與岸進(jìn)行類似手機(jī)短信的信息傳輸；另外一種是海事系統(tǒng)利用AIS岸基設(shè)備播發(fā)水文、氣象、潮汐、航行通告等應(yīng)用信息。由于缺少相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，播發(fā)的信息在AIS船臺(tái)上的顯示形式是以英文文本的方式，給我國(guó)的航海用戶造成閱讀困難。同時(shí)非標(biāo)準(zhǔn)化的AIS二進(jìn)制信息冗余大，傳輸?shù)挠行畔⒘啃?。因此，有必要根?jù)我國(guó)實(shí)際情況建立我國(guó)區(qū)域的應(yīng)用信息協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。

2 應(yīng)用局限性

在AIS信息應(yīng)用方面，主要用于船舶識(shí)別、航行安全信息、氣象水文等信息的接收，隨著我國(guó)AIS岸基網(wǎng)絡(luò)的逐步完善，AIS系統(tǒng)已經(jīng)從最初的船舶避碰發(fā)展成為保障航行安全的基礎(chǔ)設(shè)施和助航系統(tǒng)，同時(shí)在船舶調(diào)度、水域監(jiān)管、企業(yè)管理等方面發(fā)揮了一定的作用。今后AIS系統(tǒng)將逐步成為我國(guó)水路運(yùn)輸重要的數(shù)字化、信息化交互平臺(tái)。但是由于AIS系統(tǒng)發(fā)展時(shí)間較短，各類應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)還不完善，在AIS信息應(yīng)用中還存在信息內(nèi)容不規(guī)范、語(yǔ)言閱讀困難、顯示不直觀等問(wèn)題，造成有些小型船舶放棄使用AIS信息，甚至產(chǎn)生不愿意使用AIS設(shè)備的情況。

2.1 AIS應(yīng)用信息不規(guī)范、不全面、不及時(shí)

各信息發(fā)布單位根據(jù)自身情況發(fā)布航行安全信息、水文氣象信息，信息內(nèi)容千差萬(wàn)別，信息格式也各不一樣，信息時(shí)效性不強(qiáng)，這樣一方面?zhèn)鬏斄舜罅繜o(wú)效信息，還占用大量的AIS信道資源，給航海用戶帶來(lái)很多不便，參與調(diào)研的大部分航海用戶都認(rèn)為接收到的有用信息較少，時(shí)間長(zhǎng)了，便不再關(guān)注AIS接收到的信息，甚至不去查看AIS信息，這對(duì)AIS系統(tǒng)的推廣帶來(lái)了不利影響。

2.2 AIS信息閱讀不方便

由于目前我國(guó)AIS二進(jìn)制信息播發(fā)采用的是國(guó)際通用的1371中所定義的英文文本傳輸顯示方式，且英文字母中只按照大寫字母?jìng)鬏?，大部分用戶存在閱讀困難，幾乎所有參與調(diào)研的專家都認(rèn)為即便是專業(yè)人員在讀取英文文本信息時(shí)，也不是很方便，有個(gè)別用戶提出，每次識(shí)別這些信息時(shí)需要先把英文文本記錄下來(lái)，轉(zhuǎn)換成小寫英文字母后再翻譯，給實(shí)際工作帶來(lái)很大不便。

2.3 電子海圖系統(tǒng)不能及時(shí)更新

目前大部分船舶都已安裝電子海圖系統(tǒng)，但由于我國(guó)沒(méi)有針對(duì)AIS系統(tǒng)電子海圖的安裝還沒(méi)有制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，且航海用戶對(duì)電子海圖的認(rèn)識(shí)不足，現(xiàn)有船舶電子海圖系統(tǒng)大都采用的是紙質(zhì)海圖經(jīng)過(guò)掃描處理后的海圖系統(tǒng)，在海圖更新方面存在困難，而受沿海區(qū)域基礎(chǔ)建設(shè)、航道修整等多方面的影響，現(xiàn)有使用的海圖與實(shí)際海圖有較大差別，在電子海圖中顯示的航行安全信息也往往有較大出入，導(dǎo)致現(xiàn)有電子海圖系統(tǒng)被閑置，造成資源浪費(fèi)。

2.4 AIS岸基中心軟件中船舶信息顯示滯后

現(xiàn)有AIS岸基中心軟件顯示船舶的位置信息有明顯的滯后，主要有：1、軟件中看到的船舶一直停留不動(dòng)，但實(shí)際上船舶已經(jīng)移動(dòng)；2、在軟件中顯示的船舶信息不全，有些船舶在軟件中沒(méi)有顯出出來(lái)，但通過(guò)系統(tǒng)回放查看時(shí)，又可以顯示出船舶的軌跡。另外在軟件使用中還存在以下問(wèn)題：1、網(wǎng)絡(luò)版信息與試用版信息顯示不一致；2、監(jiān)控時(shí)會(huì)出現(xiàn)掉線現(xiàn)象，需要重啟；3、查詢功能不方便，以前版本具有鼠標(biāo)右鍵顯示船信息的功能，現(xiàn)有版本卻沒(méi)有；4、短信功能操作不方便，沒(méi)有使用起來(lái)。

2.5船舶錄入信息不規(guī)范

在北方海區(qū)調(diào)研時(shí)，有專家提出現(xiàn)有船舶在錄入船舶信息時(shí)不規(guī)范，造成港口管理上的不便。

3 現(xiàn)狀

目前播發(fā)的AIS信息主要以AIS二進(jìn)制信息和AIS安全相關(guān)信息，播發(fā)方式采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和廣播兩種方式，播發(fā)的內(nèi)容格式基本一致。AIS二進(jìn)制信息通過(guò)6號(hào)尋址報(bào)文和8號(hào)廣播報(bào)文播發(fā)；AIS安全相關(guān)信息通過(guò)12號(hào)尋址報(bào)文和14號(hào)廣播報(bào)文播發(fā)。其報(bào)文格式如下：

報(bào)文6

參 數(shù) 比特?cái)?shù) 說(shuō) 明

報(bào)文識(shí)別碼 6 報(bào)文6的識(shí)別碼為6

轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào) 2 轉(zhuǎn)發(fā)器用以指示該報(bào)文已被轉(zhuǎn)發(fā)的次數(shù)，< 0…3 > 系統(tǒng)預(yù)置于0；3：= 不再轉(zhuǎn)發(fā)

源站識(shí)別碼 30 原發(fā)報(bào)文臺(tái)站的MMSI號(hào)碼

序列號(hào)碼 2 <0…3>

目的站識(shí)別碼 30 目的臺(tái)站的MMSI號(hào)碼

重發(fā)標(biāo)志 1 重發(fā)標(biāo)志： 0：= 未重發(fā)

（系統(tǒng)預(yù)置）； 1：= 重發(fā)的

備用碼 1 不用。應(yīng)設(shè)為零

二進(jìn)制數(shù)據(jù) 最多936 應(yīng)用識(shí)別碼 16比特

應(yīng)用數(shù)據(jù) 最多920比特，應(yīng)用數(shù)據(jù)endprint

總的比特?cái)?shù) 最多1008 根據(jù)子字段報(bào)文內(nèi)容的長(zhǎng)度而不同，占據(jù)1…5個(gè)時(shí)間槽。

報(bào)文8

參數(shù) 比特?cái)?shù) 說(shuō) 明

報(bào)文識(shí)別碼 6

轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào) 2

源站識(shí)別碼 30

備用碼 2

二進(jìn)制數(shù)據(jù) 最多968

總的比特?cái)?shù) 最多1008 占用1…5個(gè)時(shí)間槽

報(bào)文12

參 數(shù) 比特?cái)?shù) 說(shuō) 明

報(bào)文識(shí)別碼 6 報(bào)文12的識(shí)別碼為12

轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào) 2 轉(zhuǎn)發(fā)器用以指示該報(bào)文已被轉(zhuǎn)發(fā)的次數(shù)，< 0…3 > 系統(tǒng)預(yù)置于0；3：= 不再轉(zhuǎn)發(fā)

源站識(shí)別碼 30 原發(fā)報(bào)文臺(tái)站的MMSI號(hào)碼

序列號(hào)碼 2 <0…3>

目的站識(shí)別碼 30 目的臺(tái)站的MMSI號(hào)碼

重發(fā)標(biāo)志 1 重發(fā)標(biāo)志： 0：= 未重發(fā) （系統(tǒng)預(yù)置）； 1：= 重發(fā)的

備用碼 1 不用。應(yīng)設(shè)為零

安全相關(guān)數(shù)據(jù) 最多936 應(yīng)用識(shí)別碼 16比特

應(yīng)用數(shù)據(jù) 最多920比特，應(yīng)用數(shù)據(jù)

總的比特?cái)?shù) 最多1008 根據(jù)子字段報(bào)文內(nèi)容的長(zhǎng)度而不同，占據(jù)1…5個(gè)時(shí)間槽。

報(bào)文14

參數(shù) 比特?cái)?shù) 說(shuō) 明

報(bào)文識(shí)別碼 6 報(bào)文14的標(biāo)識(shí)符；始終為14

轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào) 2 轉(zhuǎn)發(fā)器用于顯示報(bào)文已被重發(fā)的次數(shù)；<0…3>；預(yù)設(shè)：= 0；3：= 不再轉(zhuǎn)發(fā)。

源站識(shí)別碼 30 源站的MMSI號(hào)碼

備用碼 2 不用。應(yīng)設(shè)為零。

安全相關(guān)數(shù)據(jù) 最多968 應(yīng)用識(shí)別碼 16比特

應(yīng)用數(shù)據(jù) 最多952比特；應(yīng)用數(shù)據(jù)

總的比特?cái)?shù) 最多1008 占用1…5個(gè)時(shí)間槽

根據(jù)ITU 1371標(biāo)準(zhǔn)，這四類信息中負(fù)責(zé)記錄應(yīng)用數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)項(xiàng)包括應(yīng)用識(shí)別碼和應(yīng)用數(shù)據(jù)，應(yīng)用識(shí)別碼由DAC（指定區(qū)域碼）和FI（功能識(shí)別碼0～63）構(gòu)成，而應(yīng)用數(shù)據(jù)部分只對(duì)部分二進(jìn)制信息格式進(jìn)行了規(guī)定。第55次國(guó)際海事組織航行安全分委會(huì)提出了新的AIS二進(jìn)制信息的國(guó)際格式標(biāo)準(zhǔn)（DAC為001）。該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)水文氣象、潮位、船員人數(shù)等20類應(yīng)用的二進(jìn)制信息格式、播發(fā)模式、播發(fā)間隔以及船臺(tái)對(duì)二進(jìn)制信息的顯示進(jìn)行了要求。一些國(guó)外廠家根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)研發(fā)出AIS輔助設(shè)備，成功實(shí)現(xiàn)了AIS二進(jìn)制信息由文本向圖形化的轉(zhuǎn)變。如下圖所示：

圖1 潮汐顯示界面

圖2 水文氣象顯示界面

我國(guó)這項(xiàng)應(yīng)用目前基本處于空白階段。因此有必要根據(jù)我國(guó)的實(shí)際情況建立我國(guó)的AIS二進(jìn)制信息區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)（DAC為412、413）。

4 思路

由于我國(guó)DAC為412、413，同時(shí)FI為0～63，因此我國(guó)可以定義的二進(jìn)制信息類型為2×64類，資源量十分豐富。因此有必要做好前期規(guī)劃。此次方案將我國(guó)的AIS二進(jìn)制信息分為兩類應(yīng)用：一類為水文、氣象、潮汐、助航指南等可以實(shí)現(xiàn)在AIS船臺(tái)顯示終端上通過(guò)電子海圖進(jìn)行圖形化顯示的應(yīng)用，DAC為412；一類為通過(guò)特定編碼實(shí)現(xiàn)在AIS船臺(tái)顯示終端上顯示海事局播發(fā)的報(bào)警、提示類的中文文字信息，DAC為413。

DAC為412的圖形化信息，主要需要調(diào)研了解用戶所需的助航服務(wù)以及AIS信息播發(fā)所涉及的政策、法律等因素。制定信息類別，比如水文、氣象、潮位等，對(duì)每一類信息中數(shù)據(jù)位進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)定義來(lái)表示不同的數(shù)據(jù)內(nèi)容。比如氣象信息（實(shí)例）：

參數(shù) 比特?cái)?shù) 說(shuō) 明

指定區(qū)域碼 10 412

功能識(shí)別碼 6 1

經(jīng)度 24 氣象信息的區(qū)域

緯度 25

時(shí)間 16 采用年-月-日-時(shí)-分，氣象數(shù)據(jù)時(shí)間

平均風(fēng)速 7 按照風(fēng)速的表示情況輸入

最大風(fēng)力 7

風(fēng)向 9

陣風(fēng)風(fēng)向 9

溫度 11

氣壓 7

DAC為413的漢字信息，需要了解海事系統(tǒng)播發(fā)的文本模板，在終端集成不同類型的文本格式，對(duì)特定的數(shù)據(jù)進(jìn)行定義實(shí)現(xiàn)在AIS船臺(tái)顯示中文的功能。

同時(shí)，由于大部分船舶在選擇AIS設(shè)備時(shí)沒(méi)有對(duì)電子海圖的維護(hù)更新引起足夠重視，且我國(guó)電子海圖管理部門還沒(méi)有建立完善的維護(hù)更新機(jī)制，造成現(xiàn)有大部分船舶電子海圖系統(tǒng)不能更新，由此帶來(lái)在電子海圖中各類信息顯示不準(zhǔn)確的問(wèn)題，給航行安全帶來(lái)不利影響，因此應(yīng)統(tǒng)一協(xié)調(diào)安排，建立一條快速、有效的AIS電子海圖更新維護(hù)機(jī)制，在沿海各地設(shè)立電子海圖更新服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。

5 結(jié)束語(yǔ)

e航海概念的提出、現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展，AIS岸基網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的不斷成熟，為解決目前AIS系統(tǒng)在使用中存在的各類問(wèn)題，規(guī)范AIS二進(jìn)制信息應(yīng)用，提高我國(guó)航海用戶對(duì)AIS系統(tǒng)的使用效率，提供了越來(lái)越便利的條件。將AIS應(yīng)用信息進(jìn)行分類，以達(dá)到更高的資源利用率，為船舶遠(yuǎn)洋航行提供更加可靠的技術(shù)保障服務(wù)，將會(huì)有更加廣闊的發(fā)展前景。

參考文獻(xiàn)

[1]《IHO/IMO WORLD-WIDE NAVIGATIONAL WARNING SERVICE GUIDANCE DOCUMENT Special Publication No.53》（國(guó)際海道測(cè)量組織/國(guó)際海事組織全球航行警告業(yè)務(wù)指導(dǎo)文件特別出版物第53號(hào)）

[2]《中華人民共和國(guó)航行警告標(biāo)準(zhǔn)格式》（GB17577.2-1998）endprint