AIS動態(tài)數(shù)據(jù)庫船舶監(jiān)控系統(tǒng)的設計與分析

李立春

摘 要：本文提出一種基于船舶自動識別系統(tǒng)（ AIS） 時態(tài)數(shù)據(jù)庫的船舶實時監(jiān)控和歷史軌跡查詢解決方案，有助于提高水上交通管理的效率并改善水上交通的安全。

關鍵字：AIS；監(jiān)控；設計

中圖分類號：U698 文獻標識碼：A 文章編號：1006—7973（2016）12-0046-01

隨著航行水域內(nèi)的船舶交通量逐步增大，傳統(tǒng)的VTS、ARPA提供的航行信息已經(jīng)不能滿足船舶航行的需要，AIS在船舶避碰、海事監(jiān)管等領域發(fā)揮著越來越大的作用。

1 AIS介紹

AIS是船舶自動識別系統(tǒng)的簡稱，集現(xiàn)代數(shù)字通信、網(wǎng)絡和信息技術于一體，是工作在VHF海上頻段的新型船舶和岸基、星基廣播系統(tǒng)。

2 系統(tǒng)架構(gòu)分析

基于AIS技術的船舶動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)可系統(tǒng)架構(gòu)包括三層結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

（1）數(shù)據(jù)采集層。船舶上安裝的AIS發(fā)送機可以向AIS接收機發(fā)送本船的相關信息，包括船舶名稱、位置、速度、方向等。

（2）數(shù)據(jù)處理及存儲層。該層的功能是處理和解碼AIS 數(shù)據(jù)并將其存儲在數(shù)據(jù)庫服務器中。

（3）數(shù)據(jù)顯示層。處理后的船舶信息可以顯示在船舶實時監(jiān)控系統(tǒng)的客戶端。用戶可以通過客戶端以圖形化的方式監(jiān)控船舶的位置、航行方向及速度，相關的文字信息也同時顯示在客戶端上。

3 船舶動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)技術分析

船舶實時監(jiān)控系統(tǒng)集成了計算機、通信、GIS、GPS、數(shù)據(jù)庫等多項技術，多用戶實時訪問及歷史軌跡的查詢與回放是船舶實時監(jiān)控系統(tǒng)的兩大關鍵技術。

3.1 多用戶實時訪問

船舶實時監(jiān)控系統(tǒng)的刷新頻率為1s。為了顯示每條船舶的實時位置，客戶端每秒鐘需要從服務器獲取一次船舶的最新信息。如果每個客戶端每秒鐘查詢一次數(shù)據(jù)庫，如圖2所示，將大大增加服務器的負載，從而使客戶端的數(shù)目受到極大限制。

對于普通的船舶實時監(jiān)控需求，數(shù)據(jù)庫將每秒鐘生成一次最新態(tài)勢文件，該文件中包含每條船舶的最新位置和相關信息。數(shù)據(jù)庫服務器每隔一秒會將最新態(tài)勢文件發(fā)送給文件傳輸服務器；然后，文件傳輸服務器將該文件及時分發(fā)給每個客戶端；最后，基于最新態(tài)勢文件，客戶端將實時信息顯示在海圖上。

3.2 歷史軌跡查詢及回放

在某些情況下，如果想知道一條或多條船舶在某一時間段的歷史信息或航行軌跡，需要查詢數(shù)據(jù)庫中存儲的海量數(shù)據(jù)。如何提高查詢效率是利用歷史數(shù)據(jù)過程中的一個重要問題。因此筆者根據(jù)不同的時間段將所有的記錄分成不同的數(shù)據(jù)塊。

4 結(jié)語

筆者提出的一種船舶實時監(jiān)控系統(tǒng)的設計方案。在船舶動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)中，每條船舶的實時位置和相關信息都可以顯示在大量的客戶端上。該系統(tǒng)運行穩(wěn)定并具有良好的運行界面，有助于加強船舶管理，提高船舶交通安全。

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