AIS远程应用的研究

目录

第1章 绪论 1.1 课题研究的背景和意义 1.1.1 AIS远程应用系统LRIT的发展背景 1.1.2 AIS远程应用系统的优越性 第2章 LRIT系统概述 2.1 LRIT系统的发展历程 2.2 LRIT系统的运作过程 2.3 LRIT系统的发展前景 2.4 我国LRIT系统发展的现状 第3章 AIS远程应用系统的构成 3.1 AIS远程应用系统组成 3.2 船载LRIT信息传输设备 3.3 通信服务提供发送方（CSP） 3.4 应用服务提供方（ASP） 3.5 各级LRIT数据中心 3.6 LRIT数据分配计划 3.7 国际LRIT数据交换（IDE） 第4章 AIS远程应用系统的方案设计 4.1 AIS远程应用系统的远程报告格式 4.2 AIS远程应用系统的系统架构 4.3 AIS远程应用系统的回复协议 4.4 软件介绍 4.4.1 虚拟串口软件介绍 4.4.2 编程软件介绍 4.5 软件模拟过程 4.5.1 准备阶段 4.5.2 确定实验思路 4.6 软件模拟结果 结论

参考文献 致谢 附录

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第1章 绪论

1.1课题研究的背景及意义

随着全球经济的发展，全球一体化越来越明显，发展海上交通运输成为每个国家经济发展所必然要经历的过程，各国海上船舶数量也随之增加，尤其最近几年全球气候更加恶劣，索马里海盗猖獗，这些更是为海上交通安全提出更大的挑战。在这种情况下，全球性的合作与信息的畅通显的更加重要,而这些需要依靠海上通信来实现。

海上通信的精确与及时性，也因此成为一个更严峻的问题。为了实现海上通信的通畅准确，船舶上安装了各种海上移动通信系统。传输从数据量很小的模拟话音到数据量较大的视频通信等高端通信业务都涵盖其中。由于考虑到落后的系统会随着技术的发展逐渐被淘汰，而一批高端的海上通信系统也会应运而生，最终将投入使用，以及船舶与船舶之间以及船舶与岸上之间的通信的信息类型越来越多，信息量的大小也不尽相同，所以，我们需要建立一个更方便更简洁更准确的方式来实现海上通信，建立一种船舶数据综合传输系统迫在眉睫。最终，海上移动通信将会是各种通信设备一体化通信，船舶通信逐渐实现数字化。海上通信系统的运作将会变得更简单方便，不需要大量人力的投入，仅仅一个工作人员就可以实现对系统的管理操作与维护，海上通信系统也会变成一个易于操作的中心式综合通信系统。而该系统能使处理信息以及进行各种通信设备的更替更加方便灵活。AIS的远程应用系统，即LRIT系统的开发与完善，就为此提供了保障。 1.1.1 AIS远程应用系统LRIT的发展背景

海上交通事故中，碰撞是主要海损事故之一，准确掌握周围船舶航行动态信息如位置、航向、速度以及船舶状况、操船意图等就可以避免碰撞。而船舶主要避碰手段有VHF和雷达。但是随着技术的发展与应用，这两种手段的缺陷就愈加明显，如VHF（甚高频）通信的缺点有：人工操作、效率低，不能自动获得相遇船标识，操作费时等。于是催生了LRIT这一新系统。

（1）1992年：IALA向IMO、ITU提议使用DSC应答器系统，并以ITU-RM.825号建议案内容作为国际标准。

（2）1994—1995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

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（SOTDMA）应用于船舶间和船岸间海上转发器系统的建议（草）提案。同时，根据英国提案，确定利用VHF CH70的应答器性能标准。

（3）1996年9月：在IMO NAV42会议上，研讨AIS采用两种信息交换方（VHF/DSC式和广播式），对未来船载AIS必须满足船舶间和船岸间不断增长的信息交换需求得到共识。1996年12月：IMO MSC67会议，同意将广播式信息交换方案引入AIS。

（4）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。

（5）2000年12月：IMO MSC73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年7月1日或以后建造的大于等于300总吨航行于国际航线的船舶、大于等于500总吨航行于国内航线的货船和所有客船均须装配AIS设备。要求所有于2002年7月1日前建造的从事国际航运的各类船舶必须在2003年7月1日到2008年7月1日前装配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[2]。

（6）2002年12月，国际海事组织海上安全委员会（MSC）第76届会议审议并在IMO海上保安外交大会通过了SOLAS公约修正案，将《国际保安规则》（ISPS规则）纳入SOLAS公约。在这次大会上，LRIT作为海上保安的特别措施被提交给航行安全分委会和通信及搜救分委会（COMSAR）研究。在2006年3月召开的COMSAR第10次会议上，LRIT性能标准草案获得通过。5月在伦敦召开的MSC第81次大会采纳了―LRIT性能标准及功能要求‖。被纳入SOLAS第五章，规定从事国际航行的客轮、300总吨及以上的货船和海上移动平台，都必须强制实施船舶的远程识别和跟踪，并将于2008年1月1日生效。 1.1.2 AIS远程应用系统的优越性

AIS远程应用（LRIT）系统与根据SOLAS公约要求已经在船上实施安装的自动识别系统(AIS)有很多相似之处，都可以识别船舶，并以此监测跟踪船舶，但是，两者之间仍有很多不同，LRIT系统有很多优于AIS系统的特性。

（1）作用距离

由于AIS系统是利用甚高频（VHF）传输信息，所以会受到VHF作用范围的限制。而LRIT系统由于有卫星通信的辅助，大大增加了作用的距离，可以实现为船舶提供全球的识别和跟踪的服务。

无论船舶位于哪里，被授权的缔约国主管机关都可接受悬挂本国国旗的船舶的LRIT信息，被授权的沿岸国也可以接收位于距离本海岸线1000海里以内的船

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舶的LRIT信息。根据这一信息，被授权的沿岸国政府有权接收想要进入其港口或是其管辖水域岸外设施的船舶的LRIT信息。

相比之下，自动识别系统（AIS）由舰船飞机的敌我识别器发展而来，结合全球定位系统将船舶动态信息和静态信息由甚高频（VHF）频道发送出去，附近水域船舶以及岸台广播可以接收[8]。但是由于受到甚高频（VHF）通信距离的限制，只有在VHF覆盖范围内的20海里内，已经安装AIS设备的船舶以及岸台之间才可以及时交换船舶的动静态信息，采取及时的避让措施，避免海损事件的发生。通过比较，我们很容易的发现，LRIT系统的作用距离要明显远于自动识别系统（AIS）。

（2）信息内容

LRIT系统是通过船载LRIT系统将信息通过卫星通信发送出去并传送LRIT数据中心，这些信息包括本船的船舶识别号，船位以及时间等。当被授权的缔约国政府或者搜救服务部门需要这些信息时，可以接收。而自动识别系统（AIS）是直接在船舶与船舶间和船舶与岸台之间传输信息，AIS可以接收和发送的船舶信息分为静态信息和动态信息，其中动态信息包括船位、国际协调时、对地航速、对地航向、航行状态等，静态信息包括IMO编号、船舶呼号、船名、船长、船宽、船舶类型、目的地、预计到达时间等[5,9]，通过一一对比，显然LRIT系统传输信息内容更加简单，明确。

（3）安全性

LRIT系统保密性很高，因为它不属于广播系统，LRIT信息是在端与端之间的传输，能接收和查看LRIT系统传输的数据的机构一定是经过授权的，在信息传送过程中，信息交换的各方要在信息交换前进行验证，信息交换的各方要确保LRIT信息的准确和完整性，并且各方对LRIT信息要有保密义务。

相比之下，自动识别系统（AIS）系统则属于无线电自动广播系统，虽然在避险方面可以达到预期的作用，增强了航海安全，但是因为广播系统所传送的信息具有公开性，外界可以很轻易的获取船舶的信息数据，很容易被恐怖分子及海盗利用，使船舶陷入危险境地[14]。通过比较，我们可以发现，LRIT系统的安全性明显高于自动识别系统（AIS）。

本章小结：本章主要论述了课题研究的意义，讨论了AIS远程应用系统，即LRIT系统的发展背景及其优越性。

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