AIS基站组网技术与应用领域的研究
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摘要
自从1992以来,经过短短的15年时间,国际上已经陆续发布了AIS的性能标准、技术标准和测试标准,并规定了各类强制性措施。关于在船舶中安装AIS的要求,已经列入SOLAS公约船舶修正案的第五章(又称“新五章”)。根据新五章的要求所有大于或等于300总吨的从事国际航运的船舶,大于或等于500总吨航行于国内航线的货船和所有的客船,须于2002年7月1日至2008年7月1日分段强制配备AIS设备。
通过这些强制规定,可以预见船舶自动识别系统(AIS)必将成为21世纪世界海运的主流使用工具。AIS是新型的助航系统和安全信息系统,是一项集现代通信、网络技术和信息技术于一体的新的应用系统。世界各国已广泛开展了应用研究,并取得了一些经验和成果。我国对AIS的研究也已深入开展。为了更加深入的认识AIS系统和AIS网络,本文在查阅了大量的资料的基础上主要从以下几个方面对AIS进行了详尽的论述:
(1) 对AIS基站的原理和相关技术进行了介绍;
(2) 深入研究了AIS网络的结构、网络的传输协议,并分析了AIS各类传输信息标准格式;
(3) 对AIS应用的VDL模式4网络的路由器、基站控制器等硬件设备的结构、工作原理做出了详细论述,并详细分析了与其密切相关的计算机网络管理、AIS管理的内容;
(4) 全面总结了AIS在船舶自动避碰系统、VTS系统、航标3大领域的应用;
(5) 就AIS网络安全性方面给予了非常大的关注,简要介绍了AIS在构建海上安全信息系统的作用。
The performance standard, technology standard and testing standard have been issued in 15 years from 1992, when many compelled measures have been made. The demands of fixing AIS facility has been into the Shipping Amendments of SOLAS(or named "New V Chapter"), according to which all international ships(=300tons), all national cargo ships(=500tons), and all passenger ships must be fixed with AIS equipment from July 1, 2002 to July 1, 2008.From this we can easily forecast that AIS will be the 21st's equipment in the world. AIS is a new navaid and safety system, it includes modern communication, network technology and information technology. The other countries have been studying on it, and have obtained some experiences and harvests. So do our country. To have more cognition about AIS and its network, the dissertation presents the following points at large based on abundant datas.(1) Lays out the principle and technology AIS base station;(2) Deeply studies the network architecture, the netting transport protocols of AIS, and analyses its transport information;(3) Presents the frame and the principles of the network router, BS controller used in AIS hardware, and analyses the contents of their managements in particular;(4) Sums up the AIS applications in Shipping Automatic Anti-collision system, VTS system, Aids to Navigation System;(5) More attentions on network security, and briefly presents AIS's applications on the system of marine safety information.
通过这些强制规定,可以预见船舶自动识别系统(AIS)必将成为21世纪世界海运的主流使用工具。AIS是新型的助航系统和安全信息系统,是一项集现代通信、网络技术和信息技术于一体的新的应用系统。世界各国已广泛开展了应用研究,并取得了一些经验和成果。我国对AIS的研究也已深入开展。为了更加深入的认识AIS系统和AIS网络,本文在查阅了大量的资料的基础上主要从以下几个方面对AIS进行了详尽的论述:
(1) 对AIS基站的原理和相关技术进行了介绍;
(2) 深入研究了AIS网络的结构、网络的传输协议,并分析了AIS各类传输信息标准格式;
(3) 对AIS应用的VDL模式4网络的路由器、基站控制器等硬件设备的结构、工作原理做出了详细论述,并详细分析了与其密切相关的计算机网络管理、AIS管理的内容;
(4) 全面总结了AIS在船舶自动避碰系统、VTS系统、航标3大领域的应用;
(5) 就AIS网络安全性方面给予了非常大的关注,简要介绍了AIS在构建海上安全信息系统的作用。
The performance standard, technology standard and testing standard have been issued in 15 years from 1992, when many compelled measures have been made. The demands of fixing AIS facility has been into the Shipping Amendments of SOLAS(or named "New V Chapter"), according to which all international ships(=300tons), all national cargo ships(=500tons), and all passenger ships must be fixed with AIS equipment from July 1, 2002 to July 1, 2008.From this we can easily forecast that AIS will be the 21st's equipment in the world. AIS is a new navaid and safety system, it includes modern communication, network technology and information technology. The other countries have been studying on it, and have obtained some experiences and harvests. So do our country. To have more cognition about AIS and its network, the dissertation presents the following points at large based on abundant datas.(1) Lays out the principle and technology AIS base station;(2) Deeply studies the network architecture, the netting transport protocols of AIS, and analyses its transport information;(3) Presents the frame and the principles of the network router, BS controller used in AIS hardware, and analyses the contents of their managements in particular;(4) Sums up the AIS applications in Shipping Automatic Anti-collision system, VTS system, Aids to Navigation System;(5) More attentions on network security, and briefly presents AIS's applications on the system of marine safety information.
引文
[1] 杨秉曦.船舶自动识别系统国际标准及其制定.交通标准化,2002,1.
[2] 通用自动识别系统国际情况.2000年新家坡VTS大会论文集,2000,12.
[3] 中华人民共和国海事局.关于做好配备“通用船载自动识别系统(AIS)设备”工作的公告,中国海事,2002.
[4] 胡桂云.SOTDMA在船载AIS中的应用.中国航海,2003,1.
[5] 张京娟,陈实如,郝燕玲.船舶自动识别系统的研究.中国航海,2002,4.
[6] 孙文力.基于STDMA技术的船载自动识别系统(AIS)的基础研究.大连:大连海事大学出版社,2002.
[7] Automatic Identification System (AIS). AISM IALA, 1998, 2 (16-17).
[8] 刘人杰,刘畅,黄习刚.船舶自动识别系统的信息传输.中国航海,2002,3.
[9] 刘畅等.通用船载自动识别系统(AIS)的研究.第六届导航及海上通信学术年会论文集(下).导航编辑部,2001,9.
[10] 林长川.船载AIS的信息内容、显示与理解.航海技术,2002,3.
[11] 英国船商有限公司电子海图显示和信息系统操作手册.第一版,2000.
[12] 高向阳,张尧.英国船商公司的船舶导航系统.中国航海,2002,3.
[13] 邓洪章.船舶自动识别系统(AIS).航测技术,2002年,1.
[14] 周懿宗.AIS研究概述(1).航海科技动态,2001,5(1-5).
[15] Benny Petterson. AIS/ transponders. Seaways, July 1997.
[16] 谢希德.计算机网络.大连:大连理工大学出版社第2版,1996.
[17] 施威铭.网络概论.北京:中国铁道出版社,2002.
[18] 邢晓春.基于局域网的VTS网络化建设:硕士论文.大连:大连海事大学,2003.
[19] 王伟时.AIS岸基网络方案的设想.航海技术,2003,2.
[20] 杨梅,刘人杰,柳晓鸣.基于船载自动识别系统的海事信息网建设方案.大连海事大学学报,2003(3),Vol129.
[21] 2001海区航测工作会议交流材料汇编.AIS研究概述.上海海事局航标导航处,2001.
[22] 周国耀.AIS进展中的问题.航海技术,2001,2(28-29).
[23] 史雄.自动识别系统.航海科技动态,2000,2.
[24] Sang-Ku Hwang et al. A Study on a Shipborne Automatic Identification System Journal of the Korean Institute of Navigation, 1998 22(2).
[25] 郑佳春.船舶航行信息自动收发系统.中国航海学会通信导航专业委员会等编.大连海事 大学校庆暨中国高等航海教育90周年论文集(船舶导航分册).大连:大连海事大学出版社,1999.
[26] 交通部上海海事局.国际航标信息.上海:上海海事局航海图书印刷厂,2001,1.
[27] 孙文力.海上自组织VHF无线数据链路技术.全国飞机与船舶通信导航学术研究会论文集,2000.
[28] 徐志京,许开宇,浦皆伟.AIS中四种应用的协议探讨.航海技术,2003.
[29] 方祥麟.VTS当前发展未来展望与AIS技术的应用.中国航海,2000,1.
[30] 孙虎山.AIS技术的应用与展望.中国水运,2001,2.
[31] Michael Leonard-Williams FNI. AIS Transponders Colregs and the Human Element-Areas of Concern Seaways, November 1998, 9-11.
[32] 张兵.VTS系统的未来发展.中国水运,1999,8.
[33] 李文华.VTS中的信息系统.中国水运,1999,12.
[34] 邓峰.对我国VTS运行中有关问题的思考.珠江水运,1999,9.
[35] 索继东等.VTS中多目标跟踪技术.大连海事大学学报,1999,增刊.
[36] Jan-Hendrick Oltmann, Stefan Bober. The Universal Shipborne Automatic Identification System(AIS)-System Concepts, Evaluation Results and Outlook on Future Developments. IALA Conference. Hanburg. Germany, 1998, IALA, Radio Aids to Navigation.
[37] 胡业勇.VTS中船舶识别与跟踪新方法的研究:硕士论文.大连:大连海事大学出版社,2001.
[38] 吴华锋,孙文力.恐怖主义活动给AIS带来的隐患.大连海事大学,台湾海洋大学.第二届海峡两岸航运科技学术研讨会,2003.
[2] 通用自动识别系统国际情况.2000年新家坡VTS大会论文集,2000,12.
[3] 中华人民共和国海事局.关于做好配备“通用船载自动识别系统(AIS)设备”工作的公告,中国海事,2002.
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[6] 孙文力.基于STDMA技术的船载自动识别系统(AIS)的基础研究.大连:大连海事大学出版社,2002.
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[9] 刘畅等.通用船载自动识别系统(AIS)的研究.第六届导航及海上通信学术年会论文集(下).导航编辑部,2001,9.
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[36] Jan-Hendrick Oltmann, Stefan Bober. The Universal Shipborne Automatic Identification System(AIS)-System Concepts, Evaluation Results and Outlook on Future Developments. IALA Conference. Hanburg. Germany, 1998, IALA, Radio Aids to Navigation.
[37] 胡业勇.VTS中船舶识别与跟踪新方法的研究:硕士论文.大连:大连海事大学出版社,2001.
[38] 吴华锋,孙文力.恐怖主义活动给AIS带来的隐患.大连海事大学,台湾海洋大学.第二届海峡两岸航运科技学术研讨会,2003.