营口VTS系统AIS技术实现的研究
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摘要
通用自动识别系统(Universal Automatic Identification System)，即AIS，诞生于20世纪90年代，是工作在VHF海上频段的岸基和船载广播式自动识别应答器系统，是集现代通信、网络技术和信息技术于一体的新型助航系统或海上安全信息系统。系统的特性和功能使它成为增强船舶航行安全和提高船舶交通管理效率的新型重要工具。
为建设和发展AIS系统，国际海事组织(IMO)第73届海安会于2000年12月5日以海安会MSC.99(73)号决议通过了《1974年国际海上人命安全公约》(SOLAS 74公约)修正案，修正案将于2002年7月1日生效。根据修正的SOLAS74公约第五章的规定，所有300及300以上总吨并从事国际航行的船舶和500及500以上总吨非国际航行的船舶以及不限尺度的客船，将按照规定的时间表强制配备船载自动识别系统(AIS)设备。
国际海事组织(IMO)对AIS规定了三项主要的应用；
(1) 船舶对船舶，以避免碰撞；
(2) 对于沿岸国，获得船舶和装载货物的信息；
(3) 作为VTS的工具，加强船舶的交通管理。
鉴于AIS技术在VTS系统中应用可大大提高VTS的功能和船舶交通管理效率，因此AIS技术在VTS系统中的应用成为AIS的三项主要应用之一。
为在营口VTS系统中应用AIS技术，本论文在广泛参阅国内外资料的基础上，对通用自动识别系统(AIS)的发展过程、国际公约和技术标准、工作原理和系统组成进行了详细的论述；系统分析了营口VTS系统的组成、工作原理和功能；对AIS在营口VTS系统上实现的有关技术进行了深入的研究。论文的研究成果不仅适用于营口VTS系统，也可推广应用到其他港口的VTS系统中。
Universal Automatic Identification System (AIS) comes into being in the 1990s, is a ship and shore-based broadcast automatic identification transponder system, operating in the VHF maritime band, is a new navigational system and a new maritime safety information system involving the modern communication and network and information technology. Its characteristics and capability will make it an outstanding new tool for enhancing the safety of ship navigation and efficiency of shipping traffic management.
In order to building and developing AIS, MSC73 of International Maritime Organization (IMO) adopted the amendments to the SOLAS74 Convention in the MSC.99 (73) Resolution in 5 December 2000, the amendments will enter into force on 1 July 2002. According to chapter V of the amendments to the SOLAS74 Convention, all ships of 300 tons gross tonnage and upwards, when engaged on international voyages, all ships of 500 tons gross tonnage and upwards, when engaged on non-international voyages, all passenger ships shall be fitted with shipborne AIS equipment on a provided timetable.
International Maritime Organization (MIO) specifies three main applications for AIS:
(1) For ship to ship, information exchange to assist in collision avoidance.
(2) For littoral states, to obtain information about ships and their cargoes.
(3) As a VTS tool, to enhance shipping traffic management.
In view of AIS can enhance VTS function and efficiency of shipping traffic management, the application of AIS to VTS becomes one of three main applications of AIS.
In order to apply AIS to Yingkou VTS, on the basis of extensively referring to home and abroad materials, the paper goes into details on the development process and the international conventions and the
technical standards and the working principle and the system form of AIS, systematically analyses the form and the working principle and the functions of Yingkou VTS, goes deep into the research for the relevant technology in the application of AIS to Yingkou VTS. The research results can not only be applied to Yingkou VTS, but also be applied to other harbor VTS.
为建设和发展AIS系统，国际海事组织(IMO)第73届海安会于2000年12月5日以海安会MSC.99(73)号决议通过了《1974年国际海上人命安全公约》(SOLAS 74公约)修正案，修正案将于2002年7月1日生效。根据修正的SOLAS74公约第五章的规定，所有300及300以上总吨并从事国际航行的船舶和500及500以上总吨非国际航行的船舶以及不限尺度的客船，将按照规定的时间表强制配备船载自动识别系统(AIS)设备。
国际海事组织(IMO)对AIS规定了三项主要的应用；
(1) 船舶对船舶，以避免碰撞；
(2) 对于沿岸国，获得船舶和装载货物的信息；
(3) 作为VTS的工具，加强船舶的交通管理。
鉴于AIS技术在VTS系统中应用可大大提高VTS的功能和船舶交通管理效率，因此AIS技术在VTS系统中的应用成为AIS的三项主要应用之一。
为在营口VTS系统中应用AIS技术，本论文在广泛参阅国内外资料的基础上，对通用自动识别系统(AIS)的发展过程、国际公约和技术标准、工作原理和系统组成进行了详细的论述；系统分析了营口VTS系统的组成、工作原理和功能；对AIS在营口VTS系统上实现的有关技术进行了深入的研究。论文的研究成果不仅适用于营口VTS系统，也可推广应用到其他港口的VTS系统中。
Universal Automatic Identification System (AIS) comes into being in the 1990s, is a ship and shore-based broadcast automatic identification transponder system, operating in the VHF maritime band, is a new navigational system and a new maritime safety information system involving the modern communication and network and information technology. Its characteristics and capability will make it an outstanding new tool for enhancing the safety of ship navigation and efficiency of shipping traffic management.
In order to building and developing AIS, MSC73 of International Maritime Organization (IMO) adopted the amendments to the SOLAS74 Convention in the MSC.99 (73) Resolution in 5 December 2000, the amendments will enter into force on 1 July 2002. According to chapter V of the amendments to the SOLAS74 Convention, all ships of 300 tons gross tonnage and upwards, when engaged on international voyages, all ships of 500 tons gross tonnage and upwards, when engaged on non-international voyages, all passenger ships shall be fitted with shipborne AIS equipment on a provided timetable.
International Maritime Organization (MIO) specifies three main applications for AIS:
(1) For ship to ship, information exchange to assist in collision avoidance.
(2) For littoral states, to obtain information about ships and their cargoes.
(3) As a VTS tool, to enhance shipping traffic management.
In view of AIS can enhance VTS function and efficiency of shipping traffic management, the application of AIS to VTS becomes one of three main applications of AIS.
In order to apply AIS to Yingkou VTS, on the basis of extensively referring to home and abroad materials, the paper goes into details on the development process and the international conventions and the
technical standards and the working principle and the system form of AIS, systematically analyses the form and the working principle and the functions of Yingkou VTS, goes deep into the research for the relevant technology in the application of AIS to Yingkou VTS. The research results can not only be applied to Yingkou VTS, but also be applied to other harbor VTS.
引文
[1]王英志主编，航标学，第1版，1997年，大连海事大学出版社，P239-262
[2]吴兆麟编著，海上交通工程，第1版，1993年，大连海运学院出版社，P284-316
[3]刘人杰、柳晓鸣编著，船舶交通管理电子系统，第1版，大连海事大学出版社，P11-171
[4]国际航标协会编，助航指南，王英志译，第2版，1995年，大连海事大学出版社，P61-98
[5]IALA, Aids to Navigation Guide, 4th Edition, 2002, IALA, P113-140
[6]谢希德，计算机网络，第2版，1996年，大连理工大学出版社，P15-32
[7]李玲主编，光纤通信，第1版，1995年，人民邮电出版社，P3-11
[8]解金山、陈宝珍编著，光纤数字通信技术，第1版，1997年，电子工业出版社，P55-63
[9]蔡皖东编著，多媒体通信技术，第1版，2000年，西安电子科技大学出版社，P1-10
[10]张明敏主编， 网络多媒体技术与应用，第1版，1998年，清华大学出版社，P56-85
[11]肖位枢编著，模糊数学基础及应用，第1版，1992年，航天航空出版社，P19-69
[12]韩立岩、汪培庄，应用模糊数学，第1版，1989年，首都经济贸易大学出版社，P137-195
[13]康耀红，数据融合理论与应用，第1版，1997年，西安电子科技大学出版社，P56-58
[14]刘同明等，数据融合技术及其应用，第1版，1998年， 国防工业出版社，P1-9
[15]方祥麟，通用船载自动识别系统，世界海运，2000年，第3期， P4-5
[16]史雄， 自动识别系统，航海科技动态，2000年，第2期，P22-24
[17]何友等，多目标多传感器模糊双门限航迹相关算法， 电子学报，1998年，第3期，P35-38
[18]何友等，多传感器综合系统中的航迹相关算法，火力与指挥控制，1998年，第1期，P13-16
[19]林长川，船载AIS的信息内容、显示与理解，航海技术，2002年，第3期，P2-4
[20]索继东等，VTS中的多目标跟踪技术，大连海事大学学报，1999年，增刊，P30-34
[21]Jan-Hendrick Oltmann & Stefan Bober, The Universal Shipborne Automatic Identification System (AIS) -System Concepts, Evaluation Results, and Outlook on Future Developments, IALA, ⅪⅤth IALA Conference, Hanburg, Germany, 1998, IALA, Radio Aids to Navigation P 31-49
[22]Berthold Tepper, AIS Trials on the West Coast of Canada, IALA, ⅪⅤth IALA Conference, Hanburg, Germany, 1998, IALA, Radio Aids to Navigation P 41-57
[23]I. Lars Holmstrom, AIS/4S Transponder - European Experience and International Implementation, IALA, ⅪⅤth IALA Conference, Hanburg, Germany, 1998, IALA, Radio Aids to Navigation P 59-62
[24]Hartmut Pilhofer, Multi - Sensor Fusion and Automatic Target Identification, IALA, IALA, ⅪⅤth IALA Conference, Hanburg, Germany, 1998, IALA, Radio Aids to Navigation P 163-178
[25]Wen-Li Sun. Fu-Wen Pang. Tchang-Hee hong, Marine Self-organizing VHF Data Link Operational Principle, 韩国航海学会誌，1998,第 22卷第4號, P21-28
[26]ITU Technical Characteristics for a Universal Shipborne Autimatic Identification System Using Time Division Multiple Access in the VHF Maritime Mobile Band, Recimmendation ITU-R M.1371, 1998, ITU, P 2-41
[27]F方杰、陈飞，影响AIS系统功能的因素及对策，航测技术，2002年，第3期，P 16-20
[28]丁晓华， 自动识别系统的结构、原理和用途，航测技术，2000年，第4期，P14-23
[29]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年，第3期，P9
[30]汤同明，AIS船舶自动识别系统，中国海事，2002年，第1期，P34
[31]邓洪章，船舶自动识别系统(AIS)，航测技术，2002年，第1期，
P23-34
[32]王世远，AIS及其应用前景预测(上、下)，航测技术，2001年，第3期，P9-12，第4期，P13-17
[33]周懿宗、丁益明，通用船舶自动识别系统(AIS)发展概述，航测技术，2000年，第2期，P64-67
[34]黄耀惊等，船舶自动识别系统AIS，航海技术与航海教育论文集，辽宁航海学会、大连海事大学航海学院，2002年，大连海事大学出版社，P 154-157
[35]郑道昌等，AIS的主要功能及其使用技术分析，航海技术，2002年，第1期，P32-33
[36]林长川，雷达与AIS目标位置信息融合方法的研究，中国航海，2002年，第1期，P22-25
[37]徐志京等，AIS与ECDIS组合使用的探讨，航海技术，2002年，第4期，P 18-21
[38]胡业勇，VTS中船舶识别与跟踪新方法的研究，大连海事大学，硕士学位，2001年，P25-39
[39]刘人杰、柳晓鸣、刘畅，AIS及其在VTS中应用，中国航海学会航海机电与通信专业委员会2002年学术年会论文集，成都，2002年，中国航海学会航海机电与通信专业委员会，P219-223
[40]吴景波，营口 VTS新技术应用分析与评价，大连海事大学，硕士学位，2002年，P11-19
[2]吴兆麟编著，海上交通工程，第1版，1993年，大连海运学院出版社，P284-316
[3]刘人杰、柳晓鸣编著，船舶交通管理电子系统，第1版，大连海事大学出版社，P11-171
[4]国际航标协会编，助航指南，王英志译，第2版，1995年，大连海事大学出版社，P61-98
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[10]张明敏主编， 网络多媒体技术与应用，第1版，1998年，清华大学出版社，P56-85
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[19]林长川，船载AIS的信息内容、显示与理解，航海技术，2002年，第3期，P2-4
[20]索继东等，VTS中的多目标跟踪技术，大连海事大学学报，1999年，增刊，P30-34
[21]Jan-Hendrick Oltmann & Stefan Bober, The Universal Shipborne Automatic Identification System (AIS) -System Concepts, Evaluation Results, and Outlook on Future Developments, IALA, ⅪⅤth IALA Conference, Hanburg, Germany, 1998, IALA, Radio Aids to Navigation P 31-49
[22]Berthold Tepper, AIS Trials on the West Coast of Canada, IALA, ⅪⅤth IALA Conference, Hanburg, Germany, 1998, IALA, Radio Aids to Navigation P 41-57
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[26]ITU Technical Characteristics for a Universal Shipborne Autimatic Identification System Using Time Division Multiple Access in the VHF Maritime Mobile Band, Recimmendation ITU-R M.1371, 1998, ITU, P 2-41
[27]F方杰、陈飞，影响AIS系统功能的因素及对策，航测技术，2002年，第3期，P 16-20
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[38]胡业勇，VTS中船舶识别与跟踪新方法的研究，大连海事大学，硕士学位，2001年，P25-39
[39]刘人杰、柳晓鸣、刘畅，AIS及其在VTS中应用，中国航海学会航海机电与通信专业委员会2002年学术年会论文集，成都，2002年，中国航海学会航海机电与通信专业委员会，P219-223
[40]吴景波，营口 VTS新技术应用分析与评价，大连海事大学，硕士学位，2002年，P11-19