摘 要

航标是现代航海的重要组成部分，AIS技术应用于航标能够使船舶更加安全高效的航行。国外对AIS航标已经有了很多研究，而国内也在积极进行对AIS航标，尤其是虚拟航标的研究，并在某些海域对AIS航标进行应用。

本文先对AIS技术的构成、通信协议和通讯原理进行研究，再对AIS航标的工作模式、设计构造及分类进行阐述，并对AIS航标在船舶监控中信息传递方面的应用进行了论述，随后着重对AIS航标在船舶监控网络构建过程中的应用进行研究，预测其将会在E-Navition中发挥巨大的作用，最后，结合相关课题研究和长江海事局的现状，对AIS航标大范围推广的局限性进行简单的探讨，提出建设性意见，以扩大AIS航标的的应用前景，使其更快、更好的发展。

关键词：AIS航标;船舶监控;应用研究

Abstract

Aton is an important part of the current navigation, AIS technology in aids to navigation can make the ship navigation more safe and efficient. AIS aton abroad have been done a lot of research, and is also active in China for AIS aton,especially on virtual aton and AIS aton on certain waters is already for application.

This article first studies the structure, communication protocol and the principle of AIS technology, and then elaborates the mode, design construction and classification of AIS aton.Vessel monitoring applications of AIS aton in information transmission is discussed, and then focuses on the application of AIS aton during the ship monitoring network building to predict which will play a huge role in E-Navition.Finally, with related research and the status of the Yangtze River Maritime Bureau, this article simplly discusses the limitations of AIS aton when it is promoted on a large scale,and makes some constructive suggestions, to expand the application prospect of AIS aton and make it faster and better developing.

Key words:AIS aton;Vessel Monitoring;Application

目 录

目 录

第一章 绪 论 1

1.1 航标技术现状 1

1.2 AIS的应用发展 1

第二章 AIS的基本原理 3

2.1 AIS的构成 3

2.2 AIS的通信协议 4

2.3 AIS的工作原理 5

2.3.1 AIS的广播式卫星定位转发器原理 5

2.3.2 AIS的时分多址（TDMA）通信原理 5

2.3.3 AIS的自组织通信原理 6

第三章 AIS航标 7

3.1 AIS航标的概念 7

3.2 AIS航标系统的工作模式 7

3.3 AIS航标系统的设计构造 8

3. 3.1 AIS航标的中心控制系统 8

3.3.2 AIS航标的通信系统 8

3.3.3 AIS航标的终端设备系统 8

3.4 AIS航标的分类 9

3.4.1 AIS实体航标 9

3.4.2 AIS系统的虚拟航标 9

第四章 AIS航标在船舶监控中的应用 11

4.1 实体航标遥测系统 11

4.2 AIS航标遥测遥控的功能 12

4.2.1 监测功能 13

4.2.2 控制功能 13

4.3 AIS航标系统在船舶监控中的常规应用 14

4.4 AIS航标在VTS“互联网 ”中的作用 15

4.4.1 AIS航标的网络节点作用 15

4.4.2 AIS航标提高AIS网络性能 16

第五章 AIS航标应用中的问题及建议 19

5.1 AIS航标在应用中的问题 19

5.2 AIS航标应用局限性的建议 19

第六章 总 结 20

参考文献 21

致 谢 22

第一章 绪 论

1.1 航标技术现状

航标是指为了船舶高效安全通航而在航道或者航道附近的岸基上设置的助航设施。它主要设置在船舶交通流密集、水文地理环境复杂或特殊的水域，为船舶指示航线、转向点、航道起始点、浅滩、暗礁等，是船舶安全有效航行的重要保障^[1]。传统航标分为水上标志和岸上标志：水上标志包括浮标和灯船等；岸上标志包括灯塔、灯桩和导标等。

传统航标通过航标的颜色、闪频、灯光、外形等灯质为船舶驾驶员提供航道水域信息，值班驾驶员通过目视、眺望等来获取相关信息，从而安全驾驶船舶。传统航标的这种助航方式简单直观，但是却存在着很多不足：

1. 传统航标是通过灯质这种物理方式来提供助航信息，随着风浪流的变化，传统航标所传达的信息和位置可能会存在偏差，不能够提供准确的信息。
2. 值班驾驶员是通过眼睛观察的方式来获取信息，而这种方式很容易受到天气和环境的影响，比如雨雪天气。
3. 传统航标采用定时维护的方法，航标监测部门需要投入大量的人员和巡航船舶定时检查，不仅麻烦，而且时效性差
4. 传统航标灯质复杂，但是能够提供的信息却很难满足现代航海要求

为了弥补传统航标的不足，IMO在倡导“E-Navigation”的同时，也将很多的精力放在了航标数字化上，而国内海事部门及各类海事院校也在积极研究数字化航标，通过大量的理论和实验支持，将计算机技术与传统航标相结合，使航标能够更为准确高效地提供助航信息，同时航标维护也变得更为简单，更有针对性。

1.2 AIS的应用发展

船舶自动识别系统（Automatic Identification System，简称AIS系统）是由岸基（基站）设施和船载设施共同组成，是一种新型的集网络技术、现代通信技术、计算机技术、电子信息显示技术为一体的数字助航系统和设备^[1]。AIS能够利用GPS将船名、船公司、呼号等静态信息和船位、船速、船首向等动态信息通过甚高频（VHF）向附近的船舶及岸基广播，使附近船舶和岸基能够实时掌握船舶动态，并通过互相通话，使船舶安全、有序、高效的航行。

随着海洋运输的发展，船舶运输的数量、种类和质量在增加，同时船舶的船型和速度等也在朝着大型化和快速化发展，航道内交通管理也变得复杂和紧张，雷达、ARPA和VHF语音通信等的传统信息交流手段已经无法满足时代的要求，海事监管部门迫切需要一种能准确识别、高效通信的新技术。上世纪90年代初期，IALA率先提出了AIS应答器，在IMO NAV 38会议上，DSC AIS应答器的提案的提案被通过。1998年IMO第69届海安会批准了“关于通用船载自动识别系统的性能标准”的建议案，奠定了AIS的实施基础。2000年IMO第73届海安会通过了AIS强制装载的决定，在2002年的IMO大会上，SOLAS的成员国做出强制装载的具体决定并实施。