鞏海方（北海航海保障中心航標(biāo)導(dǎo)航處 天津 300456）

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AIS 二進(jìn)制信息區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)探討

鞏海方
（北海航海保障中心航標(biāo)導(dǎo)航處 天津 300456）

摘要：AIS，即通用船舶自動識別系統(tǒng)是一種實(shí)現(xiàn)船舶身份遠(yuǎn)程識別，航行狀態(tài)動態(tài)監(jiān)控，航訊信息即時(shí)交互的綜合性導(dǎo)航設(shè)備。目前我國還處在AIS應(yīng)用的初級階段，應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)還在完善中，信息化方面使用效率不高。本文在對航海用戶及管理者進(jìn)行深入調(diào)研的基礎(chǔ)上，對我國的AIS應(yīng)用信息進(jìn)行分類，根據(jù)我國實(shí)際情況建立我國區(qū)域的應(yīng)用信息協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞：二進(jìn)制 報(bào)文 船臺 識別碼 標(biāo)準(zhǔn)

1 背景

AIS，即通用船舶自動識別系統(tǒng)（Universal Automatic Identification System），是一種實(shí)現(xiàn)船舶身份遠(yuǎn)程識別，航行狀態(tài)動態(tài)監(jiān)控，航訊信息即時(shí)傳遞的綜合性導(dǎo)航設(shè)備。其通過工作在VHF海上通訊頻段的船載臺，向其他船只和沿岸臺站發(fā)送諸如船舶識別碼、位置、方向、船長、船寬、類型、吃水以及是否載有危險(xiǎn)貨物等動、靜態(tài)信息，從而實(shí)現(xiàn)船-船，船-岸之間的數(shù)據(jù)傳遞與信息交換。AIS的特性和功能使它成為增強(qiáng)船舶航行安全和提高船舶交通管理效率的新型重要工具。

隨著AIS船臺的大量普及，越來越多的船舶開始安裝。同時(shí)，海事系統(tǒng)也建立了完善的沿海AIS岸基網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和內(nèi)河AIS岸基網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。如何利用AIS岸基網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為船舶提供更優(yōu)良的助航服務(wù)，是AIS應(yīng)用的重要研究方向。

而傳統(tǒng)AIS二進(jìn)制信息的應(yīng)用主要有兩種，一種是船與船或船與岸進(jìn)行類似手機(jī)短信的信息傳輸；另外一種是海事系統(tǒng)利用AIS岸基設(shè)備播發(fā)水文、氣象、潮汐、航行通告等應(yīng)用信息。由于缺少相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，播發(fā)的信息在AIS船臺上的顯示形式是以英文文本的方式，給我國的航海用戶造成閱讀困難。同時(shí)非標(biāo)準(zhǔn)化的AIS二進(jìn)制信息冗余大，傳輸?shù)挠行畔⒘啃?。因此，有必要根?jù)我國實(shí)際情況建立我國區(qū)域的應(yīng)用信息協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。

2 應(yīng)用局限性

在AIS信息應(yīng)用方面，主要用于船舶識別、航行安全信息、氣象水文等信息的接收，隨著我國AIS岸基網(wǎng)絡(luò)的逐步完善，AIS系統(tǒng)已經(jīng)從最初的船舶避碰發(fā)展成為保障航行安全的基礎(chǔ)設(shè)施和助航系統(tǒng)，同時(shí)在船舶調(diào)度、水域監(jiān)管、企業(yè)管理等方面發(fā)揮了一定的作用。今后AIS系統(tǒng)將逐步成為我國水路運(yùn)輸重要的數(shù)字化、信息化交互平臺。但是由于AIS系統(tǒng)發(fā)展時(shí)間較短，各類應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)還不完善，在AIS信息應(yīng)用中還存在信息內(nèi)容不規(guī)范、語言閱讀困難、顯示不直觀等問題，造成有些小型船舶放棄使用AIS信息，甚至產(chǎn)生不愿意使用AIS設(shè)備的情況。

2.1AIS應(yīng)用信息不規(guī)范、不全面、不及時(shí)

各信息發(fā)布單位根據(jù)自身情況發(fā)布航行安全信息、水文氣象信息，信息內(nèi)容千差萬別，信息格式也各不一樣，信息時(shí)效性不強(qiáng)，這樣一方面?zhèn)鬏斄舜罅繜o效信息，還占用大量的AIS信道資源，給航海用戶帶來很多不便，參與調(diào)研的大部分航海用戶都認(rèn)為接收到的有用信息較少，時(shí)間長了，便不再關(guān)注AIS接收到的信息，甚至不去查看AIS信息，這對AIS系統(tǒng)的推廣帶來了不利影響。

2.2AIS信息閱讀不方便

由于目前我國AIS二進(jìn)制信息播發(fā)采用的是國際通用的1371中所定義的英文文本傳輸顯示方式，且英文字母中只按照大寫字母傳輸，大部分用戶存在閱讀困難，幾乎所有參與調(diào)研的專家都認(rèn)為即便是專業(yè)人員在讀取英文文本信息時(shí)，也不是很方便，有個別用戶提出，每次識別這些信息時(shí)需要先把英文文本記錄下來，轉(zhuǎn)換成小寫英文字母后再翻譯，給實(shí)際工作帶來很大不便。

2.3電子海圖系統(tǒng)不能及時(shí)更新

目前大部分船舶都已安裝電子海圖系統(tǒng)，但由于我國沒有針對AIS系統(tǒng)電子海圖的安裝還沒有制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，且航海用戶對電子海圖的認(rèn)識不足，現(xiàn)有船舶電子海圖系統(tǒng)大都采用的是紙質(zhì)海圖經(jīng)過掃描處理后的海圖系統(tǒng)，在海圖更新方面存在困難，而受沿海區(qū)域基礎(chǔ)建設(shè)、航道修整等多方面的影響，現(xiàn)有使用的海圖與實(shí)際海圖有較大差別，在電子海圖中顯示的航行安全信息也往往有較大出入，導(dǎo)致現(xiàn)有電子海圖系統(tǒng)被閑置，造成資源浪費(fèi)。

2.4AIS岸基中心軟件中船舶信息顯示滯后

現(xiàn)有AIS岸基中心軟件顯示船舶的位置信息有明顯的滯后，主要有：1、軟件中看到的船舶一直停留不動，但實(shí)際上船舶已經(jīng)移動；2、在軟件中顯示的船舶信息不全，有些船舶在軟件中沒有顯出出來，但通過系統(tǒng)回放查看時(shí)，又可以顯示出船舶的軌跡。另外在軟件使用中還存在以下問題：1、網(wǎng)絡(luò)版信息與試用版信息顯示不一致；2、監(jiān)控時(shí)會出現(xiàn)掉線現(xiàn)象，需要重啟；3、查詢功能不方便，以前版本具有鼠標(biāo)右鍵顯示船信息的功能，現(xiàn)有版本卻沒有；4、短信功能操作不方便，沒有使用起來。

2.5船舶錄入信息不規(guī)范

在北方海區(qū)調(diào)研時(shí)，有專家提出現(xiàn)有船舶在錄入船舶信息時(shí)不規(guī)范，造成港口管理上的不便。

3 現(xiàn)狀

目前播發(fā)的AIS信息主要以AIS二進(jìn)制信息和AIS安全相關(guān)信息，播發(fā)方式采用點(diǎn)對點(diǎn)和廣播兩種方式，播發(fā)的內(nèi)容格式基本一致。AIS二進(jìn)制信息通過6號尋址報(bào)文和8號廣播報(bào)文播發(fā)；AIS安全相關(guān)信息通過12號尋址報(bào)文和14號廣播報(bào)文播發(fā)。其報(bào)文格式如下：

報(bào)文6

參 數(shù)　比特?cái)?shù)　說 明報(bào)文識別碼　6　報(bào)文6的識別碼為6轉(zhuǎn)發(fā)信號　2　轉(zhuǎn)發(fā)器用以指示該報(bào)文已被轉(zhuǎn)發(fā)的次數(shù)，< 0…3 > 系統(tǒng)預(yù)置于0；3:= 不再轉(zhuǎn)發(fā)源站識別碼　30　原發(fā)報(bào)文臺站的MMSI號碼序列號碼　2　 <0…3>目的站識別碼　30　目的臺站的MMSI號碼重發(fā)標(biāo)志　1　重發(fā)標(biāo)志: 0:= 未重發(fā)(系統(tǒng)預(yù)置)； 1:= 重發(fā)的備用碼　1　不用。應(yīng)設(shè)為零二進(jìn)制數(shù)據(jù)　最多936應(yīng)用識別碼　16比特應(yīng)用數(shù)據(jù)　最多920比特，應(yīng)用數(shù)據(jù)總的比特?cái)?shù)　最多1008根據(jù)子字段報(bào)文內(nèi)容的長度而不同，占據(jù)1…5個時(shí)間槽。報(bào)文8參數(shù)　　比特?cái)?shù)　　說 明報(bào)文識別碼　6

參數(shù)　比特?cái)?shù)　說 明轉(zhuǎn)發(fā)信號　2源站識別碼　30備用碼　2二進(jìn)制數(shù)據(jù)　最多968總的比特?cái)?shù)　最多1008占用1…5個時(shí)間槽

報(bào)文12報(bào)文14

參 數(shù)　比特?cái)?shù)　說 明報(bào)文識別碼　6　報(bào)文12的識別碼為12轉(zhuǎn)發(fā)信號　2　轉(zhuǎn)發(fā)器用以指示該報(bào)文已被轉(zhuǎn)發(fā)的次數(shù)，< 0…3 > 系統(tǒng)預(yù)置于0；3:= 不再轉(zhuǎn)發(fā)源站識別碼　30　原發(fā)報(bào)文臺站的MMSI號碼序列號碼　2　 <0…3>目的站識別碼30　目的臺站的MMSI號碼重發(fā)標(biāo)志　1　重發(fā)標(biāo)志: 0:= 未重發(fā) (系統(tǒng)預(yù)置)； 1:= 重發(fā)的備用碼　1　不用。應(yīng)設(shè)為零安全相關(guān)數(shù)據(jù)最多936應(yīng)用識別碼　16比特應(yīng)用數(shù)據(jù)　最多920比特，應(yīng)用數(shù)據(jù)總的比特?cái)?shù)　最多1008根據(jù)子字段報(bào)文內(nèi)容的長度而不同，占據(jù)1…5個時(shí)間槽。

參數(shù)　比特?cái)?shù)　說 明報(bào)文識別碼　6　報(bào)文14的標(biāo)識符；始終為14轉(zhuǎn)發(fā)信號　2　轉(zhuǎn)發(fā)器用于顯示報(bào)文已被重發(fā)的次數(shù)；<0…3>；預(yù)設(shè):= 0；3:= 不再轉(zhuǎn)發(fā)。源站識別碼　30　源站的MMSI號碼備用碼　2　不用。應(yīng)設(shè)為零。安全相關(guān)數(shù)據(jù)最多968　應(yīng)用識別碼　16比特應(yīng)用數(shù)據(jù)　最　多952比特；應(yīng)用數(shù)據(jù)總的比特?cái)?shù)　最多1008占用1…5個時(shí)間槽

根據(jù)ITU 1371標(biāo)準(zhǔn)，這四類信息中負(fù)責(zé)記錄應(yīng)用數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)項(xiàng)包括應(yīng)用識別碼和應(yīng)用數(shù)據(jù)，應(yīng)用識別碼由DAC（指定區(qū)域碼）和FI（功能識別碼0～63）構(gòu)成，而應(yīng)用數(shù)據(jù)部分只對部分二進(jìn)制信息格式進(jìn)行了規(guī)定。第55次國際海事組織航行安全分委會提出了新的AIS二進(jìn)制信息的國際格式標(biāo)準(zhǔn)（DAC為001）。該標(biāo)準(zhǔn)對水文氣象、潮位、船員人數(shù)等20類應(yīng)用的二進(jìn)制信息格式、播發(fā)模式、播發(fā)間隔以及船臺對二進(jìn)制信息的顯示進(jìn)行了要求。一些國外廠家根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)研發(fā)出AIS輔助設(shè)備，成功實(shí)現(xiàn)了AIS二進(jìn)制信息由文本向圖形化的轉(zhuǎn)變。如下圖所示：

圖1　潮汐顯示界面

圖2　水文氣象顯示界面

我國這項(xiàng)應(yīng)用目前基本處于空白階段。因此有必要根據(jù)我國的實(shí)際情況建立我國的AIS二進(jìn)制信息區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)（DAC 為412、413）。

4 思路

由于我國DAC為412、413，同時(shí)FI為0～63，因此我國可以定義的二進(jìn)制信息類型為2×64類，資源量十分豐富。因此有必要做好前期規(guī)劃。此次方案將我國的AIS二進(jìn)制信息分為兩類應(yīng)用：一類為水文、氣象、潮汐、助航指南等可以實(shí)現(xiàn)在AIS船臺顯示終端上通過電子海圖進(jìn)行圖形化顯示的應(yīng)用，DAC為412；一類為通過特定編碼實(shí)現(xiàn)在AIS船臺顯示終端上顯示海事局播發(fā)的報(bào)警、提示類的中文文字信息，DAC為413。

DAC為412的圖形化信息，主要需要調(diào)研了解用戶所需的助航服務(wù)以及AIS信息播發(fā)所涉及的政策、法律等因素。制定信息類別，比如水文、氣象、潮位等，對每一類信息中數(shù)據(jù)位進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)定義來表示不同的數(shù)據(jù)內(nèi)容。比如氣象信息（實(shí)例）：

參數(shù)　比特?cái)?shù)　說 明指定區(qū)域碼　10　 412功能識別碼　6　 1經(jīng)度　24　氣象信息的區(qū)域緯度　25時(shí)間　16　采用年-月-日-時(shí)-分，氣象數(shù)據(jù)時(shí)間平均風(fēng)速　7　按照風(fēng)速的表示情況輸入最大風(fēng)力　7風(fēng)向　9陣風(fēng)風(fēng)向　9溫度　11氣壓　7

DAC為413的漢字信息，需要了解海事系統(tǒng)播發(fā)的文本模板，在終端集成不同類型的文本格式，對特定的數(shù)據(jù)進(jìn)行定義實(shí)現(xiàn)在AIS船臺顯示中文的功能。

同時(shí)，由于大部分船舶在選擇AIS設(shè)備時(shí)沒有對電子海圖的維護(hù)更新引起足夠重視，且我國電子海圖管理部門還沒有建立完善的維護(hù)更新機(jī)制，造成現(xiàn)有大部分船舶電子海圖系統(tǒng)不能更新，由此帶來在電子海圖中各類信息顯示不準(zhǔn)確的問題，給航行安全帶來不利影響，因此應(yīng)統(tǒng)一協(xié)調(diào)安排，建立一條快速、有效的AIS電子海圖更新維護(hù)機(jī)制，在沿海各地設(shè)立電子海圖更新服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。

5 結(jié)束語

e航海概念的提出、現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展，AIS岸基網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的不斷成熟，為解決目前AIS系統(tǒng)在使用中存在的各類問題，規(guī)范AIS二進(jìn)制信息應(yīng)用，提高我國航海用戶對AIS系統(tǒng)的使用效率，提供了越來越便利的條件。將AIS應(yīng)用信息進(jìn)行分類，以達(dá)到更高的資源利用率，為船舶遠(yuǎn)洋航行提供更加可靠的技術(shù)保障服務(wù)，將會有更加廣闊的發(fā)展前景。

參考文獻(xiàn)

[1]《IHO/IMO WORLD-WIDE NAVIGATIONAL WARNING SERVICE GUIDANCE DOCUMENT Special Publication No.53》(國際海道測量組織/國際海事組織全球航行警告業(yè)務(wù)指導(dǎo)文件特別出版物第53號)

[2]《中華人民共和國航行警告標(biāo)準(zhǔn)格式》（GB17577.2-1998）