CN202615628U - 一种以ais为基础的近海水上智能交通管理*** - Google Patents

一种以ais为基础的近海水上智能交通管理*** Download PDF

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季本山
张玲新
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Abstract

本实用新型涉及一种以AIS为基础的近海水上智能交通管理***，包括船载自动识别***、岸基数据采集站和***服务器，所述船载自动识别***与沿海岸线设置的岸基数据采集站之间建立无线通信链接；所述岸基数据采集站通过互联网与所述***服务器实现数据通信。本实用新型可以提高水上交通管制效率。

Description

一种以AIS为基础的近海水上智能交通管理***
技术领域
本实用新型涉及物联网技术中的水上交通管理***，特别是涉及一种以AIS为基础的近海水上智能交通管理***。
背景技术
根据《1974年国际海上人命安全公约》修正案的要求，国际海事组织（IMO）推行的全球海上遇险与安全***（GMDSS）全面实施已近十年了，对于远洋运输船舶而言，船舶都配备了卫星通信包括INMARSAT-B、INMARSAT-C、INMARSAT-F船站和地面通信包括中高频、甚高频等设备，建立了高效、可靠的海上通信网，为执行远洋搜救任务、保障海上人命和财产安全、最大限度地满足海上安全运输生产发展提供了保障。在我国的具有较长的海岸线，又有长江等内河运输网，拥有大量的小吨位近海运输船舶，这些只配备了甚高频VHF通信设备的沿海运输船舶在国内经济贸易中起着至关重要的作用。加强近海运输船舶科学的、智能化管理，保证人民生命与财产安全，提高经济效益是研究近海水上智能交通***的目的。将物联网技术应用到交通***，形成智能交通***即ITS，实现对交通的实时控制与指挥管理，交通信息采集是ITS关键子***，也是发展ITS的基础。
国际航行船舶采用雷达对海上的目标进行测定与跟踪，但因其自身的局限性，雷达不能识别目标船舶的船名、呼号、船舶大小、吃水及操纵意图等信息，并且雷达的工作性能受到气象、海况及周围地形的影响。为了解决船舶跟踪与识别问题，国际航标协会及西北欧的有关国家率先进行了船载自动识别***（Automatic Identification System简称AIS）研究与开发，最终得到国际海事组织（IMO）采纳与推行。
AIS采用甚高频（VHF）无线电通信技术，***包括船载AIS发射机（高功率为25W，低功率为2W）和岸基AIS电台，VHF的传输特性决定了AIS***的作用范围在25n mile（海里），沿海各国政府都相继建立了岸基台，确保AIS***的正常运行。
船载AIS发送的数据有三种不同类型：（1）静态或固定信息，此类信息在设备安装时被输入到AIS，如海上移动业务识别（MMSI）、呼号与船名、船舶类型、IOM编号等信息；（2）动态信息，此类信息除“航行状态”信息外，其余者是通过连接AIS的船舶传感器提供与更新，如船舶对地航向、位置（经纬度）、船首向、对地航速、航行状态等；（3）与航次有关的信息，此类信息是在航行中通过手动录入与更新。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种以AIS为基础的近海水上智能交通管理***，、提高水上交通管制效率。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种以AIS为基础的近海水上智能交通管理***，包括船载自动识别***、岸基数据采集站和***服务器，所述船载自动识别***与沿海岸线设置的岸基数据采集站之间建立无线通信链接；所述岸基数据采集站通过互联网与所述***服务器实现数据通信。
所述岸基数据采集站包括岸基自动识别***、地理数据信号发生器和数据处理服务器；所述岸基自动识别***分别与所述地理数据信号发生器和数据处理服务器相连。
所述数据处理服务器的采集电路包括依次相连的服务器接口电路、RS422/232转换电路和AIS输出接口电路。
所述数据处理服务器还与甚高频数字呼叫设备相连。
有益效果
由于采用了上述的技术方案，本实用新型与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：
1、本发明硬件资源投入少。AIS已投入使用多年，沿海岸的AIS基站已完全形成网络，在此基础上建立物联网投入少。
2、不占IP地址资源。IMO给每一艘远洋运输船舶赋予一个海上移动业务识别码（MMSI），使每一艘船舶与MMSI唯一对应，这样用AIS作为物联网的数据采集传感器，就不需要给每一艘船舶再设一IP地址，节省了IP资源。
3、稳定、可靠。自2004年7月AIS在300总吨以上船舶配置使用以来，AIS稳定可靠的工作为船舶航行安全、提高交通管制效率作出了贡献。因此用AIS作为物联网的数据采集传感器，充分利用了AIS的信息资源，为整个***的稳定奠定了基础。
附图说明
图1是本实用新型的近海水上智能交通管理***框图；
图2是本实用新型中岸基数据采集站组成框图；
图3是数据处理服务器的采集电路原理图；
图4A是本实用新型第一部分工作流程图；
图4B是本实用新型第二部分工作流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本实用新型的实施方式涉及一种以AIS为基础的近海水上智能交通管理***，如图1所示，包括船载自动识别***、岸基数据采集站和***服务器，所述船载自动识别***与沿海岸线设置的岸基数据采集站之间建立无线通信链接；所述岸基数据采集站通过互联网与所述***服务器实现数据通信。
近海水上智能交通***主要由船载AIS、岸基数据采集站和***服务器三大部分组成。船载AIS属于标准配置，有Class AAIS和Class B AIS两种类型，设备结构基本一样，功能上存在细微差别，前者完全满足IMO关于AIS性能标准的要求，为远洋运输船舶所使用。后者是一种简易型的AIS，可使用在内河或近海运输船舶上。本实用新型的***还与船公司、交通管制中心（VTS）和海上搜救中心（RCC）通过互联网进行数据交换。
如图2所示，所述岸基数据采集站包括岸基自动识别***、地理数据信号发生器和数据处理服务器；所述岸基自动识别***分别与所述地理数据信号发生器和数据处理服务器相连。在图中岸基AIS采用标准Class A AIS作无线电射频识别（RFID）单元，为了减少硬件的投入，提高***的可靠性和稳定性，每个岸上数据采集站的地理位置数据不用GPS或DGPS直接产生，而是用DGPS实地测得每个岸基数据采集站的经纬度，再用MCS-51单片机或数字信号处理器（DSP）按规定的通信协议模拟地理位置信号发送给AIS的数据输入接口。甚高频数字呼叫设备（VHF DSC）用于船舶失踪12小时后紧急呼叫。
如图3所示，所述数据处理服务器的采集电路包括依次相连的服务器接口电路、RS422/232转换电路和AIS输出接口电路。数据处理服务器通过硬件采集电路如图3，获得AIS的输出信息。服务器对AIS的信息进行转换，取出不同数据域中的数据，存入数据库，以供网络用户共享。建立数据库，数据库的关键为：海上移动业务标志（MMSI）、船名、呼号、船舶IMO编号、船长、船宽、船舶类型、船舶吃水、目的港、预计抵达时间、在船人数、船舶状态、航行状态、船舶位置、航速、航向等。
根据上述近海水上智能交通***构思方案，组建岸上AIS数据采集网络***，用每个采集站可用高配置的PC机作为服务器，用SQL建立数据库，按***设计思想编程。由一台ClassA型的AIS组成的位于长江边数据采集站，结果在长江航行的过往船舶的静动态信息数据完整地被采集到数据库中。
如图4A和图4B所示，本***以现有的AIS技术为基础，在沿海岸线上以每间隔约50mile距离点上就建立一个岸基数据采集站，构成***数据采集网络，完成近海运输船舶动态信息的采集工作。岸基服务器对采集的数据进行分析、处理并存储，第一次被岸基数据采集站获得的船舶数据，被提取后将船位数据实时传送给船舶公司的指定邮箱，使船公司及时掌握船舶动态，组织调度港口、货物等工作；其后***会跟踪船舶航行状态，定时或定距离向船公司发送船位报告，直到船舶离开岸基站的作用范围。并将最后一次采集到的数据传送给下一个岸基站。***一旦失去跟踪的目标船，根据船舶的目的港进行判断，对于外贸船舶会离开***的作用范围，这时将该船舶最后一次数据存储并传送给海岸电台或交通管制中心（VTS），说明该船舶已离开***监控范围；对于内贸船舶则继续查询下一个岸基站对该船采集数据，经2小时后仍然相关信息，***自动将该船舶航行状态设为异常并通知船公司查核该船的航行动态；6小时后无信息***就通知岸基站附近的交通管制中心，用无线电话呼叫查询该船舶；12小时后***自动打开甚高频数字选择性呼叫设备（VHF DSC）紧急呼叫失踪船舶；超过24小时***将船舶数据自动传送给海上搜救中心（RCC），采取全面搜救行动。被***将航行状态设置为异常的船舶，解除异常状态，由本船通过VHF DSC向***申请消除异常或船公司登录到***网站上消除异常状态。

Claims (4)

1.一种以AIS为基础的近海水上智能交通管理***，包括船载自动识别***、岸基数据采集站和***服务器，其特征在于，所述船载自动识别***与沿海岸线设置的岸基数据采集站之间建立无线通信链接；所述岸基数据采集站通过互联网与所述***服务器实现数据通信。
2.根据权利要求1所述的以AIS为基础的近海水上智能交通管理***，其特征在于，所述岸基数据采集站包括岸基自动识别***、地理数据信号发生器和数据处理服务器；所述岸基自动识别***分别与所述地理数据信号发生器和数据处理服务器相连。
3.根据权利要求2所述的以AIS为基础的近海水上智能交通管理***，其特征在于，所述数据处理服务器的采集电路包括依次相连的服务器接口电路、RS422/232转换电路和AIS输出接口电路。
4.根据权利要求2所述的以AIS为基础的近海水上智能交通管理***，其特征在于，所述数据处理服务器还与甚高频数字呼叫设备相连。
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