文档介绍：基于AIS的船舶避碰系统方案研究上海海运学院商船学院孔凡邵。贾海辞【内容提要】AIS可利用其先进的通讯手段自动提供高精度信息,其中包括了许多可用于避碰的信息。随着 AIS的强制实施与AIS设备广泛装船使用,基于AIS的船舶避碰系统特有着广泛的应用前景。本文着重探讨基于 AIS信息的船舶避碰系统的组成、动态模型的建立、信号处理等,最终为船舶避碰提供了一种新方法,使AIS技术在海上交通安全中发挥更多更重要的作用。关键词:AIS避碰应用恒速模型 Kalman滤波 l引言× 为r保证航行安全,船舶需要准确掌握其周围航行水域其他船舶的动、静态信息。使用雷达虽然能够获得它船的存在和动、静态数据,但其精度及作用范围有限,目前船用雷达的量程只能达到几十海里,分辨率也不会超过 30m。并且雷达由于其本身的原因,测向精度较差。这就使得雷达在日益繁忙的海上交通,特别是在港区、沿海水域的使用方面有一定的局限性。另外,雷达易受天气、海况和地形影响。航行中,为了沟通和了解对方船舶的信息和操船意图,岸船、船船之间的通信仍然依靠甚高频无线电话进行通信联系。目前这种通信方式均由人工来完成,效率不高,有时还会因为设备操作及语言交流上存在的问题而不能及时沟通,误解对方船舶的信息和操船意图,进而导致危险局面的发生。因此,船舶自动识别系统——AIs的出现为上述问题的解决带来了希望。随着AIS的强制实施与AIS设备的广泛装备,使得船舶认知其航行区域内其他船舶航行动态及船舶碰撞危险的能力进一步加强,基于AIS的船舶避碰系统在不远的未来将有着广泛的应用。 2基于AIS船舶避碰系统及新型v1's 应用AIS技术,既可以获取并认知船舶位置,又可以同时获取监视船舶的相应信息。基于AIS技术的新型 VTs如图1所示。由于卫星通信技术的介入,可以使岸与船、船与船之间能够自动交换和显示各自所需的信息数据,自动进行识别通信,从而让VTS操作员和船舶驾驶员摆脱r繁琐的船舶认知及信息服务工作,而将重点转向船舶操纵及交通组织方面,。在基于AlS技术的新型VTS中, 船舶的动态信息(船位、航向、航速等) 是由多个传感器收集得到的,有时几个传感器可以提供同一个航行参数。针对这种情况,有关专家们提出了数据融合的问题。由于GPS信息的高精度,数据融合以GPS信息作为最高优先级。其他传感嚣数据作为有益的补充。但因为 GPS存在人为干扰的问题,定位精度有时得不到保证;另外在高噪声条件下, 也容易导致GPS接收机对导航卫星的失锁而丧失功能。这些都要求在现实条件下,对于基于AIS技术的船舶避碰系统中的数据进行处理。在提供船舶动态信息的多个传感器中,有的能提供相同或相近的参数,因此,在它们之间存在一定的相互联系。本文就建立一个基于图1基于AIS的vTs 这些传感器的有效船舶动态模型,并采用一定的算法对基于AIS技术的船舶避碰系统中的数据进行处理,以满足船舶航行安全及港口管理的需要。 3基于AIS技术的船舶避碰系统流程图在基于AIS技术的船舶避碰系统中,船舶避碰系统流程为:首先船舶利用自身的传感器收集自己的船位、对地航向、对地航速等船舶信息,并进行滤波处理,提高信息的准确度;再结合通过AIS系统接收的它船信息,进行羲j:AIS的船舶避碰景统方案研究——喇,凡祁贾簿辞·7 两船之间的避碰数据计算,然