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港口引航中的AIS技术运用
港口引航和港外沿海或者大洋航行不同,引航员也要时时刻刻掌握巷道、其他船只、附近天气水文等信息,并且使船舶能够在制定航线上行驶,所以对于船位控制和船舶定位精确性具有较高的要求.在船舶导航定位技术不断发展的过程中,船舶也都普遍安装了测探仪、A RPA雷达和GPS导航定位等一系列的设备,但是此类设备已经无法满足引航员精确、直观且迅速定位的需求.引航员一直使用直观的定位手段,通过雷达、灯浮、岸标等对船舶是否在航道中航行进行判断,从而规避船只出现碰撞危险,但是因为此种方式的可见度和灯标亮度等因素的影响,限制了引航,目前引航员需要更加直观和便捷,并且满足引航需求的定位导航装备.基于AIS港口船舶引航系统是一种为引航工作专门设计的高科技装配,也是引航设备方面的创新,其能够脱离其他设备自己工作,对灯浮、航道、水深、码头、航线、岸标等电子海图实时的显示,并且还能够显示AIS船舶、引航船舶及本船的同比动态,实现信息的精准直观定位,为引航员提供实时、精准及全天性的定位导航,有效缓解引航工作过程中的导航定位压力,保障港口生产安全性.并且还能够实现快捷且直观的安全监督及动态调度,有效促进引航调度及安全管理监督的信息化.
1.AIS技术船舶航行轨迹的形成
AIS技术属于一种船舶自动识别系统,其主要包括船载设备和岸基设备,并且还包括各种现代先进技术,比如网络技术、通信技术、计算机技术和电子信息显示技术,通过一系列设备和技术构成的数字助航系统.其主要是通过GPS系统完成船舶位置、船舶速度、航向及改变率和呼号、吃水、船名称相互结合,朝着附近的船舶和港口进行广播,使其能够掌握船舶静态和动态信息.表1为自主模式中船舶动态信息更新率,通过表可以看出来,在技术不断成熟的过程中,AIS技术提供的信息具有较高的可靠性,并且和现场的实际情况越来越接近.所以,在港口船舶引航中使用AIS技术能够提高引航员操作水平.因为AIS技术在信息类型不同中使用更新时间也不同,动态信息的改变是通过船舶的行驶方向、状态和行驶速度不同实现的,静态信息的改变时间是每隔六分钟变化一次,信息的不同表示间隔时间也各不相同.
船舶航行轨迹的回放功能是以线离散成点的思想为基础,使用点到点和轨迹插值的算法实现.首先就要对船舶航行轨迹起点时间和终止时间进行查询,之后将这个时间段的船舶航行位置起始数据进行提取,通过文字或者海图的方式进行展示.图1为A IS信息收集器和信息融合系统的机构,其中A I S 接收机和罗经、计程仪、GPS相互连接,接收机使用串行方式实现船舶和目标船舶信息数据的输出,AIS收集器实现了船舶信息的保存.要想得到A IS轨迹,就要通过以下方式进行.其一,实现存储再打开,引航人员在信息保存过程中通过电子海图显示器通过需要调出的船舶航行轨迹和信息.第二种方式为实时轨迹的查询,其主要基础就是要通过电子海图系统利用AIS系统对目标船信息进行接收,从而对航行轨迹进行查询.
2.AIS技术在引航中的使用技术
其一,调度指挥.在进行港口引航过程中,要求船舶动态信息具备良好的精准性,包括船舶、调度、代理等多方面的内容,并且引航过程中可能会受到多种因素的影响,导致整个工作操作较为复杂,虽然使用AIS还是要以实际为基础,认真对待引航管理工作.比如,抛锚位置、巷道通道、船舶抵达港口的时间及船舶的运行状态,都会对港口的引航效果造成一定的影响,其中不管是哪条信息延迟都会出现变化,影响到船舶的运行.那么为了能够有效提高引航调度的效果,可以通过A IS和电子海图对船舶的动态信息进行及时的掌握.
其二,引航监控.港口引航人员要根据引航实际需求传递操作指令,从而实现船舶在航行过程中的正常指挥,通过AIS和雷达获得通航信息.因为港口的工作环境较为复杂,会影响到引航员的工作精力和下达指令的精准性,使引航安全性进一步的降低.在引航监控方面使用AIS技术,利用AIS技术和电子海图实现船舶动态信息的掌握,从而能够将助航信息下达给引航员,以此能够有效避免违规操作的现象出现.
其三,引航计费.在进行引航计费工作过程中,其会受到船舶位置、引航员及锚地登船和离船时间的影响,如果其中一项数据出现差错,就会导致引航计费错误的情况,为引航机构带来较大的经济损失,并且影响到港口引航的服务质量.使用AIS技术能够通过电子海图的回放功能,从而实现计费参数精准性的提高,从而实现收费核查效果的进一步提高,避免由于引航计费错误导致工作出现问题,以此有效提高港口引航的服务质量.
3.基于AIS技术的港口引航系统
3.1系统的构成
港口引航系统主要包括监管中心和船载终端两大部分,图2为基于A IS技术的港口引航系统构成.
在监管中心中创建数传电台,从而实现船载终端和监管中心的双向高速数据通信.之后设置AIS和差分信号的接收机,利用数传电台将引航船信息、A I S及差分数据等广播到船载终端中,确保船载终端的高精度定位.A I S 船舶和其他被引航船的显示通过岸上监管中心及船载终端实现.监管中心中的监管软件实现多用户监管的支持.
图3 为船载终端,其主要包括两部分构成,第一部分为接收处理终端,第二部分为便携电脑显示终端,这两部分主要通过内置短距离数传电台创建无线数据通信,从而能够有效保证显示终端能够根据引航员的瞭望需求随时随地的进行移动,接收处理终端主要通过数传电台、OEM、DGPS、控制电路主板和短距离数传构成,从而能够有效实现高精度定位及高速的数据通信,并且还能够利用短距离数传电台无线实现便携电脑的连接.
3.2船载终端的功能
其一,在标准的电子海图中能够将全港的被引航船及AIS船同比动态船型、航速、运动矢量、航向数据进行实时的现实,如果被引船只偏离巷道或者偏离警戒线会自动报警,对引航的动态数据进行自动保存,并且还能够查询和回放.
其二,在标准电子海图中能够将巷道、锚地、灯浮、船标等信息完整的进行显示,对本船及A IS船舶的同比动态串行、经纬度、运动矢量、航速信息进行实时显示.
其三,能够实现靠泊和航行、黑夜和白天及晨昏的自由切换,取消矢量线控制,控制电子方位线功能,辨别船型等.
4.港口引航中的AIS技术
4.1AIS技术在港口船舶交通流中的使用
将水域在一段时间中,不同船只的航行轨迹绘制到同一张图中,能够将船舶航迹的分布充分的显示出来,也就是航迹分布图.AIS技术在监管部门中使用较为广泛,比如某定线制在实施过程中设置了环形道和警戒区,在实施此线之前,相关研究所将AIS轨迹作为急促,对此线中的交通流进行了全面的分析和处理,船舶在航行过程中具有针对性的线路,在电子海图中实现所有船舶轨迹线的叠加,从而创建宏观的轨迹图.船舶的轨迹图分布指的就是船舶的流量,如果轨迹图上面的线分布较为密集,那么就表示船舶的流量较大,如果轨迹图中的线分布较为稀少,表示船舶流量小.最后创建定线制航道及警戒区,利用AIS进行轨迹分析,能够对不同截面中船舶详细流量进行查看,比如出港、进港总流量,还能够对截面中任意的详细流量进行查看,从而能够对此界面中船舶流量的详细情况进行全面掌握.并且通过AIS信息中的船向和船种速度等信息实现航迹的分析,能够通过引航调度部门调配引航的时间,实现船艇和车辆的合理安排.对船舶的流量分布进行全面的掌握,在引航操作过程中具有重要的作用.为了促进引航的规范性,引航站要将船舶的航迹线和自身的经验作为基础,从而对引航提供针对性的建议,通过引航对船舶操作进行监控,为引航员提供建议及警示.
4 . 2 A I S技术在水上交通中的应用
根据一定的日期对AIS船舶航行历史轨迹进行查询,能够实现每艘船舶具体的航行轨迹,并且对航迹线中的所有关键点位置及历史记录进行查询,对船舶的历史运行情况进行掌握,并且还能够监控船舶的工作,对水上交通的分析提供基础.比如,如果港口出现交通事故的时候,能够通过轨迹回放对目前船舶速度、位置和航向进行精准的定位 ,在一定将时间点将船舶当时的速度及方向改变情况进行调查,从而对驾驶人员操作的理念和方法进行分析,以此对出现事故的原因进行分析.
4.3AIS技术在船舶操纵中的应用
2 0 0 4 年,宁波引航站创建了以AIS技术为基础的引航监控系统,其在应用过程中具有一定的成果.能够通过船舶停靠码头的航迹带分布提出有效的解决方案,针对此方案的步骤及重点内容进行描述,为船舶操作研究提供基础.其最显著的案例就是某港区靠离泊操作,新港区的开辟及船舶靠离都涉及到了分析、研究、时间和论证的过程,通过实地的考察,创建基础的操纵模式,根据模拟器系统实现模拟操纵,通过操作模拟器分析轨迹,得到操作船舶的信息.之后通过相关的资料和数据实现分析和证实,以此能够获得可行性的结论,从而创建安全有效的引航方案.从而使船舶在靠泊过程中出现的问题进行了有效解决,还促进了引航员工作的安全性.图4为船舶航迹带的分布.
5.结束语
在港口引航过程中广泛应用AIS技术的效果良好,能够得到精确的港口环境及船舶动态的信息,并且还能够促进引航指令的有效性和针对性,并且在引航计费、调度指挥和监控等方面应用效果良好,促进港口引航工作效率的进一步提高.
港口论文范文结:
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