b级ais操作手册（B类AIS信息介绍及其解码显示）

b级ais操作手册（B类AIS信息介绍及其解码显示）B类AIS船载设备能够自动播发与接收动态信息、静态信息与航行相关信息。对于安全相关信息，只能接收不能播发。1.2B类AIS的动静态信息1B类AIS信息介绍B类AIS采用自组织时分多址（SOTDMA）和载波侦听时分多址（CSTDMA）两种协议。B类SO型AIS与A类AIS采用相同的通信模式，会与A类AIS争夺频段资源，增加AIS系统的网络负载，造成设备终端的响应缓慢，影响AIS信息的发送和接收。B类CS型AIS是国际上的通用模式，B类CS型AIS设备听从AIS网络以确定网络是否处于活动空闲状态，并且只有在空闲时才能发送；还要听从于预留消息且满足这些预留消息的要求。这种礼让的运行模式可以保证B类CS型AIS可以共同操作但并不会干扰到其他类型AIS设备。但是英国诺丁汉大学安迪诺里斯教授在《自动识别系统– B类设备对 A类系统的影响》一文中指出，在同一水域之内，若在安装 A类 AIS船载设备的船舶

王朋，安博文

（上海海事大学 信息工程学院，上海 201306）

：在内河和近海区域中大多数中小船舶已经安装B类AIS船载设备。详细介绍了B类AIS信息，重点描述了B类CS型AIS具有的特点，并深入研究了AIS信息的报文结构，利用新的算法对报文解码，将解码后的AIS船舶作为新的图层以船舶图形化的方式显示在地图上，实现了船舶相关信息的查询，方便VTS对接收到的船舶实时监测。

船舶自动识别系统（Automatic Identification System AIS）是一种新型的航海助航设备，其硬件有船舶上的船载设备以及基站设备，技术上则融合了网络和现代通信。对于船舶而言，AIS系统可以有效帮助船舶之间避免碰撞，同时AIS设备结合海图，可以把船舶的相关信息以图形化的方式显示，有利于海事管理。国际海事组织（IMO）强制要求300总吨以上的大中型船舶必须安装A类船载设备，但在内河和近海区域，以大量的中小型船舶为主，为了适应中小型船舶安装 AIS的需要，B类AIS设备应运而生。在不影响AIS网络的情况下，B类AIS设备与A类AIS设备具有相似功能，且价格低廉，容易普及。AIS信息的解码与海图结合显示已经得到了广泛应用，本文采用新的解码方式，并且与一般地图结合，使用方便、高效快捷，可以满足船舶交通管理中心（VTS）对其海域的船舶进行实时监测。

1B类AIS信息介绍

B类AIS采用自组织时分多址（SOTDMA）和载波侦听时分多址（CSTDMA）两种协议。

B类SO型AIS与A类AIS采用相同的通信模式，会与A类AIS争夺频段资源，增加AIS系统的网络负载，造成设备终端的响应缓慢，影响AIS信息的发送和接收。B类CS型AIS是国际上的通用模式，B类CS型AIS设备听从AIS网络以确定网络是否处于活动空闲状态，并且只有在空闲时才能发送；还要听从于预留消息且满足这些预留消息的要求。这种礼让的运行模式可以保证B类CS型AIS可以共同操作但并不会干扰到其他类型AIS设备。但是英国诺丁汉大学安迪诺里斯教授在《自动识别系统– B类设备对 A类系统的影响》一文中指出，在同一水域之内，若在安装 A类 AIS船载设备的船舶有120艘，安装B类CS型AIS船载设备的船舶有300艘的情况下进行测试，存在发生通信冲突的可能性为20%。

1.2B类AIS的动静态信息

B类AIS船载设备能够自动播发与接收动态信息、静态信息与航行相关信息。对于安全相关信息，只能接收不能播发。

其中动态信息包括船舶位置、世界同一时间、对地航行速度、对地航向、转向率等。

静态信息是指与船舶相关的信息，包括唯一标识的呼号、船名、船型（包括长和宽）及定位天线位置等信息。 B类AIS设备通过消息19和消息24周期性发送静态报告。消息19是B类AIS信息位置报告的扩展，增加了船舶类型和大小等信息，是由B类SO型AIS设备发送。可被其他A类AIS设备识别。其消息占用两个时隙，所以CS型B类AIS不能使用该消息。消息24则由B类CS型AIS设备发送，消息24包括24A和24B两部分，24A发射1 min后应发射24B。由于消息24是新规定的，A类AIS不能识别此消息。根据RRECM.13715201402I规定，消息19将不适用于未来设备，所有内容和消息将会被消息18、24A、24B所代替。

不同信息类型在不同的时间期间内有效，需要不同的更新时间间隔。

静态信息和有关航行的信息每6 min更新一次，当数据修正时，按相关规定发送。

动态信息的播发周期取决于速度和航向的变化，如表1所示。有关安全消息播发周期按照相关规定［1］。

1.3B类AIS报文

B类AIS报文分为两种，即VDM（本船收到的其他船舶的报文）和VDO（本船报文）。VDM报文和VDO报文的格式完全相同。报文的长度是有严格规定的，最大长度为82 B。如果编码后的报文太长，则报文需要拆分成多条后分条发送。

图1所示是AIS信息的报文结构，图中的数据信息D是AIS信息的主要内容，其一般格式为“!aaaccc X1 X2 X3 Y C-C Z*hh <CR><LF>”，其中“aaccc”是报文标识，“AIVDM”表示接收到的报文是本船信息；若是“AIVOM”则表示为其他船舶的信息。X1 表示发送本次消息需要的报文条数，X2表示该条报文是本消息序列号，X3是报文识别码，Y 表示AIS频道（A 或 B），C-C是报文的核心部分，如果是多条报文，需要将此消息的多条报文中本字段合并才能获得完整的报文信息。例如，“!ABVDM 2 1 4 B 56:aFKh000032222221=F1@tpN04r0QDv3WSR2169P277000003PC`2RCQp8 0*02”和“!ABVDM 2 2 4 B 88888888888 2*20”是两条报文，合并之后的字符串“6:aFKh000032222221=F1@tpN04r0QDv3WSR2169P277000003PC`2RCQp888888888888”才是有效信息［23］。

Z（0~5）为填出的比特数，因为报文信息是6 bit ASCII文本。hh是校验码，紧接编码后的报文，可以验证数据是否出错。

2AIS信息解码

AIS报文的编码方式采用特殊的编码规则。编码方式采用6 bit的ASCII可见字符（如果直接压缩，可能会产生不可见字符） 这样不仅可以压缩信息，还可以使得信息以ASCII的方式显示，方便以文本的格式进行传输。

计算机通过串口接收AIS报文信息，然后对接收到的报文进行校验，得到完整的报文。接收到的报文以文本的形式保存到硬盘。

程序按行读取硬盘上存储的信息文本，根据报文的X1、X2、X3这三个字段判断是否需要截取合并，获得有效字符串。然后将保存后的有效字符串中的每一个 ASCII字符转换成对应的6 bit二进制码，再将这些6 bit码按顺序组织成6 bit二进制数据串，并经过移位转换后最终保存到8 bit字节串中。单个字符的转换过程，首先需要判断输入编码后的ASCII是否为有效字符，根据8 bit ASCII对照表，可显字符分为两部分，0x30~0x77之间以及0x57~0x60之间。再把单个字符进行转化，在0x30~0x57之间的字符减掉48，然后和0x3f做与运算；0x60~0x77之间的字符减掉56，和0x3f做与运算。将得到的每个新字符保存成字符串。最后按照RRECM.13715协议定义，不同字段从不同的指定位开始，提取指定位宽的数据。信息提取包括对整数和字符串两种存储类型分别进行处理，其中整数类型的最大长度是1~32位［4］。从字符串第一位开始，根据不同消息类型中规定的字段所占的位数，逐个进行截取选择，移位合并成完整的字段，再依照字段规定的有效位数进行修改即可得到需要的船舶信息。

解码出的结果图2所示。

3AIS信息在地图上的显示

B类AIS消息类型中的18和19含有船舶位置报告，即经纬度。经过解码之后即可获得船舶的经纬度信息。经纬度采用的是大地坐标系（大地坐标系是大地测量中以参考椭球面为基准面建立起来的坐标系。地面点的位置用大地经度、大地纬度和大地高度表示。大地坐标系的确立包括选择一个椭球、对椭球进行定位和确定大地起算数据），使AIS船舶可以直接作为新的图层显示在地图上。若使用海图，经纬度坐标还需要进行墨卡托投影，转换之后的AIS船舶才能作为新的图层准确地添加到海图之上［5］。本文加载方法则更为简洁。

地图符号化是表达地图的基本方法，是地图形象化的语言。船舶在地图上显示时，使用自制的船舶符号，符号化显示。本文采用的船舶符号是自制的字体符号库。字体符号是根据船舶的大小和航行速度制作成的大小、形状不一的字体，使船舶大小和航速与符号库形成映射。安装制作好船舶符号字体之后，用ERSI公司提供的工具可以制作成可识别的字体符号库，根据映射原则选择相应符号加载到地图上。每个船舶具有唯一的MMSI标识符，作为存储不同船舶的主键，解码出来的其他信息可作为其他字段存储，实现查询船舶的相关信息。效果如图3所示。

4结束语

本文详细介绍了 B类AIS信息，包括B类AIS采用的通信方式以及其对A类AIS的影响，研究了AIS信息的报文内容，以及如何正确解码出AIS信息，将18、19这两种包含地理位置信息的船舶在地图上符号化显示，并实现船舶相关信息的查询功能。在内河和近海区域安装船载B类AIS设备的中小型船舶越来越多，B类AIS的应用将会越来越广泛，随着科技的进步，B类AIS信息技术和内容将会更加完善，将提供更多的相关信息，这将有利于船舶之间航行和航运部门的管理。图3船舶符号化效果

参考文献

［1］ 国际电信联盟. RRECM.13715. 在VHF水上移动频段内使用时分多址的自动识别系统的技术特性［Z］.2014.

［2］ 毕月琨. AIS基站系统中的数据解析与压缩［D］.舟山：浙江海洋学院 2014.

［3］ 丁振国.AIS信息解析的计算机实现研究［J］.中国水运，2008，8(10) 115117.

［4］ 莫红飞 张勇. AIS数据解码分析［J］.计算机光盘软件与应用 2012(6):6061.

［5］ 付潇潇，刘人杰，韦磊，等.AIS报文数据解码显示技术的研究［C］.中国航海学会通信导航专业委员会2006年学术年会论文集，2006：141145.