AIS動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)船舶監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析

李立春

摘 要：本文提出一種基于船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)（ AIS） 時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)的船舶實(shí)時(shí)監(jiān)控和歷史軌跡查詢解決方案，有助于提高水上交通管理的效率并改善水上交通的安全。

關(guān)鍵字：AIS；監(jiān)控；設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：U698 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006—7973（2016）12-0046-01

隨著航行水域內(nèi)的船舶交通量逐步增大，傳統(tǒng)的VTS、ARPA提供的航行信息已經(jīng)不能滿足船舶航行的需要，AIS在船舶避碰、海事監(jiān)管等領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。

1 AIS介紹

AIS是船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱，集現(xiàn)代數(shù)字通信、網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)于一體，是工作在VHF海上頻段的新型船舶和岸基、星基廣播系統(tǒng)。

2 系統(tǒng)架構(gòu)分析

基于AIS技術(shù)的船舶動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)可系統(tǒng)架構(gòu)包括三層結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

（1）數(shù)據(jù)采集層。船舶上安裝的AIS發(fā)送機(jī)可以向AIS接收機(jī)發(fā)送本船的相關(guān)信息，包括船舶名稱、位置、速度、方向等。

（2）數(shù)據(jù)處理及存儲(chǔ)層。該層的功能是處理和解碼AIS 數(shù)據(jù)并將其存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中。

（3）數(shù)據(jù)顯示層。處理后的船舶信息可以顯示在船舶實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的客戶端。用戶可以通過(guò)客戶端以圖形化的方式監(jiān)控船舶的位置、航行方向及速度，相關(guān)的文字信息也同時(shí)顯示在客戶端上。

3 船舶動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)分析

船舶實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)集成了計(jì)算機(jī)、通信、GIS、GPS、數(shù)據(jù)庫(kù)等多項(xiàng)技術(shù)，多用戶實(shí)時(shí)訪問(wèn)及歷史軌跡的查詢與回放是船舶實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的兩大關(guān)鍵技術(shù)。

3.1 多用戶實(shí)時(shí)訪問(wèn)

船舶實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的刷新頻率為1s。為了顯示每條船舶的實(shí)時(shí)位置，客戶端每秒鐘需要從服務(wù)器獲取一次船舶的最新信息。如果每個(gè)客戶端每秒鐘查詢一次數(shù)據(jù)庫(kù)，如圖2所示，將大大增加服務(wù)器的負(fù)載，從而使客戶端的數(shù)目受到極大限制。

對(duì)于普通的船舶實(shí)時(shí)監(jiān)控需求，數(shù)據(jù)庫(kù)將每秒鐘生成一次最新態(tài)勢(shì)文件，該文件中包含每條船舶的最新位置和相關(guān)信息。數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器每隔一秒會(huì)將最新態(tài)勢(shì)文件發(fā)送給文件傳輸服務(wù)器；然后，文件傳輸服務(wù)器將該文件及時(shí)分發(fā)給每個(gè)客戶端；最后，基于最新態(tài)勢(shì)文件，客戶端將實(shí)時(shí)信息顯示在海圖上。

3.2 歷史軌跡查詢及回放

在某些情況下，如果想知道一條或多條船舶在某一時(shí)間段的歷史信息或航行軌跡，需要查詢數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的海量數(shù)據(jù)。如何提高查詢效率是利用歷史數(shù)據(jù)過(guò)程中的一個(gè)重要問(wèn)題。因此筆者根據(jù)不同的時(shí)間段將所有的記錄分成不同的數(shù)據(jù)塊。

4 結(jié)語(yǔ)

筆者提出的一種船舶實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。在船舶動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)中，每條船舶的實(shí)時(shí)位置和相關(guān)信息都可以顯示在大量的客戶端上。該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定并具有良好的運(yùn)行界面，有助于加強(qiáng)船舶管理，提高船舶交通安全。

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