AIS動態數據庫船舶監控系統的設計與分析

李立春

摘 要：本文提出一種基于船舶自動識別系統（ AIS） 時態數據庫的船舶實時監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。

關鍵字：AIS；監控；設計

中圖分類號：U698 文獻標識碼：A 文章編號：1006—7973（2016）12-0046-01

隨著航行水域內的船舶交通量逐步增大，傳統的VTS、ARPA提供的航行信息已經不能滿足船舶航行的需要，AIS在船舶避碰、海事監管等領域發揮著越來越大的作用。

1 AIS介紹

AIS是船舶自動識別系統的簡稱，集現代數字通信、網絡和信息技術于一體，是工作在VHF海上頻段的新型船舶和岸基、星基廣播系統。

2 系統架構分析

基于AIS技術的船舶動態監控系統可系統架構包括三層結構，如圖1所示。

（1）數據采集層。船舶上安裝的AIS發送機可以向AIS接收機發送本船的相關信息，包括船舶名稱、位置、速度、方向等。

（2）數據處理及存儲層。該層的功能是處理和解碼AIS 數據并將其存儲在數據庫服務器中。

（3）數據顯示層。處理后的船舶信息可以顯示在船舶實時監控系統的客戶端。用戶可以通過客戶端以圖形化的方式監控船舶的位置、航行方向及速度，相關的文字信息也同時顯示在客戶端上。

3 船舶動態監控系統技術分析

船舶實時監控系統集成了計算機、通信、GIS、GPS、數據庫等多項技術，多用戶實時訪問及歷史軌跡的查詢與回放是船舶實時監控系統的兩大關鍵技術。

3.1 多用戶實時訪問

船舶實時監控系統的刷新頻率為1s。為了顯示每條船舶的實時位置，客戶端每秒鐘需要從服務器獲取一次船舶的最新信息。如果每個客戶端每秒鐘查詢一次數據庫，如圖2所示，將大大增加服務器的負載，從而使客戶端的數目受到極大限制。

對于普通的船舶實時監控需求，數據庫將每秒鐘生成一次最新態勢文件，該文件中包含每條船舶的最新位置和相關信息。數據庫服務器每隔一秒會將最新態勢文件發送給文件傳輸服務器；然后，文件傳輸服務器將該文件及時分發給每個客戶端；最后，基于最新態勢文件，客戶端將實時信息顯示在海圖上。

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間段的歷史信息或航行軌跡，需要查詢數據庫中存儲的海量數據。如何提高查詢效率是利用歷史數據過程中的一個重要問題。因此筆者根據不同的時間段將所有的記錄分成不同的數據塊。

4 結語

筆者提出的一種船舶實時監控系統的設計方案。在船舶動態監控系統中，每條船舶的實時位置和相關信息都可以顯示在大量的客戶端上。該系統運行穩定并具有良好的運行界面，有助于加強船舶管理，提高船舶交通安全。

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