基于AIS網絡實現出海人員考勤的研究

劉國康 鄭建煌

摘 要：為滿足近海作業的人員考勤需求，本文提出了基于AIS網絡的海上作業人員的考勤系統，并設計了電文的應用屬性；確定了電文ID與IAI碼；明確了播發與接收解析響應流程；進行相應的電文播發與接收解析測試，測試結果驗證了人員安全考勤專用AIS電文傳輸的有效性與可用性。本文可為將來海上人員考勤管理做好基礎信息支持。

關鍵詞：AIS專用電文 海上作業人員 考勤

1.引言

隨著航運業的飛速發展以及涉海業務的多元化應用，AIS的應用電文也進行了深入的擴展，在2010年IMO發布的AIS專用應用電文之中，就擴展了一些新的專用應用電文，包括電文的應用范圍，識別碼，內容等，以便各涉海相關部門能夠根據自己的需求進行應用開發。目前AIS的電文根據其消息號（ID）分為27類消息，每一類消息的電文的內容都規定了用途與應用范圍。AIS電文允許在電文格式、傳輸機制遵照AIS電文的使用原則的前提下，相關部門可根據需求進行自定義設計。

2.設計思路

在國際標準規定的海上日常使用的AIS電文各類消息之中，尚未針對人員管理與考勤的用途和需要傳輸的內容進行定義。本文根據IALA《AIS專用適用電文導則》中推薦了AIS二進制電文的數據格式與通信規則，結合人員安全管理與考勤的相關信息內容，設計對應的定制電文格式，以滿足人員管理與考勤的信息內容要求與國內的電文應用規則要求。系統構架如圖1所示。

人員考勤系統可以采用目前通用的人員考勤管理系統如：ID卡、指紋、人臉識別等考勤設備；考勤-AIS信息轉換與處理控制系統主要負責通過數據接口獲取考勤數據，并且將數據進行符合AIS標準的數據模式轉換并且將處理后的數據送入AIS收發機進行發送、并及時反饋發送成功與否的信息；AIS船、岸站系統主要負責考勤的AIS專用電文數據在AIS數據鏈路上的傳輸。在本系統中，可根據需要增加如AIS-MOB（AIS便攜式遇險示位標）等安全設備，用于提高海上作業人員的安全管理水平。

3.AIS電文設計

3.1AIS定制電文設計

人員考勤信息傳輸需要將考勤的人員信息和考勤時間信息轉換成AIS電文信息。為此，需要將海上作業人員的身份、刷卡時間等信息封裝成AIS電文。人員身份信息碼由數字與大寫英文字母隨意排列組合而成，從而保障了人員身份碼的唯一性與廣泛性；刷卡時間一般為當地時間，然而為了能夠滿足AIS電文傳輸的格式標準要求，在實際進行封裝傳輸前系統會自動處理成UTC時間。一個完全的需要封裝的人員考勤信息內容及描述如下： RFID4EEE1410A4011146260418

其中：RFID 表示考勤方式為RFID刷卡考勤；

4EEE1410A4表示IC卡的卡號，亦即人員身份信息碼；

011146260416表示時間信息，其中011146表示時間，260418表示日期。

3.2電文應用屬性及其ID，IAI確定

根據對ITU-R M.1371-5 建議書的解讀和對AIS專用適用電文導則和內容的研究，人員考勤的AIS電文信息應用可確定為AIS的專用應用電文，因此，可參照AIS專用適用電文導則的相關要求進行電文信息的傳輸。

電文ID：作為AIS的專用適用電文的應用，結合考勤數據具體內容，本文從測試的角度，將人員考勤信息以AIS電文ID為8的電文進行廣播發送，以簡化船臺AIS與基站AIS的電文確認交互機制（如果采用6號尋址電文，遠方機器確認時會返回一條受否收到消息的電文，8號電文則不需要遠方機器確認），減輕AIS的VHF數據鏈路負載。

IAI：IAI主要為電文的適用識別碼，規定了電文的應用范圍與內容屬性，由DAC碼與FI碼組成，DAC為區域碼，按照使用方所屬地區或國家來進行分配。FI為功能碼，主要標識其所在電文的主要應用目的。人員安全考勤的DAC區域碼為413，這是在我國沿海使用的規定的區域碼。FI功能碼應目前尚未有權威組織對該考勤內容范圍進行定義。本文結合AIS專用適用電文導則關于新電文應用的FI分配和傳統AIS電文FI的分配，發現目前FI碼6-9尚未被分配，因此，本文設計的FI值為6。

3.3電文內容和格式確定

本文設計的8號二進制廣播電文的數位分配，內容說明可見表1。

4.電文播發與接收解析流程（考勤電文播發流程如圖2所示）

（1）通過設置在船上的考勤傳感器，如刷卡機，采集考勤信息；（2）通過軟件將人員考勤信息與時間打包封裝處理，通過串口形式送入AIS船臺；（3）AIS船臺返回ABK語句反饋信息發送成功與否；（4）監控中心通過AIS基站接收到AIS船臺發出的AIS人員考勤消息，將消息解析出后，與后臺數據庫處理相應的如人員身份核對、匹配、跟蹤、報警、對船舶的信息反饋等處理。

5.人員考勤信息AIS電文的接收與解析測試

本文測試設備包括：兩臺AIS設備（其中一臺為AIS基站，一臺為AIS船臺），兩臺計算機主機（其中主機A為觸摸屏一體機，主機B為虛擬主機），一臺通用的刷卡機。其中主機A與AIS船臺通過RS422串口相連，并與刷卡機通過RS232串口相連，模擬船舶；主機B與AIS基站配置通過RS422串口相連，也可通過TCP連接，模擬監控中心，圖3所示。

（1）在主機A上部署人員安全考勤跟蹤單元軟件，展示打卡結果與AIS發送狀態，通過軟件編譯后送入AIS船臺的電文為：！AIBBM，1，1，0，0，8，IlI8HTAPlm<7333377K7G7O？ 73G7P，2*68等10條信息。

（2）AIS船臺反饋對應電文發送成功的ABK電文：！AIABK，，A，8， 0，3*16等10條反饋電文（*前面的數字3表示AIS船臺反饋該類電文的信息已經發送成功）。

（3）主機B上的軟件通過AIS基站均能接收到AIS船臺發出的10次刷卡信息（8號電文）接收到的原始電文如下： ！ABVDM，1，1，，A，81kV

本測試使用同樣的程序進行發送與接收實驗，測試結果顯示，在主機A上通過AIS船臺發送的10條AIS消息，均能被AIS基站收到，并正確顯示在主機B上，證明了本方案的可行性，具備實際的應用價值。

6.總結與展望

本文整體描述了船舶AIS人員考勤信息系統的應用理念與框架，在此基礎上深入的研究與闡述了使用AIS 電文8-二進制廣播電文在AIS的VHF數據鏈路上傳輸相應人員考勤信息的電文內容、應用范圍、屬性以及內容傳輸格式。闡述了考勤AIS專用電文信息的信息傳輸機制，包括播發、接收與解析機制。最后進行了測試，證明了能夠借助AIS數據鏈路網絡 實現在無移動通信信號覆蓋區域的船舶人員考勤管理通信。但是將來的深入發展仍然需要進一步的研究開發，船舶與岸站之間的6、8號電文的尋址、廣播、反饋機制需進一步細化，避免過多AIS人員考勤電文的傳輸而導致的AIS-VHF數據鏈路擁擠等問題仍然需要進一步的深入研究與解決。

參考文獻：

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