AIS輸出信息的采集及處理技術(shù)芻議

陶奇森

（中交廣州航道局有限公司 廣東省廣州市 510290）

0 引言

隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展，尤其是全球性AIS強(qiáng)制安裝，越來(lái)越多的船舶設(shè)備依靠AIS系統(tǒng)進(jìn)行全球定位。這一系統(tǒng)不僅可以精準(zhǔn)的反饋船舶的位置，還可以上傳船舶的名稱(chēng)，方便自動(dòng)化的傳播管理，展示船舶的吃水信息，整合動(dòng)態(tài)以及靜態(tài)化的輸出信號(hào)，進(jìn)行相互之間的消息匯總。

1 AIS輸出信息的采集

AIS輸出信息系統(tǒng)可以通過(guò)港口VPS系統(tǒng)進(jìn)行船舶的報(bào)告，同時(shí)這種AIS輸出信息的掌握，必須要建立在輸出接口的特性以及輸出封裝的高效性基礎(chǔ)之上，才能夠正確進(jìn)行AIS信息的把控。從這個(gè)角度來(lái)看，提高AIS輸出信息系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，對(duì)目前船舶的自動(dòng)化，數(shù)字化以及智能化發(fā)展具有非常重要的意義。從目前整體性系統(tǒng)設(shè)計(jì)來(lái)看，AIS輸出信息系統(tǒng)主要由信號(hào)接收裝置，電源供給裝置，發(fā)射器，編碼器，系統(tǒng)控制中心幾個(gè)主要的單元構(gòu)成，除此之外，還包含鍵盤(pán)單元，外部接口單元，內(nèi)部接口單元。隨著傳感器信息技術(shù)的不斷提升，通過(guò)AIS系統(tǒng)進(jìn)行控制，編碼組碼接收發(fā)射可以輔助外部的輔助電路形成一體化的輸出與輸入單元，配合傳感器可以全面提高輔助端口的接收性能[1]。

2 AIS輸出信息的處理技術(shù)

2.1 遠(yuǎn)程信息處理

（1）遠(yuǎn)程信息處理主要是根據(jù)AIS的實(shí)際性能標(biāo)準(zhǔn)，按照數(shù)據(jù)的分組傳輸，每幀一分鐘時(shí)長(zhǎng)含有2250個(gè)間隙，通過(guò)時(shí)間長(zhǎng)度的控制，可以對(duì)傳輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行分組，這樣的分組包含訓(xùn)練序列、開(kāi)始標(biāo)志、數(shù)據(jù)緩沖幾個(gè)主要的節(jié)點(diǎn)。通過(guò)節(jié)點(diǎn)之間的遠(yuǎn)程對(duì)接，可以從自左向右、自右向左幾個(gè)方向中選擇比較靈活的接收方式，預(yù)設(shè)的總長(zhǎng)度為256比特，經(jīng)過(guò)訓(xùn)練序列分組之后這一結(jié)構(gòu)與普通的數(shù)據(jù)鏈結(jié)構(gòu)完全一樣，采用這樣的訓(xùn)練序列主要是為了同步調(diào)整，可以對(duì)組合發(fā)出有號(hào)的標(biāo)記。這樣的遠(yuǎn)程信息處理技術(shù)可以結(jié)合通信電路的模型進(jìn)一步加強(qiáng)校正，從開(kāi)始標(biāo)記的長(zhǎng)度進(jìn)行分組，從而提高檢測(cè)傳輸?shù)膶?shí)際效率，通過(guò)不同標(biāo)記組合建設(shè)有效的長(zhǎng)度分組模型，通過(guò)標(biāo)記含有六個(gè)連續(xù)序列的組網(wǎng)方式，盡可能提高填充的實(shí)際效果，從而提高信息采集的準(zhǔn)確性。

（2）在預(yù)處理信息傳輸?shù)倪^(guò)程當(dāng)中，數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度一般被控制在168比特，通過(guò)同步上傳的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的拓展，同時(shí)這種數(shù)據(jù)處理方式還可以對(duì)鏈路層的協(xié)議進(jìn)行優(yōu)化配合，通過(guò)數(shù)據(jù)組成進(jìn)行特殊代碼的控制，使得裝幀信息當(dāng)中既可以包含控制信息，也可以包含響應(yīng)信息，全面提高信息傳輸?shù)挠行?，盡可能的對(duì)冗余數(shù)據(jù)進(jìn)行去除，在校驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)之上，通過(guò)多項(xiàng)式計(jì)算的方式，對(duì)于定義的數(shù)據(jù)值和計(jì)算的數(shù)據(jù)值進(jìn)行有效的填充，對(duì)于數(shù)據(jù)部分當(dāng)中錯(cuò)誤的插值進(jìn)行去除，這樣的方式可以盡可能提高結(jié)束標(biāo)志和開(kāi)始標(biāo)志的一致性，避免出現(xiàn)距離延遲、轉(zhuǎn)發(fā)器延遲、同步抖動(dòng)以及錯(cuò)誤填充，對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)際結(jié)果造成的錯(cuò)誤影響。

2.2 數(shù)字化信息處理

（1）數(shù)字化AIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理技術(shù)主要是基于封裝及解析的原理，按照串行方式，對(duì)于收集到的本傳數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬與反饋，按照這種動(dòng)態(tài)化信息，用戶(hù)接口管理方式可以將輸出信息放置在8比特[2]。這樣的數(shù)據(jù)化管理方法可以突破人體肉眼察覺(jué)的限制，利用數(shù)字化的模型方式對(duì)于相關(guān)的船舶位置信息進(jìn)行實(shí)時(shí)的查找，通過(guò)超級(jí)終端截取AIS輸出系統(tǒng)的方式，最終進(jìn)行數(shù)據(jù)的反饋，形成six編碼。這樣的編碼可以方便信息的傳輸與查找，在輸出信息沒(méi)有直接表示傳播靜態(tài)信息的情況下，獲得動(dòng)態(tài)的組網(wǎng)編碼進(jìn)行幾個(gè)方面的數(shù)據(jù)處理，由八位的ASCII碼轉(zhuǎn)換成六位碼，盡可能減少數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的長(zhǎng)度，從而減少數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中的數(shù)據(jù)冗余部分，提高自定義數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換靈活性。

（2）數(shù)字化的信息處理還可以將ASCII碼轉(zhuǎn)換成具體的運(yùn)行流程圖，在168比特的行列上進(jìn)行數(shù)據(jù)部分的實(shí)際查找，28個(gè)ASCII碼將以六位數(shù)的形式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，通過(guò)冗余數(shù)據(jù)的校驗(yàn)對(duì)最后兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行分組。這樣的校驗(yàn)方式可以對(duì)循環(huán)冗余進(jìn)行交錯(cuò)，避免出現(xiàn)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)造成整體的運(yùn)轉(zhuǎn)流程不暢通，過(guò)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)的恢復(fù)以及最小二進(jìn)制提高數(shù)據(jù)解析的實(shí)際效果，對(duì)于目標(biāo)信息進(jìn)行查找與定位，再確定有效數(shù)據(jù)段的基礎(chǔ)之上，對(duì)八位的ASCII碼進(jìn)行轉(zhuǎn)換，通過(guò)六位輸出的方式盡可能減少錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，從而提高動(dòng)態(tài)信息收集的準(zhǔn)確性與靈活性。目前的錯(cuò)誤信息上傳方式主要是通過(guò)AIS系統(tǒng)當(dāng)中22種不同的數(shù)據(jù)參考模型來(lái)進(jìn)行位置的報(bào)告，通過(guò)1～6比特，9～38比特以及149比特，150～168比特幾個(gè)數(shù)據(jù)段來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析和報(bào)告，從而對(duì)位置進(jìn)行更加精準(zhǔn)的定義，反饋出通信狀態(tài)，ram標(biāo)志，空閑狀態(tài)。更加精準(zhǔn)的獲得重復(fù)標(biāo)志，對(duì)于航行狀態(tài)進(jìn)行精準(zhǔn)把握，從而提高整體船舶的轉(zhuǎn)向率，獲得對(duì)地速度位置精度，經(jīng)度，緯度，對(duì)地航向直傳等相關(guān)的數(shù)據(jù)值，從而確定區(qū)域服務(wù)。

2.3 智能化信息處理

首先，智能化的數(shù)據(jù)信息處理是目前輸出信息采集和處理的主要發(fā)展方向，目前來(lái)說(shuō)，智能化的信息處理可以及格硬件采集電路，采集與處理軟件，實(shí)驗(yàn)結(jié)果，數(shù)據(jù)校正，軟件定位誤差以及修正軟件實(shí)測(cè)silk修正軟件對(duì)于整體的傳播信息進(jìn)行優(yōu)化把控。Sis數(shù)據(jù)可以用串行運(yùn)行的方式對(duì)于本船的目標(biāo)信息和目標(biāo)船的運(yùn)行信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)組網(wǎng)，通過(guò)用戶(hù)接口的不同反饋確定設(shè)備共享的實(shí)際信息。結(jié)果根據(jù)四個(gè)輸出端口的實(shí)際路徑對(duì)動(dòng)態(tài)信息進(jìn)行全面的收集，這主要是基于硬件的智能化結(jié)果，通過(guò)轉(zhuǎn)化路徑確定連接實(shí)驗(yàn)，以SAB24作為案例進(jìn)行分析，我們可以看出傳輸接口在38400bps8位數(shù)停止二校驗(yàn)，通過(guò)這種冗余數(shù)據(jù)信息處理的方式，可以更加智能化的對(duì)硬件方式進(jìn)行實(shí)時(shí)獲取[3]。完成連接和設(shè)置之后，可以將端口輸出信息不斷的進(jìn)行調(diào)整，從而優(yōu)化采集與處理軟件的運(yùn)行一體化程度，對(duì)數(shù)據(jù)的處理子程序進(jìn)行實(shí)時(shí)校驗(yàn)，避免子程序運(yùn)行錯(cuò)誤，影響整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的流暢程度。

其次，在未來(lái)信息處理以及智能化采集的過(guò)程當(dāng)中，還可以通過(guò)一幀一幀地逐項(xiàng)采集進(jìn)行大數(shù)據(jù)的校驗(yàn)，并運(yùn)用云計(jì)算的強(qiáng)大數(shù)據(jù)計(jì)算功能進(jìn)行數(shù)據(jù)正確性的計(jì)算，從而調(diào)用數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)，進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)時(shí)保存以及數(shù)據(jù)庫(kù)的完整顯示，這樣的調(diào)用程序可以更加精準(zhǔn)的對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行模擬。避免數(shù)據(jù)出錯(cuò)，造成船舶動(dòng)態(tài)信息，船舶航行相關(guān)信息，船舶動(dòng)態(tài)信息出現(xiàn)錯(cuò)誤。這樣的組網(wǎng)方式可以更加精準(zhǔn)的獲得船舶的相關(guān)信號(hào)，表明信息采集系統(tǒng)運(yùn)行有效，在未來(lái)實(shí)際操作的過(guò)程當(dāng)中，還可以將整個(gè)信號(hào)測(cè)試區(qū)域按照一定規(guī)律來(lái)進(jìn)行分塊，逐塊測(cè)量AIS的數(shù)據(jù)值，并進(jìn)行智能化的平滑處理，最終確定智能化的修正表。配合GIS系統(tǒng)，GPS系統(tǒng)獲得很高的定位精準(zhǔn)程度，進(jìn)行精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)校驗(yàn)，從而減少定位誤差造成的航行動(dòng)態(tài)信息，航行靜態(tài)信息偏差，提高定位精度。

最后，隨著智能化技術(shù)，大數(shù)據(jù)技術(shù)以及遠(yuǎn)程通信技術(shù)在AIS系統(tǒng)當(dāng)中的應(yīng)用，通過(guò)有效修正不僅可以提高數(shù)據(jù)輸出信息數(shù)據(jù)輸入信息傳播的一體化程度，還可以提高數(shù)據(jù)獲取以及數(shù)據(jù)處理的安全性和可靠性。

3 結(jié)論

綜上所述，依靠大數(shù)據(jù)技術(shù)，智能化技術(shù)以及遠(yuǎn)程終端技術(shù)，可以對(duì)輸出信息進(jìn)行優(yōu)效處理。從本文分析可知，研究AIS輸出信息采集以及處理有利于我們從發(fā)展的角度看待目前信息處理以及采集過(guò)程當(dāng)中存在的不足，因而我們要加強(qiáng)系統(tǒng)性研究，建設(shè)有效模擬路徑，探討冗余數(shù)據(jù)的處理辦法，提高校驗(yàn)的精準(zhǔn)程度，減少誤差。