AIS监控和GPRS监控是船舶监控的两种方式,现介绍两种方式的原理和组成,并在通信协议、推广难易、通信费用和网络质量等方面对两者进行了比较。证明AIS比GPRS更具优势。
引言
近年来,随着我国经济的快速发展,船舶安全航行日显重要,对于船舶的监控管理就十分迫切。科学技术,特别是通信技术的不断进步为船舶的监控提供了必要的技术支持。现在船舶的监控主要有AIS和GPRS两种,下文将对这两种方式进行介绍和比较。
1船舶GPRS监控
GPRS(Generalpacketradioservice)是通用分组无线业务的简称。GPRS是GSMPhase2.1规范实现的内容之一,能提供比现有GSM网9.6kbit/s更高的数据率。GPRS采用与GSM相同的频段、频带宽度、突发结构、无线调制标准、跳频规则以及相同的TDMA帧结构。GPRS是一种采用分组交换和传输技术的高速、低速数据及信令的高效率数据传输方式。
GPRS有如下主要特点:
1.1“永远在线”。GPRS终端一旦拨通网络,随时与网络保持联系。没有数据传输时,网络与用户保持虚连接,释放无线资源给其他用户。一旦有数据要传送,移动终端立即向网络请求网络资源,而无需重新拨号。
1.2多种QOS(QualityofService,服务质量)。GPRS可根据应用的类型和网络资源的实际情况、网络质量,灵活选择服务质量参数,支持高、中、低优先权和资源预留四种QOS。
1.3物流量收费。GPRS采用按照数据流量进行计费代替按时计费方式,大大推动了无线移动互联网业务的发展。
1.4支持IP协议和X.25协议。这两个协议在Internet上的应用最广泛,而且由于GSM网络的覆盖面广,使得GPRS能够提供Internet和其他分组网络的全球性无线接人。
整个船舶GPRS监控系统由船载移动单元、通信网络和监控中心组成。
船载移动单元由GPS模块,控制板和GPRS模块三部分组成,其作用是将船舶的位置等信息通过通信网络报告给监控中心。控制板不断地从GPS模块接收到船舶的经纬度坐标,并对这些信息进行处理、打包,然后通过GPRS模块将这些信息包以IP报的形式通过GSM网和Internet发送到监控中心的通信服务器。
通信网络就是GPRS网络和Internet。GPRS承载业务支持标准网络层协议(如IP协议),所以用户可以以IP报的形式来通过CPRS网络进行数据传送,GPRS模块通过GPRS网络和Internet将数据发送到通信服务器。
监控中心的电子海图系统可以不断从通信服务器得到数据,并将其显示在电子海图上;数据库服务器用来存储接收到的数据,以便以后进行船舶历史的查询和回放:Web服务器将数据分发到公网上,使管理员能够在公网上也能进行船舶监控。
2船舶AIS监控
AIS是英文自动识别系统(AutomaticIdentificationSystem)的首字母缩写词。该设备能够以广播方式不断地向附近的船舶和负责海事监督的岸台播发自己的身份识别标志、船舶类型、载货情况、航线、目的港、估计到达时间、当前船位与速度,同时接收来自岸台的查询和附近船舶的AIS信息,并把有关信息以图形和电文方式显示在自己设备的屏幕上。
船载AIS系统的工作原理和核心成分为一台或多台GPS/DGPS接收机,借助于它的精密定位、测速功能,并提供高精度的时间基准,实现自组织时分多址联接(SOTDMA)数据通信技术。此外,系统还包含一台带两个VHF信号接收和一个发射机的SOTDMA无线电发射应答器。除此之外,还要有一个能够连接主机和各种船载外部设备,进行人机对话、数据采集与交换(包括发送信息给海岸及港口管理监督部门,或海事卫星系统)的控制显示单元。
AIS在世界各国发展十分迅速。目前为止,我国已建设AIS基站数十座,基站已实现联网,所有总吨以上的海船造船时必须配备AIS终端,总吨以上的老船,除货船外也已安装完毕。
船舶AIS监控系统由船舶AIS和监控中心两部分组成。AIS接收基站将接收到的船舶信息以NMEA语句的形式通过Rs-接口发送到通信服务器,然后通信服务器将解析得到的数据发送到监控中心网络中,数据库服务器,Web服务器,电子海图系统得到数据以后实现各自的功能。
3两者比较
3.1通信协议
船舶GPRS监控系统中,数据的格式,数据的打包方法等通信协议都是各个公司、各个部门单独制定,国家没有统一标准。因此,GPRS监控系统只能是某个公司或某个部门内部的监控系统,各个监控系统之间互不兼容。所以,船舶GPRS监控的应用范围相当狭窄,无法打破地区或部门之间的限制。
船舶AIS监控系统中,AIS的数据格式采用NMEA语句,NMEA语句符合IEC-1和ITU-1协议,因此,AIS不存在兼容性问题。世界各国的船只,只要安装了AIS设备,在天线的接受范围内,都能够被监控,可以建设一个全国范围内的监控系统,做到统一监控。
3.2推广难易
船舶GPRS监控设备不是规范要求安装的设备,要求船舶安装只能是局部的行为,范围很小,而且安装船舶GPRS监控设备需要一定费用,又不是国家规定安装,强制推广安装有困难。
AIS是船检规范规定必须安装的设备,所有总吨以上的海船造船时必须配备AIS终端,现在AIS在海船上已经基本上推广。监控部门只需建设AIS接收基站即可获得监控数据。
3.3通信费用
GPRS业务的运营商为移动通信运营商,并且按照流量收费,现在不包括套餐的基本使用费用为0.03元/K。因此长期使用GPRS监控设备会产生一定的费用。
AIS使用自己VHF通信网络,无运营商,无任何通信使用费用,极大抱降低了使用成本。
3.4网络质量
GPRS网络在节假日等繁忙时候,容易产生信道阻塞,造成信息的延时甚至丢失。而且Internet环境复杂,网络相对不稳定,数据可能在传输时丢失或者连接中断。
AIS使用2个VHF频道进行通信,属于专网通信,不受公网的影响,保证了通信的质量,同一基站覆盖范围内能够同时容纳几百艘船舶的通信。
4结束语
AIS和GPRS是现在船舶监控的2种主要的方式,相对GPRS监控来说,AIS监控的优点显而易见。随着AIS设备的不断推广和AIS基站建设的推进,AIS监控应用得越来越多。
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