АИС в глобальных системах мониторинга


aktualnost-temi-kursovoj-raboti.html
aktualnost-temi-proishozhdenie-i-istochniki.html

АСМ по каналам дальней связи с использованием спутниковой системы ИНМАРСАТ может запросить данные с судовой АИС в любой точке земного шара (кроме полярных районов). Сбор данных можно производить как со всех судов, находящихся в заданном географическом районе, так и с конкретного судна по его идентификационному номеру MMSI. Структура наземного сегмента АСМ представлена на рис. 4, судового сегмента – на рис. 5..

Запросное сообщение на судовую станцию передается через спутниковую систему связи ИНМАРСАТ в виде двух предложений формата LR1 и LRF, следующих друг за другом.

LR1 - предложение содержит информацию для определения необходимости формирования ответного предложения:

- порядковый номер запроса от 0 до 9;

- состояние контрольного флага, определяющего, какие судовые АИС будут формировать ответ на запрос ;

- номер MMSI запрашиваемой судовой станции АИС;

- номер MMSI запрашивающей станции мониторинга;

- размер прямоугольного географического района, внутри которого опрашиваются суда (задается широта и долгота северо-восточного и юго-западного углов района).

Рис. 4. Наземный сегмент системы глобального мониторинга

Рис. 5. Судовой сегмент системы глобального мониторинга

LRF-предложение, определяет данные, необходимые для передачи:

- порядковый номер запроса от 0 до 9 (должен совпадать с номером LR1 – предложения);

- номер MMSI запрашивающей станции;

- наименование запрашивающей станции;

- вид запрашиваемых данных;

- статус сообщения (информация доступна, информация недоступна, ограниченный доступ).

В АИС возможно запросить 10 видов данных:

А – название судна, позывной, номер MMSI;

В – дата и UTC время составления сообщения;

С – местоположение;

Е – путевой угол;

F – скорость относительно грунта;

I– порт назначения и предполагаемое время прибытия;

О – осадка;

Р – груз на борту;

U – размеры и тип судна;

W – число людей на борту.

В зависимости от вида запрашиваемых данных ответ может состоять из трех пар предложений, следующих друг за другом:

- LRF и LR1;

- LRF и LR2;

- LRF и LR3.

- Если запрашиваются все 10 видов данных, то ответные предложения формируются в порядке LRF , LR1, LR2, LR3.

Формат предложения LRF в ответном сообщении совпадает с форматом LRF в запросном сообщении (за исключением статуса).

При запросе данных вида Аформируется ответное предложение LR1, которое содержит:

- порядковый номер предложения;

- номер MMSI запрашиваемой судовой станции АИС;

- номер MMSI запрашиваюшей станции мониторинга;

- название судна;

- позывной судна;

- номер ИМО.

При запросе данных вида B, C, E, Fформируется ответное предложение LR2, которое содержит:

- порядковый номер предложения;

- номер MMSI запрашиваемой судовой станции АИС;

- дату;

- время UTC составления сообщения;

- широту;

- долготу;

- путевой угол;

- скорость относительно грунта.



При запросе данных вида I, O, P, U, Wформируется ответное предложение LR3, которое содержит:

- порядковый номер предложения;

- номер MMSI запрашиваемой судовой станции АИС;

- место назначение;

- дату и время прибытия;

- осадку;

- судна/груз;

- длину судна;

- ширину судна;

- тип судна;

- число людей.

Лабораторная работа № 1

Локальная система мониторинга на базе АИС SI-30.

Цель работы: получение практических навыков создания систем мониторинга на базе АИС.

Описание работы стенда.

Структурная схема лабораторной установки приведена на рис. 6.

Рис.6. Лабораторный стенд

Компьютер береговой станции мониторинга управляет работой АИС центра:

– инициирует передачу АИС запросного сообщения №15;

– считывает из береговой АИС присланные судовой АИС ответные сообщения №3 и №5.

Компьютер формирует запросное сообщение для АИС AIR, приняв которое береговая АИС начинает передачу в эфир сообщения №15. АИС передает сообщение №15 в интервале, не превышающем 4с, с момента поступления на ее вход запросного сообщения AIR с компьютера. Судовая станция при получении запросного сообщения №15, отвечает в течении 4с.

Для формирования запроса и получения ответных сообщений используется специальная программа, рабочее окно которой представлено на рис. 7.

Рис. 7. Рабочее окно программы

В поле (1) выводятся все текстовые сообщения, принятые от АИС. Нужные сообщения выделяются с помощью программного фильтра и отображаются в поле 2. Условия приема информации задаются в настройках фильтра в строке 3. Полученная от АИС информация, удовлетворяющая условиям, заданным в настройках фильтра, отображается в поле 2. Настройки фильтра позволяют принимать команды сообщения №3 и №5 (выбираются кнопкой «Прием команд»). Имеется возможность настроить фильтр на прием текста. Для этого в стоке 3 вводится шаблон текста и нажимается кнопка «Включить».

В нижней части окна расположена область «Передача данных». В строках 4 вводятся команды для передачи в АИС. Команды для передачи в NMEA формате вводятся в соответствующие строки без первого символа $ и без контрольной суммы. Контрольная сумма вычисляется автоматически при нажатии кнопки «+ Конт. сум». После нажатия кнопки «+ Конт. сум» команда в строке будет автоматически скорректирована (добавится начальный символ $ и контрольная сумма в конце строки *FF). Для передачи сформированной команды в АИС необходимо нажать соответствующую кнопку «Передать».

В нижней части окна расположены кнопки режимов работы программы. Нажатие кнопки «Остановка приема» приостанавливает прием сообщений от АИС и их отображение на экране. Кнопка «ОЧИСТИТЬ» удаляет все сообщения из полей 1 и 2. При нажатии кнопки «Запись» происходит запись информации из поля 2 в текстовый файл. Кнопка «ВЫХОД» служит для завершения работы программы.

Запросное сообщение АIR имеет следующий формат:

Номер MMSI первой запрашиваемой АИС

Номер запрашиваемого сообщения от первой АИС

Резервное поле

$AIAIR , xxxxxxxxx , x.x , x , x.x , x , xxxxxxxxx , x.x , x* hh…

Номер второго запрашиваемого

сообщения от первой АИС

Резервное поле

Номер MMSI второй запрашиваемой АИС

Номер запрашиваемого сообщения от второй АИС

Резервное поле

Контрольная сумма

… – конец предложения.

В лабораторной работе:

– производится опрос только одной судовой станции, поэтому поля «Номер MMSI второй запрашиваемой станции», «Номер запрашиваемого сообщения от второй АИС» пустые;

– поля «Резервное поле» пустые;

– номера первого и второго сообщений, запрашиваемых от судовой станции:

– 3 – специальное предложение о местоположении (сообщение №3);

– 5 – статические данные о судне и информация о рейсе (сообщение №5).

В нашем случае запросные предложения AIR имеют следующий вид:

$AIAIR , 273000001 , 3.0 , , , , , , *48; (1.1)

$AIAIR , 273000001 , 5.0 , , , , , , *4Е; (1.2)

$AIAIR , 273000001 , 3.0 , , 5.0 , , , , *А8 (1.3)

В первом предложении от судовой станции с MMSI = 273000001 запрашивается специальное предложение о местоположении (сообщение №3), во втором - статические данные о судне и информация о рейсе (сообщение №5), в третьем – оба сообщения. Контрольная сумма (в конце запросного предложения) подсчитывается компьютером автоматически.

Для сокращения числа бит при передаче информации (по сравнению с 8-битными посылками) производится пакетирование передаваемой информации последовательностью пакетов из 6 бит. Для преобразования используется VDM предложение.

Общее число последовательностей, необходимых для передачи сообщения (1 – 9)

Номер последовательности (0 -9)

Номер последующей последовательности (0-9)

!AIVDM , x , x , x , a , s – s , x * hh

Канал АИС (А или В)

Сообщение

Число бит дополнения (0 – 5)

Первое поле определяет общее число предложений, необходимых для передачи сообщения, второе поле - номер предложения в данном сообщении (поля не должны быть пустыми). В третьем поле указывается порядковый номер последующих сообщений, состоящих из нескольких предложений. Число бит в предложении должно быть кратным 6 (производится пакетирование передаваемой информации пакетами из 6 бит). Если это не выполняется, добавляется от 1 до 5 бит. Параметр «Число бит дополнения» показывает, сколько бит было дополнено. Если дополнений нет, значение устанавливается в 0 (поле не может быть пустым).

Таким образом, получаемые сообщения №3 и №5 сформированы с использованием 6 битовых пакетов.

Пример принятого сообщения №3 в 6-битной кодировке:

!AIVDM ,1 ,1 , , A,344FV@GPoo39OWPP>hudB?wR0000,0*5F

а б в г

В адресном поле (подчеркнуто) указано, что для передачи сообщения №3 потребовалась 1 последовательность (поле а), состоящая из одного предложения (поле б). Вторая последовательность не нужна (поле в). Передача сообщения проводилась по каналу А R(поле г).

«Расшифровку» остального содержания сообщения необходимо проводить по следующему алгоритму.

1. Составить таблицу 7. В левой части таблицы приведена сквозная нумерация бит в сообщении. В выделенном столбце (▼) записываются символы сообщения №3 (на приведенном примере). Справа от каждого символа необходимо записать соответствующий ему 6-битный двоичный код (из табл. 8).

Таблица 7

Сообщение №3 в 6-битной кодировке
Номера битов Символы в 6-битной кодировке
F
V
@
G
P
...
и т. д.

Таблица 8

2. Подготовить для сообщения №3 таблицу 9. В первом столбце указывается количество бит, необходимых для передачи параметра, описание которого приводится во втором столбце. В третью колонку таблицы 9 из таблицы №7 переносятся битовые комбинации (длина определяется значениями из колонки 1 табл. 9), соответствующие параметрам, указанным в колонке 2.

3. Перевести двоичный код из 3 колонки таблицы 9 в десятичные цифры и записать в колонке 4 (значения полученных данных приведены в табл. 4).

4. Записать «расшифрованное» сообщение №3.

Таблица 9

Биты сообщения №3 Название параметра сообщения №3 Кодовая комбинация Параметр сообщения №3
1 - 6 Идентификатор сообщения
7 - 8 Индикатор повторной передачи 0 по умолчанию
9 – 38 Номер MMSI судна 0000 0100 0101 1010 0110 0100 0001 273 000 001
39 - 42 Навигационный статус 7 - траление рыбы (см. табл.4)
43 - 50 Угловая скорость поворота (4,733* SQRT(скорость поворота по датчику)) 128 -Данные отсутствуют
51 - 60 Скорость относительно грунта в 1/10 узла
Точность определения местоположения (1 – диф.режим, погрешность 10 м)
62 - 89 Долгота в 1/10 000 мин
90 - 116 Широта в 1/10 000 мин
117 - 128 Путевой угол в 1/10 град
129 - 137 Истинный курс в град 511 (нет данных)
138 - 143 Время передачи после последней минуты
144 - 147 Резерв 0 (не используется)
Резерв 0 (не используется)
Флаг RAIM (контроль цельности созвездия спутников) 0 (не используется)
150 - 168 Коммуникационный статус: 00 – синхронизация по GPS; 101 – 5 кадров для выбора нового слота; часы (5знаков) : минуты (7 знаков) UTC; 15:17 UTC

«Расшифровку» содержания сообщения №5 необходимо проводить по следующему алгоритму.

1. Составить таблицу 7. В левой части таблицы приведена сквозная нумерация бит в сообщении. В выделенном столбце (▼) записываются символы сообщения №5. Справа от каждого символа необходимо записать соответствующий ему 6-битный двоичный код (из табл. 8).

2. Подготовить для сообщения №5 таблицу 10. В первом столбце указывается количество бит, необходимых для передачи параметра, описание которого приводится во втором столбце. В третью колонку таблицы 10 из таблицы 7 переносятся битовые комбинации (длина определяется значениями из колонки 1 табл. 10), соответствующие параметрам, указанным в колонке 2.

3. Перевести двоичный код из 3 колонки таблицы 10 в десятичные цифры и записать в колонке 4 (значения полученных данных приведены в табл. 5 и 6).

Внимание!!! Для расшифровки текстовых сообщений (позывной, название судна, место назначения) следует использовать 6-битный ASCII код из таблицы 11.

4. Записать «расшифрованное» сообщение №5.

Таблица 10

Биты сообщения №5 Название параметра сообщения №5 Кодовая комбинация Параметр сообщения №5
1-6 Идентификатор сообщения
7-8 Индикатор повторной передачи
9-38 Идентификатор станции
39-40 Индикатор класса станции АИС Судовая АИС
41-70 ИМО номер судна
71-112 Позывной
113-232 Название судна
233-240 Тип судна и вид груза
241-270 Размеры судна и расположение антенны датчика местоположения
271-274 Тип датчика местоположения
275-294 Ожидаемые время и дата прибытия (ЕТА)
295-302 Максимальная действительная осадка
303-422 Место назначения
Терминал данных
Резерв Не используется
Всего 420-426?????

Таблица 11

Задание.

1. Запросить у судовой станции с известным номером MMSI статические и динамические данные (сообщение №3).

2. Расшифровать сообщение №3.

3. Запросить у судовой станции с известным номером MMSI статические и динамические данные (сообщение №5).

4. Расшифровать сообщение №5.

Литература

1. Судовая автоматизированная идентификационная система/ А.Н.Маринич и др. Под общ. Редакцией Ю.М. Устинова. – СПб.: Судостроение, 2004. – 180 с.

2. Автоматизированные системы мониторинга судоходства / А.Н.Маринич и др. Под общей редакцией Ю.М.Устинова – СПб: Судостроение, 2003. - 248 с.

Оглавление

Автоматизированные системы мониторинга судов
Автоматизированные системы мониторинга судов
Интерфейс аппаратуры для мониторинга
АИС в локальные, региональных и бассейновых системах мониторинга
АИС в глобальных системах мониторинга
Лабораторная работа №1. Локальная система мониторинга на базе АИС SI-30
Литература




afrika-kontinent-konfliktov.html
afrika-region-gorodskogo-vzriva.html
afrikanskij-malij-perepelyatnik.html
afrikanskij-poddelnij-chudo-batat.html
afrikom-kitaj-i-resursnie-vojni.html
ч     PR.RU™