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基于AIS的港口智能船舶动态视频监控系统研究

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像 机 可 以根 据 港 口情 况 ， 选 择 主 动 型 辅 助 光 源长 焦 距 红外摄像机 。
船舶动 态数据庠
标， 能够实现对船舶的 自动视频跟踪。
１ ． １ 视 频 监 控 对 于港 区安 全 管理 的 重要 性 船 舶 安 全 管 理 泛 指 一 切 保 护 船 员 和 旅 客 的 安 全
Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ． 简称 Ａ Ｉ Ｓ ） 是一 个操 作于 Ｖ ＨＦ海上 移动频 带 的 自动连续广播系统 ， 它能在船舶和岸 台间交换 如标 识、 位置 、 航线 、 速度等信息。 随着 Ｓ Ｏ Ｌ Ａ Ｓ公约第 Ｖ章 中规定 Ａ Ｉ Ｓ 强制性安装日 ， Ａ Ｉ Ｓ设备的总体数量 以及应
（ １ ） 智 能 球 定 位
智 能 球 能 够 记 忆 几 十 到几 百 个 预 置 位 ． 通 过 人 工
标定 ，可 以将每个预置位之间预置为 固定角度 Ｏ 。 每 个预置位处摄像头 可以取得视角 Ｃ Ｉ ， 如 图 ２所示 。
行配备 Ａ Ｉ Ｓ 设备 的规定 。目前 ， 配备 Ａ Ｉ Ｓ系统 的船舶
在 进 出港 口的 船舶 总数 中 占据较 大 比例 ， 利用 Ａ Ｉ Ｓ数 据 驱 动 智 能球 的 自动 定 位 。 实现 智 能 视 频 监 控将 大大
： ；
釜 一 一 一
一
预 簧 协 ｎ
ｉ
降低人工操作 的劳动强度 ， 还可 以结合数 字视频 录像
系统 ， 一 定程 度 上 实 现 视频 监 控 的 无人 值 守 。
图 ２ 船 位 与 智 能球 定 位 关 系 示意ห้องสมุดไป่ตู้图
在 已知智能球坐标位时 ， 可以根据 Ａ Ｉ Ｓ获得 的被 监控船舶的坐标 位 ， 计算 出智能球与被监控船舶 的方 位角 ， 从而驱 动智 能球转向某预置点 ； 当船位移动使
得方位角达 到 ０ 后， 智 能球转向下一个预置 点 ， 船 位 ｎ 处与船位 １ 之 间夹 角 达 （ ｎ 一 １ ） ０ ， 则 智 能 球 定 向 预 置
Ａ Ｉ Ｓ天线 的船舶 Ａ Ｉ Ｓ 信 号接收下来 ， 由Ａ Ｉ Ｓ 数 据处理
器提取船舶动态数据 ， 包括船名 、 船舶呼号、 经纬度坐 标、 航 向、 航速、 目的港等 ， 记录到船舶动态数据库中。
自动 监 控 决 策 控 制 模 块 用 于 从 船 舶 动 态 数 据 库 中提 取 监 控 目标 ， 组成待监控对象 队列 ， 计 算 队列 中
颇 对象的优先级 ， 将有限的港区监控摄像头用于重要物
网络视频传输也使低成本远程部署成为可能 ， 主动型
红 外 摄像 、 偏 振 过 滤摄 像 等 技 术 的 应 用使 得 视频 监 控
的年可利用 日数得到保证 ． 视频监控已经成为港 Ｅ ｌ 安
全 管 理 的重 要 补 充 。
１ ． ２ Ａ Ｉ Ｓ 引 入 视 频 监 控 控 制 系 统 的 意 义
在 中小港 Ｅ ｌ ， 其地 理布局通常依赖 自然地 形 ， 存在 大 量死角雷达难 以部署 。而视频监控存在 安装灵活 的 优点 ， 特别是随着智能球技术的发展 ， 能够水平 ３ ６ ０ 。 、
垂直 ９ ０ ￣ 无 死 角 自 由旋 转 的视 频 摄 像 机 已经 普 及 ， Ｉ Ｐ
系统中 Ａ Ｉ Ｓ接收 系统 由 Ａ Ｉ Ｓ信 号接收器把来 自
基金项目： 浙 江 省 科 技 厅项 目（ ２ ０ ０ ７ Ｒ１ ０ ｏ ２ ６ ） 。
作者简介： 周剑敏（ １ ９ ６ ４ 一 ） ， 男， 浙江绍兴人 ， 副教授 ， 硕士。
２
周剑敏等： 基于 Ａ Ｉ Ｓ的港 口智能船舶 动态视频监控系统研究
２ ０ ０ ９年 第 １ 期
用 正 在 迅 速增 加 。 利用将 Ａ Ｉ Ｓ中船 舶 坐标 位 置换 算 成 智 能 球 云 台 的预 置 位 ， 以 驱动 视 频 摄 像 机转 向监 控 物
Ｔｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｄ ｉ ｓ ｃ ｕｓ ｓ ｅ ｓ ｔ ｈｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｆ ｅ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｓ ａ ｂ ｏ ｕ ｔ ｈｅ ｔ ｓ ｈ ｉ ｐ ｄ ｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ ｉ ｎ ｔ ｅ ｌ ｌ ｉ ｇ ｅ ｎ ｔ ｖ ｉ ｄ ｅ ｏ ｍｏ ｎ ｉ ｔ ｏ ｒ ｉ ｎ ｇ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ａ ｔ ｈｅ ｔ ｐ ｏ ｒ ｔ ＇ ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｔ ｈ ｅ ＡＩ Ｓ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｔ ｏ ｏ ｂ ｔ ａ ｉ ｎ ｄ ｙ ｎ ｍ ｉ ａ ｃ ｄ ａ ｔ ａ ｏ ｆ ｓ ｈ ｉ ｐｓ ， ａ ｎ ｄ ｄ ｉｖ ｒ ｅ ｓ ｍａ ｒ ｔ ｂ ａ ｌ ｌ Ｃ ａ ｌ Ｔ ｌ ｅ ｒ ａ ｔ ｏ ｏｓ ｐ ｉ ｉ ｔ ｏ ｎ ｉ ｎ ｔ ｅ ｌ ｌ ｉ ｇ ｅ ｎ ｔ ｌ ｙ ，ｒ ｅ ａ ｌ ｉ ｚ ｅ ｈｅ ｔ ａ ｕ ｔ ｏ ｍａ ｉｏ ｔ ｎ ｉ ｎ ｔ ｅ ｌ ｌ ｉ ｇ ｅ ｎ ｔ ｖ ｉ ｄ ｅ ｏ ｒａ ｔ ｃ ｋ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ ｓ ａ ｉ ｌ ｉ ｎ ｇ ｓ ｈ ｉ ｐ ｓ ．Ｔ ｈｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｓ ｈｅ ｔ ｍａ ｉ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｏｕ ｂ ｔ ｈｅ ｔ ＡＩ Ｓ— ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｓ ｈ ｉ ｐ ｄ ｙ ｎ ｍ ｉ ａ ｃ ｉ ｎ ｔ ｅ ｌ ｌ ｉ ｇ ｅ ｎ ｔ ｖ ｉ ｄ ｅ ｏ ｍｏ ｎ ｉ ｔ ｏ ｉｎｇ ｒ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｐ ｏｒ ｔ ，ｔ ｈ ｅ ｈ ａ ｒ ｄ ｗａ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗａ ｒ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ｏｎ ｅ ｎ ｔ ｓ ａ ｎ ｄ ｗｏ ｒ ｋ ｉ ｎ ｇ ｐ ｒ ｉ ｎ ｃ ｉ ｐ ｌ ｅ ，ｆ ｏ ｃ ｕ ｓ ｅ ｓ ｏ ｎ ｈｅ ｔ ｄ ｅ ｃ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ— ｍａ ｋ ｉ ｎｇ ａ ｌ ｇ ｏ ｉｔ ｒ ｈｍ ｏ ｆ ｈｅ ｔ ａ ｕ ｔ ｏ ｍａ ｉ ｔ ｃ ａ ｌ ｌ ｙ ｍｏ ｎ ｉ ｔ ｏ ｒ ｓ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｍｏ ｄ ｕ ｌ ｅ ａ ｎ ｄ ｉ ｔ ｓ
标 的 跟 踪监 控 。
２ ． ２ 主 要 工 作 原 理
Ａ Ｉ Ｓ 数 据 中包 含船 舶 的 坐标 位 置 ， 按照 Ｓ Ｏ Ｌ Ａ Ｓ公 约 的相 关 规 定 ， 航 行 于 国际 航 线 的 ３ ０ ０总 吨 以 上 船 舶 和公 约 国航 行 于 国 内航 线 的 ５ ０ ｏ总 吨 以 上 的船 舶 ， 将 从２ ０ ０ ２年 ７月 １日起 到 ２ ０ ０ ８年 ７月 １ １ ３ 分 阶段执
文献标志码 ： Ａ
Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｎ Ｓ ｈ ｉ ｐ Ｄｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ Ｉ ｎ ｔ ｅ ｌ ｌ ｉ ｇ ｅ ｎ ｔ Ｖｉ ｄ ｅ ｏ Ｍｏ ｎ ｉ ｔ ｏ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ＡＩ Ｓ
动化智能视频跟踪 。 文章提 出了基 于 Ａ Ｉ Ｓ的港 口智能船舶动 态视频监控 系统的主要结构 ， 介绍 了软硬件组成及 工作原理 ． 重点 阐述 了 自动监控 决策控制模块 的算法及在 系统 中的作用 。
关 键词 ： Ａ Ｉ Ｓ ； 船舶动 态； 视频监控 ； 智 能
中 图分 类 号 ： Ｕ ６ ６ ６
策控 制模块
了诸多问题 。传统的雷达监控不 能实现真实 图像采
集 和显 示 ． 对 于 一些 船 只 在 港 区排 污 等 违 法 事 件 无 法
Ｓ的 港 口智 能船 舶 动 态 视频 监 控 系 统 结构 示 意 图 跟 踪 和追 溯 ； 雷 达 还 存 在 盲 区 和 电子 干 扰 问 题 ， 尤其 图１ 基 于 ＡＩ
’ ＿ ： － ＝ 一 ＿ ： …～ Ｃ广
智能 球 Ｎ
（ 经 履 Ｂ， 纬 壁 Ｂ）
驱动信号 ， 实现方 向和高度调整 、 变焦 、 光圈调整 、 主 动光源控制等功能 。最关键 的是智 能球能提供一定
数量 （ 从６ ４到 ５ １ ２ 甚 至更 多 ） 的预 置 位 ， 记 录 摄 像 机
ｒ ｏ ｌ ｅ ｉ ｎ ｈｅ ｔ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：ＡＩ Ｓ；ｓ ｈ ｉ ｐ ｄ ｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ；ｖ ｉ ｄ ｅ ｏ ｍｏ ｎ ｉ ｔ ｏ ｒ ｉ ｎ ｇ；ｉ ｎ ｔ ｅ ｌ ｌ ｉ ｇ ｅ ｎ ｔ
１ 前 言
监控系统呼之欲 出。 通 用 船 舶 自动 识 别 系 统 （ Ａ ｕ ｔ ｏ ｍ ａ ｉ ｔ ｃ Ｉ ｄ ｅ ｎ 曲ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
基于 Ａ Ｉ Ｓ的港 口智 能船 舶动态视频监控 系统研究
周 剑敏 ． 王 捷
３ １ ６ ０ ２ １ ） （ 浙 江 国际 海 运 职业 技 术 学 院 ， 浙江舟山
摘
要： 港１ ７船舶动 态视频监控是港 口交通安 全管理的重要 内容。 文章论述 了港 口智能船 舶动 态视频监控
系统 的 设 计要 点 ， 研 究通 过 Ａ Ｉ Ｓ系统 获 取 船 舶 动 态数 据 并 驱 动 智 能 球摄 像 机 进 行 智 能 定 位 ， 实现 航 行 船 舶 的 自
的跟踪方 向及焦距等参数 ， 通过数字信号实现定点连
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｓ ｈ ｉ ｐ ｄ ｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ ｖ ｉ ｄ ｅ ｏ ｍｏ ｎ ｉ ｔ ｏ ｉｎ ｒ ｇ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｉ ｓ ａ ｎ ｉ ｍｐ ｏ ｒ ｔ ａ ｎｔ ａ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｏ ｆ ｏｒ ｐ ｔ ’ Ｓ ｔ ｒ ａ ｆｉ ｃ ｓ ａ ｆ ｅ ｔ ｙ ｍａ ｎ ａ ｇ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ．
智能球
Ａ Ｉ Ｓ信 号接收 祷
与健康、 防止 船 舶 和货 物 的损 害 以及 防止 海 上 污 染 的
阵 列
自动监栉 决
管理活动［ ３ １ 。目前许多 中小港 口趋 向功能多样 化 ， 客
货 运输 、 水 产 渔 业 等 船 舶 进 出频 繁 ， 给港 口管 理 带 来

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船舶自动识别系统(AIS)存在的问题及治理路径

船舶自动识别系统(AIS)存在的问题及治理路径

船舶自动识别系统（AIS）存在的问题及治理路径宋兵兵摘要：对国际公约关于船舶AIS相关要求进行梳理，结合海事日常管理实际，对船舶AIS在海事监管中所暴露出来的问题进行剖析。

借鉴国内外相关经验，寻求解决船舶AIS问题的路径，基于船舶AIS如何让海事监管更趋智能，提出可行建议。

关键词：船舶自动识别系统；水上交通安全；治理D0I:10.16176/ki.21-1284.2021.02.0081997年IMO的航行安全分委员会在第43次会议上通过了《关于全球船载自动识别系统（AIS）性能标准的建议案》，标志着AIS正式进入航海界。

由于AIS是基于VHF通信技术的系统，其不需要额外接收、发射设备投入，又能在船舶自动识别、协调避碰和船舶跟踪管理等方面起到很大作用，因此得到广泛应用。

从水上交通管理角度出发，为保障水上交通安全有序，我国在各个水上交通要道都设有V TS（交管中心），例如长江口、成山头等。

随着信息技术 的发展，特别是大数据、区块链等技术在航海领域应用，为提高VTS精准监管和服务能力，对船舶AIS数据真实性和完备性的要求越来越高。

但是，新事物的出现总是会伴着各种问题，船舶AIS自身存在设计、安装和性能等多方面的缺陷，导致设备存在随意拆卸、开关和改装等问题；船舶AIS在生产、销售、维护等方面不规范，导致设备存在随意买卖、质量不合格、静态数据随意改等问题。

诸多问题得不到解决给船船、船岸间信息互通、协调避碰带来极大困难。

《交通强国建设纲要》指出，到2035年交通科技创新体系基本建成，交通关键装备先进安全。

船舶AIS数据作为海事监管服务体系的信息基石，在远程动态感知、建设水上交通安全一体化防控体系、推进智慧海事建设方面将起到重要作用，所以加快解决船舶AIS信息不准、多套设备、随意开关机等诸多问题对建设交通强国十分必要。

一、船载AIS及配备要求（一）船载AIS船舶自动识别系统（以下简称AIS）,是指一种应用于船和岸、船和船之间的海事安全与通信的新型助航系统，常由VHF通信机、GPS定位仪和与船载显示器及传感器等相连接的通信控制器组成，能自动交换船位、航速、航向、船名、呼号等重要信息。

AIS在船舶调度系统中的运用

AIS在船舶调度系统中的运用


包括 ：船舶信息 、装卸作 业、港 区视频、拖轮管理、综合信
息、 统 计 分 析 和 系统 管 理 ７个 部 分 。 主 要 结 构 如 下 图 １所示 。
装 卸 作 业 是 港 口集 团 一 个 重 要 的功 能 模 块 ，工 作 人 员 根
据装卸作业 的计 划进行 安排和开展工作 ，由于计划均有计划
重要 的作 用，南京通信管理局作为试运行 Ａ Ｉ Ｓ系统最早的单
位 之 一 ，对 ＡＩ Ｓ数 据 分 离 和 利 用 也 相 对 较 早 ，为进 一 步 拓展 ＡＩ Ｓ 的使 用范 围 ，更 好 地 为 长 江 水 运 服 务 ，南 京 局 专 门成 立
去了不在装 卸作业 中船舶 ，这样简化船 舶动态信 息的界 面功
第 １ ３卷 第 ４期
２０１ ３在
中 国
水
运
Ｖｏ１ ．１ ３
Ｎｏ． ４
４月
Ｃｈ ｌ ｎ ａ Ｗａ ｔｅｒ Ｔｒ ａｎ ｓ ｐｏｒ ｔ
Ａ ｐｔｉ ｌ
２ ０１ ３
Ａ Ｉ Ｓ在船舶调度 系统中的运 用
居 先祥
（ 长 江 南 京 通 信 管 理 局 ，江 苏 南 京 ２ １ ０ Ｏ １ １）
务 器 ，真 正 做 到 一 个 平 台 综 合 运 行 工 作 。
二、Ａ ｌ Ｓ数 据 应 用
１ ． ＡＩ Ｓ动 态数 据 的 应 用
（ １ ）利用 ＡＩ Ｓ 船舶信息中的数据进行 只能检索可 以减 轻其每 Ｅ ｌ ，当 计 划 人 员 在 文 本 框 中输 入 拼 音 、 拼 音 头 一
团） 专 门定 制 的一 个 集 生 产 调 度 、 视 频 监 控 、 统 计 分 析 以及 ＡＩ Ｓ 平 台 等 多 个 功 能与 一体 的 综合 性 调度 系统 。其 主 要 功 能 图 １ 南 京港 （ 集 团 ）基 于 Ｗ Ｅ Ｂ页 面 的 Ａ ｌ Ｓ页 面
船舶视频监控方案

船舶视频监控方案

船舶动态与视频监控系统的设计与实现0. 引言近几年，我国海上运力、运量直线上升，但由于海上环境特殊，缺乏有效的监管技术手段，目前海上安全生产问题已成为制约海运业（特别是滚装船）发展的突出因素[1]。

借助高科技手段对船舶动态与视频进行全方位的监控，建立高效的船舶管理与预警系统，是保证船舶航行安全的必然选择。

传统的船舶动态监控系统是利用船载GPS和通信设备（大多是海事卫星C 站）把船舶航行的动态信息（船位、航速、航向）传回陆地指挥中心，指挥中心能在大屏幕电子海图上观察到船舶的分布情况、运动轨迹，能够查询相关信息，对船舶进行调度管理等等[2，3]。

目前，国内外海上船舶管理是以船舶报告系统和VTS为代表，以雷达、高频电话和AIS（船舶自动识别系统）技术为手段[4,5]，存在显示不直观（只能将船舶作为一个质点来管理），系统扩展性不强等缺点，在远海则只能以卫星通信来补充，运行费用昂贵。

国外现有的船舶视频传输系统基本上是针对远洋航行的船舶，采用卫星通信方式，通过船载F站实现船舶静态图像传输，但由于其费用高而较少被采用。

随着我国公众移动通信技术的发展，本文提出用CDMA1X无线网络传输船舶视频图像与船舶动态信息。

由于涉及动态信息和视频信息的传输，岸船之间的信息传输问题便成了船舶动态和视频监控系统所要解决的主要问题。

对于海上移动通信来说，目前主要有以下几种方式：（1）海事卫星C站或F站，其优点是信号覆盖全球，缺点是带宽窄，比如使用海事卫星F站传输视频只能达到64K的带宽，而且设备昂贵（约2.5万美元/台）和通信费用高（6.5美元/分钟），只有在紧急状态下使用，很少用于日常的安全管理。

（2）VHF（Very High Freqency）和SSB（Single Side Band），主要用于话音通信。

（3）GSM、GPRS和CDMA技术，这几种技术都适合近岸航行的船舶进行岸船通信，但对于中国海域的海上业务来说，GSM和GPRS的信号覆盖不如CDMA广，传输带宽也不如CDMA宽。

AIS技术在航海保障工作中的应用研究

AIS技术在航海保障工作中的应用研究

AIS技术在航海保障工作中的应用研究1. 引言1.1 AIS技术在航海保障工作中的应用研究船舶是海上运输的重要工具，而船舶安全是航海保障工作的首要任务。

为了提高航海保障工作的效率和水平，航海界引入了一种先进的技术——自动识别系统（AIS）。

AIS技术在航海保障工作中的应用研究备受关注。

AIS技术作为一种船舶自动识别系统，能够通过卫星和陆基设施实时监测船舶的位置、航向、速度等信息，从而提升船舶的安全性和航行效率。

在航海保障工作中，AIS技术的应用涉及船舶定位、航线规划、航海通信和海上监控等方面。

通过对AIS技术的深入研究和应用，可以有效提高船舶的航行安全性，减少事故发生的可能性。

本文将围绕AIS技术在航海保障工作中的应用展开研究，探讨AIS 技术的概述、在船舶定位、航线规划、航海通信和海上监控中的具体应用研究，并就AIS技术未来在航海保障工作中的发展方向进行展望。

通过对AIS技术的深入分析和研究，可以为提升航海保障工作的水平和效率提供有效的技术支持。

2. 正文2.1 AIS技术概述AIS技术是一种船舶自动识别系统，通过卫星通信技术和无线电技术，可以实时监测和跟踪船只的位置和航行信息。

AIS技术的原理是在船舶上安装AIS设备，通过卫星定位系统和陆基台站，将船舶的位置、航行状态、航向等信息发送给周围的船舶和岸基监控中心。

这些信息可以帮助船舶在海上航行中进行安全导航、避免碰撞，并提高海上交通管理的效率和安全性。

AIS技术的主要作用包括船舶定位、航线规划、航海通信和海上监控等方面。

通过AIS技术，船舶可以实时获取周围船舶的位置信息，从而避免碰撞和保障航行安全。

同时，AIS技术也可以帮助船舶规划最优航线，节省燃料成本和航行时间。

此外，AIS技术还可以实现船舶之间和船舶与岸基监控中心之间的实时通信，提高船舶的应急处理能力和信息传输效率。

最后，AIS技术还可以通过监控船舶的位置和航行状态，实现对海上交通的实时监控和管理，确保航海安全和降低事故风险。