摘要

AIS(AutomaticIdentificationSystem,自动识别系统)设备自诞生以来,在航运界迅速得到了广泛的应用。AIS能够实现船与船、船与岸之间准确高效的识别与信息交换,在船舶导航、船舶避碰、海上交通管理、陆海协调搜救等方面都发挥着重要的作用。但通过实际操作AIS与解析AIS报文,发现AIS信息存在着诸多不可靠现象,严重影响了 AIS功能的发挥。其中动态信息缺失可能会导致很大的船位误差,而驾驶员在接收端难以发觉,这就可能使驾驶员误解他船的航行信息,导致紧迫局面,甚至碰撞危险。本文致力于研究AIS动态信息完善系统的设计。深入研究AIS工作原理及相关标准,大量采集并解析AIS报文,通过分析解析后的AIS信息,发现AIS信息的不可靠现象:静态信息输入不正确、航次相关信息输入不正确、AIS转发器工作不符合协议规定、AIS版本普遍较低、连续多条重复信息、陆上用于实验或教学用途的AIS设备缺乏管制和动态信息缺失。对这些现象进行系统分析,提出解决方案。针对严重影响航行安全的动态信息缺失现象,设计了动态信息缺失统计系统,详细分析了各因素对缺失情况的影响,为驾驶员使用AIS信息提供了参考意见。随后以MATLAB 2013a为开发环境,设计了动态信息完善系统,系统可以根据设置自动判断需要进行动态信息完善的船舶,使用自适应指数加权衰减记忆法卡尔曼滤波对其船位进行跟踪预测,通过对比实验,证明本文采用的卡尔曼滤波的预测效果要优于传统卡尔曼滤波。动态信息完善系统能够填补缺失的船位信息,为驾驶员和交通管理部门提供更完善的AIS动态信息。