船舶AIS系统安装操作

任务目标

1.掌握AIS的系统组成;

2.识读AIS系统图和接线图;

3.能正确对设备进行安装和操作。

任务分析

本任务的最终目的是能够对AIS系统进行安装和操作,为了实现这个目的,必须掌握AIS系统的组成,能够识读系统图和接线图,并能对设备进行正确安装和操作。

一、FURUNO FA-150 UAIS系统配置

FURUNO FA-150 UAIS系统由VHF和GPS组合天线(VHF and GPS Antennas)(或两种天线合二为一)、应答器单元(a Transponder Unit)、监视器单元(a Monitor Unit)与其他几个相关单元组成。应答器单元包含一个VHF发射机(a VHF Transmitter)、处于两个平行VHF频道的两台TDMA接收器(two TDMA Receivers on two Parallel VHF Channels)、70信道DSC接收机(a DSCChannel 70 Receiver)、接口(Interface)、通信处理器(Communication Processor)和内置的GPS接收机(Internal GPS Receiver)(图11-2)。内置GPS是一个12信道具有差分功能的一体式接收机,为系统同步提供UTC参考时间,以消除多用户之间的冲突。当外部GPS失效时也可提供位置(Position)、COG和SOG。

图11-2　AIS主要单元的实物

(a)监视器单元;(b)GPS和VHF组合天线;(c)应答器单元

1.标准配置清单

FURUNO FA-150 UAIS标准配置清单见表11-1。

表11-1　FURUNO FA-150 UAIS标准配置清单

注意:船厂一般还选配电源模块(AC-DC Power Supply)PR-240。

2.FURUNO FA-150 UAIS自身配置连接

FURUNO FA-150 UAIS自身配置连接图如图11-3所示。

图1 1-3　F U R U N O F A-1 5 0 U A I S自身配置连接图

二、识读AIS系统图

图11-4(a)所示为AIS设备厂家的系统图,图11-4(b)所示为AIS系统实物连接图。可以看出应答器是系统的控制中心,图中的天线单元为二选一。AIS与船舶上的多种导航设备互联,其信息可以在雷达、电子海图上显示出来。

图11-4　AIS系统图及实物连接图

(a)AIS设备厂家系统图;(b)AIS系统实物连接图

任务实施

技能一 AIS的安装

一、天线单元(Antenna Units)的安装

1.分立天线的安装

(1)AIS GPS天线安装。安装位置如图11-5所示。

1)安装位置不要处于雷达波束内。因为雷达波束将妨碍或阻止GPS卫星信号的接收。

2)在卫星视野内不应有障碍物。例如,桅杆等障碍物会妨碍信号接收或延长信号采集时间。

3)天线应尽量安装在高处,以避免障碍物的遮挡和水溅(当水结冰时能中断接收GPS卫星信号)。

图11-5　AISGPS天线安装位置

(2)AIS VHF天线安装。

1)AIS VHF天线应安装在较高的位置,从水平方向上0.5 m范围内没有导电的建筑物,不要靠近垂直障碍物,360°都可见地平线。

2)AIS VHF天线的安装位置要远离高功率源的干扰,如雷达和其他无线电发射天线,至少距离发射波束3 m。

3)在同一平面上不应该有其他天线。AIS VHF天线应直接安装在船舶主VHF的上方或下方,没有水平间距,垂直间距最小为2.8 m,如图11-6所示。如果它与其他天线在同一平面上,间距应至少为10 m,如图11-7所示。

图11-6　垂直间距

图11-7　水平间距

2.GPS/VHF组合天线(Combined Antenna)的安装

安装注意事项如前面所述。GPS/VHF组合天线总体安装如图11-8(a)所示,实物安装图如图11-8(b)所示。具体安装步骤请查阅厂家安装说明书。

图11-8　GPS/VHF组合天线安装

图11-8　GPS/VHF组合天线安装(续)

(a)GPS/VHF组合天线安装概貌;(b)GPS/VHF组合天线安装实物

二、监控显示单元(Monitor Unit)的安装

监控显示单元可以直接安装在桌面上方,也可嵌入安装在面板上。它可以安装在海图桌上,也可安装在操舵仪附近。

1.安装注意事项

(1)避免阳光直射。

(2)温度和湿度要适中且稳定(工作温度范围:-15℃～+55℃)。

(3)远离排气管和通风口。

(4)安装位置应通风良好。

(5)安装位置的冲击和振动要尽量小。

(6)远离产生电磁场的设备,如电动机、发电机等。

(7)为了便于维护和检修,在单元的侧面和后部要留出足够的空间,安装电缆要留有余量。

(8)不要离磁罗经太近以防影响磁罗经。参照以下距离:标准罗经(standard Compass)0.45 m,操舵罗经(steering 0 Compass)0.3 m。

2.安装方法

(1)桌面上方安装(desktop Mounting)。在桌面上方安装有两种形式:直接安装在桌面上(tabletop)、安装在船舱的顶板(overhead)。安装形式如图11-9所示,显示器后面的实物接线图如图11-10所示。

图11-9　监视器单元在桌面上方的安装

(a)直接安装在桌面上(tabletop);(b)安装在船舱的顶板(overhead)

图11-10　显示器后面的实物接线图

安装步骤如下:

1)用4个自攻螺钉(5×20)拧紧挂钩。

2)用两个旋钮将监视器拧紧固定到挂钩上。

安装尺寸如图11-11所示。

(2)嵌入式安装(Flush Mounting)。嵌入式安装有F型和S型两种类型的配套元件。

1)F型嵌入式安装。图11-12所示为F型的安装尺寸,安装步骤如下:

①在安装位置开孔,尺寸183 mm(W)×92 mm(H)mm。

②将装饰面板(Cosmetic Panel)(20-016-1051)用两个六角头螺栓(Hex Head Bolts)(M6×12)和两个弹簧垫圈(Spring Washers)(M6)安装在监视器上。

③用4个自攻螺钉(Self-Tapping Screws)(5×20)将监视器固定在安装位置。

2)S型嵌入式安装。图11-13所示为S型的安装尺寸,安装步骤如下:

①在安装位置开孔,尺寸167mm(W)×92mm(H)。

②将监视器嵌入孔中。

③用两个六角螺栓(M6×12)和两个弹簧垫圈(M6)将两块安装板(Fixing Plates)连接到监视器上。

④用4个翼型螺栓(Wing Bolts)(M4×30)与四个翼型螺母(Wing Nuts)(M4)将监视器固定拧紧。

图11-11　tabletop 安装尺寸

图11-12　F 型嵌入式安装尺寸

图11-13　S 型嵌入式安装尺寸

三、UAIS应答器(Transponder)的安装

UAIS应答器(Transponder)的安装注意事项与监控显示单元(Monitor Unit)的安装除了最后一点有差别:标准罗经1.2 m,操舵罗经0.8 m,其余的都相同。

按照图11-14(a)用四个自攻螺钉安装固定UAIS应答器。图11-14(b)所示是应答器的内部布线实物。

图11-14　UAIS应答器

(a)UAIS应答器的安装

图11-14　UAIS应答器(续)

(b)应答器的内部布线实物

四、电源模块(Power Supply)的安装

除了常规的安装注意事项外要求与罗经的安全距离为:标准罗经0.9 m,操舵罗经0.6 m。用四个自攻螺钉(4×16)安装在桌面或甲板上,不必打开机盖。电源模块安装如图11-15(a)所示,图11-15(b)所示是AIS电源PR-240-CE的实物接线图。

图11-15　电源模块安装

（a）电源模块安装

图11-15　电源模块安装(续)

(b)AIS电源PR-24-CE的实物接线图

五、识读UAIS接线图

UAIS的宏观接线图如图11-16所示,Transponder的内部端口及与外部设备接线如图11-17所示,UAIS的具体接线图如图11-18所示。可以看出UAIS Transponder是整个装置的核心。

图1 1-1 6　U A I S的宏观接线图

图11-17　Transponder的内部端口及与外部设备的接线

图11-18　UAIS 的具体接线图

六、设置和调整(SETTING AND ADJUSTMENT)

设备安装后要设置本船的静态信息[MMSI、IMO(国际海事组织)号、船名(Ship′s Name)、呼号(Call Sign)、船舶类型(Type of Ship)和GPS天线位置(GPS Antenna Position)]。具体操作方法是:进入主菜单(MENU)后,按[▼]键,找到“INITIAL SETTINGS”,按[ENT]键后一一设置。具体操作请查阅厂家安装说明书。此外,还要设置I/O端口(I/O ports)。

技能二 AIS的操作

一、认识控制键

UAIS FA-150的显示屏及控制按键如图11-19所示。

图11-19　UAISFA-150的显示屏及控制按键

说明如下:

①LCD Screen(LCD显示屏):显示各种数据。

②Cursor Pad(光标键):移动光标;选择菜单项和选项;输入字母数字数据。

③MENU Key(菜单键):打开菜单。

④ENT Key(确认键):确认;终止键盘输入。

⑤DISP Key(显示键):选择显示屏;关闭菜单。

⑥DIM Key(亮度调节键):调整面板调光器和LCD对比度。

⑦NAV STATUS Key(导航状态键):显示导航状态菜单,用于设置导航状态。

⑧PWR Key(电源键):打开和关闭电源。

二、打开和关闭电源

按[PWR]键打开/关闭电源。启动步骤如图11-20所示。

图11-20　FA-150启动步骤

如果最后未出现正常的标绘显示画面,请注意提示信息。

船舶在航行或抛锚停泊时应打开FA-150的电源。但出于安全等因素时可以关闭电源。正常启动2 min内发射本船的动、静态信息并接收其他船舶的动、静态信息。

三、熟悉标绘显示(Plotter Display)的屏幕信息

当电源开启后,屏幕上会自动出现如图11-21所示的标绘显示屏幕画面(使用DISP和光标键配合可以转换显示模式和相关内容,细节请参阅厂家操作说明书)。

图11-21　标绘显示(Plotter Display)屏幕画面

屏幕上右侧的信息是已经选择的目标船(Selected Target)的信息。目标(Target)标记为空心圆(Hollow Circle)的则只显示了该目标船的位置和航向,如果想要了解该船的更多信息就需要进行下面的相关操作。

在查找某船的信息数据前应当先选择量程范围,然后在一定范围内选择目标船。(www.xing528.com)

(1)按[DISP]键显示标绘显示窗口。

(2)用[▼]或[▲]键选择范围,可选量程有0.125 n mile、0.25 n mile、0.5 n mile、0.75 n mile、1.5 n mile、3 n mile、6 n mile、12 n mile和24 n mile。

显示目标数据的步骤如下:

(1)在标绘显示界面,按[DISP]键显示目标列表(the TARGET LIST),包含了所有能被FA-150检测到的AIS目标,如图11-22所示。

图11-22　目标列表(TARGET LIST)

(2)用[▼]或[▲]键来选择目标,并可看到相关目标数据,然后按[ENT]键,这时屏幕上将以一定方式显示该船的信息(DETAILS SHIP)。

(3)用[▼]或[▲]键滚动显示屏可以查看其他数据。

五、发送信息(Sending a Message)

(1)按[MENU]键打开主菜单。

(2)用[▼]键或[▲]键选择“MSG”然后按[ENT]键,出现如图11-23所示的“MSG”子菜单。

(3)选择“CREATE MSG”后按[ENT]键,出现如图11-24所示的“CREATE MSG”子菜单。

图11-23　“MSG”子菜单(sub-menu)

图11-24　“CREATE MSG”子菜单

(4)选择“SET MSG TYPE”后按[ENT]键,出现如图11-25所示的“SET MSG TYPE”子菜单。

(5)选择“ADRS TYPE”后按[ENT]键,显示。

(6)选择“ADRS CAST”是向指定的配备AIS的船舶发送信息;若选择“BROAD CAST”则是向广播范围内所有配备AIS的船舶发送信息。按[ENT]键选择。

图11-25　“SET MSG TYPE”子菜单

(7)如选择“BROAD CAST”,则直接跳转到步骤(8);如选择“ADRS CAST”,需要输入MMSI码,按[ENT]键,使用Cursor Pad输入想要收到此信息的船舶MMSI号,按[ENT]键。

(8)选择“MSG TYPE”,按[ENT]键显示。

(9)选择信息类型,“NORMAL”(除了SAFETY以外的信息)或“SAFETY”(重要的导航信息或气象预警),按[ENT]键。

(10)选择“CHANNEL”,按[ENT]键,显示。

(11)选择你要发射信息的信道。

(12)按[ENT]键。

(13)按[MENU]键返回“CREATE MSG”子菜单。

(14)选择“SET MSG”,按[ENT]键,出现如图11-26所示的画面。

图11-26　“SET MSG”菜单

(15)使用Cursor Pad输入要发送的信息,用[▼]键或者[▲]键选择字符(character),用[◀]键或者[▶]键移动光标。

(16)按[ENT]键返回“CREATE MSG”子菜单。

(17)选择“SEND MSG”,然后按[ENT]键,出现如图11-27所示的提示。

图11-27　发送信息的提示对话框

(18)按[◀]键选择“YES”,然后按[ENT]键发送信息。

六、查看收到的消息(Viewing a Received Message)

图11-28　消息收到窗口

当接收到消息时,将在屏幕上显示图11-28所示的提示。

要查看消息的具体内容按照以下步骤进行:

(1)按任意键,Message Received窗口消失。

(2)按[MENU]键显示主菜单。

(3)选择“MSG”,然后按[ENT]键。

(4)选择“RX LOG”,然后按[ENT]键,出现收到消息的日志,如图11-29所示。

图11-29　收到消息的日志

(5)浏览未读的消息内容,使用Cursor Pad选择消息,然后按[ENT]键。图11-30所示是已收到的消息的例子。

图11-30　已收到的消息的例子

(6)按[DISP]键关闭日志。

关于AIS的操作还有很重要的内容没有说明,如Setting Up for a Voyage及Setting CPA/TCPA等,限于篇幅,请读者查阅厂家操作说明书。

任务总结

通过本任务的学习,了解了船舶AIS设备组成,并能够对设备进行正确安装和操作。

项目评价

项目总结

通过本项目的学习,了解了AIS系统组成及功能,掌握了AIS的工作原理、AIS系统的安装过程和技巧。通过对系统图和接线图的识读,对系统进行了安装。在详细阅读设备操作说明书后,学会了对设备的操作。

练习与思考

1.船舶全球的唯一编码MMSI码又称作( )。

A.接续码　B.船舶呼号

C.船舶识别号　D.自动识别号

2.每一艘船舶从开始建造到船舶使用结束解体,给予一个( )MMSI码。

A.全球唯一的　B.可以选择的

C.船东命名的　D.船厂命名的

3.MMSI码适用于( )国际航行船舶,不适用渔船、非机动船、游艇、从事特殊业务的船舶和军用船舶。

A.2 000总吨及以上的　B.100总吨及以上的

C.500总吨及以上的　D.300总吨及以上的

4.MMSI码一般由( )办理,现有的营运船可以向它提出申请获得。

A.国际海事组织　B.国际水运组织

C.国际移动组织　D.当地船级社

5.AIS中是使用( )来区分不同的船舶的。

A.船名　B.船舶呼号

C.接续码　D.MMSI码

6.AIS信息在信道中的传输,依据不同情况,分别采用五种TDMA协议,其中( )技术是AIS设备访问数据链路的主要方式。

A.SOTDMA　B.TDMA

C.TDM　D.SDTDMA

7.在实施自组织时分多址接入技术中,需要两个AIS专用的( )VHF频道。

A.HF　B.VHF　C.MF　D.L波段

8.在船载AIS设备中,能够完成收发通信的设备是( )。

A.ARPA　B.GPS　C.VHF　D.DF

9.AIS单元的静态信息每相隔( )min广播一次。

A.3　B.4　C.5　D.6

10.AIS单元的动态信息将按照( )规定的速率予以更新。

A.报告速率　B.AIS自身接收速率

C.AIS自身发送速率　D.船东自定义

11.AIS单元的航次相关的信息每相隔( )min广播一次。

A.3　B.4　C.5　D.6

12.AIS的工作模式主要有( )。

A.自主连续模式　B.分配模式

C.轮询模式　D.以上都是

13.AIS由( )设备组成。

A.AIS发射机应答器和传感器

B.AIS发射机应答器、各种必要的传感器和显示器

C.AIS发射机应答器和各种必要的传感器

D.AIS发射机应答器和显示器

14.关于AIS,下列说法正确的是( )。

A.AIS增加了操作者的工作强度

B.AIS是否工作,由驾驶员决定

C.AIS不能探测到雷达盲区和障碍物之后的目标

D.AIS能自动存储信息

15.AIS系统是一种( )。

A.无人操作的无线电通信系统

B.用VHF发短CMS信息的系统

C.无人操作的无线电导航系统

D.以上都是

16.在AIS系统中,VHF收发机在发射信号时,( )发射信号。

A.使用87B国际专用频道

B.使用88B国际专用频道

C.交替使用87B和88B两个VHF国际专用频道

D.同时使用87B和88B两个VHF国际专用频道

17.AIS的主要功能是( )。

A.自动播发AIS信息

B.自动接收AIS信息

C.以标准界面输出AIS信息

D.以上都是

18.AIS自动播发的船舶信息中包括船舶的( )。

A.静态　B.动态　C.与航行安全有关　D.以上都是

19.AIS出现的最大意义就是( )。

A.监视危险/污染货物,保护海洋生态环境

B.为进一步提高船舶安全航行提供了一种有效的信息手段

C.改善岸台和岸基VTS交通控制

D.增加船舶导航设备的信息、信息的使用价值和导航功能

20.在AIS系统中,提供时间信息的传感器是( )。

A.GPS　B.雷达　C.陀螺罗经　D.VHF