北方海区AIS网络监管系统数据综合处理技术研究

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张新明（北海航海保障中心，天津 （）４５５）

ＺＨＡＮＧ Ｋｉｎ—Ｍｉｎｇ（Ｔｈｅ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ（；ｕａｒａｎｔｅｅ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｎｏｒｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｓｅａ，Ｔｉａｎｊｉｎ ３（１（／４５５，Ｃｈｉｎａ

摘 要：文中主要从数据综合处理的有关问题、需求分析、处理方向与内容方面出发，探讨介绍该系统数据

综合处理有关技术。

关键词：ＭＳ；网络监管；数据处理

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｐｒｏｂｅｓ ｉｎｔｏ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ，ｄｅｍａｎ＆，ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｄａｔａ ｐｒｏｃｅｓｓｎｇ，ｉ

ａｎｄ ｓｔｕｄｉｅｓ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｃｏｎｃｅｒｎｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｄａｔａ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｏｆｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＡＩＳ；ｎｅｔｗｏｒｋ ｓｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎ；ｄａｔａ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ

中图分类号：Ｕ６６５．２６ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７３—２２７８（２０１７）０８一（）（）４７—０２

船舶自动识别系统（ＡＩＳ）是实现船舶身份远程识别、 析等都需要一系列的分析数据来支撑，现在系统只是对

航行状态动态监控、航讯信息即时传递的综合性导航设备， 这些数据进行了简单存储，无法把大量历史数据形成宝

其基本原理是“船一船”、“船一岸”信息交换，把船舶信息诸

贵的分析资料。

如识别码、位置、航向、速度等发送到其他船舶或岸上，并

以快速更新率处理多路通信。ＡＩＳ的特性和功能使其成为增

强船舶航行安全、提高船舶交通管理效率的重要工具。

我国从２００４年开始分阶段、分区域先后建设了ＡＩＳ岸

基网络系统，现已基本覆盖我国沿海水域和内河高等级

航道。但由于该系统完全基于国外进口产品及管理系统

搭建，数据应用等各方面封闭性较强，在易用性、准确性

方面均与国内管理部门实际需要存在一定差距。为解决

此问题，天津海事局、北海航海保障中心组织建设７－ｔＥ方

针对上述问题，亟需加强对数据的处理、分析、应

用。在北方海区ＡＩＳ网络监管系统建设过程中，高度重视

数据综合处理技术的研究应用。整个ＡＩＳ监控系统可以

说是以ＡＩＳ数据的处理、发布、存储为核心的系统。数据

处理系统主要建设需求包括以下几点：

【一）ＡＩＳ报文接入

通过Ｓｏｃｋｅｔ接口进行原始报文的接收，ＡｌＳ原始报

文特点是量大、频率高，在接入过程中要实现数据接收

的稳定性、可恢复性、完整性及安全性。

（二）ＡＩＳ＃Ｅ文清洗

ＡｌＳ报文清洗包括有效报文判断及过滤重复报文两

个部分。有效报文判断主要是参考现有报文标；隹，对不

海区ＡＩＳ网络监管系统，该系统主要包括岸基配置系统、

网络监控系统、基站应用分析系统、数据综合处理系统。

其中，数据综合处理系统是是本次工程建设的重点。

在ＡＩＳ系统目前的运转体系中，共分为岸基、辖区、 符合报文格式的垃圾数据进行删除。过滤重复数据是指

海区三个重要环节，数据在岸基生成并逐级传输，三级

对由于各种因素导致的重复数据进行过滤，需要深入分

均采用Ｓｏｃｋｅｔ方式完成对应区域的ＡｌＳ数据发布。由于 析ＡＩＳ报文数据，依据现有国际标准对所有数据进行高

ＡＩＳ系统建设时间较早，在数据处理方面，还存在着报文 效合理的过滤清洗。

数据积压、重复、丢失、数据存储架构落后等问题，对上

（三）ＡＩＳ报文解析

层应用分析产生了很多负面影响。同时，原有数据体系在 本系统所有原始报文均经过加密压缩的方式进行传

输，能够对报文完整接收后参考国际标准结合相关核心

算法，完成有效解析。

功能及性能方面已远远无法满足现有应用，特别是在现

有大量历史数据的积累下，领导决策、系统建设、趋势分

收稿』１搏】：２１）１７—０７—０７

件 简介：张新【Ｉ』｛（１９８７一），男，山东荆州人．水科，从。托航怀竹卵方面Ｔ作

中国海事４７

（四）ＡＩＳ报文转发 括基于Ｓｏｃｋｅｔ方式，实时接收岸基ＡＩＳ数据：数据初步校

对报文处理后，需要有～套基于Ｓｏｃｋｅｔ的Ｓｅｒｖｅｒ进

行报文广播，所需报文的上层应用通过必要的权限验证

后就可以通过本Ｓｏｃｋｅｔ接口进行有效的报文接收。

（五）数据存储模块

考虑到报文数据的特点，数据存储层需要采用多种

模式联合存储的策略。针对ＡｌＳ原始数据量大、频率高的

情况和数据访问的灵活性及效率等因素，采用大数据及

关系型数据库共同构成整个数据存储层。

（六）数据服务封装模块

数据服务封装模块需要采用国际标；隹接口进行数据

的封装，要求整个项目本着低耦合、高内聚的设计模式，

通过数据服务封装把上层应用和数据存储层进行有效的

解耦，制定服务封装接口标准。服务封装涉及到实时数

据、单船历史轨迹等。

在此次网络监管系统建设中，数据综合处理系统的 面均需考虑数据压力的问题。本次海区ＡＩＳ网络监管系

建设充分体现了模块化的建设思想（详见图１）。每个模

块之间均采用松耦合的接口衔接，可按照ＡｌＳ的处理层

级，将各模块有机的组合，实现辖区、海区、国家中心等

不同层级￣４ＪＡＩＳ数据处理需求。数据综合处理主要以ＡｌＳ

数据的接收、清洗、处理、存储、发布等内容为主，结合

云计算、大数据等相关领先技术，建设将以ＡＩＳ数据综合

管理、处理为核心，实现岸基的应用、配置、网络监控等

综合信息管理功能。

・

＿ｌ ＾Ｉｓ毫｜掘椿啦 ＡＩ￥＃曲＝溃撬 ＡＩＳ嚣据存储 ＡＩｓ垃撼臌舞

＾Ｉｓ敏搬服备

ＡＩ￥数据存储

＾Ｉｓ数据笈避 ＾Ｂ牧拱服再

Ａｌｓ敬撤『毒 ／ＵＳ欺抽｛灶坪 ＡＩ￥敷样解析 ＾Ｉｓ敬据存储

Ｉ功能架构罔

在ＡＩＳ系统中，数据在岸基生成并逐级传输。从功能

层面，三个层级虽有功能重叠，但由于其职能、数据范围

不同，实现的部分功能也有区别。

（一）辖区功能

辖区作为ＡＩＳ监控系统的数据入口，在整个ＡＩＳ系统

中地位尤为关键。所以，在辖区相应设置了较多功能，包

４８ ：

验及过滤ｉ将ＡＩＳ原始报文翻译成可识别的数据内容：将

解析后的ＡＩＳ数据发送至海区：将数据存储至辖区本地；

属于该范围的实时数据、历史数据对外提供信息服务。

Ｓ

数

（二）海区功能

据

接

收

海区是原ＡｌＳ监控系统的根节点。在本次系统建设

＾

中，海区变为中间节点，主要完成数据的再次清洗、存储、

Ｓ

数

据

发布及向国家中心根节点发送ＡＩＳ数据的功能。由于各辖

漪

魄

区存在区域交叉，故很可能出现重复数据，需要将该数据

进行过滤。过滤之后，将非重复数据发送至国家中心，随

数

聃

据

敏

后存储在本地数据分中心中。与辖区发送处理一样，如果

避

发送不成功，将进行重发，重发次数可进行设置。

（三）国家中心功能

国家中心与海区分中心功能类似，但国家中心汇聚了

来自３个海区，１９个辖区的ＡＩＳ监控数据，该数据量达到

了８００条每秒的量级。在数据接收、清洗、存储、服务方

统并不涉及国家中心的建设。但是，如果将来需要实现

国家级ＡＩＳ系统的改造，从ＡｌＳ模块的角度出发，其模块

功能建议如图２Ｆｈ示：

ＡＩ￥数据接收

ｊ

】

●

皴据丢弃 ・ ｎ ＡＩＳ数据清洗

ｉ－

ｔ

ＡＩ￥数据存储 Ｉ・ ＡＩ￥数据服务

２同家一ｔ ｂ数据流向分析

与海区不同的是，国家中心不需要传输数据，在完成

数据清洗之后，将清洗的数据存储在本地，为数据服务

提供支持。

通过对ＡＩＳ数据的综合处理，将面向不同对象设计不

同的服务，最终发挥数据再利用的巨大作用，全面提升海

事ＡＩＳ系统的易用性，实现ＡＩＳ系统的“智能化”全过程管

控，为各类用户提供更便捷、更高效的软件基础服务。

参考文献

【ｌ１ 志斌．ＡＩｓ 琏网络系统 ｊ海ｌｊｆ管殚能力的提。。ｔｔ…．。航海技术

２００８（６）：３６—３７．

１２Ｊ蔡新悔．ＡＩｓ应川‘ｊ发腱…．机电没备．２０１ １（２）：２ｇ一３０．