在电子技术被广泛应用于导航的今天,雷达作为一个典型的例子,被用来对包括传统视觉浮标和灯塔在内的助航设施进行定位。而现在,一个新型的无线电频率播放技术(AIS)已被证明有潜力来提供更加精确的定位信息,更加明确的航标识别信息以及海况信息等其它有用数据。 作为一个成熟的技术,AIS已经被广泛用于识别船只。但作为衡量海事导航总体效能的一个重要的因素,AIS的有效性没有被深入研究过。而现在,负责提供助航服务的英国及爱尔兰灯塔总局正在对其做出评估。 Helios于2007年5月为英国灯塔总局完成了一项调查AIS服务实用性的研究。该研究的主要目的是: ■ 对如何定义AIS的实用性提出建议; ■ 建立切实可行的标准; ■ 使用实例结论来支持AIS作为一种助航手段的实施; ■ 为有关AIS性能特性的国际间讨论提供一个获取意见的平台。 本研究着眼于AIS系统,围绕着航标,船舶和岸台基站之间的信号传输,信号信息的中央数据库转移以及随后数据的处理过程来进行研究。AIS作为定位和计时源的作用也将纳入到考虑之中。 方法 为了对影响AIS实用性的因素做出研究,Helios应用了两项在执行安全评定时常用的技术: ■ 故障类型与影响分析(FMFA)是一个用于系统化地识别系统故障并决定如何在下一个更高的设计级别中采取相应措施的程序手段。 ■ 故障树状图分析(FTA)是一个"自上而下"的系统评估程序,在这个程序中,针对每个特定的故障类型或者意外事故都会建立一个评估模块。 本研究将分为四个步骤来进行: 1. 定义AIS航标服务并对其服务的实用性定义提出建议。 2. 识别系统架构以便提供AIS航标服务。 3. 应用FMFA(故障类型与影响分析)来对AIS航标服务中可能出现的各种故障类型加以识别。 4. 使用FMFA得出的数据来进行一次FTA(故障树状图分析),以便计算出在整合各个故障类型过程后的AIS助航服务整体故障概率。 结果 这项研究的结果将被用来有力的支持将AIS作为一种海事助航手段进行实施,同时在其应用过程中也将为国际间有关AIS性能要素的讨论提供一个获取意见的平台。 关键的结果如下: 提供一个现实的AIS航标服务实用性定义。 在一个预定的信号传输过程中,AIS航标服务将具有X%(具体数值将在随后予以精确规定)的有效性。 AIS航标服务的定义是: ■ 将与航标相关的定位及身份识别信息的传输定义为AIS航标。 ■ 在信号水平 > -70dBm的前提下,在使用者接收器的天线接口处对以下覆盖范围进行测量: ·以浮动式航标上的AIS航标为中心5 - 10海里 ·以固定式航标上的AIS航标为中心10 - 25海里 识别出了两类影响服务有效性的故障: ■ 直接的:导致服务失效。 ■ 间接的:延缓对于失效服务的侦测与改正。 计算出了一个基于最初系统性能假设的典型性服务故障率: ■ 每个AIS航标大约每年1.4次的故障概率 结论: 研究得出的关键结论如下: 作为一个重要的功能,AIS航标直接影响到AIS服务的实用性。 所计算出的每年1.4次的故障概率过高: ■ 对于估算出的失效率,应该使用真实的数据对其做出证实,特别是软件方面的故障与人为失误。 ■ 控制与检测功能的性能好坏直接关系到能否快速侦测出服务故障。 为了计算出服务实用性,也必须考虑到下列因素: ■ AIS航标控制与监测功能的故障率; ■ 侦测和修复故障所需的时间; ■ 依照AIS信道通信程序进行的正常操作时所引发的伴频信号干扰; ■ GPS信号有效性。 执行FMEA与FTA这一过程可以为我们提供一种工具载体,而这种工具载体可以被用来规定有关系统性能的要求,从而确保达到实用性所要求的一个特定目标等级。
联系方式 读者如果希望获取进一步信息可以通过以下通信方式与作者联系: 亚当.帕金森(Adam Parkinson)- adam.parkinson@helios-tech.co.uk 尼克.沃德 (Nick Ward) - nick.ward@thls.org
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