基于AIS网络实现出海人员考勤的研究

刘国康 郑建煌

摘 要：为满足近海作业的人员考勤需求，本文提出了基于AIS网络的海上作业人员的考勤系统，并设计了电文的应用属性；确定了电文ID与IAI码；明确了播发与接收解析响应流程；进行相应的电文播发与接收解析测试，测试结果验证了人员安全考勤专用AIS电文传输的有效性与可用性。本文可为将来海上人员考勤管理做好基础信息支持。

关键词：AIS专用电文 海上作业人员 考勤

1.引言

随着航运业的飞速发展以及涉海业务的多元化应用，AIS的应用电文也进行了深入的扩展，在2010年IMO发布的AIS专用应用电文之中，就扩展了一些新的专用应用电文，包括电文的应用范围，识别码，内容等，以便各涉海相关部门能够根据自己的需求进行应用开发。目前AIS的电文根据其消息号（ID）分为27类消息，每一类消息的电文的内容都规定了用途与应用范围。AIS电文允许在电文格式、传输机制遵照AIS电文的使用原则的前提下，相关部门可根据需求进行自定义设计。

2.设计思路

在国际标准规定的海上日常使用的AIS电文各类消息之中，尚未针对人员管理与考勤的用途和需要传输的内容进行定义。本文根据IALA《AIS专用适用电文导则》中推荐了AIS二进制电文的数据格式与通信规则，结合人员安全管理与考勤的相关信息内容，设计对应的定制电文格式，以满足人员管理与考勤的信息内容要求与国内的电文应用规则要求。系统构架如图1所示。

人员考勤系统可以采用目前通用的人员考勤管理系统如：ID卡、指纹、人脸识别等考勤设备；考勤-AIS信息转换与处理控制系统主要负责通过数据接口获取考勤数据，并且将数据进行符合AIS标准的数据模式转换并且将处理后的数据送入AIS收发机进行发送、并及时反馈发送成功与否的信息；AIS船、岸站系统主要负责考勤的AIS专用电文数据在AIS数据链路上的传输。在本系统中，可根据需要增加如AIS-MOB（AIS便携式遇险示位标）等安全设备，用于提高海上作业人员的安全管理水平。

3.AIS电文设计

3.1AIS定制电文设计

人员考勤信息传输需要将考勤的人员信息和考勤时间信息转换成AIS电文信息。为此，需要将海上作业人员的身份、刷卡时间等信息封装成AIS电文。人员身份信息码由数字与大写英文字母随意排列组合而成，从而保障了人员身份码的唯一性与广泛性；刷卡时间一般为当地时间，然而为了能够满足AIS电文传输的格式标准要求，在实际进行封装传输前系统会自动处理成UTC时间。一个完全的需要封装的人员考勤信息内容及描述如下： RFID4EEE1410A4011146260418

其中：RFID 表示考勤方式為RFID刷卡考勤；

4EEE1410A4表示IC卡的卡号，亦即人员身份信息码；

011146260416表示时间信息，其中011146表示时间，260418表示日期。

3.2电文应用属性及其ID，IAI确定

根据对ITU-R M.1371-5 建议书的解读和对AIS专用适用电文导则和内容的研究，人员考勤的AIS电文信息应用可确定为AIS的专用应用电文，因此，可参照AIS专用适用电文导则的相关要求进行电文信息的传输。

电文ID：作为AIS的专用适用电文的应用，结合考勤数据具体内容，本文从测试的角度，将人员考勤信息以AIS电文ID为8的电文进行广播发送，以简化船台AIS与基站AIS的电文确认交互机制（如果采用6号寻址电文，远方机器确认时会返回一条受否收到消息的电文，8号电文则不需要远方机器确认），减轻AIS的VHF数据链路负载。

IAI：IAI主要为电文的适用识别码，规定了电文的应用范围与内容属性，由DAC码与FI码组成，DAC为区域码，按照使用方所属地区或国家来进行分配。FI为功能码，主要标识其所在电文的主要应用目的。人员安全考勤的DAC区域码为413，这是在我国沿海使用的规定的区域码。FI功能码应目前尚未有权威组织对该考勤内容范围进行定义。本文结合AIS专用适用电文导则关于新电文应用的FI分配和传统AIS电文FI的分配，发现目前FI码6-9尚未被分配，因此，本文设计的FI值为6。

3.3电文内容和格式确定

本文设计的8号二进制广播电文的数位分配，内容说明可见表1。

4.电文播发与接收解析流程（考勤电文播发流程如图2所示）

（1）通过设置在船上的考勤传感器，如刷卡机，采集考勤信息；（2）通过软件将人员考勤信息与时间打包封装处理，通过串口形式送入AIS船台；（3）AIS船台返回ABK语句反馈信息发送成功与否；（4）监控中心通过AIS基站接收到AIS船台发出的AIS人员考勤消息，将消息解析出后，与后台数据库处理相应的如人员身份核对、匹配、跟踪、报警、对船舶的信息反馈等处理。

5.人员考勤信息AIS电文的接收与解析测试

本文测试设备包括：两台AIS设备（其中一台为AIS基站，一台为AIS船台），两台计算机主机（其中主机A为触摸屏一体机，主机B为虚拟主机），一台通用的刷卡机。其中主机A与AIS船台通过RS422串口相连，并与刷卡机通过RS232串口相连，模拟船舶；主机B与AIS基站配置通过RS422串口相连，也可通过TCP连接，模拟监控中心，图3所示。

（1）在主机A上部署人员安全考勤跟踪单元软件，展示打卡结果与AIS发送状态，通过软件编译后送入AIS船台的电文为：！AIBBM，1，1，0，0，8，IlI8HTAPlm<7333377K7G7O？ 73G7P，2*68等10条信息。

（2）AIS船台反馈对应电文发送成功的ABK电文：！AIABK，，A，8， 0，3*16等10条反馈电文（*前面的数字3表示AIS船台反馈该类电文的信息已经发送成功）。

（3）主机B上的软件通过AIS基站均能接收到AIS船台发出的10次刷卡信息（8号电文）接收到的原始电文如下： ！ABVDM，1，1，，A，81kV

本测试使用同样的程序进行发送与接收实验，测试结果显示，在主机A上通过AIS船台发送的10条AIS消息，均能被AIS基站收到，并正确显示在主机B上，证明了本方案的可行性，具备实际的应用价值。

6.总结与展望

本文整体描述了船舶AIS人员考勤信息系统的应用理念与框架，在此基础上深入的研究与阐述了使用AIS 电文8-二进制广播电文在AIS的VHF数据链路上传输相应人员考勤信息的电文内容、应用范围、属性以及内容传输格式。阐述了考勤AIS专用电文信息的信息传输机制，包括播发、接收与解析机制。最后进行了测试，证明了能够借助AIS数据链路网络 实现在无移动通信信号覆盖区域的船舶人员考勤管理通信。但是将来的深入发展仍然需要进一步的研究开发，船舶与岸站之间的6、8号电文的寻址、广播、反馈机制需进一步细化，避免过多AIS人员考勤电文的传输而导致的AIS-VHF数据链路拥挤等问题仍然需要进一步的深入研究与解决。

参考文献：

[1]Recommendation ITU-R.M. 1371-5， Technical characteristics for an automatic identification system using time division multiple access in the VHF maritime mobile frequency band[S]. 2014.

[2]IEC 61162-1 ed. 4，Maritime navigation and radiocommunication equipment and systems-Digital interfaces - Part 1：Single talker and multiple listeners[s].2010.

[3]袁安存，張淑芳.通用船载自动识别系统国际标准汇编[M].大连：大连海事大学出版社，2005： 121-132.