AIS — Автоматическая идентификационная система

AIS — Автоматическая идентификационная система. Система предназначена для идентификации и обмена данными между судами — в первую очередь об их положении, скорости и курсе. Работает на частотах УКВ (161,975 МГц и 162,025 МГц).

Основы

Автоматическая идентификационная система (AIS) — это автономная система радиосвязи, используемая для обеспечения безопасности судоходства и контроля движения судов. AIS предоставляет информацию о положении, курсе, скорости и других параметрах судна для предотвращения столкновений и содействия в навигации.

Основные характеристики AIS

1. Покрытие: работает в зоне прямой видимости (до 74 км)
2. Частоты: использование VHF диапазона (161,975 и 162,025 МГц)
3. Обновление данных: каждые 2-10 секунд для движущихся судов, 3 минуты для стоящих
4. Типы сообщений: статические, динамические и путевые данные

История и развитие системы AIS

AIS была разработана в 1990-е годы в рамках Международной организации морского сотрудничества (IMO) для повышения безопасности судоходства. В 2000 году IMO приняла решение о внедрении AIS, и с 2004 года установка системы стала обязательной для международных судов с водоизмещением свыше 300 брутто-регистровых тонн и пассажирских судов независимо от размера.

Принципы работы AIS

AIS работает на основе технологии «открытой радиосети», что позволяет судам передавать и принимать информацию друг от друга без необходимости в промежуточных станциях. Принцип работы AIS можно описать в трех этапах:

1. Сбор данных: AIS передатчик собирает информацию о судне (идентификатор, положение, курс, скорость) и формирует сообщение.
2. Передача данных: Сообщение отправляется на VHF частотах с использованием технологии Time Division Multiple Access (TDMA), обеспечивая мгновенную передачу без коллизий.
3. Обработка данных: AIS приемник на других судах и наземных станциях принимает сообщение, декодирует и отображает информацию для анализа и принятия решений.

Цели системы

Система AIS предназначена для следующего:

• Облегчение идентификации окружающих судов в целях предупреждения столкновений (отчасти дублируя, но не заменяя функциональность радаров)
• Средство обнаружения и мониторинга судов в акватории для ЦУДС (Центров управления движением судов)
• Обмен информацией между судами и береговыми службами – о характере движения, провозимом грузе, а в последнее время — еще и ближайшем участке маршрута).
• Также возможна передача иных сообщений между судами или береговыми станциями, включая текстовые.

Компоненты и оборудование

Для получения информации о судах с помощью AIS используются специализированные приёмники. Они могут как выводить информацию о целях на собственные экраны, так и передавать её на навигационные чартплоттеры, радары, планшеты и компьютеры. Эти устройства наиболее дешевы и популярны в яхтинге.

Для передачи информации используются транспондеры AIS, в которые кодируется информация о судне (название, габариты и т.п.), а также данные о положении, скорости и курсе, получаемые с судового GPS-приёмника. Транспондеры обычно объединяются с приёмниками, и называются AIS-трансиверы. Их цена в среднем в два раза дороже, чем цена AIS-приёмника.

AIS передатчики и приемники

AIS оборудование разделяется на две основные категории: класс A и класс B. Класс A используется на коммерческих судах и имеет более высокие требования к производительности, в то время как класс B предназначен для маломерных и прогулочных судов.

Передатчики и приемники AIS отвечают за сбор, обработку и передачу информации о судах в рамках системы. Они оснащены GPS-модулем для определения координат и используют VHF диапазон для радиосвязи.

Антенны и модуляторы

Антенны AIS являются важным компонентом системы и обеспечивают прием и передачу сигналов. Обычно используются вертикально поляризованные антенны с усилением 3-6 дБи. Модуляторы служат для преобразования цифровых данных в радиосигналы, которые затем передаются через антенны.

Интерфейсы и программное обеспечение

AIS оборудование может интегрироваться с другими системами судна, такими как радар, электронные карты (ECDIS) и системы управления движением судов (VTS) через стандартные интерфейсы (NMEA 0183, NMEA 2000, RS-232, RS-422 и др.).

Программное обеспечение для AIS предоставляет пользователям возможность анализировать и визуализировать полученную информацию. В зависимости от типа судна и требований к функциональности, могут использоваться как базовые решения, так и расширенные системы с дополнительными возможностями, включая планирование маршрутов и анализ рисков столкновений.

Дальность обнаружения целей и передачи данных о собственном судне приблизительно та же, что и дальность УКВ радиосвязи и определяется мощностью приборов, погодными условиями, наличием помех в акватории (островов и т.п.) и так далее.

Функциональные возможности

Позиционирование и идентификация судов

AIS позволяет автоматически определить позицию, идентифицировать суда и получать информацию о их параметрах, таких как размер, тип, грузоподъемность и пункт назначения. Данные передаются в виде стандартизированных сообщений, которые содержат уникальный идентификационный номер MMSI (Maritime Mobile Service Identity).

Обмен информацией о движении судов

AIS обеспечивает взаимодействие между судами и наземными станциями путем обмена информацией о движении, включая координаты, курс, скорость и статус. Это позволяет оперативно реагировать на изменение ситуации в акватории, обеспечивая более высокий уровень безопасности и координации действий.

Прогнозирование маршрутов

На основе данных AIS можно прогнозировать траектории движения судов и выявлять потенциальные ситуации, ведущие к столкновениям. Система предупреждает капитана о возможных опасностях и позволяет принять необходимые меры для их предотвращения.

Повышение безопасности

AIS способствует повышению безопасности судоходства, путем своевременного обнаружения и идентификации судов, а также содействия в координации действий при проведении спасательных операций. Кроме того, с помощью AIS можно отслеживать экологические параметры, такие как выбросы парниковых газов и выбросы отходов. Это позволяет контролировать и снижать негативное воздействие судоходства на окружающую среду.

Стандарты и регулятивные

Наличие AIS-оборудования обязательно только для крупных судов. Использование такового в яхтинге — на усмотрение судовладельца. В большинстве случаев яхтсмены используют портативные AIS-приёмники только для получения информации об окружающем трафике.

Организации

Основными организациями, занимающимися разработкой и регулированием стандартов AIS, являются Международная морская организация (IMO), Международный союз электросвязи (ITU) и Международная ассоциация морского сотрудничества и навигации (IALA).

Нормы

Международные стандарты и регулятивные требования AIS определены в следующих документах:

1. Конвенция SOLAS (Safety of Life at Sea) — определяет требования к оборудованию и использованию AIS на судах.
2. ITU-R M.1371 — технические характеристики системы AIS и частоты радиосвязи.
3. IEC 61993-2 — стандарт для оборудования класса A и его тестирования.
4. IEC 62287 — стандарт для оборудования класса B и его тестирования.
5. IALA Recommendation A-124 — руководство по использованию и настройке AIS.

Обязательность использования

Согласно Конвенции SOLAS, обязательность установки и использования AIS определена для следующих категорий судов:

1. Пассажирские суда, независимо от их размера и грузоподъемности.
2. Грузовые суда с водоизмещением 300 брутто-регистровых тонн и более, осуществляющие международные рейсы.
3. Грузовые суда с водоизмещением 500 брутто-регистровых тонн и более, осуществляющие каботажные рейсы.

Однако многие страны также рекомендуют или требуют установки AIS на маломерные и прогулочные суда для повышения безопасности и контроля в своих водах.

Интеграция AIS с другими системами

• Взаимодействие с системами навигации и радиосвязи. AIS интегрируется с различными морскими системами навигации и радиосвязи, такими как электронные карты (ECDIS), системы глобального определения местоположения (GPS, GLONASS), и радары. Это позволяет комбинировать данные с разных источников для предоставления более точной и полной информации о ситуации в акватории, улучшая навигационные возможности судов и уменьшая вероятность столкновений и аварий.
• Интеграция с системами управления и контроля движения судов. AIS активно используется в системах управления и контроля движения судов (VTS), что позволяет операторам VTS отслеживать движение судов в режиме реального времени и предоставлять информацию капитанам о ситуации в районе ответственности. AIS также помогает в координации действий между судами и контрольными центрами, обеспечивая быстрое реагирование на изменения условий и потенциальные опасности.
• Роль AIS в цифровизации морской инфраструктуры. AIS играет ключевую роль в цифровизации морской инфраструктуры и развитии концепции e-Navigation. Благодаря автоматическому обмену данными между судами и наземными станциями, AIS становится основой для создания интеллектуальных систем управления морским транспортом, повышая безопасность и оптимизируя маршруты движения. В перспективе, интеграция AIS с другими морскими системами и технологиями, такими как Интернет вещей (IoT) и искусственный интеллект (AI), открывает новые возможности для автоматизации судоходства и создания смарт-портов.