Automatic Identification System (AIS)

22 augustus 2022

Automatic Identification System (AIS)

AIS maakt deel uit van het Global Maritime Distress and Safety System (GMDSS) en is een vereiste voor alle schepen van meer de 300 ton op internationale vaarten, 500 ton op niet-internationale schepen en alle passagiersschepen om via VHF in digitale vorm informatie te verzenden, waarin staat wie zij zijn, waar zij zich bevinden, wat voor soort schip zij varen en nuttige informatie zoals koers, snelheid en bestemming.

Inleiding tot het Automatic Identification System (AIS). AIS maakt deel uit van het Global Maritime Distress and Safety System (GMDSS) en is een vereiste voor alle schepen van meer de 300 ton op internationale vaarten, 500 ton op niet-internationale schepen en alle passagiersschepen om via VHF in digitale vorm informatie te verzenden, waarin staat wie zij zijn, waar zij zich bevinden, wat voor soort schip zij varen en nuttige informatie zoals koers, snelheid en bestemming.[1]

Deze informatie is openbaar beschikbaar, zowel via directe ontvangst als via verschillende internetsites.[2]

Ook schepen die dat officieel niet hoeven te doen, kunnen AIS gebruiken. De meeste vissersvaartuigen zenden geen AIS uit en ook de meeste marineschepen doen dat niet, hoewel ze dat wel zouden kunnen. Kapiteins van schepen kunnen hun transmissies uitzetten als de veiligheid van het schip in het geding is, zoals in gebieden waar piraterij voorkomt.

Het systeem is uitgebreid met AIS-zenders op belangrijke navigatiemarkeringen die bekend staan als 'Aids to Navigation' oftewel 'Atons'. Dit is verder ontwikkeld tot het concept van 'virtuele Atons', die hieronder besproken worden.


Soorten AIS-apparatuur

Voor een plaatsing aan boord zijn er drie soorten AIS-apparatuur: klasse A, klasse B en alleen-ontvangen. Klasse A is bedoeld voor schepen waar de plaatsing verplicht is.

Klasse A verzendt meer informatie, regelmatiger en bij een hoger vermogen dan klasse B. De meeste informatie in de AIS-transmissie wordt afgeleid vanuit andere instrumenten op het schip, zoals grondkoers (COG) en grondsnelheid (SOG) vanuit GPS, maar er is enige informatie waar handmatige invoer voor nodig is, zoals schipstatus die 'onderweg', 'voor anker', 'aangelegd', etc is. Dit geldt ook voor de bestemmingshaven en het aantal passagiers.

Klasse B is bedoeld voor schepen waar de plaatsing vrijwillig is. Het is grotendeels 'plaatsen en vergeten' en hoeft niet handmatig bijgewerkt te worden. De gegevens van het schip worden ingevoerd bij de installatie en daarna worden de scheepsnaam, roepletters (MMSI), positie, COG en SOG uitgezonden.

Zowel klasse A als B ontvangen gegevens van andere schepen en dit wordt gebruikt om pictogrammen op het scherm van de plotter te plaatsen. Deze kunnen vervolgens ondervraagd worden om alle scheepsgegevens te tonen.

De derde optie voor een klein schip is om alleen AIS-transmissies van andere schepen te ontvangen en deze weer te geven. Oudere apparatuur voor kleine vaartuigen kon alleen ontvangen, waarna klasse B op de markt kwam en die geniet nu de voorkeur. Als u apparatuur hebt die alleen kan ontvangen, dan kunt u zien wat andere schepen doen, maar zien zij u niet. Grote schepen raken er steeds meer aan gewend om kleine schepen op AIS te zien en vaartuigen die AIS uitzenden zullen meer opvallen dan vaartuigen die dat niet doen.

Onlangs zijn er ook man-overboord-AIS- apparaten beschikbaar gekomen en er is ten minste één fabrikant die er nu een integreert in zijn reddingsvesten. Deze apparaten hebben een voordeel ten opzichte van de conventionele satellietapparatuur (EPIRBS), in die zin dat ze op kaartplotters verschijnen van schepen in de buurt, terwijl de EPIRB alleen de reddingsdienst aan de wal waarschuwt.


AIS op het Internet

Er is een aantal websites en toepassingen op het internet waarmee u naar AIS kunt kijken, zoals Marine Traffic (www.marinetraffic.com). Deze pakken de gegevens van een aantal ontvangstpunten rond de kust en voegen die samen tot een volledig beeld. De dekking verbeterd voortdurend, maar er blijven gaten. Als u een schip volgt dat buiten het dekkingsgebied komt en er later weer inkomt, dan trekt de toepassing een rechte lijn tussen de twee punten in. Zo ben ik eens rond North Foreland gegaan, waarbij het internet over de M2 liet gaan en nogal wat opschudding aan land liet veroorzaken.

Er zijn ook enkele toepassingen die AIS “uitzenden” vanaf een tablet of smartphone (http://www.marinetraffic.com/en/p/mais). Het is belangrijk om op te merken dat deze niet uitzenden via VHF, maar de gegevens direct naar het internet zenden via het mobieletelefoonnetwerk. Dit betekent dat deze informatie niet op een normale VHF AIS-ontvanger op schepen tot maximaal 4 zeemijl afstand te zien is.


De technologie

AIS wordt uitgezonden op twee gereserveerde kanalen in de maritieme VHF-frequentie (87B en 88B). Net zoals bij uw normale VHF is het bereik afhankelijk van de hoogte van de antenne, hoewel het AIS-signaal eerder robuust dan snel is, waardoor het bereik licht toeneemt. In het algemeen kunt u met een klein vaartuig grote schepen oppikken tot een afstand van zo'n 20 mijl.

Om rekening te kunnen houden met veel schepen die via slechts twee kanalen uitzenden, wordt een systeem gebruikt dat bekendstaat als TDMA (Time Division Multiple Access). Dit betekent dat een periode is onderverdeeld in een aantal tijdvakken. Wanneer een klasse A of B aan staat, zoekt het naar een vrij tijdvak en reserveert die. Andere sets in het bereik zullen dat vak vermijden en een andere selecteren. Een nauwkeurige timing is nodig om te garanderen dat alle schepen gesynchroniseerd zijn en deze wordt aan de GPS ontleend; vandaar dat klasse A/B-apparatuur zijn eigen GPS-ontvanger heeft.

Onlangs is het ook mogelijk geworden om AIS-informatie wereldwijd via de satelliet te ontvangen. Deze is beschikbaar bij verschillende aanbieden, meestal via een abonnement, en wordt gebruikt door vlootbeheerders. Vanuit technisch oogpunt was die nog niet zo makkelijk, aangezien de satelliet over een groot gebied kan ontvangen en er daarbinnen verschillende schepen zijn die hetzelfde tijdvak benutten (ze konden elkaar niet ontvangen, zodat ze dachten dat het tijdvak vrij was). Er is een proces van “conflictoplossing” om te waarborgen dat alle schepen geïdentificeerd worden en een volledig beeld geven.

Naast scheepvaartsystemen zenden belangrijke navigatiemarkeringen nu in toenemende mate AIS 'Aids to Navigation' (Atons) uit. Bij een Aton is er een AIS-zender en een antenne en is het AIS-signaal afkomstig van deze locatie. Dit hoeft echter niet het geval te zijn, het symbool wordt namelijk op de kaartplotter weergegeven op een positie die wordt bepaald door de lengte- en breedtegraad die in de AIS-zender ingevoerd wordt. In de regel is dit dezelfde plek als waar u zich bevindt, maar het kan zijn dat de zender bijvoorbeeld bij het havenkantoor staat en de locatie van de watergeulboei bij de haveningang uitzendt. Dit wordt een ook wel een virtuele Aton genoemd en het Aton-symbool verschijnt dan wel op de juiste plaats op de kaartplotter, maar zal er niet fysiek zijn. De aantrekkingskracht op de autoriteiten ten aanzien van de kosten en gemak van het aanpassen van boeien is duidelijk, maar er is iets geruststellends aan het zien van de boei op de plek waar u die verwacht, wanneer u een haven binnenvaart.


Installatie

Het is zeer eenvoudig om AIS aan een modern systeem toe te voegen en het apparaat heeft alleen voeding, een antenne en een aansluiting op het hoofdsysteem nodig. Voor de huidige Raymarine-systemen is dit via Seatalk NG.

Oudere systemen kunnen via NMEA-0183 verbonden worden. Dit systeem is zeer beperkt in de zin dat het slechts met één gegevensbron kan omgaan (ook wel “prater” genoemd), maar meerdere plekken kan hebben waar de gegevens naartoe kunnen gaan (de “luisteraars”). Het systeem loopt over het algemeen op 4800 baud, maar AIS moet voor een hogere snelheid van 34800 draaien. Dit betekent dat u een NMEA-poort op een kaartplotter aan AIS moet toewijzen en de snelheid op 34800 moet instellen of, als dit al gebruikt wordt, de NMEA-multiplexer moet gebruiken om het 4800- en 34800-verkeer te combineren.

Het AIS-apparaat kan een eigen antenne hebben of kan met behulp van een splitter dezelfde antenne als de VHF gebruiken. Het verlies aan gevoeligheid voor de VHF-marifoon door het toevoegen van een splitter is marginaal en vormt geen probleem, maar sommige oudere VHF-antennes zijn mogelijk niet geschikt voor AIS, aangezien de gebruikte frequenties aan de rand van de maritieme band liggen en sommige antennes niet optimaal werken bij die bandranden. Als u een AIS gebruikt die uitzendt (klasse A/B), moet de splitter geschikt zijn voor uitzending; dit is met name het geval wanneer u een upgrade uitvoert vanaf een AIS die alleen ontvangt naar klasse B.

Idealiter dient de antenne zo hoog mogelijk te zijn om er zeker van te zijn dat u AIS van andere schepen kunt ontvangen en deze bij het maximale bereik ontvangen kunnen worden.

Voor klasse A-en B-systemen moeten bij een nieuwe installatie de gegevens van het schip ingevoerd worden. Dit wordt via een pc gedaan, met behulp van een programma dat Pro AIS genoemd wordt en met het apparaat geleverd wordt. In het Verenigd Koninkrijk mag een scheepseigenaar deze gegevens zelf invoeren; in de VS moet dit door een erkend installateur gedaan worden.


In gebruik op de kaartplotter

AIS-informatie kan zowel op de kaart- als op de radarschermen weergegeven worden. Schepen die AIS uitzenden worden weergegeven als een blauw driehoekje, waarbij de punt van de driehoek de koers van het schip toont (deze wordt afgeleid vanuit de koers en niet van COG, dus let op dubbelzijdige schepen zoals veerboten die soms vergeten om de koers om te draaien en 12 knopen achterstevoren lijken te varen). De nieuwste softwareversie maakt onderscheid tussen de verschillende soorten schepen, zie hieronder de nieuwste ontwikkelingen.

Elk AIS-pictogram kan ondervraagd worden en informatie geven over het doelschip, zoals de naam, positie, grootte, COG en SOG, en de Closest Point of Approach (CPA, dichtstbijzijnde naderingspunt) en Time to CPA (TCPA, tijd tot CPA) Het is met name waardevol om de identiteit van het andere schip te weten als u wilt aanroepen op VHF.

Wanneer een AIS-object een bedreiging voor u vormt, dan wordt het pictogram rood en klinkt er een alarm (als het alarm is ingeschakeld). Het beoordeelt de bedreiging aan de hand van de door u bepaalde criteria. Het controleert of het doelobject binnen een bepaalde tijd binnen een bepaalde afstand komt, zoals in de komende 6 minuten binnen een afstand van 30,5 mijl. Als u de CPA bekijkt kunt u zien hoe dicht het vaartuig in de buurt komt.

Uit deze informatie kunt u het risico op een aanvaring inschatten en de juiste maatregelen nemen in het licht van het BvA-verdrag (COLREG-verdrag)[3].


Valkuilen

AIS is een van de grote sprongen voorwaarts op het gebied van maritieme elektronica en veiligheid op zee. Als u het kanaal oversteekt, is erg prettig om al het commerciële verkeer te kunnen zien en uw koers te bepalen door de stroom aan schepen die het verkeersscheidingsgebied binnenvaren en verlaten. Het is echter maar al te verleidelijk om al onze aandacht te vestigen op de AIS-objecten op het scherm en te vergeten dat er ook nog andere schepen zijn die geen AIS uitzenden. Er zijn altijd wel een paar vissersboten die iets vreemds doen en de enige manier om die te zien is visueel of met een radar.

AIS maakt de berekening mogelijk van het dichtstbijzijnde naderingspunt (CPA), maar geeft geen indicatie of u vóór of achter een ander schip passeert. Het is aan u om de informatie te gebruiken om dit te bepalen en de juiste beslissing te nemen in overeenstemming met de richtlijnen ('COLREG-bepalingen'). Deze beperking is aangepakt in de nieuwste softwareversie (R15) voor Raymarine a-,e-,gS- en eS-kaartplotters en maakt AIS nog een stapje handiger.


Nieuwste ontwikkelingen (v15)

De nieuwste versie van de Raymarine-kaartplottersoftware bevat twee nieuwe functies voor AIS.

De eerste is om verschillende soorten schepen in verschillende pictogrammen te tonen, in plaats alles in dezelfde pictogrammen. Het uitzendende schip moet dan wel het juiste vaartuigtype ingesteld hebben, maar het kan nu onderscheid maken tussen zeilschepen, motorschepen, snelle veerboten, commerciële schepen, reddingshelikopters en Aton's.

De tweede functie die een grote stap voorwaarts is, is de toevoeging van “voorspelde gevarengebieden”. De kaartplotter toont een vector die de richting van uw schip aangeeft en een voor een kruisend schip. Vervolgens toont het een gearceerd rood gebied aan de voorzijde van het andere schip. Als uw vector door dit gebied gaat, dan is er een aanvaringsrisico. Als de vector voor het gebied langsloopt, dan kruist u voorlangs. Als de vector achter het gebied langsloopt (niet noodzakelijk de achterzijde van het AIS-object) dan vaart u achterlangs. Dit biedt veel nuttige informatie, maar uiteindelijk is het slechts informatie, en moet u zelf rekening houden met de COLREG-bepalingen, met name door uw intenties duidelijk te maken met krachtige en vroege koerswijzigingen. Bij het berekenen van de grootte van het voorspelde gevarengebied voegt het systeem zijn eigen veiligheidsmarges toe, maar als u voor een groot schip langskruist, is het verstandig om een comfortabele marge aan te houden.


Tot slot

AIS is een belangrijke ontwikkeling op het gebied van veiligheid op zee en biedt informatie om betere beslissingen te nemen. U moet er echter rekening mee houden dat er diverse gevaren zijn die geen AIS uitzenden en dat het nog altijd noodzakelijk om de COLREG-bepalingen te kennen en na te leven. De nieuwe functie van het voorspelde gevarengebied in versie V15 van de software is een grote stap voorwaarts in het visueel presenteren van AIS-informatie, maar het is nog steeds geen vervanging voor gezond verstand en zeemanschap. 


Verwijzingen 

1. Internationale Maritieme Organisatie.

2. Er is een aantal websites, waarvan sommige gratis zijn en andere een abonnement vereisen, dat AIS-gegevens aanbiedt. Een website met een brede dekking is http://www.marinetraffic.com/

3. Volledige tekst van de COLREG-bepalingen http://www.collisionregs.com/MSN1781.pdf