Automatiskt identifieringssystem (AIS)

22 augusti 2022

Automatiskt identifieringssystem (AIS)

AIS ingår i det globala nöd- och säkerhetssystemet till sjöss (GMDSS) och är ett krav för alla fartyg över 300 ton på internationella resor, 500 ton på icke-internationella resor och alla passagerarfartyg att på VHF sända information i digital form som anger vem de är, var de befinner sig, vilken typ av fartyg de är och användbar information som kurs, hastighet och destination.

Introduktion av AIS (Automatic Identification System). AIS ingår i det globala nöd- och säkerhetssystemet till sjöss (GMDSS) och är ett krav för alla fartyg över 300 ton på internationella resor, 500 ton på icke-internationella resor och alla passagerarfartyg att på VHF sända information i digital form som anger vem de är, var de befinner sig, vilken typ av fartyg de är och användbar information som kurs, hastighet och destination.[1]

Denna information är tillgänglig för alla både via direkt mottagning och på olika webb platser.[2]

Fartyg som inte krävs för att uppfylla bestämmelserna kan också vara utrustade med AIS. De flesta fiskefartyg sänder inte AIS och de flesta marina fartyg, även om de har kapacitet, gör inte heller det. Befälhavare på fartyg kan stänga av sina överföringar för att skydda fartygets säkerhet och göra det i områden där sjöröveri är vanligt.

Systemet har expanderat till att omfatta AIS-sändare på viktiga navigationsmärken som kallas Navigeringshjälp eller ”Atons”. Detta har vidareutvecklats till begreppet ”virtuella Atons” som diskuteras nedan.


Typer av AIS-utrustning

För montering ombord finns det tre typer av AIS-utrustning, klass A, klass B och enbart mottagning. Klass A är avsedd för fartyg där utrustningen är obligatorisk.

Klass A sänder mer information, oftare och med högre effekt än klass B. Merparten av informationen i AIS-sändningen härrör från andra instrument på fartyget, t.ex. kurs över grund (COG) och fart över grund (SOG) från GPS, men det finns viss information som kräver manuell inmatning, t.ex. fartygstatus som kan vara ”på väg”, ”på ankring”, ”bredvid” etc. På samma sätt nästa anlöpningshamn och antal passagerare.

Klass B är avsedd för frivilliga fartyg. Det är till stor del ”montera och glömma” och behöver inte uppdateras manuellt. Båtuppgifter anges när den är installerad och sänder sedan båtnamn, anropssignal (MMSI), position, COG och SOG.

Både klass A och B tar emot data från andra fartyg, och detta används för att placera ikoner på plotterns skärm. Dessa i sin tur kan frågas för att visa alla båtdata.

Det tredje alternativet för en liten båt är att bara ta emot AIS-sändningar från andra fartyg och visa dem. Tidigare utrustning för småbåtar kunde endast ta emot signaler och sedan kom klass B ut på marknaden och föredras nu. Endast mottagning betyder att du kommer att kunna se vad andra fartyg gör, men de kan inte se dig. Stora fartyg börjar vänja sig vid att se små på AIS och fartyg som sänder AIS kommer sannolikt att få mer uppmärksamhet än de som inte gör det.

På senare tid har AIS Man Overboard-enheter blivit tillgängliga och minst en tillverkare integrerar nu den enhet i sina flytvästar. Dessa enheter har en fördel jämfört med de konventionella satellitbaserade enheterna (EPIRBS) genom att de kommer att visas på kartplottrar på intilliggande fartyg, medan EPI¹ bara kommer att varna myndigheter för sök och räddning på land.


AIS på Internet

Det finns ett antal webbplatser och applikationer på internet som gör att du kan titta på AIS, till exempel Marine Traffic (www.marinetraffic.com). Dessa fungerar genom att ta data från ett antal mottagningspunkter runt kusten och aggregera det för att ge en övergripande bild. Täckningen fortsätter att förbättras, men det finns luckor. Om du spårar en båt som går ur täckningsområdet och sedan kommer tillbaka kommer applikationen att dra en rak linje mellan de två. Vid ett tillfälle, på kryssning runt North Foreland, visade internet att jag seglade längs M2 och orsakade viss bestörtning på land.

Det finns också några program som “sänder” AIS från en surfplatta eller smartphone (http://www.marinetraffic.com/en/p/mais). Det är viktigt att notera att de inte sänder via VHF utan skickar data direkt till internet via telefonens datasystemet. Det innebär att denna information inte visas på en vanlig VHF AIS-mottagare på fartyg upp till ca 4 miles bort.


Tekniken

AIS sänds på två reserverade kanaler i den marina VHF-tilldelningen (87B och 88B). Precis som din vanliga VHF är räckvidden beroende av antennens höjd, även om AIS- signalen är mer robust än hastigheten, vilket ökar området något. Vanligtvis, på en liten båt kommer du att plocka upp stora fartyg upp till ca 20 miles bort.

För att rymma massor av fartyg som sänder på bara två kanaler används ett system som kallas TDMA (Time Division Multiple Access). Detta innebär att en tidsperiod är uppdelad i ett antal tidluckor. När en klass A eller B slås på letar den efter en ledig tidslucka och reserverar den. Andra apparater inom räckvidden kommer att undvika denna lucka och välja en annan. Exakt timing behövs för att säkerställa att alla båtar synkroniseras och detta kommer från GPS. Därför har klass A/B-utrustning sin egen GPS-mottagare.

På senare tid har det blivit möjligt att ta emot AIS-information globalt via satellit. Detta är tillgängligt från flera leverantörer, vanligtvis efter abonnemang och används av flottoperatörer. Ur teknisk synvinkel var det inte helt enkelt eftersom satelliten kan ta emot data över ett stort område och inom detta område kan det finnas flera olika fartyg som använder samma tidlucka (de kunde inte ta emot data från varandra så de skulle tro att lucka är ledig). Det pågår en process av ”konfliktlösning” för att se till att alla fartyg identifieras och ger en fullständig bild.

Förutom de fartygsburna systemen sänder de större navigationsmärkena i allt högre grad AIS-hjälpmedel till navigation (Atons). Vid en Aton kommer det att finnas en AIS-sändare och antenn och AIS-signalen kommer från denna plats. Detta behöver dock inte vara fallet, symbolen visas på kartplottern vid en position som bestäms av latitud och longitud som matas in i AIS-sändaren. Normalt är detta samma som där du befinner dig, men det är möjligt för sändaren att till exempel befinna sig på hamnens huvudkontor och sända var bojen för klart vatten befinner sig vid hamnens entrén. Detta kallas en virtuell Aton och Aton- symbolen kommer att visas på kartplottern på rätt plats, men det kommer inte att finnas något fysiskt där. Attraktionen för myndigheterna när det gäller kostnad och enkelhet att ändra flytförmåga är uppenbar, men det är något som är mycket betryggande när det gäller att se bojen där den ska vara när du närmar dig en hamn.


Installation

Det är enkelt att lägga till AIS i ett modernt system och enheten behöver bara ström, en antenn och en anslutning till huvudsystemet. För befintliga Raymarine-system görs detta via Seatalk NG.

Äldre system kan anslutas via NMEA-0183. Detta system är mycket begränsat i och med att det bara kan hantera en datakälla (kallad en ”talare”) , men kan ha flera platser för data att gå (”lyssnare”). Systemet körs vanligtvis med 4800 baud, men för AIS måste man köra med en högre 34800-hastighet. Detta innebär att du måste avsätta en NMEA-port på en kartplotter till AIS och ställa in hastigheten på 34800 eller, om den redan används, använda en NMEA multiplexer för att kombinera 4800- och 34800-trafiken.

AIS-enheten kan ha en egen antenn eller, med hjälp av en splitter, använda samma antenn som VHF. Förlusten av känsligheten för VHF-radion genom att lägga till en splitter är marginell och utgör inte ett problem, men vissa äldre VHF-antenner kanske inte är lämpliga för AIS eftersom frekvenserna som används är på kanten av det marinbandet och vissa antenner inte fungerar bra vid bandkanterna. Om du använder en AIS som sänder (klass A/B) måste splittern vara lämplig för sändning. Detta gäller särskilt om du uppgraderar från en mottagning-endast till klass B.

I idealfallet ska antennen vara så hög som möjligt för att säkerställa att du kan ta emot AIS från andra fartyg och tas emot på maximalt avstånd.

För system av klass A och B kräver en ny installation att båtens uppgifter anges. Detta görs via en PC med ett program som kallas Pro AIS som levereras med enheten. I STORBRITANNIEN är det acceptabelt för en båtägare att ange denna information själv; i USA måste det göras av en auktoriserad installatör.


Används på kartplottern

Det går att visa AIS-information på både sjökorts- och radarskärmen. Fartyg som sänder AIS kommer att visa sig som en blå kilform med punkten för kilen som visar fartygets kurs (denna tas från kursen och inte COG så se upp dubbelt ända färjor som Isle of Wight när som de ibland glömmer att byta kurs och visas med hastighet på 12 knop akterut). Den senaste programversionen skiljer mellan olika fartygtyper, se den senaste utvecklingen nedan.

Varje AIS-ikon kan frågas och ge information om målfartyget, inklusive namn, position, storlek, COG och SOG, och närmaste passeringspunkt (CPA) och tid till CPA (TCPA). Det är särskilt värdefullt att veta den andra båtens identitet om du vill anropa VHF.

Om ett AIS-mål utgör ett hot mot dig blir ikonen röd och ett larm hörs (om larmet är påslaget). Det bedömar hotet mot kriterier som du har fastställt. Det kontrollerar om målet kommer inom ett visst avstånd inom en viss tid, till exempel inom 0,5 miles inom de närmaste 6 minuterna. Du kan se hur nära det kommer genom att titta på CPA.

Utifrån informationen kan du bedöma risken för kollision och vidta lämpliga åtgärder enligt COLREGS[3].


Fallgropar

AIS är ett av de stora framstegen inom marinelektronik och säkerhet till sjöss. När man kommer över kanalen är det en glädje att kunna se den kommersiella trafiken framför dig och välja din väg genom strömmarna av fartyg som går in i och ut ur separationssystemen. Det är dock mycket frestande att koncentrera sig på AIS-målen på skärmen och glömma att det kommer att finnas andra fartyg som inte sänder AIS. Det kommer alltid att finnas en eller två fiskebåtar som gör något udda och det enda sättet du kommer att se dessa är visuellt eller med radar.

AIS möjliggör beräkning av närmaste passeringspunkt (CPA) , men ger ingen indikation på om du kommer att passera för eller akter om ett annat faratyg. Det är upp till dig att använda informationen för att utarbeta detta och fatta rätt beslut i enlighet med reglerna (COLREGS). Denna begränsning har tagits upp i den senaste programversionen (R15) för Raymarine a, e, gS- och eS-kartplottrar och tar AIS ett steg längre i dess användbarhet.


Senaste utvecklingen (v15)

Den senaste versionen av Raymarines kartplotter-program har två nya funktioner för AIS.

Den första är att visa olika typer av fartyg med olika ikoner snarare än att alla är likadana. Detta beror på om fartygstypen är korrekt på det sändande fartyget, men den kan nu skilja mellan segling, motor, snabbfärjor, kommersiella fartyg, SAR-helikoptrar och Atons.

Den andra funktionen som är ett stort steg framåt är tillägget av ”förutspådda riskområden”. Plottern visar en vektor som indikerar fartygets riktning och en för ett fartyg som korsar. Den kommer då att visa ett rutat rött område framför det andra fartyget. Om vektorn passerar genom detta område finns det en kollisionsrisk. Om det passerar framför området, då kommer du att passera framför. Om den ligger akter om området (inte nödvändigtvis akter om AIS-målet) passerar du akterut. Detta ger en hel del användbar information, men det är bara det, information, och du måste vara medveten om och lyda COLREGS, särskilt för att göra dina avsikter tydliga med djärva och tidiga drag. När du räknar ut storleken på det förutspådda riskområdet lägger systemet till sina egna säkerhetmarginaler, men om du korsar framför ett stort fartyg är det klokt att se till att du har en marginal som du känner dig bekväm med.


Avslutningsvis

AIS är en viktig utveckling när det gäller säkerhet till sjöss och ger information för att fatta bättre beslut. Man måste dock komma ihåg att det finns gott om faror där ute som inte sänder AIS och att det fortfarande är nödvändigtatt ha en god förståelse för och tillämpa COLREGS. Den nya förutspådda är av fara-funktionen i V15-programvaran är ett stort steg framåt när det gäller att presentera AIS-information visuellt, men är ändå ingen ersättning för sunt förnuft och sjömanskap. 


Referenser

1. Internationella sjöfartorganisationen.

2. Det finns ett antal webbplatser, vissa av dem gratis, vissa med abonnemang, som tillhandahåller AIS-data. Ett med bred täckning är http://www.marinetraffic.com/

3. Full text av COLREGS http://www.collisionregs.com/MSN1781.pdf