Автоматическая идентификационная система AIS мониторинг

Привет, Вы узнаете о том , что такое автоматическая идентификационная система, Разберем основные их виды и особенности использования. Еще будет много подробных примеров и описаний. Для того чтобы лучше понимать что такое автоматическая идентификационная система, аис, ais, ais мониторинг , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Устройства приема и обработки радиосигналов, Передача, прием и обработка сигналов.

аис ( автоматическая идентификационная система , (англ. AIS Automatic Identification System) — система в судоходстве, служащая для идентификации судов, их габаритов, курса и других данных с помощью радиоволн диапазона УКВ (частота 161,975 МГц и 162,025 МГц) .

В последнее время появилась тенденция трактовать АИС как Автоматическая информационная система, (англ. AIS Automatic Information System), что связано с расширением функциональности системы по сравнению с ординарной задачей идентификации судов.

В соответствии с Конвенцией SOLAS 74/88 является обязательным для судов валовой вместимостью свыше 300, совершающих международные рейсы, судов валовой вместимостью 500 и более, не совершающих международные рейсы, и всех пассажирских судов. Суда и яхты с меньшим водоизмещением могут быть оборудованы прибором класса Б. Передача данных осуществляется на международных каналах связи AIS 1 и AIS 2 в протоколе SOTDMA (англ. Self Organising Time Division Multiple Access). Применяется частотная модуляция с манипуляцией GMSK.

Назначение

АИС предназначена для повышения уровня безопасности мореплавания, эффективности судовождения и эксплуатации центра управления движением судов (ЦУДС), защиты окружающей среды, обеспечивая выполнение следующих функций:

• как средство предупреждения столкновений в режиме судно-судно;
• как средство получения компетентными береговыми службами информации о судне и грузе;
• как инструмент ЦУДС в режиме судно-берег для управления движением судов;
• как средство мониторинга и слежения за судами, а также в операциях по поиску и спасанию (SAR).

Компоненты АИС

АИС система включает в себя следующие компоненты:

• УКВ передатчик,
• один-два УКВ приемника,
• приемник глобальной спутниковой навигации (например, GPS, ГЛОНАСС), для судов под российским флагом, модуль ГЛОНАСС в приборе АИС является строго обязательным, основным источником координат. GPS — вспомогательным и может браться от приемника GPS по протоколу NMEA;
• модулятор/демодулятор (преобразователь аналоговых данных в цифровые и наоборот),
• контроллер на основе микропроцессора
• оборудование ввода-вывода информации на элементы управления

Принцип действия АИС

Принцип действия АИС

Действие АИС основано на приеме и передаче сообщений в УКВ-диапазоне. Передатчик АИС работает на более длинных волнах, чем радары, что позволяет производить обмен информацией не только на прямых расстояниях, но и местности, имеющей препятствия в виде не очень больших объектов, а также при плохих погодных условиях. Хотя достаточно одного радиоканала, некоторые АИС системы передают и получают по двум радиоканалам для того, чтобы избежать проблем интерференции и не нарушать коммуникацию других объектов.

Сообщения АИС могут содержать:

• идентификационную информацию об объекте,
• информацию о состоянии объекта, получаемую автоматически с элементов управления объектом (в том числе с некоторых электрорадионавигационных приборов),
• информацию о географических и временной координатах, которые АИС получает от глобальной навигационной спутниковой системы,
• информацию, вводимую вручную обслуживающим персоналом объекта (связанные с безопасностью).

Предусмотрена передача дополнительной текстовой информации между терминалами АИС (пейджинг). Передача такой информации возможна как в адрес всех терминалов в радиусе действия, так и одному определенному терминалу.

В целях обеспечения унификации и стандартизации АИС в Международном Регламенте Радиосвязи закреплено для использования в целях АИС два канала: AIS-1 (87В — 161,975 МГц) и AIS-2 (88В — 162,025 МГц), которые должны использоваться повсеместно, за исключением регионов с особым частотным регулированием.

Скорость передачи цифровой информации в канале АИС выбрана 9600 бит/с.

Работа каждой станции АИС (мобильной или базовой) жестко синхронизирована по времени UTC с погрешностью не более 10 мкс от встроенного приемника ГНСС (в РФ по сигналам комбинированного приемника ГНСС ГЛОНАСС/GPS). Для передачи информации используются непрерывно повторяющиеся кадры длительностью 1 минута, которые разбиваются на 2250 слотов (временных интервалов) длительностью по 26,67 мс.

Для текста используется 6-битовые коды ASCII.

Отображение информации об окружающей обстановке у современных АИС возможно в 2 режимах — как текстовом в виде таблицы с перечнем расположенных рядом судов и их данных, так и в виде упрощенной схематической карты, с изображением взаимного расположения судов и расстояний до них (рассчитывается автоматически по переданным ими географическим координатам.) АИС входит в перечень оборудования, обеспечиваемого бесперебойным питанием от аккумуляторов в обязательном порядке.

Структура сообщения

Статическая информация

• Номер MMSI
• Номер Международной морской организации (IMO)
• Радиопозывной и название плавучего средства
• Габариты
• Тип плавучего средства
• Данные о месте антенны (от ГНСС Глонасс или GPS)

Данные передаются каждые 6 минут

Динамическая информация

• Местоположение (широта и долгота)
• Время (UTC)
• Возраст информации (как давно обновлялась)
• Курс истинный (относительно грунта), курсовой угол
• Скорость истинная
• Угол крена, дифферента
• Угол килевой качки
• Угловая скорость поворота
• Навигационный статус (к примеру: Лишен возможности управляться или Ограничен в возможности маневрировать)

и прочая информация от репитеров и датчиков электрорадионавигационных приборов и систем

Рейсовая информация

• Пункт назначения
• Время прибытия (ЕТА)
• Осадка судна
• Информация о грузе (класс/категория груза)
• Количество людей на борту
• Сообщения для предупреждения и обеспечения безопасности грузоперевозки

Пропускная способность каждого канала — до 2000 сообщений в минуту.

Интервалы передачи сообщений

Разработанная для предотвращения столкновений коммерческих судов, сейчас АИС (автоматизированная идентификационная система) представляет собой универсальную систему для навигации и несения вахты, причем, как для профессиональных, так и любительских судов.

Хотя технология АИС способна предоставлять широкий спектр информации, ее наиболее часто используют для получения сведений о находящихся рядом судах, что помогает избежать столкновений с ними. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . Принцип работы системы довольно прост: на борту AIS-транспондер транслирует водоизмещение судна, курс и информацию о местоположении, полученную от внутреннего GPS устройства, наряду с уникальным MMSI номером судна. Информация распространяется по выделенным каналам УКВ в то время как ответчик AIS также может мониторить входящие сигналы других судов. Правильно запрограммированные номера MMSI позволяют моряком напрямую вызывать другое судно. Информация от АИС интегрируется с электронными навигационными картами, что позволяет получать более точную и широкую картину ближайшего водного пространства. Многие судоходные компании для расширения навигационной сети совместно используют АИС-транспондеры и радиолокационные станции.

На данный момент существует два класса AIS, доступных мореплавателям: А и В. Все их различия уже были изложены в предыдущей статье. Основное отличие классов заключается в объектах, для которых они предназначены. Так АИС класса А обычно используется коммерческими или быстродвижущимися прогулочными судами. Ее мощность передачи составляет 12,5 Вт. АИС класса B ориентирован в первую очередь на морские суда для отдыха. К конечному потребителю система этого класса может поступить в одном из двух вариантов:

• АИС класса B / SO, использующая ту же схему STDMA что и устройства класса А;
• АИС класса B / CS, которая использует CSTDMA схему.

Отличие двух приведенных схем заключается в различном интервале мониторинга назначенных частот: CSTDMA, в отличие от первой схемы, ведет непрерывный мониторинг. В настоящее время системой AIS активно пользуются не только моряки и авиаторы, но и службы береговой охраны, поэтому производители обратили пристальное внимание на систему.

В то время как серьезные производители морской электроники (Furuno, Garmin, B&G и Raymarine) уже в течение многих лет поставляют на рынок AIS класса A и B, другие игроки только начинают производить оборудование поддерживающее AIS. Например, Standard Horizon недавно выпустила УКВ-радиостанцию с поддержкой данной системы (B & G, Garmin, Icom и Raymarine также разрабатывают подобные рации). Компании ACR Electronics, McMurdo и NKE тоже не отстают от своих конкурентов и уже представили публике спектр инновационных продуктов АИС, которые даже включают такую функцию защиты, как «человек за бортом».

Поскольку технология продолжает развиваться, моряки, несомненно, найдут множество других вариантов использования AIS для получения максимально детальной информации об интересующей территории и находящихся на ней объектах.

Мониторинг судов с использованием АИС

Система мониторинга судов может быть построена на УКВ волнах с использованием Автоматической идентификационной системы (AIS).

Автоматическая идентификационная система (АИС) используется для передачи данных о судне другим судам и береговым службам. Широкий функциональный набор Автоматической идентификационной системы обеспечивает возможность осуществлять отслеживание и мониторинг судов.

Мониторинг судов через АИС: возможности

К функциям Автоматической идентификационной системы относятся:

• Отслеживание местоположения плавсредств, оборудованных транспондерами АИС с приемниками ГНСС (ГЛОНАСС/GPS) в режиме реального времени без участия судового оператора;
• Передача данных о местоположении плавсредств с привязкой к электронным картам диспетчерам береговых станций, а также другим судам, оборудованным приемниками АИС;
• Взаимоидентификация судов, с интеграцией данной информации в судовые навигационные системы;
• Автоматизированный обмен данными, автоматическая отправка сообщений в адрес судна, мониторинг средств навигационного обеспечения с использованием технологии AIS AtoN, передача данных дифференциальных поправок ГНСС.

Принципы работы

Автоматическая идентификационная система строится на базе судовых транспондеров, которые обмениваются в радиочастотном УКВ диапазоне между собой и с базовыми береговыми станциями данными о текущем местонахождении, идентификации, курсе, скорости, характере груза и т.д. Для передачи данных используется протокол SOTDMA – самоорганизующийся множественный доступ с временным разделением – на двух частотах: AIS-1 (161,975 МГц) и AIS-2 (162,025 МГц). На судне данные АИС (такие, как идентификатор судна, его местоположение, курс, скорость) отображаются на дисплее транспондера либо, при наличии соответствующего совместимого оборудования, на экранах радаров и электронно-картографических систем.

Дальность действия береговой станции составляет около 30-50 км, поэтому для покрытия всей необходимой акватории, как правило, требуется построить сеть станций АИС. Это позволит осуществлять мониторинг судов наиболее эффективно.

Мониторинг судов с использованием АИС: технические средства и ПО

Мониторинг судов через Автоматическую идентификационную систему требует наличия следующего аппаратного и программного обеспечения:

• На судне: транспондер (приемопередатчик) АИС с приемником ГЛОНАСС/GPS;
• В диспетчерской: автоматизированное рабочее место с системой мониторов для отображения всех поступающих данных; система ввода информации; специализированное ПО; система записи и воспроизведения данных;
• На берегу: сеть береговых станций АИС у акваторий, где необходимо производить мониторинг судов, с объединением их в сеть (рекомендуется дублирование каналов).

Затраты судовладельца при этом минимальны: необходимо всего один раз купить на судно соответствующее оборудование и установить его, никаких последующих постоянных платежей не предусмотрено, в отличие от систем мониторинга морских и речных судов на базе сетей спутниковой связи. Данная система существенно повысит безопасность судоходства даже в местах отсутствия действия базовых станций благодаря возможности автоматической взаимоидентификации судов. Мониторинг судов с использованием УКВ каналов связи широко применяется на внутренних водных путях РФ.

Мониторинг судов с использованием АИС: плюсы и минусы

Преимущества

Недостатки

взаимоидентификация плавсредств; низкая стоимость судового оборудования; одобрение ИМО; двусторонний обмен береговых служб с судами навигационной и иной информацией, связанной с безопасностью судоходства; передача на суда поправок ДГНСС; передача на суда информации о местоположении и движении судов, не оборудованных АИС и сопровождаемых РЛС в составе СУДС; большой объем передаваемых данных; отсутствие абонентских плат; возможность использования в других странах судового оборудования по предназначению; наличие широкого ассортимента необходимого оборудования для плавсредств; широкий опыт использования по всему миру.

необходимо создание берегового сегмента системы мониторинга судов; небольшой радиус действия базовых станций; необходимость в регулярном контроле работоспособности и в техническом обслуживании берегового сегмента АИС; УКВ волны имеют небольшой радиус действия.

---

Вау!! 😲 Ты еще не читал? Это зря!

• Электронно-картографическая навигационно-информационная система
• ADS-B
• азн-в , ads-b ,

Данная статья про автоматическая идентификационная система подтверждают значимость применения современных методик для изучения данных проблем. Надеюсь, что теперь ты понял что такое автоматическая идентификационная система, аис, ais, ais мониторинг и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Устройства приема и обработки радиосигналов, Передача, прием и обработка сигналов