Что такое AIS и как она работает

[Craus]

Все подробности о системе, способной спасти, ну или, по крайней мере, сильно облегчить жизнь яхтсмена.

Количество транспортных средств постоянно растет не только на дорогах. В последнее время мировой гражданский флот ежегодно пополняют примерно три тысячи судов водоизмещением свыше 100 тонн. На сколько увеличивается поголовье более мелкого мореходного планктона, остается только догадываться, но когда наблюдаешь лес мачт в очередной турецкой марине, запросто можно подумать, что яхты там каждый день размножаются простым делением — как инфузории.

Разумеется, при столь бурном росте мирового флота пути судов будут пересекаться все чаще и чаще.

Математическая статистика прозрачно намекает, что далеко не все эти встречи закончатся благополучным расхождением на безопасном расстоянии, ну а практический опыт показывает, что одними радарами данную проблему не решить.
Главным образом для уменьшения риска столкновений судов в 2000 году и была разработана AIS — Automatic Identification System, то есть Автоматическая Идентификационная Система. Ее функционал оказался настолько удачным, что спустя всего два года Международная морская организация потребовала обязательной установки терминалов AIS на все грузовые суда водоизмещением более 500 регистровых тонн, на «грузовики» свыше 300 тонн, совершающие международные рейсы, и на все корабли для пассажирских перевозок независимо от тоннажа.

В отличие от радаров, способных зафиксировать появление крупных плавучих объектов неподалеку от судна и приблизительно оценить их текущие направление и скорость перемещения, AIS позволяет получить куда более развернутую и точную информацию о навигационной обстановке.

Чтобы лучше понять возможности новой системы, для начала разберемся, как она устроена.

Корабельный модуль AIS представляет собой цифровой УКВ-приемопередатчик, связанный с судовыми навигационными системами. В зависимости от скорости судна, каждые 2–10 секунд (каждые 3 мин на стоянке) он в автоматическом режиме передает следующую оперативную информацию: идентификационный номер MMSI, навигационный статус («на якоре», «в движении под мотором» и т. п.), текущие координаты, истинные курс и скорость, угловую скорость поворота и метку точного времени.



В дополнение к динамическим данным, каждые 6 минут передаются статические: идентификационный номер судна IMO, его тип, название, радиопозывной, размеры, тип системы позиционирования (GPS, ГЛОНАСС, LORAN) и даже положение ее антенны относительно носа судна. С той же частотой передается и маршрутная информация: пункт назначения с расчетным временем прибытия, осадка, категория груза и количество людей на борту. Кроме того, в случае угрозы безопасности судна, с него допускается рассылка текстовых сообщений, вводимых в ручном режиме.

Полученная информация может выводиться на терминал в виде таблицы с информацией о находящихся поблизости судах, а также в виде их символов, наложенных на навигационные карты (например, в картплоттере) — понятное дело, в этом случае куда легче оценить взаимное расположение и динамику движения.



Трансмиттер класса А

Одним словом, по сообщениям AIS капитан может абсолютно точно оценить текущую навигационную обстановку. Кстати, радиообмен в системе ведется в диапазоне 162 МГц, то есть на гораздо меньшей, по сравнению с излучением радаров, частоте. Более длинные радиоволны способны огибать препятствия вроде крупных судов и невысоких островов, а потому радиус действия AIS приятно впечатляет. При благоприятных условиях он может превышать 40 миль, однако имейте в виду, что высота установки антенны тут, как и в случае других бортовых передатчиков, играет решающую роль.

Для яхтсменов, по крайней мере тех, чьи суда не фигурируют в чартах журнала Forbes, тонкость использования системы заключается в том, что на корабли водоизмещением менее 300 тонн разрешено устанавливать только терминалы упрощенной версии, обозначаемые «Класс В».

Они отличаются заметно сниженной мощностью передатчика (2 Вт против 12,5 Вт), что ограничивает радиус приема их сообщений примерно пятью милями. Еще одна неприятность — упрощенный алгоритм передачи данных, позволяющий посылать информацию только в том случае, если в эфире остается свободное место в ходе радиообмена старших братьев, оснащенных терминалами класса А. Хитрость тут в том, что в каждый момент времени на любом из двух каналов AIS возможна передача одного единственного блока цифровых данных, и об очередности их выдачи аппараты класса А умеют договариваться меду собой заранее.



Трансмиттер класса B

Однако согласитесь: несмотря на такую дискриминацию, находясь в ночном неспокойном море, очень приятно сознавать, что на проходящем неподалеку супертанкере вахтенный наверняка знает о присутствии у него под боком вашей 45-футовой яхты.

Есть и еще один способ пользования AIS, и заключается он в установке приемника, не позволяющего отправлять никакие данные вовсе, но зато способного отслеживать перемещения всех судов, оснащенных полноценными терминалами. По большому счету для этого даже отдельное устройство не требуется, поскольку производители вроде Icom и Standard Horizon начали оснащать данной функцией топовые модели монтируемых VHF-радиостанций.

Удобно, компактно, не дорого, однако имеется одно большое «но» — на маленьком экранчике с низким разрешением даже текстовую таблицу разместить проблематично, а уж построить даже самое примитивное подобие карты…

Именно поэтому были разработаны ресиверы AIS, вообще не показывающие графическую информацию, но умеющие конвертировать данные в пакеты стандартного протокола NMEA, понимаемого подавляющим большинством картплоттеров. Плюс к тому некоторые из них могут подключаться к компьютерам по USB, или даже посредством Wi-Fi передавать данные на мобильные гаджеты, работающие под управлением Android или iOS. Подобные девайсы выпускает, к примеру, Weather Dock.



Wi-Fi трансмиттер сигналов AIS

Кстати, при установке аппаратуры AIS даже в дополнительной антенне стопроцентной необходимости нет по причине работы в одном частотном диапазоне с бортовым радио. Однако имейте в виду, что сплиттеры, используемые для подключения к антенне двух разных устройств, как правило немного снижают уровень сигнала, да и в случае проблем с единственной антенной, вы лишитесь сразу двух систем обеспечения безопасности.

Было бы наивно полагать, что такая продвинутая система обмена информацией создавалась исключительно для помощи рулевым в оперативном маневрировании. В задачи AIS также входит глобальный контроль за перемещениями судов в интересах разнообразных судоходных компаний, центров управления движением, а также государственных служб, которым может потребоваться информация о местоположении определенных судов или грузов. По этой причине аппаратура AIS может базироваться не только на кораблях, но и на береговых станциях, многие из которых связаны в глобальную сеть.



AIS-модуль для установки на маяки, ветрогенераторы и прочие неподвижные объекты

Ну, а чтобы эффективнее использовать систему для поиска и спасения моряков в экстренных ситуациях, выпускаются аварийные буи, способные передавать информацию AIS с повышенным приоритетом. Существуют и так называемые виртуальные буи — это единственный тип устройств в системе, чье реальное расположение может не совпадать с координатами в их сообщениях. Как правило, это установленные на берегу передатчики, предупреждающие проходящие суда об опасностях вроде плохо заметных скал или лишенных маяков мысов, выдающихся далеко в море.



Буй для спасательного плота




Персональный спасательный передатчик для дайверов и выпавших за борт.

Надо сказать, что приемники AIS размещаются даже на спутниках. Это ведь только на поверхности Земли радиус распространения ее сигнала ограничен видимостью до горизонта, а в космосе его без проблем можно принимать и с сотен километров. Сегодня вокруг планеты вращается более десятка космических аппаратов, занятых мониторингом морского траффика.



Трафик AIS – вид из космоса

Особенно приятно, что добраться до данных о глобальном перемещении судов можно и не будучи владельцем судоходной компании или агентом секретной службы. Информация доступна на платной основе (например, в полной версии Google Earth), однако в несколько усеченном виде ее можно увидеть и бесплатно, например, на ресурсе www.marinetraffic.com, чьи интерактивные карты и удобный интерфейс растиражированы по множеству других сайтов мореходной тематики.



С помощью интернет-приложений можно получить от AIS массу интересной информации

Источник