Автоматическая идентификационная система

АИС (Автоматическая идентификационная система, (англ. AIS Automatic Identification System) — система в судоходстве, служащая для идентификации судов, их габаритов, курса и для использования средствами подвижной и фиксированной служб гражданского назначения ^[1][2].

Дисплей судовой АИС (Класс А)

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 обычной задачей идентификации судов.

В соответствии с Конвенцией SOLAS 74/88 является обязательным для судов валовой вместимостью свыше 300 м³, совершающих международные рейсы, судов валовой вместимостью 500 м³ и более, не совершающих международные рейсы, и всех пассажирских судов. Суда и яхты с меньшим водоизмещением могут быть оборудованы прибором класса Б. Отправка 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:

• один-два УКВ приёмника,
• приёмник глобальной спутниковой навигации (например, GPS, ГЛОНАСС). Для судов под российским флагом, модуль ГЛОНАСС в приборе АИС строго обязателен и является главным источником координат. GPS — вспомогательным и может браться от приёмника 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 приёме сообщений в УКВ-диапазоне. Система 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 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 дополнительная текстовой информации между терминалами АИС (пейджинг). Такая информации возможна как в адрес всех терминалов в радиусе действия, так и одному определённому терминалу.

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

Работа каждой станции АИС (мобильной или базовой) жёстко синхронизирована по времени UTC с погрешностью не более 10 мкс от встроенного приёмника ГНСС (в РФ по сигналам комбинированного приёмника ГНСС ГЛОНАСС/GPS). Для 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 упрощённой схематической карты, с изображением взаимного расположения судов и расстояний до них (рассчитывается автоматически по 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 обновляются 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 обновления сообщений

В АИС приняты следующие типы сообщений и интервалы их обновления^[3]:

Вид информации
Статическая информация
Динамическая информация
Информация о рейсе
Сообщения, относящиеся к безопасности мореплавания

Судно на якоре или в процессе швартовки, перемещающееся со скоростью не более 3 узлов	3 минуты
Судно на якоре или в процессе швартовки, перемещающееся со скоростью более 3 узлов	10 секунд
Суда, идущие со скоростью до 14 узлов	3 — 10 секунд
от 14 до 23 узлов	2 — 6 секунд
свыше 23 узлов	2 секунды
Спортивные плавсредства	30 секунд

Спуфинг (Spoofing)

Спуфингом называется подмена, фальсификация передаваемых данных. С 2020 года появились случаи передачи ложных координат гражданских судов и военных кораблей в автоматическую идентификационную систему, а так же подделка координат судов и кораблей.^[4][5]

АСОД (VDES)

Автоматическая система обмена данными (АСОД), (англ. VHF Data Exchange System (VDES)) - развитие АИС, обеспечивающее в 32 раза большую полосу пропускания^[6]. Основными задачами этой системы является непрерывное информационное обеспечение вождения судов (вплоть до обеспечения безэкипажного судовождения), а также автоматическая передача требуемой морскими регламентами информации между судами и береговыми службами^[7]. Необходимость создания и внедрения АСОД возникла из-за того, что при одновременном нахождении в одном районе большого количества судов и повышения плотности их трафика надёжность и дальность действия АИС существенно снижается, а требуемая частота обновления сообщений перестаёт выдерживаться и становится всё более случайной^[8]. В спецификации МСЭ M.2092^[9] определена работа АСОД на дополнительных по отношению к АИС частотах с более эффективным их использованием^[6]. При внедрении АСОД обеспечивается совместимость с АИС, которая становится компонентом новой системы^[10]. Для обмена сообщениями в АСОД используются не только земные средства, но и спутниковый сегмент, включающий специально сконструированные аппараты на низких орбитах, что позволяет значительно увеличить зону доступности услуг^[7].

См. также

• Электронно-картографическая навигационно-информационная система
• ADS-B
• APRS