🗊Презентация Автоматическая идентификационная система (АИС) в движении судов. (Тема 5)

Тема 5. Автоматическая Идентификационная Система (АИС)

АИС (Автоматическая Идентификационная Система)

План Понятие АИС Назначение Преимущества и ограничения АИС Принцип действия АИС Интерфейс пользователя Компоненты АИС Структура сообщения Статическая информация Динамическая информация Рейсовая информация Обеспечение безопасности (защиты) Интервалы передачи сообщений Опознавание (идентификация) Время приведения в рабочее состояние Энергопитание Технические характеристики

Понятие АИС "Автоматическая информационная система" (АИС) является морской навигационной системой, использующей взаимный обмен между судами, а также между судном и береговой службой, для передачи информации о позывном и наименовании судна для его опознавание, его координатах, сведений о судне (размеры, груз, осадка и др.) и его рейсе, параметрах движения (курс, скорость и др.) с целью решения задач по предупреждению столкновений судов, контроля за соблюдением режима плавания и мониторинга судов в море

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).

Преимущества и ограничения АИс снять ограничения в обнаружении цели за препятствиями и устранить возможность переключения сопровождения судов при их сближении. Применение АИС в системах регулирования движением судов позволяет дополнительно получить такие преимущества: автоматизировать получение от судов информации, необходимой для работы СРДС (тип судна и перевозимого груза, длина, ширина, осадка, порт назначения и др.), а также другую информацию в интерес других служб; автоматизировать передачу судам в зоне действия СРДС навигационной и гидрометеорологической информации, предупреждений об опасных явлениях; реализовать возможность передачи по каналам АИС информации о судах, которые не оборудованы транспондерами, но сопровождаются радиолокационными станциями СРДС; повысить точность определения судовых координат путем передачи дифференциальных поправок по каналам АИС; значительно расширить зону мониторинга при использовании режима дальней связи АИС, например, по спутниковым каналам ИНМАРСАТ.

Преимущества и ограничения АИс Совместное использование АИС на судах и в береговой инфраструктуре позволяет реализовать следующие преимущества в сравнении с существующими средствами навигации: получить надежную и достоверную идентификацию судов, исключив при этом необходимость радиотелефонного обмена; увеличить дальность обнаружения, особенно небольших целей; автоматически получать от судна необходимые данные (координаты, скорость, направление движения и др.), причем с большей точностью, чем у радиолокационных станций, что позволяет уменьшить задержку в распознавании маневра судна; практически свести к нулю влияние помех от морской поверхности и атмосферных явлений;

Преимущества и ограничения аис Ограничения, которые необходимо учитывать при использовании АИС, связаны со следующими факторами: значительная часть судов может быть не оборудована АИС даже по окончанию периода внедрения (рыбопромысловые, местного плавания, маломерные, прогулочные и другие); судовое оборудование АИС может быть выключено по распоряжению капитана судна, если использование АИС может отрицательно повлиять на безопасность судна (например, в районах, где возможна пиратская деятельность); в районах с очень высокой интенсивностью судоходства возможно уменьшение реальной дальности действия АИС до 10 - 12 миль; сильные радиопомехи, например, во время грозы, могут вызвать кратковременные нарушения в работе АИС; достоверность и качество принятой информации частично может зависеть от датчиков, формирующих сообщения АИС, и от правильности ввода информации на судах-целях (например, курс судна по гирокомпасу и навигационный статус). Таким образом, установка на судне АИС не подменяет и не снимает требований к радиолокационной станции и. другим навигационным средствам, а также не изменяет требований в отношении несения вахты на ходовом мостике

Принцип действия АИС Действие АИС основано на приёме и передаче сообщений по УКВ волнам. 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 определённому 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.

Принцип действия АИС Скорость передачи 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 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 упрощённой 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.

Интерфейс пользователя Для обеспечения доступа, отбора и отображения информации на отдельном устройстве, АИС должна иметь интерфейс, соответствующий международным морским стандартам к интерфейсам.

Компоненты АИС АИС система включает в себя следующие компоненты: УКВ передатчик, один-два УКВ приёмника, приёмник глобальной спутниковой навигации (например, GPS, ГЛОНАСС), для России модуль ГЛОНАСС в приборе АИС является строго обязательным, основным 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

Статическая информация Номер MMSI Номер Международной морской организации (IMO) Радио позывной 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.

Обеспечение безопасности (защиты) Должен быть обеспечен механизм безопасности для обнаружения вывода из строя системы и предотвращения несанкционированного изменения введенных или передаваемых данных. Для предотвращения несанкционированного распространения данных следует выполнять требования Резолюции ИМО MSC/43(64) (Руководство и критерии для систем судовых сообщений)

Интервалы передачи сообщений

УКВ КАНАЛЫ АИС Станции АИС обмениваются данными между собой по умолчанию на двух УКВ каналах с временным разделением сигналов (TDMA): 87В (161,975 МГц) и 88В (162,025 МГц). Станции АИС используют TDMA каналы на одинаковых частотах с разделением передач по времени. В качестве источника единого времени станции АИС используют внешний и внутренний GPS или ГЛОНАСС/GPS приемники. Сущность временного разделения каналов заключается в том, что каждая станция АИС передает в строго определенном ей временном интервале - слоте. Длительность одного слота составляет 27,6 мс. Так как один слот занимает по времени 26,7 мс, то при скорости передачи данных 9600 бит/сек в одном слоте может быть размещено 256 бит информации. 9600 бит/сек  26,7 мкс = 256 бит

Время приведения в рабочее состояние – система должна быть готова к работе в течение 2 мин после включения.

Энергопитание АИС и связанные с ней датчики должны питаться от основного источника электроэнергии на судне. Дополнительно должна иметься возможность питания АИС и связанных с ней датчиков и от альтернативного источника электроэнергии.

Технические характеристики Технические характеристики АИС, такие как изменяемая выходная мощность передатчика, рабочие частоты (международные и региональные), модуляция и антенная система, должны соответствовать Рекомендациям МСЭ-Р (M.1371, M.1024).