Ресиверы
Прибор аис. Автоматическая идентификационная система. Корреляция источников данных

Прибор аис. Автоматическая идентификационная система. Корреляция источников данных

Морской сайт Россия нет 02 ноября 2016 Создано: 02 ноября 2016 Обновлено: 02 ноября 2016 Просмотров: 13224

В рамках проводимых в Междунардной Морской Организации (ИМО) работ по пересмотру Главы 5 «Навигационная безопасность» Конвенции по охране человеческой жизни на море (СОЛАС) предполагается в ближайшее время приступить к внедрению на морском флоте принципиально новой автоматической информационной (идентификационной) системы (АИС).

Внедряемая АИС будет иметь три предназначения:

для обмена навигационными данными между судами при их расхождении в море;

для передачи данных о судне и его грузе в береговые службы;

для передачи с судна навигационных данных в береговые системы управления движением судов (СУДС) и обеспечения более точной и надежной его проводки в зоне действия системы.

КРАТКАЯ ИСТОРИЯ

Международная Ассоциация Маячных Служб (МАМС) в начале 1990-х годов приступила к рассмотрению вопроса об использовании судовых радиотранспондеров, работающих в диапазоне УКВ для передачи сигналов опознавания.
Будучи принятыми Центром СУДС, сигналы транспондера позволяли опознавать контролируемое судно как при подходе к зоне обслуживания, так и в процессе его дальнейшего движения. В 1992 г. по просьбе МАМС Международный Союз Электросвязи (МСЭ) выпустил рекомендацию М.825 по применению радиотранспондеров в системах УДС, используя для этой цели канал 70 морской подвижной службы и протокол ЦИВ ГМССБ. Кроме опознавания в сообщение транспондера включались данные о местоположении судна. В дальнейшем было предложено включать в формат сообщения сведения о наличии опасного груза с тем, чтобы автоматизировать сообщения, предусмотренные Резолюцией А.648(16) ИМО для Систем судовых сообщений.

На 63-й сессии Комитета по безопасности на море (КБМ) ИМО (8-25 мая 1994 г.) Германия внесла предложение о необходимости внедрения на судах транспондерных систем взаимного опознавания судов и передачи данных береговым службам (СУДС), а также для повышения безопасности мореплавания (MSC 63/7/9). КБМ поручил Подкомитету по безопасности мореплавания (ПКБМ) изучить вопрос и внести предложение.

На 40-й сессии ПКБМ (июль 1994) Швеция внесла предложение (NAV 40/7/15) о внедрении транспондеров с использованием новейшего протокола - самоорганизующейся линии передачи данных с разделением времени и свободным доступом (SOTDMA).
Применение этого протокола, заимствованного из авиации, позволяет с высокой надежностью (более 95 %) использовать один частотный канал для передачи информации о местоположении судна с короткими временными интервалами, используя эти данные для решения задач предупреждения судов (судно-судно) и для точного контроля за движением судов по узким подходным каналам и фарватерам в СУДС (судно-берег). В 1995 г. на основе технико-эксплуатационных обоснований, проведенных в ЦНИИМФ, Российская Федерация представила в ИМО ноту (NAV 41/6/26) с настоятельной поддержкой позиции Швеции о необходимости применения современного протокола с широкими возможностями надежного обмена навигационной информацией, что может оправдать расходы судовладельцев на включение в состав навигационного оборудования судна нового прибора.

Поддержка была выражена также Финляндией, ИНТЕРТАНКО и др. Однако, большинство делегаций на ПКБМ, с учетом начавшегося промышленного производства транспондеров с протоколом ЦИВ, сохраняло позиции ограничения возможностей транспондеров функциями опознавания и данными о грузе на первом этапе внедрения с будущей его заменой на универсальный.

В декабре 1996 г. КБМ, на основе изучения позиций государств, принял решение в пользу единого универсального транспондера, базирующегося на применении протокола SOTDMA. В мае 1998 г. по представлению ПКБМ Комитет по безопасности на море принял рекомендацию MSC.74(69) с эксплуатационными требованиями к судовым транспондерам.
В октябре 1998 г. МСЭ-Р выпустил Рекомендацию М.1371, содержащую основные принципы построения АИС (AIS, автоматическая идентификационная система). Несколько ранее (1997 г.) Всемирная радиоконференция выделила для работы АИС на глобальной основе две частоты: 161,975 МГц (AIS-1) и 162,025 МГц (AIS-2). Международная Электротехническая Комиссия (МЭК) разрабатывает стандарт на АИС N 61993-2, в котором содержатся технические параметры универсальных транспондеров и методы испытаний.

ТЕРМИНОЛОГИЯ

В иностранной литературе термин AIS применяется как "автоматическая идентификационная система", состоящая из судовых транспондеров, и с отображением информации на ECDIS или САРП, береговых базовых станций и систем отображения на экранах консолей операторов СУДС и ПЭВМ береговых служб.

В российской литературе применялся термин "система автоматизированного зависимого контроля (САЗК)", который относился к части AИС, выполняющей функции контроля за судоходством со стороны СУДС. Он заимствован из широко применяемого в гражданской авиации термина "автоматизированное зависимое наблюдение (АЗН)" или, в иностранной литературе, ADS (automated dependent surveillance).

На Совете Росморфлота 08.10.1998 было предложено использовать аббревиатуру АИС, как "автоматическая информационная система". Основанием явилось внесение существенных изменений в функции системы в процессе ее развития, т.е. расширение информационного обмена, при которых функция "опознавания" сохранилась как одна из многих других. В дальнейшем предлагается использовать следующие термины.

"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.

Режим АИС, управляемый береговыми службами (СУДС) для автосопровождения судов и контроля за их движением в обслуживаемой зоне, образует систему "автоматизированного зависимого контроля (САЗК)"

Для обмена данными (линия передачи данных) синхронизации, формирования и коммутации потоков информации используется судовое оборудование, называемое "универсальным транспондером".

Для организации обмена данными с судами в режиме САЗК и формирования потоков информации, исходящей от центра СУДС и береговых служб (МСКЦ) используется "базовая станция АИС". Она может работать в сети береговых станций АИС вдоль побережья с ретрансляцией информации в базовую станцию АИС.

Судовыми системами отображения АИС является система отображения электронных карт (ECDIS), САРП или персональный компьютер (в зависимости от наличия соответствующих интерфейсов).

Береговыми системами отображения АИС являются консоль оператора СУДС, ECDIS либо персональные компьютеры.

ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ. Достоинства АИС при решении задач по предупреждению столкновений судов

ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ

Достоинства АИС при решении задач по предупреждению столкновений судов.

1 Благодаря взаимному обмену координатами судов, определенными с высокой точностью (с помощью ДГНСС - 5-10 метров), а также информацией о текущем курсе повышается точность определения параметров расхождения и, следовательно, эффективность расхождения судов в море.

2 Принцип обмена информацией между судами по радиолинии передачи данных через транспондеры исключает возможность переброса маркеров сопровождаемых судов-целей (swopping) при их сближении, что имеет место при работе САРП. В результате обеспечивается устойчивое и надежное автосопровождение судов, расходящиеся на узких фарватерах или проходящих вблизи плавающих навигационных знаков.

3 Благодаря взаимному обмену данными о гирокомпасном курсе практически в реальном времени, обеспечивается информация о направлении диаметральной плоскости судов-целей и их ракурсе, что способствует принятию правильного решения при расхождении. Маневр судна-цели легко обнаруживается как по изменению значения гирокомпасного курса, так и путем передачи значения скорости поворота, что позволяет устранить большие трудности, ранее возникавшие при использовании САРП.

4 На работу АИС не влияют осадки и волнение моря, как это имеет место сейчас при использовании РЛС. Это обеспечивает возможность наблюдения за малым судном-целью в условиях сильного волнения моря.

5 Предупреждению столкновений судов будет способствовать также взаимный обмен между участниками движения информацией о типе судна, его осадке, размерах и навигационных параметрах, а также о планируемых маневрах.

Достоинства АИС при использовании в Системах управления движением судов

1 Непрерывное автоматическое опознавание контролируемого судна, что исключает необходимость применения малоэффективных дорогостоящих УКВ-радиопеленгаторов.

2 Высокая точность определения положения контролируемого судна при его движении по узкому каналу, которая достигается сопровождением сигналов АИС данными о местоположениях судна, полученным и от дифференциальной подсистемы ГНСС.

3 Возможность обнаружения маневра судна в реальном времени за счет контроля изменениями текущего (гирокомпасного) курса судна-цели.

4 Расширение зоны обслуживания СУДС за счет большей дальности действия АИС в сравнении с радиолокационным обзором.

5 Контроль за судами (оборудованными транспондерами), находящимися в теневых зонах БРЛС (изгиб мыса, остров) за счет лучшего распространения радиоволн УКВ-диапазона, на котором работают транспондеры.

6 Автоматический ввод в базу данных СУДС основных сведений о судне (наименование, размеры, осадка, наличие опасного груза, порт назначения, ЕТА и др.), которые используются в локальной вычислительной сети МАП для направления другим пользователями.

7 Высокая надежность автосопровождения контролируемого судна, в том числе при близком расхождении судов на канале и подходе судна к причалу порта (исключение возможности переброса маркеров сопровождения, характерных для радарных систем).

8 Контроль за судоходством на речных участках плавания без установки дополнительных РЛС.

9 Удобство регистрации информации AИС на электронных носителях и дальнейшее воспроизведение информации на экране.

10 Возможность прогнозирования пути следования судна.

Достоинства АИС при использовании морским Спасательно-координационным центром

1 Знание позиций судов и их отображение на экране в зоне ответственности МСКЦ, а также их наименования, характеристик, наличия опасного груза и навигационных данных (местоположение, курс, скорость и др.), что способствует более полной оценке ситуации при оказании помощи в случае бедствия.

2 В аварийной ситуации каждое судно будет иметь информацию о наименованиях, местоположениях и навигационных данных других судов в радиусе действия УКВ-радиосвязи, что способствует скорейшему оказанию помощи.

3 Благодаря непрерывной работе транспондера на судне создается возможность передачи ближайшем судам и береговым службам, включенным в АИС, сигналов бедствия или срочности, содержащих сведения о происшествии.

4 Возможность взаимодействия (обмена информацией) с вертолетами, участвующими в поиско-спасательных операциях, и другими судами в районе бедствия.

Достоинства АИС при использовании береговыми службами

1 Благодаря введению в базу данных СУДС и в локальную вычислительную сеть информации о местоположениях, характеристиках и навигационных данных всех судов в обслуживаемом районе может быть обеспечен эффективный контроль за ними со стороны портовых властей, Морских Администраций и других береговых служб, а также со стороны служб ФПС и ВМФ (в территориальных водах).

2 При входе в зону действия АИС судно автоматически передает навигационные данные (местоположение, курс, скорость), что позволяет береговым службам уточнить ожидаемое время прихода (ЕТА) и установить время начала обработки судна в порту.

3 Использование АИС на рыбопромысловых судах позволяет осуществлять контроль за ними в районе промысла.

4 При дальнейшем сопряжении Судового транспондера АИС со станцией спутниковой связи ИНМАРСАТ-С станет возможным осуществлять мониторинг флота в глобальном масштабе, включая прибрежные воды, рыболовную и экономическую зоны.

5 С помощью АИС может передаваться навигационная и метеорологическая информация на суда, плавающие в прибрежных водах.

Ограничения АИС

1.Эффективное использование АИС возможно только при полномасштабном оснащении всех судов транспондерами. До наступления такого состояния АИС должна оставаться дополнительным средством, используемым в САРП и ECDIS наряду с радиолокационной информацией.

2. Нельзя рассматривать вопрос о будущей замене радиолокационных средств на АИС поскольку ее информация относится только к объектам, на которых установлены транспондеры, в то время, как радиолокатор позволяет наблюдать любые объекты, отражающие радиоволны (знаки навигационного ограждения, суда, береговую черту и др.).

3. В соответствии с решением ИМО только глобально применяемая АИС может стать инструментом для предупреждения столкновений и мониторинга судов. Это означает, что внедрению на судах подлежит только то оборудование АИС, параметры которого жестко регламентированы на международной основе. В этом случае будет обеспечена совместимость оборудования, установленного на разных судах, и высокая эффективность его использования.

ПЕРСПЕКТИВЫ ВНЕДРЕНИЯ АИС В МИРЕ

Окончание разработки всех международных нормативно-правовых документов, обеспечивающих внедрение АИС на морском флоте, предполагается закончить в конце 2000 года. Однако, уже в настоящее время в ряде стран (Швеция, Финляндия, ФРГ, Южная Африка, Норвегия, Дания. США, Великобритания, Австралия) началось оснащение их побережья необходимым наземным оборудованием для создания подобных систем и оснащение судов транспондерами.

В Швеции Морской Администрацией создана единая система контроля за судоходством на основе действующих СУДС и создаваемых АИС, которые будут объединяться в единую сеть.
С полным вводом в действие эта система позволит контролировать и регулировать движение судов вдоль побережья Швеции, а также во внутренних озерах.
Шведские власти планируют оснастить до 2000 года аппаратурой АИС все свои суда, самолеты и вертолеты, а суда и вертолеты, участвующие в поисково-спасательных операциях, будут оснащены такой аппаратурой в 1999 году.
Всего на шведском побережье предполагается установить 35 станций АИС для обслуживания судов и низколетящих самолетов и вертолетов. Свыше 50 шведских судов и прежде всего паромы уже имеют транспондеры АИС.

В Финляндии в опытной эксплуатации находятся семь береговых станций АИС. До 2000 года Правительство Финляндии планирует ввести в эксплуатацию 17 станций и создать на их основе сеть АИС, перекрывающую все воды прилежащей зоны Финляндии. В осуществление этого проекта вовлечены Морская Администрация (координирующий орган), береговая охрана и судовладельцы.

Министерством транспорта ФРГ также создается единая сеть контроля и регулирования судоходства на основе действующих и создаваемых СУДС с использованием АИС, которая впервые была внедрена в СУДС Кильского канала, а также для мониторинга паромов на линии Росток-Трелеборг (Швеция) в рамках Германо-Шведского проекта "Бафегис".

Прибрежные воды Южной Африки, США, Канады, Великобритании и Австралии также охвачены зоной действия АИС. Внедрение АИС в целом не требует больших финансовых расходов.
Стоимость судовых транспондеров при массовых поставках будет составлять 2-3 тыс.долл.США, а расходы на наземное оборудование, размещаемое на станциях УКВ-связи зоны А1 ГМССБ или на СУДС, не превысит 10-15 тыс.долларов.
В соответствии с положениями новой Главы 5 Конвенции СОЛАС национальные Администрации смогут обязать устанавливать такие транспондеры и на судах меньшего размера для контроля за ними при их плавании вблизи берегов.

Учитывая, что одной из функций АИС будет являться обеспечение безопасного расхождения, транспондерами необходимо будет оснащать не только транспортные суда, но и все другие плавающие в море рыболовные суда, военно-морские и пограничные корабли.

На 45 Сессии Подкомитета по безопасности мореплавания (ПКБМ) ИМО, проходившей в сентябре 1999 года были рассмотрены документы, представленные различными Администрациями по вопросам будущего применения АИС.

В этих документах отмечается, что для эффективного использования АИС необходимо обязательное наличие небольшого (text only) дисплея для отображения принимаемой минимально необходимой информации и панели управления (клавиатуры) для набора информации, предназначенной к передаче.
Эти устройства должны быть независимы от других навигационных устройств. Поскольку для отображения информации АИС предполагается использовать индикаторы РЛС, САРП и ЭКДИС, требуется соответствующая доработка этой аппаратуры для обеспечения возможности работы с АИС и внесения поправок в стандарты на эти устройства.

Вызывает беспокойство доступность информации АИС всем потребителям, так как эта информация может быть использована для неблаговидных целей, в частности - пиратам. В качестве варианта решения этой проблемы предлагается рассмотреть возможность включения АИС капитаном судна в тех районах, где это необходимо.

Подкомитет отметил, что отсутствие опыта применения АИС на судах может привести к нежелательным последствиям, в частности, при решении задач по предупреждению столкновений.

Для решения этих вопросов Подкомитет направил на КБМ 72 предложение о включении в повестку 46 Сессии ПКБМ вопросов разработки руководства по применению АИС и пересмотра стандартов к РЛС, САРП и ЭКДИС.

ТРЕБОВАНИЯ К СРОКАМ ОБЯЗАТЕЛЬНОГО ОСНАЩЕНИЯ СУДОВ АИС

В соответствии с последней редакцией проекта Главы V Конвенции СОЛАС, согласованной Подкомитетом по безопасности мореплавания NAV-45 в сентябре 1999 г. , в проект Правила 19 включен дополнительный параграф 1.5, определяющий требования к срокам установки АИС в зависимости от типов судов.

1.5 Автоматические идентификационные системы (АИС)

1 Все суда от 300 рег.т. и более, совершающие международные рейсы, грузовые суда от 500 рег.т., не совершающие международные рейсы, и пассажирские суда, независимо от их размера, должны быть оборудованы АИС в сроки:

1.2.2. суда, кроме пассажирских и танкеров, 50000 рег.т. и более - не позднее (1 июля 2004);

1.2.3. суда, кроме пассажирских и танкеров, от 10000 рег.т. и более, но менее 50000 рег.т. - не позднее (1 июля 2005);

1.2.4. суда, кроме пассажирских и танкеров, от 3000 рег.т. и более, но менее 10000 рег.т., - не позднее (1 июля 2006);

1.2.5. суда, кроме пассажирских и танкеров, от 300 рег.т. и более, но менее 3000 рег. тн., - не позднее (1 июля 2007); и

1.3 суда, не совершающие международные рейсы, построенные до (1 июля 2002) - не позднее (1 июля 2008).

2 Администрация может освободить от выполнения указанных требований те суда, которые будут выведены из эксплуатации в течение двух лет после указанных дат.

РЕЗОЛЮЦИЯ ИМО MSC.74(69). ПРИЛОЖЕНИЕ 3 РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ЭКСПЛУАТАЦИОННЫМ ТРЕБОВАНИЯМ К УНИВЕРСАЛЬНОЙ СУДОВОЙ СИСТЕМЕ АВТОМАТИЧЕСКОГО ОПОЗНАВАНИЯ (AIS)

РЕЗОЛЮЦИЯ ИМО MSC.74(69)

1.Назначение

1.1 Данный стандарт определяет эксплуатационные требования к универсальным АИС.

1.2 АИС должна обеспечивать повышение уровня безопасности мореплавания посредством эффективного судовождения, защиты окружающей среды, эффективности использования Систем управления движением судов (СУДС) через выполнение следующих функциональных требований:

в режиме «судно - судно» - для предупреждения столкновений;

как средство для получения береговыми службами информации о судне и его грузе:

как инструмент СУДС - в режиме «судно-берег» (управление движением судов).

1.3 АИС должна обеспечивать суда и компетентные власти информацией от судов автоматически, и с требуемой точностью и частотой обновления, для обеспечения точного сопровождения судов. Передача данных должна осуществляться с минимальным участием судового персонала и высоким уровнем надежности.

1.4. Оборудование, в дополнение к требованиям Регламента Радиосвязи, Рекомендаций МСЭ-Р и общим требованиям, изложенным в Резолюции ИМО А.694(17), должно соответствовать следующим эксплуатационным требованиям

2.Основные режимы работы

2.1 АИС должна обеспечивать работу в следующих режимах:

1. «автономный и непрерывный» - для работы во всех районах. Этот режим должен иметь возможность переключения компетентной властью с/на один из следующих режимов;

2. «назначенный» («предписанный») - для работы в районах, где компетентной властью установлен контроль за движением судов таким образом, чтобы интервал передачи данных и/или временное положение слотов могли устанавливаться дистанционно этой властью.

3. «по запросу» или контролируемый режим - данные передаются в ответ на запрос от судна или от компетентной власти.

3. Основные функциональные требования

3.1 В состав АИС должны входить:

связной процессор, способный управлять набором морских частот с:

1. соответствующим методом выбора и переключения каналов, обеспечивая применение как для ближней, так и для дальней радиосвязи.

2. средство обработки данных от электронной системы местоопределения, обеспечивающее разрешение не хуже одной десятитысячной минуты дуги и использующее геодезическую систему координат WGS-84 .

3. средство автоматического ввода данных от других датчиков, перечисленной в п. 6.2;

4. средство ввода и восстановления данных вручную;

5. средство контроля достоверности передаваемых и принимаемых данных;

6. встроенное устройство контроля работоспособности.

3.2 АИС должна обеспечивать:

1. автоматическое и непрерывное предоставление информации компетентной власти и другим судам, без участия судового персонала;

2. прием и обработку информацию от других источников, включая информацию от компетентной власти и других судов;

3. ответ с минимальной задержкой на сигналы, относящиеся к высокому приоритету и безопасности;

4. предоставление информации о местонахождении и маневрировании c частотой обновления, достаточной для обеспечения точного сопровождения судна компетентной властью и другими судами.

4. Интерфейс пользователя

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

5. Опознавание (идентификация)

Для целей опознавания судна и сообщений должен использоваться соответствующий идентификационный номер Морской подвижной службы (ММSI).

6. Информация

Информация, предоставляемая АИС, должна включать:

6.1 Статическую:

ИМО номер (если имеется)

Позывной сигнал и название;

Длина и ширина судна;

Тип судна;

Расположение антенны системы местоопределения на судне (по отношению к носу, корме, правому, левому борту).

6.2 Динамическую:

Местоположение судна с указанием точности и целостности системы;

Время (UTC) (дата устанавливается приемным оборудованием);

Курс относительно грунта;

Скорость относительно грунта;

Курс судна;

Навигационный статус (состояние судна) (к примеру, не управляется, на якоре и т.д. - вводится вручную);

Угловая скорость поворота (где возможно);

Факультативно - Угол крена (если возможно);

Факультативно - Угол килевой и бортовой качки (если возможно).

6.3 Информацию, связанную с рейсом:

Осадка судна;

Опасный груз (тип);

Порт назначения и ЕТА (по усмотрению капитана);

Факультативно - план перехода (путевые точки).

6.4 Короткие сообщения относительно безопасности.

6.5 Частота обновления информации для автономного режима

Для различных типов информации, действующей в разное время, используется различная частота обновления (интервал)

Статическая - каждые 6 минут и по требованию;

Динамическая - в зависимости от скорости и изменения курса согласно таблице 1;

Информация, связанная с рейсом - каждые 6 минут, при изменении данных и по запросу;

Сообщение относительно безопасности - когда требуется.

Таблица 1

Состояние судна	Интервал между сообщениями
Судно на якоре	3 минуты
Скорость 0-14 узлов	12 секунд
Скорость 0-14 узлов и меняющийся курс	4 секунды
Скорость 14-23 узла	6 секунд
Скорость 14-23 узла и меняющийся курс	2 секунды
Скорость более 23 узлов	3 секунды
Скорость более 23 узлов и меняющийся курс	2 секунды

Объем судовых сообщений - АИС должна обрабатывать не менее 2000 сообщений в минуту, чтобы адекватно обеспечить все эксплуатационные варианты.

6.6 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)

7. Время приведения в рабочее состояние

Система должна быть готова к работе в течение 2 мин после включения.

8. 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.

9. 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).

Системы контроля движения судна.

АИС (Aвтоматическая идентификационная система, (англ. AIS Automatic Identification System ) – в судоходстве система служащая для идентификации судов, их габаритов, курса и других данных с помощью радиоволн УКВ- диапазона.

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

В соответствии с конвенцией СОЛАС является обязательным для судов водоизмещением свыше 300 тонн. 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 Accsess ). Применяется частотная модуляция с манипуляцией GMSK.

АИС предназначена для повышения уровня безопасности мореплавания, эффективности судовождения и эксплуатации систем управления движением судов (СУДС), 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 СУДС в режиме судно-берег для управления движением судов;
как средство мониторинга и слежения за судами, а также в операциях по поиску и спасению (SAR).

АИС система включает в себя следующие компоненты:

УКВ передатчик,
один - два УКВ приемника,
приемник глобальной спутниковой навигации (например, GPS, ГЛОНАСС),
модулятор/демодулятор (преобразователь аналоговых данных в цифровые и наоборот),
контроллер на основе микропроцессора
оборудование ввода-вывода информации на элементы управления

Действие АИС основано на приеме и передачи 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 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

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: Не могу управляться или Ограничен в возможности маневрировать)

и прочая информация от репиторов и датчиков электрорадионавигационных приборов и систем.

Типы станций АИС

СУДОВАЯ АППАРАТУРА АИС

Станции АИС устанавливаются на подвижных и стационарных объектах.

К подвижным (или мобильным) станциям относятся:

Судовые станции класса А;

Судовые станции класса В;

Станции на судах на воздушной подушке (поисково-спасательных судах);

Станции, устанавливаемые на навигационных объектах;

Портативные носимые станции, используемые лоцманами на борту судна.

К стационарным станциям относятся:

Базовые станции;

Репитерные станции.

Станции класса А полностью отвечают всем международным требованиям и должны устанавливаться на конвенционных судах в соответствии с требованиями Главы 5 СОЛАС. Станции класса В не имеют минимального дисплея для отображения информации, не требуют ввода рейсовой информации. Такие станции предназначены для установки на неконвенционных судах (прогулочные, яхты, рыболовецкие суда).

Станции АИС могут устанавливаться на воздушных судах для поисково-спасательных операций.

Станции, устанавливаемые на навигационных объектах (СНО) выполняют роль радиомаяка и передают специальное сообщение 21, содержащее собственный идентификатор, тип СНО, признак точности, местоположение, вид навигационного датчика.

К базовым станциям относят АИС, устанавливаемые на береговых станциях, участвующих в системе регулирования движением судов (СРДС). Базовые станции обеспечивают мониторинг, т.е. наблюдение судов в определенной прибрежной зоне, могут передавать специальные бинарные сообщения, содержащие информацию о судах, которые не оборудованы АИС, но сопровождаются береговыми РЛС, а также выполняют многие другие функции.

Для расширения зоны действия береговой базовой станции, например для мониторинга акватории, скрытой береговым рельефом, используют ретрансляторы - репитерные станции.

Станция АИС (или транспондер) состоит из двух функциональных узлов: основного блока и пульта управления и отображения (ПУО). На рис. 4.1 приведен комплект судовой аппаратуры АИС производства фирмы Транзас.

Основной блок обеспечивает все функции АИС и может работать автономно без ПУО. ПУО предназначен для взаимодействия с оператором. ПУО получает от основного блока команды управления и передает основному блоку команды ручного ввода. Обмен между основным блоком и ПУО осуществляется через последовательный интерфейс RS-422 со скоростью 9600 бит/сек.

Структурная схема судовой АИС класса А приведена на рис. 4.2. В состав основного блока судовой станции АИС класса А входят:

Два приемника каналов AIS-1 и AIS-2 с декодерами TDMA с возможностью переключения на региональные каналы; (TDMA (англ. Time Division Multiple Access - множественный доступ с разделением по времени) - способ использования радиочастот, когда в одном частотном интервале находятся несколько абонентов, разные абоненты используют разные временные слоты (интервалы) для передачи .)

Передатчик, переключаемый на каналы AIS-1 и AIS-2 и на региональные каналы;

Приемник и декодер ЦИВ (канал 70); (Цифровой избирательный вызов (ЦИВ) (англ. Digital Selective Calling, DSC) - вид связи, применяемый для первоначального вызова судовых и береговых станций с различными приоритетами с целью дальнейшей радиосвязи радиотелефоном или радиотелексом. ЦИВ предполагает передачу коротких формализованных сообщений, представленных в закодированном виде с помощью двоичных символов в ПВ, КВ и УКВ диапазонах.)

Рис. 4.1. Судовая аппаратура производства фирмы Транзас: основной блок, пульт управления и отображения, антенна АИС УКВ, комбинированная антенна ГНСС типа GPS/ГЛОНАСС

Антенный переключатель прием/передача;

Антенна АИС УКВ;

Антенна ГНСС;

Встроенный приемник ГНСС;

Кодеры сигналов ЦИВ и TDMA;

Микропроцессорный контроллер, управляющий работой аппаратуры;

Встроенное устройство интегрального контроля работоспособности (BIIT - Built-In Integrity Test).

Для подключения основного блока АИС к судовым навигационным приборами предусмотрены следующие каналы (порты). Три входных порта:

Порт 1 (SEN1) - для подключения к внешнему судовому навигационному приемнику ГНСС;

Порт 2 (SEN2) - для подключения к гирокомпасу;

Порт 3 (SEN3) - для подключения к датчику угловой скорости.

Для обмена информацией с внешними устройствами предусмотрены двунаправленные порты:

Порт MAIN - для подключения к электронной картографической навигационной системе (ЭКНИС);

Порт AUX - для подключения к лоцманскому персональному компьютеру;

Порт LR - для подключения к аппаратуре дальней связи;

Порт RTCM - для ввода дифференциальных поправок от приемника дифпоправок и для выдачи дифпоправок, принятых по каналу АИС.

Рис. 4.2. Структурная схема судовой АИС класса А

Порт BIIT используется для подключения к системе тревожной сигнализации на мостике. Встроенное устройство контроля работоспособности обеспечивает обнаружение ошибок в передаваемой информации и в принимаемых данных. Если данные какого-либо датчика (например, гирокомпаса) не поступают в аппаратуру АИС, то выдается сигнал «нет данных». При неисправности оборудования АИС выдается тревожный сигнал и прекращается передача данных.

Минимальный (текстовый) дисплей и клавиатура обеспечивают возможность ввода в аппаратуру АИС статической и рейсовой информации, а также ввода и отображения текстовых сообщений, связанных с безопасностью мореплавания. Конструктивно минимальный дисплей и клавиатура выполняются в виде отдельного малогабаритного прибора либо объединяются с основным прибором АИС. Минимальный дисплей должен отображать данные не менее чем по трем судам, включая пеленг, дальность и название судна-цели.

Пе́ленг в навигации ‑ горизонтальный угол между северной частью меридиана наблюдателя и направлением из точки наблюдения на объект; измеряется по часовой стрелке от нуля (направление на норд, N) до полной дуги окружности (360°, или 32румба).

Другие данные о судне могут быть отображены с помощью горизонтальной «прокрутки» текста. При этом данные о пеленге и дальности сохраняются на экране. Путем вертикальной «прокрутки» можно отобразить данные о других судах-целях. При сопряжении аппаратуры АИС с судовым навигационным дисплеем все функции ввода и отображения информации реализуются на сопрягаемом дисплее.

Встроенный приемник ГНСС обеспечивает временную синхронизацию аппаратуры АИС и является резервным источником информации о местоположении судна. Основным источником информации о местоположении судна в АИС является внешний судовой приемник ГНСС, используемый в навигационных целях и сопрягаемый с АИС. Дифференциальные поправки, передаваемые береговыми опорными станциями ДГНСС в радиомаячном диапазоне, могут передаваться от внешнего приемника дифференциальных поправок во внутренний приемник ГНСС.

Одним из способов улучшения точности определения местоположения с использованием спутниковых навигационных систем (GPS, ГЛОНАСС) являются дифференциальные поправки

Дифференциальные поправки могут также передаваться береговой станцией по каналу связи АИС и передаваться во внутренний приемник ГНСС.

АИС использует информацию о координатах от внешнего и встроенного приемников ГНСС. АИС постоянно передает информацию о текущих координатах и времени. При передаче информации о местоположении судовая станция АИС автоматически выбирает доступный источник информации с высшим приоритетом.

Оборудование АИС должно автоматически выбирать источник определения местоположения с высшим приоритетом. Если источник изменяется, АИС должна автоматически переключаться на источник, имеющий более высокий приоритет (после 5 с при уменьшении приоритета, и после 30 с при увеличении приоритета).

В течение этого периода времени должно использоваться последнее достоверное значение местоположения.

Работа была представлена на конференции HiTB в Куала Лумпур 2013. Слайды презентации доступны по ссылке .

Из официального блога Trend Micro:

Исследователи Trend Micro обнаружили, что проблемы в безопасности АИС (Автоматическая Идентификационная Система) позволяют перехватывать связь между судами, создавать «суда-призраки», отсылать сигналы SOS или сообщения о столкновениях, или вообще отключать АИС на любом судне.

Авторы Marco Balduzzi и Kyle Wilhoit

Мне кажется, что те, кто исследовал безопасность этих систем (AIS), неплохо развлеклись получив порцию фана. Но, «безопасность» здесь ни при чём.

Системы автоматической идентификации для судов

АИС – это автоматическая система слежения, которая устанавливается и используется судами и службами навигации для идентификации и определения местоположения судов при помощи обмена данными с другими близлежащими судами, наземными АИС станциями, и спутниками. Когда используются спутники для передачи сообщений, тогда такая связь обозначается Спутниковая-АИС (С-АИС). Информация получаемая через АИС дополняет данные, полученные с радара, которые по-прежнему являются главным источником навигации водного транспорта.

АИС используется для следующих целей:
Обмен данными между портами и судами
Обмен данными между судами в открытом море
Навигация, курс, местоположение и скорость

Где применяется:
Служба управления морским движением
Избежание столкновений
Служба береговой охраны
Помощь в навигации
Операции спасения
Короткие сообщение, например, прогноз погоды

Данные (уникальный идентификационный номер, месторасположение, курс и скорость), которые эти системы слежения предоставляют, выводятся либо на экраны, либо на ECDIS. Системы автоматической идентификации помогают штурманам и разным морским службам следить за морским транспортом и его перемещением. Сердцем системы является стандартный УВЧ передатчик и спутниковая система позиционирования типа LORAN-C, GPS, или Глонасс, плюс другие дополнительные навигационные сенсоры, например, гирокомпас или датчик угловой скорости. За судами, которые оснащены АИС трансиверами и транспондерами, можно следить с суши через специальные базовые станции, расположенные вдоль берега, либо через спутники, в которых установлено оборудование для приёма и передачи АИС сигналов.

Транспондеры через встроенные УВЧ передатчики автоматически отсылают своё местоположение, скорость и навигационный статус через определённые интервалы времени. Информация берётся из навигационных сенсоров корабля, обычно, это спутниковая навигационная система или гирокомпас. Другая информация, такая как имя судна и УВЧ идентификатор, прошивается в оборудование при его установке. Сигналы принимаются АИС транспондерами установленными на других судах или наземных станциях, нампример, система регулирования движением судов. Получаемые данные затем проецируются на экраны или интерактивные карты для дальнейшего анализа и координации движения.

Вывод, к которому пришли исследователи, сводится к тому, что идентификационную систему судов довольно легко можно использовать для разного рода «пакостей». По сути, АИС – это обычное УВЧ радио, которое в открытую передаёт разного рода навигационные данные, что означает, что все проблемы безопасности связаны именно с радио. Утверждать, что АИС полностью взломана, как минимум не корректно хотя бы по той причине, что эта система разрабатывалась во времена, когда опасность перехвата этих данных была минимальна. Сейчас же с появлением програмно-определяемых систем радиосвязи задача перехвата и ретрансмиции этих сообщений сильно упростилась.

Давайте теперь проанализируем возможные сценарии злонамеренного использования этих систем, которые в своём докладе приводят исследователи.

Вероятное столкновение

Представим на минуту, что у нас есть танкер. И вот в кабине стоит штурман и, вдруг, на экран поступает сигнал о возможном столкновении с другим судном. К слову, все такие сигналы записываются в подобие “чёрного” ящика (такой же, что есть на самолётах или гоночных машинaх) и должны быть подтверждены штурманом. В этот момент штурман должен выполнить строго регламентируемые действия и сверить потенциально опасные данные с показателями других систем, как минимум, с радара, спутниковых навигационных систем, и визуально. В результате событие будет зафиксировано и тревога отменена.

Человек за бортом

Похожий сценарий с судном, на котором команда получает сигнал о другом терпящем бедствие судне. В большинстве случаев такая информация сразу передается на землю в береговую охрану, которая будет координировать все последующие действия. Они обязаны перепроверить поступившие данные и оповеститъ команду о дальнейших дествиях. В итоге почти все риски, рассмотренные исследователями в своём докладе, сводятся к минимуму.

Отключение АИС транспондеров на других судах

В некоторых случаях команде корабля разрешается полностью отключить свои идентификационные системы. В этом случае есть чёткие правила, которые описывают действия команды, например, постоянное визуальное наблюдение.

Подмена погодных данных

АИС это всего лишь один из нескольких источников данных о погоде. Данные, получаемые по этому каналу, (обычно) перепроверяются и сверяются с другими источниками.

Все остальные варианты злоупотребления этими системами относятся к онлайн сервисам, таким как marinetraffic.com, где данные предоставляются исключительно в информационных целях и поэтому врядли смогут нанести кому-либо вред.
С самого начала системы идентификации судов проектировались быть открытыми, и, всего скорей, останутся такими же в ближайшем будущем. Внедрение шифрования будет означать огромные изменения, т.к. всё оборудование на судах нужно будет менять. В виду того, что большинство рисков незначительны, я думаю, что международная морская организация врядли будет пересматривать безопасность этой системы.

Речные портативные УКВ радиостанции

Прочие станции УКВ

Приемники Navtex

РЛО / SART

Стационарные станции УКВ

Морские станции
Речные станции
Прочие

Морское радиооборудование – оборудование, предназначенное для охраны человеческой жизни на море, обеспечения безопасности мореплавания, управления работой флота и передачи общественной и частной корреспонденции. Для эффективного использования радиооборудования на судах необходимо знать его принципы построения, технические характеристики и особенности эксплуатации. В зависимости от района плавания к морскому радиооборудованию выдвигаются различные требования.

А1 – в зоне действия береговых УКВ-радиотелефонных станций с использованием ЦИВ.
А2 – в зоне действия ПВ-радиотелефонных станций с использованием ЦИВ, исключая район А1.
А3 – в зоне действия спутников ИНМАРСАТ, исключая районы А1 и А2.
А4 – за пределами районов А1, А2, А3.
Таким образом, радиооборудование на судне состоит из трех комплексов: аппаратура УКВ-диапазона, аппаратура ПВ/КВ-диапазона и судовая земная станция (СЗС) системы ИНМАРСАТ. Вне зависимости от районов плавания на каждом судне должны быть установлены: УКВ-радиоустановка, РЛО (радиолокационный маяк-ответчик), приемник НАВТЕКС, АРБ (аварийный радиобуй), портативные аварийные УКВ-радиостанции.

Радиооборудование на судне должно удовлетворять требованиям ГМССБ, указанным в правилах РМРС (Российского Морского Регистра Судоходства) и РРР (Российского Речного Регистра). На каждом судне должен быть размещен запасной источник питания, с помощью которого радиооборудование могло бы обеспечивать связь при бедствии в случае поломки или повреждения главного и аварийного источников энергии. При переходе от одного источника питания к другому, должна срабатывать световая и звуковая сигнализации. Для работы и ремонта оборудования предоставляется техническое обслуживание, которое выполняет следующие процедуры: доставка до места установки, хранение (при необходимости) и установка. Все эти этапы должны выполняться в соответствии с инструкциями в технической документации.

Качество радиооборудования представляет собой совокупность показателей, определяющих его соответствие современным требованиям науки и техники. К показателям качества прибора относят надежность, эксплуатационные характеристики, экономичность, безопасность, дизайн и т.д. Многие показатели имеют числовое значение и, по существу, определяют эффективность применения любого оборудования на судне.

На судах водоизмещением свыше 500 р.т. должно быть не менее трех УКВ переносных станций и двух радиолокационных ответчиков. На судах водоизмещением от 300 до 500 р.т. - две станции и 1 РЛО. Также рекомендуется оборудовать суда аппаратурой для приема факсимиле.

В каталоге товаров компании Вы можете ознакомиться с различными моделями и марками мировых производителей радиооборудования и сделать необходимый заказ.

НАВИГАЦИЯ

Компасы гироскопические
Компасы магнитные
Картплоттеры
Лаги
Метеодатчики
Приемники ГНСС GPS/GLONASS
Радиолокационные станции
Репитеры
СКДВП (BNWAS)
Регистраторы данных рейса РДР/У-РДР
Автоматическая идентификационная система (АИС)
Системы приема внешних звуковых сигналов
Сонары
Спутниковый компас
Эхолоты
Авторулевые
Электронная картография

СПУТНИКОВАЯ СВЯЗЬ

FleetBroadband
Inmarsat LRIT, SSAS (ОСДР, ССОО)
Iridium (Иридиум)
Спутниковое телевидение
Терминалы BGAN
Терминалы VSAT

Спутниковая связь на море в настоящее время является важным средством сообщения с берегом. Спутники различных операторов создают большое покрытие земной поверхности, что обеспечивает связь из любой точки земного шара.

На судах, поднадзорных классификационным сообществам, используется как обязательное к установке спутниковое оборудование, так и как дополнительное. На небольших судах, катерах, яхтах, спутниковое оборудование используется по усмотрению владельцев и в основном для выхода в интернет.

Типы оборудования:

Терминалы Inmarsat LRIT, SSAS (ОСДР, ССОО) – это морское спутниковое оборудование, обязательное для установки на пассажирские, коммерческие и грузовые суда с районами плавания А2, А3, А4.
- Судовая Система Охранного Оповещения - позволяет отправлять скрытый сигнал тревоги в случае нападения на судно. ОСДР или LRIT - это система опознавания судов и слежения за ними на дальнем расстоянии.
- Терминалы FleetBroadband – это оборудование морской системы спутниковой связи, дающие широкополосный выход в интернет, обеспечивающие спутниковую телефонную связь, передачу SMS сообщений.
- VSAT – оборудование, обеспечивающее высокоскоростную передачу данных через спутниковый интернет, что позволяет организовывать даже видеоконференции на борту.

Так же для этих целей используются терминалы BGAN, отличающиеся от оборудования FBB и VSAT компактностью, мобильностью и скоростью связи.
Из узкоспециализированного спутникового морского оборудования на судах используются: станция спутниковой связи, антенна приема TV сигнала и, для дальних районов плавания и телефоны, работающие через спутниковые системы связи таких операторов, как Iridium, Inmarsat и Thuraya.

АВТОМАТИКА

Кренометры
Системы автоматики NAVIS
Системы автоматики Praxis
Системы автоматики МРС
Системы контроля расхода топлива
Датчики
Системы автоматики АБС
Системы автоматики Валком

1. Обслуживание, сервис и ремонт судовой электроавтоматики:
- автоматика систем дистанционного управления главных двигателей;
- автоматика судовых электростанций;
- ремонт и настройка систем ГЭУ;
- ремонт, наладка и проверка автоматики и аварийно-предупредительной сигнализации главных двигателей (Wartsila, MAN, MAK, SKL);
- ремонт, наладка и проверка автоматики и аварийно-предупредительной сигнализации вспомогательных и аварийных дизель-генераторов (Volvo Penta, Scania, Deutz, CAT).

2. Обслуживание, сервис и ремонт электрооборудования общесудовых систем:
- ремонт, наладка рулевых устройств и автоматики авторулевых;
- ремонт, наладка, комплексная проверка систем пожарной сигнализации;
- автоматика котельного оборудования;
- автоматика систем топливоподготовки;
- автоматика систем водоподготовки;
- автоматика систем очистки сточных вод.

3. Обслуживание, сервис и ремонт электрооборудования палубных механизмов.

4. Разработка и согласование проектной документации при модернизации и переоборудовании судовых систем автоматики.

5. Капитальный, средний и текущий ремонт электродвигателей и генераторов любой мощности. Ремонт и настройка системы возбуждения генераторов, настройка параллельной работы генераторов.

ДОПОЛНИТЕЛЬНО

Гарнитуры и трубки
Гидростаты
Запасные части для КВУ
ЗИП для гирокомпасов
ЗИП для тифонов
Магнетроны
Преобразователи и распределители
Системы безбатарейной связи
Системы пожарной безопасности
Судовые дисплеи и ПК
Судовые тифоны
Элементы питания (АКБ)
Блоки Питания
Дополнительные блоки