AIS: 101-guiden till allt du behöver veta

AIS är obligatoriskt på alla kommersiella fartyg över 300 ton och alla passagerarfärjor som är erkända enligt SOLAS-konventionen. Dess användning har också blivit en häftklammer ombord på många fritidsbåtar runt om i världen. Så, vad gör det? och varför är det så viktigt?

Vad är AIS?
AIS står för Automatic Identification System. Detta spårningssystem använder AIS-sändare ombord på fartyg, och informationen från AIS används i många scenarier, från fritidsbåtar och besiktningsmän till kommersiella fartyg och kustbevakningar. Listan över användare för AIS är oändlig, tack vare hur användbar och exakt informationen är.

Enkelt uttryckt är AIS ett system för att undvika kollisioner. Varje fartyg som är utrustat med AIS (antingen klass A eller klass B), kommer automatiskt att överföra identitet, position, kurs och hastighet i kombination med annan information. Denna information används av både andra båtar och landstationer. Strandstationer som har tillgång till denna information innebär att sjösäkerhetsverksamheten kan hantera trafiken, vilket hjälper till att kontrollera och minska antalet faror och kollisioner mellan båtar som navigerar på vattnet.

"Varje AIS-system består av en VHF-sändare, två VHF TDMA-mottagare, en VHF DSC-mottagare och standard marina elektroniska kommunikationslänkar (IEC 61162/NMEA 0183) till fartygets display och sensorsystem (AIS Schematic). Positions- och tidsinformation härleds normalt från en integrerad eller extern global satellitnavigeringssystem (t.ex. GPS) mottagare, inklusive en mellanfrekvens differentiell GNSS-mottagare för exakt position i kust- och inlandsvatten. Annan information som sänds av AIS, om tillgänglig, erhålls elektroniskt från fartygsutrustning genom standardiserade marina dataanslutningar. Kursinformation och kurs och hastighet över mark skulle normalt tillhandahållas av alla AIS-utrustade fartyg. Annan information, såsom svänghastighet, krängningsvinkel, pitch and roll, och destination och ETA kan också tillhandahållas."

Marine Band VHF och AIS fungerar på en frekvens på 156-162MHz. AIS fungerar dock på två frekvenser på ett fast tidsramprotokoll där: AIS 1 = 161,975 MHz / AIS 2 = 162,025 MHz

4500 tidsluckor finns på detta protokoll varje minut (2250 på varje kanal), och AIS-transpondrarna/sändtagarna refereras till detta via GNSS (GPS)-mottagaren. Klass A har högre prioritet och har "reserverade" platser inom denna tidsram, medan klass B inte kan. Detta tillåter klass A-kommunikation att ha prioritet, medan klass B endast kommer att sändas om det finns lediga luckor. Anledningen till detta är att medan både A och B använder TDMA, så använder de olika versioner. Klass A använder SOTDMA (Self Organizing Time Division Multiple Access), medan Klass B använder CSTDMA (Carrier Sense Time Division Multiple Access). Vissa nyare Klass B AIS-system kan nu fungera med SOTDMA och nyare/mer komplexa Klass A-sändtagare kommer nu att visa Klass B-fartyg.

Denna information som överförs delas in i tre huvudkategorier:

• Statiska data: Namn, IMO-nummer, storlek, anropssignal etc...
• Dynamisk data: UTC, COG/SOG, ROT, Kurs, Position (Lat/Lon via GPS) etc...
• Resedata: Typ av last på fartyg, destination, ETA etc...

AIS-transpondrar och landstationer samlar ihop denna information för att bilda en skärm som RADAR på en MFD. Ganska ofta används AIS i kombination med radar för att ge en förbättrad grafisk visning på MFD, vilket ger rorsmannen eller båtägaren en mer komplett bild av vad som händer runt omkring dem.

Figur 1 – NMEA-transaktionsdokument

Vad är klass A och klass B AIS?
Från 2002 gjordes det obligatoriskt att ha AIS på alla kommersiella fartyg över 300T, och alla passagerarfärjor som är erkända enligt SOLAS-konventionen. Dessa fartyg måste ha ett klass A AIS-system. Klass A arbetar på en mycket högre effekt för överföring på upp till 12,5W, vilket innebär att de kan skicka och ta emot data över mycket större avstånd än motsvarigheten i klass B. Klass B fungerar upp till 2W vilket innebär att transceiverns räckvidd är mycket kortare, men detta är av goda skäl.

Eftersom klass B rekommenderas för fritidsbåtar och småbåtar behöver de vanligtvis inte vara uppmärksamma på fartyg längre bort på grund av deras storlek och manövrerbarhet. Som jämförelse behöver en 300 meter lång tankbil som transporterar hundratals ton en mycket tidigare varning för eventuella kollisioner för att göra nödvändiga kursjusteringar.

Utöver detta måste klass A-system överföra sin information mycket oftare. Här är jämförelsen:

Klass A

• 2 till 10 sekunders Tx-intervall vid pågående mer än 3 knop
• 3 minuters Tx-intervall vid ankrad eller under 3 knop
• Kompletterande data överförs med 6 minuters intervall.

Klass B

• 30 sekunders Tx-intervall vid pågående mer än 2 knop
• 3 minuters Tx-intervall vid ankrad eller under 2 knop
• Mycket färre parametrar och kompletterande data krävs

Vissa saker förblir desamma mellan klass A och B, till exempel referenslokaliseringsmetoden på fartyget, de är båda tagna med dessa mätningar:

Figur 2 – NMEA utbildningsdokument

En annan betydande skillnad mellan klass A och B är pilotportkravet på klass A-system. En Pilot-Port är ett datagränssnitt på eller med sändaren/mottagaren, som ger rorsmän och kaptener nödvändig trafik- och navigeringsdata för vattnen runt deras fartyg, vanligtvis placerad på den normala vaktplatsen.

Hur hänger våra produkter ihop med detta?
Ett vanligt scenario är VHF/AIS som är NMEA 0183, medan kartplotrarna och MFD:erna är NMEA 2000. Den enkla lösningen för detta är vår prisbelönta NGW-1 NMEA dubbelriktade konverteringsgateway. NGW-1 kan ta NMEA 0183-meningar som matas ut från din AIS och konvertera dem till relevanta NMEA 2000 PGN:er, som sedan delas med alla enheter i ditt NMEA 2000-nätverk, vilket tillåter AIS-mål- och överlagringsinformation på skärmen.

Vi förstår att AIS och baudhastigheter kan vara lite komplicerade för dem som inte är bekanta med Marine Electronics, så vi erbjuder en förkonfigurerad NGW-1 med AIS-firmware. Det betyder att enheten redan är inställd på NMEA 0183 High-Speed 38400 baudhastighet, med alla nödvändiga AIS-konverteringar aktiverade. Det är också möjligt att konfigurera din "Standard" NGW-1-ISO så att den beter sig på samma sätt. Genom att använda den senaste 2.660 firmware i kombination med Actisense Toolkit har vi gjort detta till en enkel process.

Trådlös kommunikation blir allt mer populär på fartyg, och vår W2K-1 trådlösa gateway är inställd för att hjälpa dig att nå dina mål. Vår trådlösa gateway är ansluten till ditt NMEA 2000-nätverk så att den kan ta emot varje NMEA 2000 PGN. W2K-1 kan anslutas till en surfplatta/mobiltelefon, där appar som Navionics kan användas. På grund av att de flesta mobilapplikationer använder NMEA 0183 som sitt dataformat, har W2K-1 samma konverteringsmotor som vår NGW-1, vilket gör att W2K-1 kan mata ut NMEA 0183 meningar.

Förutom att trådlös anslutning blir mer populär, så blir även omborddatorer med kart- och navigeringsapplikationer som Time Zero. Om du skulle vilja få dina NMEA 2000-data till PC-applikationen, så är vår NGT-1 NMEA 2000 PC Gateway en fantastisk lösning direkt. NGT-1 kan ta emot alla tillgängliga PGN för närvarande, vilket innebär att ingen data kommer att gå förlorad mellan ditt NMEA 2000-nätverk och datorn. Eftersom denna enhet också är dubbelriktad, kan PC-applikationen också användas för att överföra PGN:er till nätverket via NGT-1.