На борту судна оборудование АИС используется судоводительским составом в следующих целях:

· для предупреждения столкновений в качестве оборудования, дополняющее судовую РЛС и обеспечивающего получение информации о местоположении и параметрах движения других судов;

· для получения дополнительной информации о других судах (название или позывной, тип судна, его навигационный статус, порт назначения, маршрут движения), позволяющей правильно оценить обстановку и принять решение по управлению судном;

· для передачи другим судам и береговым службам сообщений, связанных с безопасностью мореплавания в соответствии с требованиями Правила V/31 Конвенции SOLAS);

· для передачи информации в береговые службы, включая СУДС и обязательные системы судовых сообщений, что позволяет исключить радиотелефонный обмен или снизить его объем;

· для получения от береговых служб местной навигационной информации и предупреждений (судоходная обстановка, обнаруженные опасности, состояние СНО, гидрометеорологическая информация);

· для эффективного обнаружения средств навигационного оборудования (СНО), оснащенных АИС, и получения от них дополнительной информации (местоположение, статус, гидрометеорологические данные);

· для повышения эффективности взаимодействия с ледоколами, буксирами и лоцманскими службами.

Эффективное и безопасное использование АИС на судах возможно при условии надлежащей подготовленности судоводителей к применению этого нового вида навигационного оборудования. Судоводительский состав должен быть достаточно хорошо знаком с принципами работы, информационно-техническими характеристиками, возможностями и ограничениями АИС. Особую важность имеют навыки интерпретации отображаемой информации и ее практического использования в целях предупреждения столкновений. В настоящее время не установлены обязательные требования к подготовке судоводителей к использованию АИС. Однако целесообразность таких требований уже обсуждается в IMO и других международных и национальных организациях, связанных с безопасностью мореплавания. Не исключено, что в ближайшем будущем будет введена обязательная тренажерная подготовка судоводителей по использованию АИС, совмещенная с традиционной подготовкой по использованию РЛС и САРП.

Основным назначением и главной функцией судового оборудования АИС является предупреждение столкновений судов. Правило 7 Международных Правил предупреждения столкновений судов (МППСС) требует от судов использования всех приемлемых в данной обстановке средств для оценки опасности столкновения, одним из которых следует считать установленное на судне оборудование АИС.

Тем не менее, практическое использование АИС на судах в целях предупреждения столкновений возможно только после накопления необходимого опыта, соответствующей подготовленности судоводительского состава и окончательного решения проблемы отображения информации АИС на экранах судовых дисплеев. В ближайшее время, то есть до окончания периода внедрения АИС, судовое оборудование АИС следует применять только как средство, дополняющее радиолокационную станцию и другие способы наблюдения за навигационной обстановкой, а также как средство обмена информацией с береговыми службами.

К ограничениям АИС, которые необходимо учитывать при использовании в целях предупреждения столкновений, следует отнести:

· 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 судоводителями на судах-целях (например, навигационный статус или маршрут движения).

Принципы использования АИС в целях предупреждения столкновений во многом аналогичны принципам использования РЛС и САРП. Общими для двух видов оборудования являются графическое отображение местоположения других судов, экстраполяция взаимного движения с помощью векторов скорости, оценка опасности сближения по дистанции до точки кратчайшего сближения (Дкр) и по времени до точки кратчайшего сближения (Tкр).

К преимуществам АИС по сравнению с обычным радиолокационным наблюдением и использованием средств автоматической радиолокационной прокладки (САРП) следует отнести:

1. Увеличение расстояния, на котором возможны обнаружение встречных судов и оценка опасности столкновения. Радиусом действия АИС в открытом море можно считать дальность ОВЧ радиосвязи. С учетом высоты установки антенн АИС над уровнем моря радиус действия АИС лежит в пределах 20 – 30 миль. В то же время дальность уверенного обнаружения и автоматического сопровождения встречного судна с помощью РЛС/САРП зависит от размеров судна-цели, погодных условий и других факторов и лежит в пределах 6 – 15 миль. Как следствие малое судно-цель, оборудованное АИС, будет обнаруживаться примерно на тех же расстояниях, что и крупные суда с помощью РЛС.

2. В районах с изрезанной береговой линией, в архипелагах, в узких проливах, фиордах и на реках АИС позволяет получать информацию по судам, находящимся в «теневых» секторах РЛС, обусловленных береговым рельефом. Этот эффект объясняется тем, что радиоволны ОВЧ диапазона (метровые), излученные ненаправленной антенной АИС, за счет огибания береговых препятствий или за счет отражений от них могут распространяться не только в пределах прямой видимости, как радиоволны СВЧ диапазона (сантиметровые), применяемые в морской радиолокации.

3. На работу судовых РЛС и САРП могут оказывать отрицательное влияние отражения от морской поверхности, помехи от осадков и от соседних РЛС, ложные эхосигналы и другие внешние факторы. Существенно ухудшается работа радиолокационного оборудования на сильном волнении вследствие качки и попадания собственного судна и судна-цели между гребнями волн. В то же время, на работу АИС указанные факторы практически не оказывают никакого влияния.

4. Погрешности РЛС и радиолокационной прокладки, как правило, возрастают с увеличением расстояния до цели. Погрешности информации АИС остаются неизменными в пределах дальности действия и, как правило, существенно меньше соответствующих погрешностей радиолокационной прокладки, особенно в районах, где установлены дифференциальные станции ГНСС. В АИС отсутствуют понятие минимальная дальность действия («мертвая зона»), свойственное РЛС, благодаря чему возможно получение информации от рядом расположенных судов, например, ошвартованных лагом.

5. Эффективность АИС не снижается при использовании на акваториях портов и в стесненных водах, где очень трудно обеспечить своевременный захват и сопровождение целей с помощью САРП. Ограниченная разрешающая способность РЛС и отражения от береговых объектов не позволяют, как правило, вести наблюдение за судами, стоящими у причала. Как следствие, затруднено своевременное обнаружение с помощью РЛС и САРП начала движения парома местного сообщения по акватории порта или пересекающего речной фарватер, что может быть обеспечено АИС.

6. При радиолокационной прокладке первичными данными о движении цели являются пеленг и дальность, а также определяемые на основе их изменения относительные курс и скорость. Истинные курс и скорость цели рассчитываются в САРП с учетом гирокомпасного курса и скорости по лагу собственного судна, что вносит в расчеты существенные погрешности, особенно при наличии течения и ветрового дрейфа. В АИС исходными данными являются вектор скорости цели относительно грунта (COG/SOG). Относительные курс и скорость цели рассчитываются с минимальными погрешностями с учетом известного вектора скорости собственного судна относительно грунта.

7. Эхосигнал цели, получаемый от РЛС, подвержен флуктуациям (случайным изменениям амплитуды, формы и временного положения). В результате положение точки автосопровождения в САРП нестабильно и обычно не совпадает с геометрическим центром судна – цели. Как следствие, появляются погрешности определения пеленга, дальности и других элементов движения цели. Для уменьшения случайной составляющей таких погрешностей в САРП применяют алгоритмы сглаживания (фильтрации), которые дают хорошие результаты при неизменных элементах движения цели. При изменении курса цели сглаживание серьезно затрудняет обнаружение маневра, а выдаваемые САРП значения относительного и истинного курса могут существенно запаздывать по отношению к фактическим значениям (в отдельных случаях разность может достигать 50 градусов). В АИС, благодаря прямому получению данных о курсе цели (от гирокомпаса) и угловой скорости (при наличии соответствующего датчика), маневр цели обнаруживается практически одновременно с его началом. Различие в получаемых данных о направлении движения (COG) и курсе цели позволяет оценить угол дрейфа (сноса) цели.

8. Воздействие помех от осадков или попадание цели в теневой сектор может вызвать сброс цели с автоматического сопровождения в САРП. В случае прохождения двух целей на малом расстоянии друг от друга может произойти взаимное переключение автоматического сопровождения (swapping) с появлением грубых ошибок в вырабатываемых данных. Сопровождение целей средствами АИС лишено оказанных недостатков и отличается более высокой надежностью и стабильностью.

Существенным достоинством использования АИС в целях предупреждения столкновений является возможность получения дополнительной информации о судне-цели, его типе и навигационном статусе (например, ограничено в возможности маневрирования), порте назначения и маршруте движения. Такая информация помогает правильной и полной оценке обстановки, а также выбору предполагаемого маневра расхождения.

Важным достоинством АИС является автоматизация обмена информацией с береговыми службами, включая передачу предписанных правилами плавания обязательных сообщений в адрес Центров СУДС, систем судовых сообщений и других береговых служб. Использование АИС в этих целях позволяет снизить объем радиотелефонной связи судна с берегом, уменьшить нагрузку на судоводителей и отвлечение от непосредственного управления судном, что вносит определенный вклад в повышение безопасности плавания.

Использование АИС не только обеспечивает для судоводителей определенные преимущества, но и накладывает на них дополнительные обязанности по контролю работы оборудования АИС и вводу в него необходимой информации. Резолюцией IMO A.917(22) от 22 ноября 2001 г. введено в действие «Руководство по эксплуатации АИС на судах», являющееся первым официальным документом по применению АИС и основой для дальнейшей разработки практических руководств на национальном уровне. «Руководство» кратко описывает принцип действия АИС и виды передаваемой и принимаемой информации, освещает основные достоинства и ограничения АИС, включает краткие указания по обслуживанию судовой аппаратуры АИС, приведенные ниже.

Судовое оборудование АИС должно, как правило, всегда находиться в рабочем состоянии, при нахождении судна на ходу или на якоре, за исключением случаев, когда по соображениям безопасности (угроза пиратства или вооруженного грабежа) выключается по приказу капитана с записью в судовом журнале. По исчезновению опасности АИС должен быть включен как можно быстрее. Порядок использование АИС судами, находящимися у причалов порта, определяется местными правилами.

Подготовка оборудования АИС к работе после включения занимает не более 2 минут, в течение которых выполняется автоматический контроль работоспособности, периодически повторяющийся в процессе работы. Если оборудование неисправно, включается сигнализация и прекращается передача информации.

Вахтенный офицер на борту судна должен обеспечить ввод информации в оборудование АИС в начале рейса и, при необходимости, обновлять следующие данные: осадку, данные об опасном грузе, порт назначения и ЕТА, маршрут движения, навигационный статус, и сообщения, связанные с безопасностью.

Вахтенный офицер должен периодически проверять информацию, передаваемую оборудованием АИС, в частности, позицию собственного судна в формате WGS-84, вектор путевой скорости (SOG/COG) и курс судна. Статическая информация о судне (идентификаторы, тип, размеры) должна проверяться, как минимум, один раз в течение рейса, но не реже, чем раз в месяц.

При входе судна в район, где установлены частотные каналы АИС, отличающиеся от международных, следует убедиться что произошло автоматическое переключение каналов по сигналам береговых станций. В некоторых районах, где такие станции отсутствуют, требуется выполнить ручное переключение каналов.

В соответствии с Правилом 31 Главы 5 Конвенции SOLAS «капитан каждого судна, встретивший опасные льды, покинутое судно, представляющее опасность для плавания, любую другую прямую навигационную опасность ….. обязан всеми имеющимися в его распоряжении средствами передать информацию об этом находящимся поблизости судам, а также компетентным властям» . Установленное на судне оборудование АИС следует считать одним из таких средств. Использование АИС не устраняет необходимость передачи информации другими средствами, в том числе, требуемыми процедурами ГМССБ.

– Габаритные размеры – 17х11х12 мм 3 .

4.7.3. Датчики параметров качки.

В настоящее время на базе современных технологий созданы различного вида приборы для измерения параметров движения корпуса судна на качке: однокоординатные и двухкоординатные инклинометры, обнаружители угловых движений, датчики линейных перемещений и комбинированные устройства, включая измерители угловых и линейных перемещений по всем шести пространственным степеням свободы.

Применение приборов для получения параметров движения судна на качке, включающих три датчика угловых скоростей и три акселерометра, позволяет оценить вызванные качкой силы на корпусе судна и в креплениях грузов, а также обоснованно выбрать режим штормования. Образцы систем для контроля нагрузок и выбора режимов штормования по измеряемым данным о параметрах движения судна на качке уже созданы.

Ряд приборов для оценки параметров качки основан на использовании кремниевых виброгирометров и акселерометров. Они представляют информацию для определения всех составляющих движения корпуса судна на волнении (Pitch, Roll, Yaw, Surge, Sway, Heave). В качестве примера этого вида датчиков можно привести аппаратуру фирмы Silicon Sensing Systems Japan Ltd, построенную по

strapdown-технологии. Она позволяет измерять:

Угловые скорости в диапазоне от 0.1 до 1000 /с с разрешением 0.10 /с, - углы рыскания, килевой и бортовой качки с точностью 0.10 ,

Линейные ускорения со средней квадратической погрешностью 0.01 м/с2 .

4.8. Автоматические идентификационные системы.

4.8.1. Общие сведения.

Автоматическая идентификационная система - АИС (Automatic Identification System - AIS) является техническим средством судовождения, использующим взаимный обмен информацией между судами, между судном и берегом, а также между средством навигации и судном (или береговой станцией), с целью:

опознавания судов,

решения задач по предупреждению столкновений,

контроля соблюдения режима плавания и мониторинга судов в море,

улучшения характеристик навигационного ограждения.

АИС расценивается как величайшее достижение в навигационной безопасности со времени изобретения РЛС. АИС также называют

автоматическими идентификационно-информационными системами,

подчеркивая этим, что они используется не только для целей идентификации.

Автоматические идентификационные системы позволяют:

– обмениваться информацией между судами при их расхождении в море;

– передавать сведения о судне и его грузе в береговые службы;

– направлять с судна навигационные данные в береговые системы управления движением (СУДС) с целью обеспечения более точной и надежной проводки;

– СУДС оказывать навигационную помощь судам;

– передавать на судно или на береговую станцию информацию с навигационных средств ограждения для их идентификации, своевременного обнаружения, получения точных координат .

По линии АИС с берега могут передаваться навигационные и метеорологические предупреждения на суда, плавающие в прибрежных водах.

АИС работает на двух УКВ частотах: 161,975 МГц (AIS-1, канал 87) и 162,025 МГц (AIS-2, канал 88), выделенных Международным телекоммуникационным союзом. Обмен данными между станциями АИС производится с использованием самоорганизующейся с разделением времени и свободным доступом технологии SOTDMA (Self-Organized Time Division Multiple Access). Эта технология позволяет с большой скоростью передавать блоки составного сообщения с гарантией надежного одновременного обмена данными со многими другими АИС.

Дальность действия АИС зависит от высоты антенны и составляет порядка 20÷ 30 миль.

На судах АИС должна быть в рабочем состоянии все время, за исключением ситуаций и районов, где требуется обеспечивать защиту информации. В этих ситуациях и районах капитан имеет право отключить АИС для предупреждения возможности использования ее данных в неблаговидных целях.

4.8.2. Бортовая аппаратура АИС.

Типы бортовой аппаратуры АИС. Судовое оборудование АИС называется « универсальным транспондером ». Различают бортовую аппаратуру класса А и В.

Оборудование класса А должно полностью удовлетворять требованиям ИМО к АИС и устанавливаться на судах, указанных в правиле 19 главы 5 СОЛАС.

Требования к АИС класса В ниже. Аппаратура этого класса может не в полной мере соответствовать стандартам ИМО. Она проще, дешевле универсального транспондера класса А и предназначена для малых судов, не попадающих под действие конвенции в отношении установки АИС.

Состав аппаратуры . Судовое оборудование АИС используется для обмена данными, синхронизации, формирования и коммутации потоков информации.

Универсальный транспондер АИС (Рис. 4.27) состоит из основного блока (Transponder unit), модуля управления и отображения

(Multiplexed Keyboard and Display unit), УКВ и GPS антенн.

Основной блок

Блок управления и отображения

Рис. 4.27. Комплект бортовой аппаратуры АИС.

Основной блок включает приемопередатчик, связной процессор, внутренний GPS приемник, средство контроля достоверности передаваемых и принимаемых данных, встроенную систему автоматической проверки работоспособности.

В приемопередатчик входят три независимых приемника (два SOTDMA, один цифрового избирательного вызова: DSC - Didital Selective Calling), один передатчик, который излучает данные, выбирая один из двух SOTDMA-каналов. Он также может использоваться для ответа на запрос по каналу цифрового избирательного вызова.

Внутренний GPS приемник обеспечивает главным образом точную временную синхронизацию приема/передачи информации АИС. Он может применяться и как резервный датчик позиции, путевого угла и скорости судна при выходе из строя основного внешнего приемника GPS.

Связной процессор создает и распределяет по времени пакеты данных для передачи статической, динамической информации о судне и сведений о рейсе. Он контролирует прием данных по линии связи

АИС, производит их расшифровку и упорядочивание, управляет выводом информации на устройства отображения, регулирует процесс считывания информации с навигационных приборов, управляет набором морских частот и переключением каналов.

Блок управления и отображения содержит клавиатуру с небольшим текстовым дисплеем для отображения набираемой и минимально необходимой принимаемой информации. С помощью клавиатуры вводится часть из предназначенных к передаче сведений. Вводимые данные отображается на дисплее, что позволяет контролировать их правильность. Клавиатура и дисплей АИС должны быть независимыми от других навигационных устройств.

Сопрягаемая с АИС аппаратура . Блок управления и отображения имеет средства для стыковки с аппаратурой, выполняющей протокол МЭК 61162. К нему могут подсоединяться: приемник СНС, гирокомпас, лаг, гироскопический указатель угловой скорости, датчики крена и параметров качки, станция дальней связи Инмарсат-С, а также внешние системы отображения, дисплеи: РЛС, САРП, ЭКДИС, ЭКС, РКДС, PC. Данные от внешнего приемника СНС принимаются в геодезической системы координат WGS84 с разрешением, не хуже одной десятитысячной минуты дуги.

Электропитание. АИС и связанные с ней датчики информации питаются от основного источника электроэнергии на судне. Дополнительно они должны иметь альтернативные блоки энергоснабжения.

Функции бортовой аппаратуры . Универсальный транспондер АИС обеспечивает:

– автоматическую идентификацию судов;

– самоорганизацию системы и управление доступом к радиоканалам;

– прием данных по радиоканалу от АИС других судов, береговых центров и средств ограждения;

– передачу собственных данных в радиоканал для использования другими судами и береговыми центрами;

– прием и обработку информации подключенных к АИС систем и устройств на собственном судне;

– ввод статических, дополнительных динамических данных и бинарных сообщений для посылки в радиоканал;

– сохранение статических данных, предназначенных для автоматической передачи;

– вывод принятых по радиоканалу сведений на устройства отображения;

– выдачу информации о своей работоспособности, об обнаружении неполадок и при выходе из строя;

– предотвращение несанкционированного изменения введенных или передаваемых данных;

– возможность отключения АИС капитаном судна в тех районах, где информация АИС может быть использована для неблаговидных целей.

Автоматическая идентификационная система

Дисплей судовой АИС (Класс А)

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 ОВЧ/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 SOLAS 74/88 является обязательным для судов водоизмещением свыше 300 регистровых тонн совершающих международные рейсы, судов водоизмещением более 500 регистровых тонн не совершающих международные рейсы и всех пассажирских судов. 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.

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:

• УКВ передатчик,
• один - два УКВ приемника,
• приемник 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 приемника GPS по шине NMEA;
• модулятор/демодулятор (преобразователь аналоговых данных в цифровые и наоборот),
• контроллер на основе микропроцессора
• оборудование ввода-вывода информации на элементы управления

Принцип действия АИС

System Overview from US Coast Guard

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.

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 упрощенной 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.

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 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 репитеров и датчиков электрорадионавигационных приборов и систем

Другая 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 передачи сообщений

Нормативные документы

• IEC 62320-1:2007 Оборудование и системы морской навигации и радиосвязи. Автоматические системы идентификации (AIS).
• IEC 61993-2(2001-12) Maritime navigation and radiocommunication equipment and systems - Automatic identification systems (AIS)
• Резолюция ИМО MSC.43(64) «Руководство и критерии к системам судовых сообщений».
• Резолюция ИМО MSC.74(69) Приложение 3 «Рекомендации по эксплуатационным требованиям к универсальной судовой АИС».
• Резолюция ИМО MSC.74(69) «Эксплуатационные требования к комбинированному судовому приемному оборудованию системы ГЛОНАСС/GPS».
• Стандарт МЭК 61993-2 Часть 2 «Судовое оборудование универсальной автоматической идентификационной системы (АИС) класса А. Технические и эксплуатационные требования, методы и требуемые результаты испытаний».
• Стандарт МЭК 61993-1 «Судовые автоматические транспондеры, использующие режим ЦИВ в УКВ диапазоне морской подвижной службы».
• Рекомендации МСЭ-Р М.1371-1 «Технические характеристики универсальной судовой автоматической идентификационной системы (АИС), использующей множественный доступ с временным разделением в УКВ полосе частот морской подвижной службы».
• Резолюция ИМО А.917(22) «Руководство по использованию судовой АИС
• и т.д.

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.

1. История создания системы

2. Требования к системе

3. Судовая АИС

4. Организация работы АИС

5. Развитие АИС в России

1. История создания системы

На 63-й сессии Комитета по безопасности на море (КБМ) Международной морской организации (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).

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.

В соответствии с требованиями Главы 5 "Навигационная безопасность" Конвенции по охране человеческой жизни на море (СОЛАС), принятой Резолюцией ИМО MSC.99(73) от 5 декабря 2000 г., начиная с 1 июля 2002 г. на всех вновь построенных судах требуется устанавливать принципиально новое навигационное оборудование - автоматическую информационную (идентификационную) систему (АИС).