Automaattinen tunnistusjärjestelmä (AIS)

Automaattisen tunnistusjärjestelmän (Automatic Identification System, AIS) käyttöönotto. AIS on osa merenkulun maailmanlaajuista hätä- ja turvallisuusjärjestelmää (Global Maritime Distress and Safety System, GMDSS), ja se on pakollinen kaikissa yli 300 tonnin aluksissa kansainvälisillä matkoilla, 500 tonnin aluksissa muilla kuin kansainvälisillä matkoilla ja kaikissa matkustaja-aluksissa. Se lähettää digitaalisina VHF-tietoina aluksen tiedot, sen sijainnin, aluksen tyypin sekä hyödyllisiä tietoja, kuten kurssi, nopeus ja suunta.^[1]

Nämä tiedot ovat kaikkien nähtävillä sekä suoraan vastaanotettuina että useilla internet-sivustoilla.^[2]

Myös alukset, joilta ei edellytetä AIS-järjestelmän asentamista, voivat asentaa sen. Useimmat kalastusalukset ja merivoimien alukset eivät lähetä AIS-tietoja, vaikka niillä olisi mahdollisuus siihen. Alusten päälliköt voivat kytkeä lähetyksen pois turvallisuussyistä alueilla, joilla merirosvous on yleistä.

Tunnetuimmissa navigointijärjestelmissä, jotka tunnetaan navigoinnin apuvälineinä (Aids to Navigation, Atons), niiden valmistajat ovat laajentaneet järjestelmää sisältämään AIS-lähettimet. Tästä on edelleen kehitetty käsite "Virtual Atons", jota käsitellään alla.

AIS-laitteiden tyypit

Aluksien varustukseen voi kuulua kolmentyyppisiä AIS-laitteita: A-luokka, B-luokka ja vain vastaanotin. Luokka A on tarkoitettu aluksiin, joiden varustaminen laitteistolla on pakollista.

A-luokan lähetin lähettää enemmän tietoja, useammin ja suuremmalla lähetysteholla kuin B-luokan lähetin. Suurin osa AIS-lähetyksen tiedoista tulevat aluksen muista laitteista, kuten kurssi maan suhteen (CoG) ja nopeus maan suhteen (SOF), mutta jotkin tiedot on syötettävä käsin, kuten aluksen tila, joka voi olla "kulussa", "ankkurissa", "satamassa" jne. Näihin tietoihin sisältyvät myös seuraava satama ja matkustajien lukumäärä.

B-luokan lähetin on tarkoitettu aluksiin, joihin sen asentaminen on vapaaehtoista. Kyseessä on suurelta osin "asenna ja unohda" -laite, eikä se edellytä manuaalista päivittämistä. Aluksen tiedot syötetään asentamisen yhteydessä ja se lähettää aluksen nimen, kutsutunnuksen (MMSI), sijainnin sekä COG- ja SOG-tiedot.

Sekä A- että B-luokan lähettimet vastaanottavat tietoja muilta aluksilta ja niitä käytetään kuvakkeiden sijoittamiseen plotterin näytölle. Niistä voi puolestaan hakea kaikki aluksen tiedot.

Pienelle alukselle on myös kolmas vaihtoehto: vastaanottaa muiden aluksien AIS-lähetykset ja näyttää ne. Pienten alusten varhaiset laitteet olivat vain vastaanottimia, kunnes B-luokan laitteet tulivat markkinoille ja niistä tuli suosittuja. Vain vastaanotin tarkoittaa sitä, että voit nähdä, mitä muut alukset tekevät, mutta ne eivät näe sinua. Suuret alukset ovat nyt tottuneet näkemään pieniä aluksia AIS-järjestelmässä, ja AIS-signaalia lähettävät alukset huomataan todennäköisemmin kuin niitä lähettämättömät.

Viime aikoina saataville on tullut AIS Man Overboard -laitteita, joita ainakin yksi valmistaja on jo integroinut pelastusliiveihinsä. Näissä laitteissa on se etu verrattuna tavanomaisiin satelliittipohjaisiin laitteisiin (EPIRBS), että ne näkyvät läheisten alusten karttaplottereissa, kun taas EPIRB-laitteet hälyttävät vain maalla sijaitseville etsintä- ja pelastusviranomaisille.

AIS Internetissä

Internetistä löytyy useita verkkosivustoja ja sovelluksia, joiden avulla voit AIS-järjestelmän tietoja, kuten meriliikennettä, voidaan seurata (www.marinetraffic.com). Ne hakevat tiedot useista rannikolla sijaitsevista vastaanottopisteistä ja muodostavat niistä kokonaiskuvan. Kattavuus paranee jatkuvasti, mutta siinä on edelleen aukkoja. Jos seuraat alusta, joka poistuu näkyvistä ja palaa sitten takaisin, sovellus piirtää näiden välille suoran viivan. Yhdessä tapauksessa North Forelandin niemeä kierrettäessä järjestelmä näytti minun purjehtineen M2-moottoritietä pitkin, mikä aiheutti maissa jonkin verran tyrmistystä.

Jotkin sovelluksen "lähettävät" AIS-tietoja tabletista tai älypuhelimesta (http://www.marinetraffic.com/en/p/mais). On tärkeää huomioida, että ne eivät lähetä VHF-taajuuksilla, vaan tiedot ladataan suoraan Internetiin puhelimen datayhteyden välityksellä. Tiedot eivät siten näy tavallisella VHF-AIS-vastaanottimella enintään noin 4 mailin etäisyydellä oleville aluksille.

Tekniikka

AIS lähetetään kahdella kanavalla meriliikenteelle varatulla VHF-alueella (87B ja 88B). Normaalin VHF-signaalin tapaan kantama riippuu antennin korkeudesta, vaikka AIS-signaali on kestävämpi, mikä hieman pidentää kantamaa. Tyypillisesti pienessä veneessä suurien laivojen havaitseminen voi tapahtua jopa noin 20 mailin etäisyydeltä.

Koska useat alukset lähettävät vain kahdella kanavalla, käytössä on järjestelmä, joka tunnetaan aikajakokanavointina (Time Division Multiple Access, TDMA). Sen avulla aikajakso jaetaan aikaväleihin. Kun A- tai B-luokan laite kytketään päälle, se etsii vapaan aikavälin ja varaa sen. Muut alueen laitteet välttävät tätä aikaväliä ja valitsevat toisen. Tarkka ajoitus on tarpeen kaikkien alusten synkronoimiseksi. Tätä johdetaan GPS:stä ja siksi A- ha B-luokkien laitteissa on GPS-vastaanotin.

Hiljattain AIS-tietojen vastaanottaminen on tullut mahdolliseksi maailmanlaajuisesti satelliitin välityksellä. Palvelu on saatavilla useilta palveluntarjoajilta, yleensä tilauksesta, ja sitä käyttävät meriliikenteen harjoittajat. Teknisestä näkökulmasta asia ei ollut yksinkertainen, koska satelliitit voivat vastaanottaa signaaleja laajalta alueelta, jolla voi olla useita aluksia, jotka käyttävät samaa aikaväliä. Ne eivät voi vastaanottaa signaalia toisiltaan ja pitävät siksi aikaväliä vapaana. "Ristiriitojen purkamisprosessin" avulla varmistetaan, että kaikki alukset tulevat tunnistetuiksi ja kokonaiskuva voidaan muodostaa.

Alusten omien järjestelmien lisäksi tunnetuimmat navigointilaitteet lähettävät yhä enemmän AIS (Aids to Navigation, Atons) -signaalia. Aton-laitteistossa on AIS-lähetin ja antenni ja AIS-signaali lähetetään tästä sijainnista. Näin ei kuitenkaan tarvitse olla: aluksen kuvake näkyy karttaplotterissa sijainnissa, joka määräytyy AIS-lähettimeen syötettyjen pituus- ja leveysasteiden mukaan. Normaalisti sijainti on aluksen todellinen sijainti, mutta on myös mahdollista, että lähetin sijaitsee esimerkiksi satamakapteenin toimistossa ja se lähettää sataman suulla olevan turvallisen väylän poijun sijaintia. Tätä kutsutaan virtuaaliseksi Atoniksi: Atonin kuvake näkyy karttaplotterissa oikeassa sijainnissa, mutta sijainnissa ei ole oikeasti mitään. On ilmeistä, että viranomaisilla on houkutus säästää poijujen kustannuksissa, mutta satamaa lähestyttäessä on huojentavaa nähdä poiju paikassa, jossa sen pitäisi olla.

Asentaminen

AIS:n lisääminen nykyaikaiseen järjestelmään on yksinkertaista. Laite tarvitsee vain virtaa, antennin ja liittämisen pääjärjestelmään. Nykyisissä Raymarinen järjestelmissä tämä tapahtuu Seatalkng-väylää käyttäen.

Vanhemmat järjestelmät voidaan liittää NMEA-0183-väylän välityksellä. Järjestelmä on hyvin rajallinen, koska siinä voidaan käyttää vain yhtä tietolähdettä (josta käytetään nimitystä "talker" (puhuja)), mutta sillä voi olla useita paikkoja, joihin tietoa lähetetään ("listeners" (kuuntelijat)). Järjestelmä toimii yleensä 4 800 baudilla, mutta AIS:n on toimittava suuremmalla 34 800:n baudin nopeudella. Tämä tarkoittaa sitä, että karttaplotterissa NMEA-portti on varattava AIS:lle ja nopeudeksi on asetettava 34 800. Jos portti on jo käytössä, 4 800 ja 34 800 baudin nopeuksinen NMEA:n tietoliikenne on yhdistettävä multiplekserillä.

AIS-laitteessa voi joko olla oma antenni tai VHF:n kanssa samaa antennia voidaan käyttää jakajan avulla. Jakajan aiheuttama VHF-radion herkkyyden menetys on marginaalinen eikä aiheuta ongelmia, mutta jotkin vanhemmat VHF-antennit eivät välttämättä sovellu AIS-järjestelmälle, koska meriliikenteen taajuusalueen reunoilla olevat taajuudet ja jotkin antennit eivät toimi hyvin taajuusalueen rajoilla. Jos käytät (A- ja B-luokkien) signaalia lähettävää AIS-laitetta, jakajan on sovittava lähetyskäyttöön. Tämä pitää erityisesti paikkansa tilanteissa, joissa vain vastaanottavaa järjestelmää päivitetään B-luokkaan.

Ihannetapauksessa antennin tulisi olla mahdollisimman korkea, jotta sillä voidaan vastaanottaa AIS-järjestelmän muilta aluksilta ja maksimikantamalla.

A- ja B-luokkien järjestelmissä uusi asennus edellyttää aluksen tietojen syöttämistä. Tämä tapahtuu PC-tietokoneella Pro AIS -ohjelmalla, joka toimitetaan yksikön mukana. Iso-Britanniassa veneen omistaja voi syöttää tiedot. Yhdysvalloissa sen tekee valtuutettu asentaja.

Käyttö karttaplotterissa

AIS-tiedot voidaan näyttää sekä kartan että tutkan näytöissä. AIS-signaalia lähettävät alukset näkyvät sinisinä kiiloina, jossa kiilan terävä kärki osoittaa aluksen suunnan (tieto tulee aluksen suunnasta, ei COG-tiedoista, joten esim. Isle of Wightin kaksisuuntaisten lauttojen kanssa on oltava tarkkana, koska alukset unohtavat joskus vaihtaa suunnan ja silloin näyttää siltä, kuin alus peruuttaisi 12 solmun nopeudella). Uusimmassa ohjelmistoversiossa erotellaan alustyypit, katso uusimmat tiedot alta.

Kukin AIS-kuvake voi antaa tietoja kohdealuksesta, mukaan lukien sen nimi, sijainti, koko, COG- ja SOG-tiedot sekä lähin sivutusetäisyys (Closest Point of Approach, CPA) ja sen ajankohta (TCPA). On erityisen tärkeää tunnistaa toinen alus, jos haluaa soittaa VHF-puhelun.

Jos AIS-kohde aiheuttaa uhan, kuvake muuttuu punaiseksi ja hälytys käynnistyy (jos hälytys on kytketty päälle). Vaara tulkitaan antamiesi kriteerien perusteella. Järjestelmä tarkistaa, tuleeko kohde määritetylle etäisyydelle asetetun ajan kuluessa, kuten esimerkiksi 0,5 mailin etäisyydelle seuraavien 6 minuutin aikana. Tulevan pienimmän etäisyyden voi katsoa CPA:sta.

Törmäysriski voidaan arvioida tietojen perusteella ja ryhtyä asianmukaisiin toimenpiteisiin COLREGS-määräyksien mukaisesti^[3].

Sudenkuopat

AIS on suuri edistysaskel merielektroniikan ja meriturvallisuuden aloilla. Kanaaliin saavuttaessa on ilo voida nähdä edessä oleva kaupallinen liikenne ja valita reitti saapuvien ja lähtevien laivojen virrassa. On kuitenkin houkuttelevaa keskittyä näytöllä näkyviin AIS-kohteisiin ja unohtaa, että liikenteessä on aluksia, jotka eivät lähetä AIS-signaalia. Merellä on aina pari kummallista liikettä tekevää kalastusalusta, ja ne voidaan havaita ainoastaan näköyhteydellä tai tutkalla.

AIS-järjestelmän avulla voidaan laskea lähin sivutusetäisyys (CPA) , mutta se kerro sitä, ohitetaanko alus sen keulan vai perän puolelta. Tietojen käyttäminen asian selvittämiseen ja oikean päätöksen tekeminen on meriteiden kansainvälisten sääntöjen (COLREGS) mukaisesti sinun vastuullasi. Tähän rajoitteeseen on puututtu Raymarinen karttaplottereissa a, e, gS ja eS niiden uusimman ohjelmistopäivityksen (R15) yhteydessä, minkä ansiosta AIS on jälleen askeleen verran hyödyllisempi.

Uusimmat edistysaskeleet (v15)

Raymarinen karttaplotterin ohjelmiston viimeisimmässä versiossa on kaksi uutta AIS-ominaisuutta.

Niistä ensimmäinen on se, että eri tyyppiset alukset esitetään erilaisilla kuvakkeilla samojen sijasta. Kuvakkeen oikeellisuus riippuu siitä, onko aluksen tyyppi asetettu oikein lähettävässä aluksessa. Järjestelmä erottelee purjehdus- ja moottoriveneet, nopeat lautat, kaupalliset alukset, meripelastushelikopterit ja Aton-kohteet.

Toinen edistyksellinen ominaisuus on "ennakoitujen vaara-alueiden" lisääminen. Karttaplotteri näyttää oman aluksesi ja risteävän aluksen suunnat vektoreina. Lisäksi se näyttää toisen aluksen edessä olevan alueen viivoitettuna. Jos oma vektorisi kulkee tämän alueen läpi, törmäysvaara on olemassa. Jos alue sijaitsee alueen edellä, ohitat aluksen sen edestä. Jos alue sijaitsee aluksen takana (ei välttämättä AIS-kohteen takana), ohitat sen perän puolelta. Ominaisuus antaa paljon lisätietoa, mutta se on vain tietoa. COLREGS-määräykset on pidettävä mielessä ja niitä on noudatettava erityisesti siinä, kuinka viestit aikomuksistasi riittävän selkeillä ja oikea-aikaisilla ohjausliikkeillä. Järjestelmä määrittää ennakoidun vaara-alueen koon ja lisää siihen oman turvamarginaalinsa, mutta jos ohitat suuren aluksen sen keulan puolelta, sopiva turvamarginaali on järkevää varmistaa itse.

Lopuksi

AIS meriturvallisuuden kannalta merkittävä edistysaskel ja se tarjoaa tietoa, jonka avulla voi tehdä parempia päätöksiä. On kuitenkin pidettävä mielessä, että monet vaaratekijät eivät lähetä AIS-signaalia, ja COLREGS-määräyksien ymmärtäminen ja noudattaminen edelleen tarpeen. V15-ohjelmiston uusi ennakoidun vaara-alueen ominaisuus on edistysaskel AIS-tietojen visuaalisessa esitystavassa, mutta se ei korvaa tervettä järkeä ja merimiestaitoa. 

Viitteet

1. Kansainvälinen merenkulkujärjestö.

2. On olemassa useita AIS-tietoja tarjoavia Internet-sivustoja, joista osa on ilmaisia ja osa tilausperustaisia. Yksi kattavista sivustoista on http://www.marinetraffic.com/

3. COLREGS-määräykset löytyvät kokonaisuudessaan osoitteesta http://www.collisionregs.com/MSN1781.pdf