Przenośny odbiornik AIS na małej łódce

Automatic Identification System w skrócie zwany AIS opracowano z końcem XX wieku. Jest to zaawansowany system zapewniający automatyczną wymianę najistotniejszych danych nawigacyjnych oraz indentyfikacyjnych pomiędzy jednostkami pływającymi. Jego głównym zadaniem jest zwiększenie bezpieczeństwa żeglugi, w tym przede wszystkim zapobieganie kolizjom. Dodatkowe zadanie jakie pełni to identyfikacja jednostek przez brzegowe systemy nadzorujące ruch statków tzw. VTS-y. Według zaleceń IMO system AIS powinien być zainstalowany na wszystkich statkach o pojemności brutto powyżej 300 ton, oraz na wszystkich statkach pasażerskich.

Zasada działania

Statkowe urządzenie AIS składa się z urządzenia nadawczo-odbiorczego UKF, pracującego na częstotliwościach od 156,025 do 162,025 MHz, połączonego do odpowiednio zaprogramowanego komputera. Do niego spływają automatycznie dane o pozycji i ruchu statku z GPS i innych czujników (log, żyrokompas, wskaźnik prędkości kątowej). Dane te, wraz z informacjami wprowadzonymi ręcznie (nazwa, sygnał wywoławczy, numer MMSI, port przeznaczenia, zanurzenie, wymiary jednostki i inne) są nadawane w specjalnym formacie i mogą być odczytane przez urządzenia AIS na statkach znajdujących się w pobliżu oraz stacjach kontroli ruchu.

Aby uniknąć wzajemnego zagłuszania, dane są nadawane w systemie SOTDMA (samoorganizowany wielodostęp w dziedzinie czasu), co w skrócie polega na tym, że każdy statek nadaje swoją informację przez krótki czas, powtarzając owe nadawanie w odstępach zależnych od prędkości i zmiany kursu (od około 10 sekund dla statków poruszających się szybko lub zmieniających kurs, około dwóch minut dla statków stojących i około minuty dla pozostałych). System SOTDMA zapewnia kilka tysięcy "okien czasowych" w ciągu minuty.

Ponieważ AIS pracuje na częstotliwościach UKF jego zasięg zależy od wysokości zamontowania anteny oraz propagacji fal. Zgodnie z założeniami wynosi kilkanaście mil morskich. W warunkach bardzo dobrej propagacji zdarza się odbierać sygnały ze statków oddalonych nawet o 150 mil morskich.

AIS na jachcie

W chwili obecnej tylko nieliczne jachty są wyposażone w system AIS w postaci nadajnika i odbiornika. Główną przyczyną takiej sytuacji jest cena takiego zestawu wynosząca od kilku do kilkunastu tysięcy złotych. Także montaż systemu nie należy do najłatwiejszych (dodatkowa antena, kable, integracja z dotychczasową elektroniką). Ale wysokie koszty czy też zawiłości techniczne montażu to zadania z którymi najczęściej muszą się borykać armatorzy jachtów. A co z żeglarzami, a w szczególności ze skiperami którzy nie mają własnego jachtu żeglując na wielu różnorodnych jednostkach, a którzy także chcą korzystać z zalet jakie niesie system AIS?

Odbiornik AIS

Odbiornik AIS jest uproszczonym urządzeniem, które potrafi jedynie nasłuchiwać oraz przetwarzać sygnały, nie może jednak nadawać informacji. W uproszczeniu my widzimy inne jednostki (te które mają pełny system AIS), inni nie widzą nas. Czy taki okrojony system jest godny naszej uwagi? Jak najbardziej, ponieważ ma on ogromną zaletę którą jest niska cena. Na rynku można znaleźć wiele tego typu urządzeń w cenie około 1 tys. złotych a nawet mniej, natomiast w przedziale 1-2 tys. są to już urządzenia markowe i z dodatkowymi "bajerami". Przeglądając ofertę dostępnych urządzeń dość szybko możemy jednak ugrząźć w gąszczu różnorakich parametrów, stosowanych rozwiązań czy używanych złączy komunikacyjnych. Stajemy wtedy przed trudnym wyborem, jaki typ odbiornika wybrać.

LCD czy kabelki

Pierwsza decyzja z którą musimy się zmierzyć to wybór pomiędzy odbiornikiem który ma wbudowany wyświetlacz LCD i jest autonomicznym urządzeniem, a urządzeniem typu "skrzynka" które podłączamy do istniejącego już systemu nawigacyjnego (np. chart plotera lub komputera z oprogramowaniem nawigacyjnym). Urządzenia z ekranami LCD są nieco droższe, a ich ekran niestety jest zazwyczaj słabej jakości (przynajmniej w urządzeniach nisko budżetowych). Wizualizowana na ekranie informacja ogranicza się do zaprezentowania pozycji innych jednostek oraz ich kierunek płynięcia, a także na życzenie operatora wyświetlane są podstawowe informacje o każdej z nich. Dodatkowo można ustawić alarm zbliżenia. Niewątpliwie zaletą tych urządzeń jest ich niezależność (najczęściej należy jedynie podłączyć do nich sygnał z GPS-a oraz zasilanie, choć istnieją modele z wbudowanym GPS). Wadą tych urządzeń jest nienajlepszy wyświetlacz o małych rozmiarach i rozdzielczości oraz brak możliwości nałożenia na obraz dodatkowej warstwy z mapą, co znacznie ułatwia szybką analizę sytuacji, szczególnie w obszarach trudniejszych nawigacyjnie (tory wodne, kanały, podejścia do portów itp.).

Urządzenie typu "skrzynka" to odbiornik który przetwarza odebrane sygnały i przesyła je dalej do istniejącego systemu nawigacyjnego. Może to być dowolny chart ploter (wykorzystywany jest protokół NMEA) lub komputer z programem nawigacyjnym. Zaletą takiego rozwiązania jest dużo bogatsza i bardziej przejrzysta informacja o ruchu statków prezentowana na warstwie z mapą, oraz znacznie większe możliwości konfiguracji systemu poprzez wykorzystanie zaawansowanych opcji dostępnych w programach nawigacyjnych.

Druga antena czy splitter

Oba rodzaje odbiorników AIS wymagają podłączenia zewnętrznej anteny, dokładnie takiej samej jakiej używamy do radia UKF. Najlepszym rozwiązaniem jest zainstalowanie drugiej niezależnej anteny którą należy zamontować jak najwyżej, zazwyczaj na topie masztu. Ze względów technicznych nie może jednak być ona zainstalowana zbyt blisko anteny od radia UKF (minimum 1,5 metra), co jest trudne w realizacji jeśli mamy tylko jeden maszt. W takim przypadku można antenę umiejscowić na salingu, lub na koszu rufowym zmniejszając jednak w tym przypadku znacznie zasięg "widzialności" AIS. O taką instalację najlepiej się pokusić gdy mamy własny jacht, ale nie wchodzi to w rachubę gdy myślimy o systemie przenośnym.

Drugim rozwiązaniem jest współdzielenie jednej anteny, z której korzystać będzie zarówno radioodbiornik UKF jak i system AIS. W tym celu wykorzystujemy urządzenie o nazwie spliter antenowy które pełni rolę rozdzielacza sygnału. Możliwe jest oddzielne zakupienie takiego urządzenia (koszt ok. 200 zł), ale po co mnożyć liczbę używanych urządzeń i wydawać dodatkowe pieniądze. Warto w takim przypadku rozejrzeć się za urządzeniem które ma już wbudowany taki spliter.

Jeśli urządzenie typu skrzynka to jakie złącze do przesyłania danych

Decydując się na urządzenie typu "skrzynka", musimy zdecydować w jaki sposób będziemy je podłączać do systemu nawigacyjnego. Możliwości mamy kilka: protokół NMEA który jest powszechnie wykorzystywany w systemach nawigacyjnych, to najpopularniejsze rozwiązanie jeżeli podłączamy AIS do chart ploterów i innych urządzeń dedykowanych. W praktyce takie złącze to kilka wystających kabelków, w które musimy później wlutować odpowiednią wtyczkę. Rozwiązanie niezawodne i uniwersalne, ale zupełnie nieprzydatne w systemach przenośnych, ze względu na konieczność ciągłej zmiany wtyczki w zależności od dostępnego chart plotera. Druga możliwość to złącze RS232, występujące w niektórych urządzeniach nawigacyjnych i starszych komputerach, jest to jednak technika już przestarzała i coraz trudniej o urządzenia i komputery w nie wyposażone. Ostatnie rozwiązanie to złącze USB występujące we wszystkich komputerach, rzadziej jednak w chart ploterach. Na to rozwiązanie warto więc się zdecydować jeżeli nasz AIS ma pracować z komputerem. Godne uwagi są urządzenia które mają co najmniej 2 z opisanych powyżej złączy, zazwyczaj jest to NMEA i USB, co zdecydowanie zwiększa uniwersalność urządzenia (możliwość podłączenia urządzeń dedykowanych i komputera, w tym także jednocześnie). Dla systemów przenośnych takie rozwiązanie wydaje się być idealne.

Kanał A, B, A/B

Urządzenia klasy A i B różnią się ilością i częstością wysyłania informacji. Ponieważ my decydujemy się jedynie na odbiornik, powinien on odbierać zarówna dane z kanału A jak i B. Na szczęście funkcję tą posiadają niemal wszystkie odbiorniki dostępne na rynku.

A co z GPSem ?

Do prawidłowej pracy (chodzi tu głównie o wizualizację przestrzenną pozycji statków) system potrzebuje danych o naszej pozycji z systemu GPS. Większość odbiorników wymaga podłączenia zewnętrznego GPS-a, lub też w przypadku korzystania z komputerów lub chart ploterów obecności danych z odbiornika GPS w systemie. Nieliczne na rynku odbiorniki AIS mają wbudowany GPS, są one jednak znacznie droższe niż zakup oddzielnie obu urządzeń. Warto się więc poważnie zastanowić nad wyborem takiego rozwiązania.

Decyzja

Ze względu na dużą różnorodność rozwiązań jak i przedział cenowy decyzja o wyborze nie jest łatwa. Musimy sobie przede wszystkim postawić pytanie, gdzie i w jaki sposób będziemy korzystać z naszego systemu AIS. Inne urządzenia wydają się być idealne jeśli planujemy montaż systemu na własnej jednostce, a inne jeśli AIS będzie wykorzystywany jako system przenośny na wielu jednostkach.

Ja dużo żegluję, na łódkach czarterowych i klubowych, często pełniąc funkcję kapitana. Każda z nich ma UKF-kę i jakiegoś GPS-a, zresztą, co najmniej 2 GPS-y i tak wożę ze sobą. Na każdy rejs zabieram też podręcznego małego laptopa wyposażonego w program nawigacyjny. Dla mnie zatem najlepszy wybór to urządzenie typu "skrzynka", ze złączem USB (łatwość podłączenia do komputera) oraz dodatkowym wyjściem NMEA (uniwersalność) oraz wbudowanym spliterem antenowym. Nie potrzebny jest wbudowany GPS, ten podłączam niezależnie pod drugie gniazdo USB. Do nawigacji wykorzystuję darmowy program OpenCPN, który obsługuje mapy w standardzie C-MAP oraz BSB, a co najważniejsze interpretuje i wizualizuje dane z systemów AIS czego nie robi najpopularniejszy wśród rodzimych żeglarzy program CMap ECS. Z wiadomych względów nie zostaną tu zaprezentowane konkretne modele odbiorników AIS, tym bardziej, że co chwila na rynku pojawiają się nowe modele posiadające różne typy złączy i parametry oraz co cieszy, coraz niższą cenę. Miejmy nadzieje, że już niedługo system AIS na jachtach będzie tak powszedni jak obecnie GPS. A wszystko to w służbie bezpieczeństwa żeglugi.