С точки зрения Австралии цель включения требования обеспечения транспондерами AIS режима или подсистемы дальней связи состоит в обеспечении возможности автоматического предоставления основных судовых данных с помощью технических средств коммерчески доступной инфраструктуры глобальной связи.
В качестве подходящей системы глобальной связи был предложен INMARSAT C. В Австралии уже были проведены испытания этого способа автоматической передачи сообщений с использованием систем AUSREP и REEFREP. Однако INMARSAT несёт за собой груз проблем, связанных с его реализацией в глобальных масштабах, и эти вопросы уже были внесены на рассмотрение IMO (COMSAR 3/7), IALA и IEC TG 80.
Технические средства AIS
Хотя технические условия IMO и технические характеристики ITU-R были приняты и изданы, пока не будут официально одобрены стандарты IEC на проведение испытаний (номинально в конце 2000 - в начале 2001 г.), теоретически не может быть полностью сертифицированной аппаратуры автономной AIS, принятой к эксплуатации.
Однако многое из технических требований стандартов AIS стало возможным благодаря опыту, приобретённому морскими администрациями и промышленными организациями в разработке весьма похожей и уже проверенной технологии в таких странах, как Швеция, Финляндия, Южная Африка, Германия, Канада и Соединённые Штаты. Некоторые из этих систем, которые первоначально базировались на VTS, уже работают четыре-пять лет, и разработки производительных систем VTS/VTMIS, интегрирующих новое поколение технических средств AIS, DGNSS и ECDIS, далеко продвинулись.
Судовая аппаратура
Обычно в состав судовой аппаратуры входит транспондер AIS, антенны, небольшой компьютер (PC) и информационная система ECS/ECDIS. Дополнительно устанавливается (внешний) приёмник GPS, гирокомпас (для ввода курса) и приёмник радиомаяка дифференциальной GPS (DGPS).
Функции и услуги, предоставляемые вахтенному (“оператору”) на судне, оборудованном транспондером AIS, включают:
· Сопровождение собственного судна в реальном времени на индикаторе ECS/ECDIS; почти мгновенное отображение координат (с точностью DGPS), скорости и курса относительно дна;
· Прогноз траектории пути при повороте и маневрировании;
· Расчёт времени прибытия ETA для собственного судна;
· Запись пройденного пути;
· Поправки DGPS от базовой станции по каналу передачи данных STDMA;
· Непрерывная (и автономная) передача динамической, статической и относящейся к выполняемому рейсу информации на другие суда и центр VTS (через базовую станцию AIS);
· Посылка и приём коротких текстовых сообщений с центра VTS и других судов.
Портативный транспондер (PTS). Используя портативный транспондер (PTS), лоцман может взять с собой “сумку”, содержащую персональный компьютер (PC) с программным обеспечением ECS и транспондер AIS. Лоцман может получать полную информацию и параметры движения всех судов вблизи него, а оператор VTS при необходимости может связаться с лоцманом по каналу передачи данных. Испытания в США, Канаде и Германии подтвердили работоспособность этого комплекта, который также позволяет осуществлять лоцманскую проводку с берега, если судно, не оборудованное системой AIS, будет иметь на своём борту транспондер PTS.
Основная проблема на сегодняшний день - вес комплекта. Опытный образец “полностью портативного” лоцманского комплекта, испытанного в Канаде, весил 10 кг, и, хотя он работал хорошо, в акте испытаний было отмечена необходимость в уменьшении его размеров и веса (до 5 кг) и в увеличении срока службы аккумуляторов.
Радиолокационная аппаратура
Там, где радиолокатор уже установлен, система AIS служит для точного опознавания судна, что в противном случае нелегко сделать без обмена радиотелефонными сообщениями по VHF радиоканалу. Поэтому некоторые порты и службы VTS рассматривают системы AIS как инструментальное средство для дополнительного усиления районов, обслуживаемых радиолокаторами. Однако из-за различных характеристик распространения VHF радиоволн и возможности обеспечивать эффективное и точное обслуживание зон, не просматриваемых радиолокаторами, некоторые рассматривают AIS как инструмент для усиления средств судовой навигации в узких (ограниченных для радиолокационного наблюдения) районах или при движении по рекам и каналам в условиях, когда радиолокационный индикатор сильно забит помехами.
Такие районы существует на западном побережье Канады, в Соединённых Штатах (р. Миссисипи), Норвегии, Швеции, Финляндии и Германии. Поэтому не удивительно, что эти государства находятся среди лидеров в испытаниях и разработке вещательных транспондеров AIS.
Системы организации и управления движением судов (VTS/VTMS)
Отчёт об испытаниях автоматической идентификационной системы Западного побережья, Канада, 20 июля 1998 г. (West Coast Automatic Identification System Test Project Report, Canada, 20 July 1998) содержит следующий вывод: “Новая технология, используемая на судах по приказу, должна обслуживать не только суда, но и полномочные органы, отдававшими приказ. Технология должна находить творческое применение. В приложении к AIS этот принцип заставляет рынок добавлять в базовое оборудование AIS новые функции и средства по требованию заказчика”.
Данная оценка ожидаемого направления развития AIS, сделанная в 1997 г., оказалась весьма провидческой. В самом деле, на рынке оборудования VTS наблюдается расширение области применения AIS, уже поставляется широкая номенклатура изделий с конечной целью более широкого применения при низких эксплуатационных расходах. В системах VTS/VTMIS оборудование на основе AIS даёт определенную пользу для оператора VTS, включая:
· Идентификатор судна и другая статическая и относящаяся к выполняемому рейсу информация автоматически выводится на дисплее оператора VTS .
· Отсутствуют проблемы, присущие радиолокационному сопровождению целей, например, перескок цели и ухудшение качества вследствие помех от морской поверхности и погодных условий.
· Более высокая скорость обновления данных о цели по сравнению с радиолокатором.
· Оператор VTS имеет дополнительную информацию (скорость поворота, направление движения, курс и скорость относительно дна моря и размерения судна) в почти реальном времени.
· Передача от оборудованных транспондерами целей обычно может быть принята с мест, куда сигналы радиолокатора обычно не могут достичь, например, из-за мыса или поворота реки или канала.
· VTS может отправить текстовое сообщение (63 ASCII символа на слот) на:
o транспондер определённого судна, определяемого номером-идентификатором морской подвижной службы (MMSI);
o все транспондеры, поддерживающие связь с транспондером базовой станции;
o несколько транспондеров, назначаемых по их номерам MMSI;
o или текстовое сообщение может служить для передачи сведений о погоде, состояния системы, схем швартовки, мест приёмки лоцмана на борт.
С точки зрения перспективы внедрения AIS службы VTS извлекут пользу из информации всех четырёх категорий (статической, динамической, относящейся к выполняемому рейсу и связанной с обеспечением безопасности). Комитет IALA по VTS отмечает, что для судна следующая дополнительная информация тоже могла быть полезной:
· Гидрологическая и метеорологическая информация
· Поправки, получаемые от системы DGNSS
· Местные навигационные оповещения
· Местные (временные) поправки для электронных навигационных карт (ENC)
· Картина движения, уже полученная средствами AIS в режиме связи “судно-судно”
· Сообщения о статусе портовой VTS
· Данные о состоянии местных средств навигационного обеспечения
· Данные о лоцманской проводке, буксирах, схемы входа и швартовки
· Происшествия, требующие корректировки навигационных планов
Некоторые потенциальные преимущества от внедрения AIS для эксплуатации VTS:
· Расширение зоны обслуживания VTS и контроля за участвующими в движении судами за пределы обычной зоны радиолокационного обзора и внутрь зон радиолокационной тени;
· Использование функциональных возможностей и дополнительных базовых станций для расширения зоны приёма данных VTS;
· Повышенная возможность содействия судовождению благодаря:
o точному контролю навигационной обстановки и
o прогнозированию траектории движения;
· Возможность давать рекомендации маневрирующим судам (в отличие от судов, совершающих плавание);
· Контроль данных о движении и возможность хранения и поиска этих данных;
· Выполнение функции канала для автоматического ввода и передачи данных;
· Расширение функциональных возможностей обычных средств навигационного обеспечения и способность контролировать их;
· Источник данных реального времени для вновь возникающих концепций, например для процессов принятия решения с помощью автоматизированных средств;
· В потенциале снижение нагрузки на оператора при радиотелефонной связи;
· Обеспечение повышенной достоверности сопровождения;
· Более эффективное обнаружение и сопровождение оборудованных AIS судов в условиях дождя и местных помех.
Требования к радиолокатору. Маловероятно, что AIS сделает радиолокаторы и средства радиотелефонной связи ненужными. По меньшей мере, на начальном этапе суда, не удовлетворяющие требованиям конвенции SOLAS не будут оборудованы AIS. Можно также ожидать, что многие суда старой постройки, удовлетворяющие требованиям конвенции SOLAS, будут с задержкой оборудоваться этой аппаратурой (следует иметь в виду исключение главы V конвенции SOLAS для судов, выводимых из эксплуатации в течение двух лет после внедрения AIS). Поэтому радиолокатор остаётся единственным средством обнаружения и сопровождения, способным работать со всеми целями. Кроме того, он является средством контроля правильного положения плавучих средств навигационного обеспечения и проверки достоверности определения местоположения электронными средствами.
Дополнительный аргумент в пользу сохранения радиолокатора на VTS является возможность транслировать сопровождаемые радиолокационные цели средствами цели AIS (см. ниже). Использование радиолокаторов службой VTS после внедрения AIS будет зависеть от характеристик района обслуживания VTS и, в частности, от числа не оборудованных AIS судов, работающих в этом районе.
Радиотелефонная связь. Применение AIS повысит производительность за счёт снижения необходимости в радиотелефонной связи и в операциях ручного ввода со стороны оператора VTS. Радиотелефонная связь останется основным способом передачи информации с VTS на суда, не оборудованные AIS. Она также необходима в аварийных ситуациях и других случаях, когда требуется немедленное подтверждение, например при оказании помощи в судовождении.
Опрос (Polling)
Опрос (polling / interrogation) позволяет VTS получить дистанционный доступ к транспондеру AIS на судне и потребовать от него немедленно передать координаты судна или включить транспондер судна в схему постоянного доступа. Это, по сути, означает, что береговая станция (или даже другое судно при наличии полномочий) может предписать транспондеру выбранного судна передавать сообщения с определенным интервалом времени или в определённые моменты времени.
Поскольку вещательные VHF транспондеры на плывущих судах передают сообщения почти непрерывно, то похоже, что потребуется опрашивать только суда, стоящие на якоре или у стенки. Другим исключением является режим “дальней связи”, когда суда в прибрежной зоне могут сообщать свои координаты и другие сведения всего лишь один раз в 12 или 24 часа. В любом случае процедура запроса обычно используется, если центр VTS требует увеличить частоту передачи сообщений в определённом районе или для определённых судов, например при поисково-спасательных работах (SAR) в случае происшествия.
Передача поправок дифференциальной GPS
Передача поправок дифференциальной GPS на канале STDMA на транспондеры всех судов позволяет получателям совершать плавание с точностью дифференциальной системы. Координаты судов будут передаваться с точностью дифференциальной системы благодаря использованию наилучшей поправки, имеющейся в текущий момент.
Системы такого типа могли бы использоваться в качестве основной системы на акватории порта или в районе обслуживания VTS или в качестве дублирующей системы для принятой IALA радиомаячной MF системы DGPS. Для полной совместимости с системой радиомаяков DGPS должна быть предусмотрены средства для контроля достоверности данных и передачи информации абоненту.
Ретрансляция радиолокационных целей
Еще одна проверенная функция - это преобразование радиолокационных целей в цели AIS в процессоре радиолокатора и передача целей с VTS на суда, находящиеся в зоне обслуживания. Это позволяет всем соединениям, оборудованным AIS, в ближайшем окружении видеть все радиолокационные цели, сопровождаемые береговым радиолокатором на VTS, а также цели, получаемые от собственного радиолокатора (радиолокаторов).