Hệ thống nhận diện tự động (AIS)

Hệ thống nhận diện tự động (AIS-Automatic Indentification System) ra đời từ tháng 12/2004 từ khi tổ chức hàng hải quốc tế (IMO) yêu cầu tất cả các tàu chở hàng lớn trên 299GT mang một hệ thống nhận và phát tín hiệu để truyền vị trí, tốc độ, hướng đi cùng với một số thông tin cố định khác như: tên tàu, số nhận dạng (ID), kích thước và chi tiết chuyến đi,… Hệ thống sẽ tự động trao đổi dữ liệu với các tàu ở gần cũng như các trạm cố định và vệ tinh (hệ thống AIS nhận dạng vệ tinh được ký hiệu là S-AIS). Thông tin được cung cấp bởi thiết bị AIS có thể được hiển thị trên màn hình hay trên hệ thống thông tin và hiển thị biểu đồ điện tử (ECDIS).

 AIS ban đầu được dự định để giúp các tàu biển tránh va chạm cũng như giúp các cơ quan chức năng thuộc cảng biển kiểm soát lưu lượng ra vào cảng tốt hơn. Bộ thu phát AIS bao gồm một GPS để thu thập vị trí và chuyển động chi tiết của tàu, một bộ phát tín hiệu VHF sử dụng trên hai kênh tần số 161,975 MHz và 162,025 MHz (kênh VHF 87 và 88 cũ). Các thông tin này sẽ được phát quảng bá, các tàu và trạm cố định có thể nhận các thông tin này và xử lý nó bằng một phần mềm chuyên biệt và hiển thị thông tin về vị trí tàu trên thiết bị vẽ biểu đồ hay máy tính.

Thông thường, các tàu với một máy thu AIS được kết nối với một anten ngoài đặt trên độ cao 15m so với mặt nước biển sẽ nhận thông tin AIS trong phạm vi từ 15-20 hải lý. Các trạm cố định với anten cao hơn có thể mở rộng phạm vi thu từ 40-60 hải lý, thậm chí sau các ngọn núi xa, tùy thuộc vào độ cao, kiểu anten và địa vật che chắn quanh anten và điều kiện thời tiết. Nhân tố quan trọng nhất để thu tốt là độ cao của anten trạm cố định so với mặt nước biển. Chúng ta có thể thu được tín hiệu từ một tàu chở hàng cách xa 200 hải lý với một anten nhỏ di động đặt trên núi có độ cao 700 m so với mặt nước biển ngoài đảo.Các trạm cố định hiện tại bao phủ phạm vi khoảng 40 dặm và định kỳ nhận thông tin từ một vài tàu ở khoảng cách xa hơn (tham khảo https://www.marinetraffic.com/).

Tiêu chuẩn AIS bao gồm nhiều tiêu chuẩn con được quy định bởi IMO/IEC. Mỗi loại sản phẩm của các nhà cung cấp khác nhau sẽ có những đặc điểm kỹ thuật chi tiết riêng nhưng vẫn phải đảm bảo về tính toàn vẹn tổng thể của hệ thống AIS toàn cầu. Những đặc tính kỹ thuật chính được miêu tả như những tiêu chuẩn của hệ thống AIS là (http://en.wikipedia.org/wiki/Automatic_Identification_System):

Thiết bị AIS thiết kế theo lớp A (Class A)

Mỗi bộ thu phát AIS bao gồm một bộ phát tín hiệu AIS, hai bộ thu AIS sử dụng đa truy cập phân chia thời gian (TDMA), một bộ gọi chọn số (Digital Selective Calling-DSC) băng tần VHF, những liên kết đến hệ thống cảm biển và hiện thị trên tàu thông qua tiêu chuẩn viễn thông điện tử hàng hải (NMEA 0183 hay còn được biết là IEC 61162). Một hệ thống AIS thông thường làm việc trong chế độ tự động liên tục bất kể nó đang hoạt động trên vùng biển mở hay khu vực ven biển và nội địa. Kênh hàng hải 87B (161,975 MHz) và 88B (162,025 MHz) sử dụng điều chế GMSK tốc độ 9,6Kb/s với độ rộng kênh 25 hoặc 12,5 KHz dùng giao thức gói HDLC. Mặc dù chỉ có một kênh là cần thiết nhưng mỗi trạm truyền và nhận trên hai kênh vô tuyến để tránh can nhiều và cho phép chuyển kênh mà không bị mất liên lạc. Hệ thống loại A phải được tích hợp màn hình hiển thị, công suất phát 12,5W, khả năng hiện thị nhiều tàu cùng lúc và có các lựa chọn chức năng và đặc tính tinh vi.

Thiết bị AIS thiết kể theo lớp B (Class B)

Các bộ thu phát lớp B nhỏ hơn, đơn giản hơn và giá thành thấp hơn bộ thu phát lớp A. Mỗi bộ gồm có một bộ phát VHF, hai bộ thu VHF sử dụng công nghệ đa truy cập phân chia thời gian hướng sóng mang (CSTDMA), cả hai kênh luân phiên thu thông qua bộ gọi chọn số (DSC) và một anten GPS tích cực. Mặc dù định dạng dữ liệu ngõ ra hỗ trợ thông tin mào đầu, nhưng thông tìn này hiếm khi được truyền. Tốc độ dòng dữ liệu AIS tiêu chuẩn là 38.4Kb/s định dạng giao tiếp RS232 hay NMEA. Để tránh quá tải băng thông sẵn có công suất truyền được giới hạn 2W bao phủ phạm vi từ 5-10 hải lý.

Các trạm cố định (Base station)

Bộ thu phát AIS trên bờ hoạt động sử dụng SOTDMA. Trạm gốc có một phức hợp các chức năng và đặc tính trong tiêu chuẩn AIS, có thể kiểm soát hệ thống AIS và tất cả các thiết bị hoạt động trong phạm vi kiểm soát của nó. Có khả năng thẩm vấn bộ thu phát để thu thập các thông tin trạng thái hay thay đổi tần số phát.

Trợ giúp hàng hải (Aids to Navigation- AtoN)

Các trạm thu phát được đặt trên bờ hoặc phao sử dụng đa truy cập phân chia thời gian cố đinh (FATDMA) được thiết kế để thu thập và truyền các thông tin về điều kiện biển và thời tiết cũng như chuyển tiếp thông tin để mở rộng vùng phủ.

Bộ thu phát tìm kiếm và cứu nạn (Search and Rescue Transponder – SART)

Thiết bị AIS chuyên biệt được tạo ra như là một đèn hiệu bị nạn khẩn cấp hoạt động sử dụng đa truy cập phân chia thời gian thông báo trước (pre-announce time-division multiple-access -PATDMA) hay đôi khi được gọi là “SOTDMA được thay đổi”. Thiết bị này sẽ chọn ngẫu nhiên một khe thời gian để truyền và sẽ truyền một loạt 8 thông điệp để tối đa hóa xác suất truyền thành công. Một SART được yêu cầu để truyền xa đến 5 dặm và truyền một định dạng dữ liệu đặc biệt được nhận dạng bởi các thiết bị AIS khác. Thiết bị này được thiết kế để sử dụng định kỳ và chỉ trong trường hợp khẩn cấp do kiểu hoạt động PATDMA của nó với những khe thời gian đặc biệt.

Các bộ thu phát AIS chuyên biệt

Mặc dù IMO/IEC công bố những đặc điểm chuyên biệt cần có của hệ thông AIS, một số cơ quan chức năng đã cho phép và khuyến khích sự phát triển của các thiết bị AIS lai. Các thiết bị này vẫn duy trì tính toàn vẹn của cấu trúc truyền cốt lõi của hệ thống AIS, và thiết kế để đảm bảo độ tin cậy hoạt động, đồng thời thêm vào các tính năng và đặc điểm để phù hợp với những yêu cầu chuyên biệt. Bộ nhận dạng thu phát AIS là một ví dụ, thiết bị sử dụng công nghệ cốt lõi CSTDMA của lớp B để thiết kế và đảm bảo thiết bị truyền phù hợp hoàn toàn với các đặc tính kỹ thuật của IMO nhưng có một số thay đổi để hoạt động bằng nguồn pin, giảm giá thành và dễ dàng hơn để cài đặt và triển khai với số lượng lớn. Thiết bị như vậy sẽ không có chứng chỉ quốc tế, thông thường cơ quan chức năng sẽ thực hiện đánh giá kỹ thuật chi tiết của riêng mình và kiểm tra để đảm bảo rằng các hoạt động cốt lõi của thiết bị này không gây tổn hại cho hệ thống AIS quốc tế.

Theo rfd.gov.vn