Grundlagen AIS Segeln

www.ISY.eu • Mit Skipperherz und YachtverstandAIS-Grundlagen • © ISY GmbH 2017 Seite 1
AIS – Grundlagen, Anwendung
und Ausblick
H.-Michael Saar
ISY GmbH, Informations-Systeme für Yachten
Berlin

 Gründungsjahr 1996 in Berlin
 Markteintritt 1997 „Boot“ Düsseldorf
 Schwerpunkt IT an Bord

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3
1 Allgemeines – Vorteile – Funktion
Class A & Class B
AIS Rettungsmittel
AIS Grundlagen
4 AIS Ausblick

Definition
AIS steht für „Automatic Identification System“
„Automatisches Identifikations-System“
AIS bezeichnet ein Funksystem, das durch den Austausch von Navigations-
und anderen Schiffsdaten die Sicherheit und die Lenkung des Schiffsverkehrs
verbessert.
 AIS ist ein weltweites maritimes Sende-/Empfangssystem, welches durch
die IMO (International Maritime Organisation) im Jahr 2000 definiert
wurde
 AIS arbeitet auf zwei weltweit definierten Frequenzen im UKW-
Seefunkbereich
1 Allgemeines – Vorteile - Funktion

AIS …
 … dient der Kollisionsverhütung
 … verbessert die Planung und Entscheidungsfindung an Bord
 … ist für Küstenstaaten ein Mittel Informationen über Schiffe und
ihre Ladung zu erlangen
 … dient zur Überwachung illegalen Fischfangs
 … ist ein Hilfsmittel für die landseitige Überwachung und Lenkung
des Schiffsverkehrs

…
 Der Datenaustausch zwischen den Schiffen erfolgt automatisch
 Der Datenaustausch arbeitet auf zwei definierten Frequenzen im
UKW-Seefunkbereich
 Das Verfahren ist herstellerunabhängig standardisiert
 AIS ermöglicht den Blick hinter Hindernisse und ergänzt damit die
Radarbilddarstellung
 Für Schiff-zu-Schiff-Verbindungen beträgt die Reichweite etwa
20 Seemeilen (37 km)
 Das AIS-System wird durch eine landseitige Infrastruktur unterstützt

Beide Schiffe haben aufgrund der geografischen Lage keinen
Radarkontakt, können sich aber über AIS sicher erkennen und orten.
Vorteil
Beispiel

AIS Daten-Management
 Der Austausch von AIS-Daten erfolgt automatisch …
 … in kurzen Telegrammen
 Die Zeitlintervalle der Telegramme organisiert das AIS-System
selbsständig (Wer darf wann senden?)
 Bei besonders hohem Verkehrsaufkommen wird die Seeschifffahrt
priorisiert.

AIS Management
Beispiel: Straße von Dover
In der UKW-Reichweite von 20
Seemeilen befinden sich 90
AIS-Ziele. Das sind
30 Frachtschiffe
23 Fischer
12 Tanker
8 Passagierschiffe
15 Navigationshilfen (AtoN)
2 Sportboote

„SOTDMA“
Die Zeiten, wann ein Schiff seine AIS-Daten senden darf, organisiert
das AIS-System selbstständig
 Dazu wird die Zeitachse in Zeitschlitze (Slots) aufgeteilt.
 Pro Minute stehen 4500 Zeitschlitze, 2250 je Kanal, zur Verfügung
 Setzt ein Teilnehmer ein AIS-Telegramm ab, wird gleichzeitig der
Zeitpunkt der folgenden Meldung festgelegt und der entsprechende
Zeitschlitz reserviert
 Intervall der Meldungen ist abhängig vom Navigations-Status des
Schiffes
 Verlässt ein Schiff den UKW-Empfangsbereich, wird der reservierte
Zeitschlitz für andere Teilnehmer freigegeben

SOTDMA
Jeder Zeitschlitz
ist 26,6 Milli-
sekunden lang
Dasselbe Verfahren
wiederholt sich für
alle anderen
Schiffe.
Das Schiff A sendet die
Standortinformation in
einem Zeitschlitz.
Gleichzeitig wird ein
Zeitschlitz für die
nächste Nachricht
reserviert.

Wer ist ausrüstungspflichtig?
Die Ausrüstungspflicht für Schiffe in der internationalen Fahrt wird im
Internationalen Übereinkommen zum Schutz des menschlichen Lebens
auf See (SOLAS*) geregelt.
 Seit dem 1. Januar 2004 sind im Seeverkehr alle Berufsschiffe über 300
BRZ in internationaler Fahrt und seit dem 1. Juli 2008 auch solche über
500 BRZ in nationaler Fahrt verpflichtet, eine „Class A“ AIS-Anlage zu
betreiben.
 Auch Schiffe, die länger als 20 m sind oder mehr als 50 Passagiere an
Bord haben, müssen mit einem AIS-Bordgerät „Class A“ ausgerüstet
sein. Die Ausrüstungspflicht wurde für Schiffsneubauten zum 1. Juli
2002 und für vorhandene Schiffe ab 2004 eingeführt.
 Nicht unter die Regelungen von SOLAS fallen Kriegsschiffe.
* International Convention for the Safety of Life at Sea, 1974

Wer ist NICHT ausrüstungspflichtig?
Freizeitschiffe sind NICHT ausrüstungspflichtig
Die Ausrüstungspflicht mit „Class B“ Tranceivern für die
Freizeitschifffahrt ist zurzeit in verschiedenen Bereichen in der Diskussion:
 England: Themse, alle Freizeitboote
 US: Nationale Küstengewässer, alle Freizeitboote
 Türkei: Nationale Küstengewässer, Freizeitboote ab 15 Meter

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Class A & Class B
AIS Rettungsmittel
AIS Grundlagen
4 AIS Ausblick

Welche Daten werden übertragen?
 Statische Informationen
 Dynamische Informationen
 Reisespezifische Informationen
 Sicherheitsmeldungen
2 Class A und Class B
statisch
statisch
Nicht bei Class B

Statische Informationen: Sendeintervall: 6 min
 IMO-Nummer des Fahrzeugs (falls vorhanden)
 Rufzeichen und Name des Fahrzeugs
 Position der GPS-Antenne an Bord
 Länge und Breite des Fahrzeugs
 Art des Fahrzeugs
 Zielhafen – nur Class A
 Voraussichtliche Ankunftszeit (ETA) – nur Class A

Dynamische Informationen Sendeintervall abhängig vom Status
 Position des Schiffes (LAT+LON)
 Weltzeit (UTC)
 Kurs über Grund (COG)
 Fahrt über Grund (SOG)
 Vorausrichtung (HDG) – nur Class A
 Navigations-Status – nur Class A
 Wende-/ Drehgeschwindigkeit – nur Class A

Welche Daten werden übertragen? …
Sendeintervall der AIS Class A „Dynamische Daten“
2 Class A - Berufsschifffahrt
Geschwindigkeit Intervall
vor Anker oder festgemacht 3 Minuten
0-14 kn 10 Sekunden
0-14 kn + drehend 3,3 Sekunden
14-23 kn 6 Sekunden
14-23 kn + drehend 2 Sekunden
>23 kn 2 Sekunden
>23 kn + drehend 2 Sekunden

Sendeintervall der AIS Class B „Dynamische Daten“
2 Class B - Sportschifffahrt
Geschwindigkeit Intervall
0-2 kn 3 Minuten
2-14 kn 30 Sekunden
14-23 kn 15 Sekunden
>23 kn 5 Sekunden

Reisespezifische Informationen Sendeintervall: 6 min
 Tiefgang des Fahrzeugs
 Gefahrgutklasse der Ladung
 Zielhafen
 voraussichtliche Ankunftszeit (ETA)
2 Class A - Berufsschifffahrt

Dynamische Daten, Class B
Dynamischen Daten werden von Class B Geräten gesendet
 Fahrt über Grund (SOG)
 Position (LAT+LON)
 Kurs über Grund (COG)
 Weltzeit (UTC)

Statische Daten Class B
Die statischen Daten werden von Class B Geräten alle 6 min
gesendet
 MMSI Nummer
 Rufzeichen
 Schiffsname
 Schiffstyp
 Abmessungen des Schiffes
 Position der GPS-Antenne an Bord (vom AIS-Transmitter)

Wesentliche Unterschiede?
Class A
 Sendeleistung 12,5 Watt
 Mehr Information bei statischen- und dynamischen Daten
 Statische Daten alle 6 min
 Dynamisch Daten abhängig vom Navigationsstatus
 Telegrammtypen 1,2,3 und 5
Class B
 Sendeleistung 2 Watt
 Statische Daten alle 6 min
 Dynamische Daten abhängig vom Navigationsstatus
 Telegrammtypen 18 und 24

Passive Teilnahme an AIS durch reinen Empfangsbetrieb
Nur der AIS-Teilnehmer am „Class B“ hat die Möglichkeit einen
reinen Empfangsbetrieb zu nutzen
 Dafür kann er entweder einen reinen AIS-Empfänger installieren
 Diese Geräte sind technisch einfacher und können deshalb
preiswerter angeboten werden. Es fehlen:
 Der interne GPS-Empfänger
 Das AIS-Sendemodul
 oder einen Transceiver mit einer „Silent-Funktion“ um den
Sendebetrieb zeitweise stumm zu schalten
2 Class B – Sportschifffahrt

2 Möglichkeiten
Passive Teilnahme an AIS durch
Einsatz eines AIS-Empfängers
Aktive Teilnahme an AIS durch
Einsatz eines AIS-Transceiver

Wie sieht AIS am PC aus?
2 AIS-Ziele
Darstellung der AIS-Daten
über PC-Notebook mit
„Radar-SW“
 Eigene Position im Zentrum
 In Empfangsreichweite
befindliche Schiffe werden
durch Dreiecke mit Fahrt-
und Drehrichtungsfähnchen
angezeigt.
 Anzeige statischer,
dynamischer und
reisebezogener Daten
möglich.
 Durch Vorgabe eines
Kollisionsradius (CPA)
werden vom System (PC)
akustische, wie optische
Warnungen ausgelöst.

Wie sieht AIS auf der elektronischen Seekarte aus?
2 AIS-Ziele
AIS-Ziele vor der
Schleuse
Kiel-Holtenau
Beispiel:
Durch ein Klick auf die Fähre
„Color Fantasy“ erhalten Sie
Detailinformationen zum
Schiff

AIS-Details
2 AIS-Ziele
Details zur Fähre „Color Fantasy“ auf der elektronischen
Seekarte
 Größe, Form und Inhalt dieses Fensters werden von der
Software des Empfängers bestimmt
 Die Anzeige enthält die Navigationsdaten der Fähre „Color
Fantasy“
 Bei den hier durch gekennzeichneten Daten handelt
es sich nicht um empfangene AIS-Daten, sondern um
Berechnungen der Empfänger-Software
 CPA „Closest point of Approach“
„Dichteste Annäherung“
 TCPA „Time of closest point of Approach“
„Zeitpunkt der dichtesten Annäherung“
 BRG Peilung zum AIS-Ziel
 RNG Entfernung zum AIS-Ziel

Voraussetzung an Bord
Folgende Voraussetzungen müssen für die Teilnahme am AIS-Verkehr
erfüllt sein
 Bord-PC mit USB-Schnittstelle und AIS-fähigem Navigationsprogramm
 Tablet mit WiFi (WLAN) und AIS-fähigem Navigationsprogramm
 AIS-fähiger Kartenplotter mit NMEA-Schnittstelle
 Bordstrom Anschluss, der mit maximal 4 Watt belastbar ist
 Platz für eine UKW–Antenne im Topp oder eine vorhandene UKW-
Antenne, die für den AIS-Betrieb mitbenutzt werden kann
 MMSI-Nummer

AIS-Transceiver von Weatherdock
Gemeinsame Merkmale der TRX2S Gerätefamilie :
 BSH-Zertifizierung
 Integrierter GPS-Empfänger
 Anschluss per USB-Port an einen PC oder Notebook.
 NMEA 0183-Ausgang auf 38400 oder 4800 Baud einstellbar.
 CPA + TCPA Berechnung und Ausgabe
 Aufzeichnung aller Daten durch SD Card Recorder („blackbox“).
 „Silent Mode“ (Stummschaltung) ist Soft- und Hardwaremäßig
schaltbar
 Ankeralarm Soft- und Hardwaremäßig schaltbar
 Versorgungsspannung zwischen 9 und 32 Volt.

Optionen
Die Transceiver können mit folgen internen Modulen ergänzt
werden:
 Antennensplitter (Weiche) für die UKW-Seefunkantenne.
 GPS-Antenne (nicht für Yachten aus Metall)
 N2K-Schnittstelle (NMEA-2000 Bus)
 WiFi-Modul für die drahtlose Übertragung von AIS-Daten via WLAN.
 DVB-T Modul

Class B – Sportschifffahrt
AIS Transceiver
2

AIS-Empfänger von Weatherdock
Gemeinsame Merkmale der easyAIS Gerätefamilie :
 BSH-Zertifizierung
 Anschluss per USB-Port an einen PC oder Notebook.
 NMEA 0183-Ausgang auf 38400 oder 4800 Baud einstellbar.
 Versorgungsspannung zwischen 9 und 32 Volt.

Optionen
Die Empfänger können mit folgen internen Modulen ergänzt
werden:
 Antennensplitter (Weiche) für die UKW-Seefunkantenne.
 N2K-Schnittstelle (NMEA-2000 Bus)
 WiFi-Modul für die drahtlose Übertragung von AIS-Daten via WLAN.

AIS Empfänger

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Class A & Class B
AIS Rettungsmittel
AIS Grundlagen
4 AIS Ausblick
Allgemeines • Vorteile • Funktion1

S.A.R.T. Definition
AIS Rettungsmittel3
S. = Search Such
A. = and und
R. = Rescue Rettungsdienst
T. = Transmitter Sender
Rettungssender,
die am Körper
getragen werden

S.A.R.T.
AIS Rettungsmittel3
AIS-Rettungssender nutzen die gleichen zwei UKW-Frequenzen wie
reguläre Meldungen. Sie unterscheiden sich in …
 … Telegramm 01 (reguläre Positionsmeldung vom Class A Transceiver)
 … Telegramm 18 (reguläre Positionsmeldung vom Class B Transceiver)
 … Telegramm 14 (Sicherheitsmeldung vom AIS S.A.R.T.)
 Sicherheitsmeldungen werden auf der Seekarte des Empfängers anders als
reguläre Meldungen dargestellt. Das spitze Dreieck für ein Schiff,
wird durch ein blinkendes ersetzt und zeigt die Position des Unfalls.
Gleichzeitig ertönt ein rhythmischer Alarmton.
 Die beschriebenen Symbole sind von der IMO so vorgegeben und sind
weltweit gültig.
 Der Alarm bleibt bis zur Deaktivierung des S.A.R.T. aktiv
X

Vorteile
AIS Rettungsmittel.3
 Im S.A.R.T. befindet sich ein eigener präziser GPS-Empfänger, der die
Position ständig sendet
 Es entstehen keine Satellitenwartezeiten
 Wasserdicht nach IP68
 Schwimmfähig
 Sofort nach Auslösung eines S.A.R.T. erhalten alle Schiffe in UKW-
Reichweite Kenntnis von dem Seenotfall und können unmittelbar
helfend eingreifen
 Im MOB-Fall kann die eigene Crew die Position des Verunfallten direkt
verfolgen und ihn schnell wieder aufnehmen
 Keine laufenden Kosten

AIS Rettungsmittel
easyRESCUE
3
3
 Einziger auf dem Markt befindlicher
S.A.R.T. mit SOLAS-Zulassung
 BSH-Zulassung
 Sendeleistung ≥ 2 Watt
 Sendedauer ≥ 96 h
 Wasserdicht bis 10 m Tiefe
 Betriebsbereich von -20°C bis +65°C
 Sicherheitsmeldung 14 mit Text …
 “SART ACTIVE” im Notfall (“ON”)
 “SART TEST” im Testbetrieb (“TEST”)

3
 Keine SOLAS-Zulassung
 BSH-Zulassung
 Sendeleistung ≥1 Watt
 Sendedauer ≥ 36 h bei 0°C
 Wasserdicht bis 10 m Tiefe
 Betriebsbereich von -10°C bis +55°C
 Sicherheitsmeldung 14 mit Text …
 “MOB ACTIVE” im Notfall (“ON”)
 “MOB TEST” im Testbetrieb (“TEST”)
3 AIS Rettungsmittel
easyONE

Geräteübersicht
3 AIS Rettungsmittel

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3
Allgemeines – Vorteile - Funktion
Class A & Class B
AIS Rettungsmittel
AIS Grundlagen
4 AIS Ausblick

AIS Empfang über Satelliten
4 AIS Ausblick

4 AIS Ausblick
www.MarineTraffic.com
Schiffsbeobachtungen

4 AIS Ausblick
 siehe unter www.marinetraffic.com

Danke für die Aufmerksamkeit und
weiterhin viel Erfolg beim lernen!
isy.eu/vortrag

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