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¿Cómo funciona AIS? | Radioaficion Ham Radio

¿Cómo funciona AIS?

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¿Cómo funciona AIS?
COMO recibir AIS con un receptor o scanner convencional
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¿Cómo funciona AIS? ¿Que es AIS?

El Sistema de Identificación Automática (AIS)

El AIS o Sistema de Identificación Automático es un sistema que permite la identificación y seguimiento de buques, de forma automática, desde otros buques, aeronaves o estaciones costeras. Este sistema fue concebido con el objetivo de mejorar la seguridad y eficiencia en la navegación, contribuyendo con ello a reforzar la seguridad de la vida humana en el mar y a la protección del medio ambiente.

AIS

Hoy día, sus aplicaciones han excedido con creces las expectativas iniciales convirtiéndose, además, en una valiosa herramienta de gestión con múltiples aplicaciones que van desde la seguridad a la explotación portuaria, la gestión de flotas o la investigación, así como en un nuevo elemento de ayuda a la navegación. El AIS se ha revelado como un sistema con un gran potencial que aún no ha sido explotado en su totalidad. El sistema se basa en un dispositivo instalado a bordo de los buques que transmite, de forma continua y automática, información que permite al resto de buques existentes en la zona o a estaciones situadas en tierra, identificarlo y conocer su situación y demás parámetros de movimiento. Teniendo esto en cuenta, el sistema AIS puede dividirse en dos ámbitos: modo buque-buque con la función principal de dispositivo anticolisión, y en modo buque-tierra o tierra-buque, con la función de seguimiento y control del tráfico marítimo de la zona, así como generador de información de ayuda a la navegación y obtención de información sobre los buques en la zona.

El AIS ha sido desarrollado bajo el auspicio de la OMI, y su instalación y utilización en los buques es obligatoria desde el 31 de diciembre de 2004. Según se establece en la regla 19 del capítulo V del Convenio SOLAS, están obligados a incorporar estos dispositivos todos los buques en viaje internacional con un arqueo bruto (GT) superior o igual a 300, todos los buques en viaje no internacional con arqueo bruto (GT) superior o igual a 500 y todos los de pasajeros independientemente de su tamaño.

Descripción del Sistema
El AIS es un sistema abierto, lo que significa que las emisiones no están codificadas y pueden ser recibidas por cualquier equipo que cumpla las especificaciones del sistema. Utiliza únicamente dos canales de radio específicos de la banda VHF. Estos son:

  • el canal AIS1, correspondiente al canal 87B de VHF (frecuencia 161,975 MHz)
  • y el canal AIS2 correspondiente al canal 88B de VHF (frecuencia 162,025 MHz).

Puesto que todos los transpondedores utilizan las mismas dos frecuencias, para permitir la comunicación y evitar interferencias, todos ellos se organizan en un esquema de compartición de tiempo denominado SOTDMA (Self Organized Time Division Multiple Access).

Este esquema de tiempo establece un ciclo de un minuto de duración dividido en 2.250 ranuras (slots). Cada equipo determina su propio esquema de transmisión basándose en la historia de las emisiones del canal correspondiente, y en el conocimiento de las acciones futuras de los otros dispositivos. De esta forma, todos los equipos se sincronizan entre sí para evitar que las emisiones se solapen y se interfieran. En la práctica la capacidad de este sistema es casi ilimitada ya que ha sido diseñado para permitir la comunicación en las zonas con el tráfico marítimo más denso existente en el mundo.

El alcance de las emisiones es similar a la de cualquier otro sistema que funcione en la banda VHF. Este depende en gran medida de la altura de las antenas emisora y receptora, así como de las condiciones de propagación. En mar abierto, puede considerarse un alcance típico de entre 20 y 30 millas (1 milla marina es igual a 1,852 Km). Por otro lado, estas emisiones tienen cierta capacidad de sortear obstáculos por lo que dos buques pueden conectarse mutuamente incluso sin tener visibilidad directa.

Tipos de Transponder
Existen varios tipos de equipos AIS, según se establece en la especificación ITU-R M.1371-1


Clase A
Es el equipo móvil de abordo establecido para los buques tipo SOLAS que cumplen todos los requisitos establecidos por la OMI.
Un equipo de a bordo de clase A, generalmente se compone de:
• Un Transmisor VHF
• Dos receptores VHF SOTDMA
• Un receptor VHF DSC (Llamada selectiva digital)
• Un receptor GNSS (Glonass o GPS)
• Puertos de comunicaciones con los sensores
y sistemas de representación de abordo
• Una CPU y el firmware de aplicación

Clase B
Es un equipo de abordo más simple que el anterior, que no cumple todos los requisitos establecidos por la OMI, destinado a los buques para los que no es obligatorio el de clase A. La información que es capaz de emitir es menor. Los equipos de clase B, concebidos para ser utilizados en pesqueros, embarcaciones de recreo y en general en todo tipo de embarcaciones distintas de las establecidas en el capítulo V del Convenio SOLAS, son más simples al tener una funcionalidad más limitada.

Estación base terrestre
Equipo especialmente diseñado para su instalación como esstación terrestre dotado de varias funciones especiales y que permite la emisión de información adicional de interés para la navegación como mensajes de texto, información océano meteorológica, posición de otros barcos, etc.

Aeronaves de búsqueda y rescate
Equipo móvil de abordo especial para aviones de búsqueda y rescate.


Ayuda a la Navegación
Equipo diseñado para ser instalado en una ayuda a la navegación que emite información sobre dicha ayuda, tanto de identificación como de su estado de funcionamiento.


Información emitida por los equipos AIS
Los equipos AIS de clase A emiten los mensajes de tipo 1, 2 o 3 con una periodicidad de entre 2 y 10 segundos cuando están navegando, dependiendo de la velocidad y de la maniobra que realiza el buque, y de 3 minutos cuando están parados. Estos mensajes contienen los datos relativos a la posición y estado de movimiento del buque.

El mensaje tipo 5 se emite cada 6 minutos y contiene la información estática y la relativa al viaje.La información emitida es la siguiente:

• Información estática: información permanente que se introduce cuando se instala el equipo y que normalmente no es necesario actualizar (MMSI, número OMI, distintivo de llamada, nombre, tupo de buque, dimensiones y posición de la antena GNSS)

• Información dinámica: información proveniente de diversos sensores y equipos de abordo que se actualiza automáticamente y otra información sobre el estado de navegación que es actualizada de forma manual por la tripulación (posición, rumbo, COG, SOG, relación de giro, estado de navegación)

• Información del viaje: información relativa al viaje que es actualizada manualmente por la tripulación en cada viaje (puerto de destino, fecha y hora de llegada, calado actual, tipo de carga)

• Mensajes de texto y relacionados con la seguridad

La Red AIS SW-AIS
En España Puertos del Estado ha desarrollado un proyecto para el despliegue de una red de dispositivos AIS, como ayuda a la navegación en los que la imagen del tráfico es un producto de valor añadido, en la costa atlántica, donde se encuentran los dispositivos de separación de tráfico de Finisterre y del Estrecho de Gibraltar, los dos puntos de tráfico marítimo más denso de la costa española. Este proyecto ha sido parcialmente financiado por la Unión Europea, a través del programa INTERREG III-A España-Portugal, con un presupuesto para la parte española de un millón de euros.

Para alcanzar los objetivos mencionados, Puertos del Estado ha desplegado la red instalando los dispositivos AIS, en su mayor parte, en faros y boyas. La Red AIS, que está dando ya cobertura a toda la costa gallega y a la costa atlántica andaluza, está constituida por doce estaciones base (SBS) instaladas en otros tantos puntos de la costa, generalmente faros o puertos, seis estaciones AIS de tipo AtoN que prestan su función como ayuda a la navegación, un punto central, situado en Puertos del Estado, que recoge, almacena y distribuye la información AIS procedente de las estaciones base, nueve consolas de presentación de datos y una red de comunicaciones.

Doce estaciones base (AIS-SBS), situadas en los faros de Estaca de Bares, Candelaria, Coruña, Villano, Finisterre, Punta Cabalo y Silleiro, en la costa atlántica de Galicia; y en los faros de El Picacho, Chipiona y Trafalgar, así como en otros lugares dependientes de las autoridades portuarias de la Bahía de Cádiz y de la Bahía de Algeciras, en la costa atlántica de Andalucía. Las estaciones base son equipos AIS especiales instalados en tierra, y son las encargadas de recibir la información de los buques que se encuentran en su zona de cobertura, y enviarla al nodo central para su procesado, almacenamiento y posterior distribución. Las estaciones base también tienen como función emitir información destinada a los buques, entre la que cabe destacar la emisión de mensajes relativos a la seguridad, y mensajes de texto que pueden ser dirigidos a todos los buques o a uno en concreto, y la emisión sintética o virtual de ayudas a la navegación que están en otro lugar, o que incluso no existen realmente. Además, realizan la función de punto de enlace, de monitorización y de control de los equipos AIS de tipo AtoN que tienen asociados.

Las estaciones base también emiten información meteorológica y oceanográfica destinada a los buques entre la que se encuentran datos de viento, temperatura, presión atmosférica, oleaje, marea, temperatura del agua, etc. En el caso de la Red SW-AIS, cada estación base emite toda la información disponible, procedente de los diferentes sensores las redes de medida que Puertos del Estado tiene desplegadas a lo largo de la costa. Los datos de los sensores se reciben habitualmente en Puertos del Estado donde son procesados, verificados y depurados en los sistemas gestionados por el Área de Medio Físico. Aquí son entregados al sistema de control de la Red AIS desde donde se distribuyen a las estaciones base para su emisión mediante un mensaje AIS con formato estándar establecido por la OMI. La información transmitida se actualiza cada hora.

Las estaciones base pueden transmitir correcciones diferenciales GNSS para su utilización por los equipos AIS de abordo. La Red SW-AIS emite correcciones diferenciales de GPS a través de las estaciones del Estrecho (Sierra de la Luna) y de Finisterre y Estaca de Bares procedentes de las estaciones de la Red Nacional DGPS de Tarifa, Finisterre y Estaca de Bares, respectivamente. En todos los casos, la incorporación de las correcciones diferenciales a la estación base AIS se ha realizado de forma que dichas correcciones incluyan el control de integridad propio de la estación de referencia DGPS. Seis estaciones AIS de tipo AtoN (Ayuda a la Navegación), instalados en 2 boyas y en 4 faros situados en islas: boya de aguas navegables de la Bahía de Cádiz, boya cardinal de recalada del puerto de Huelva y en los faros de las islas de Sisargas, Sálvora, Ons y Cies.

Todos los elementos de la red AIS se comunican entre si mediante un sistema de comunicaciones a través de Internet basado en líneas ADSL. Todos los puntos de la red forman parte de una red privada virtual (VPN) que garantiza la conectividad entre ellos así como la seguridad ante accesos no deseados y la confidencialidad de las comunicaciones. Además, para los puntos donde no existe disponibilidad de servicio ADSL se ha instalado un acceso de banda ancha a Internet a través de satélite.

Puertos del Estado ha implantado una herramienta de tipo web denominada ShipLocus para la presentación de la imagen AIS del tráfico marítimo, accesible desde cualquier lugar a través de Internet, dotada de una serie de funcionalidades orientadas a la explotación portuaria. Entre ellas, cabe destacar la representación de los buques en tiempo real y de las ayudas a la navegación AIS, tanto reales como sintéticas y virtuales, el filtrado del tráfico para mostrar solamente los buques que interesen en cada momento, la elaboración de informes y listados del tráfico de buques, la monitorización del tráfico en tiempo real y la generación de avisos por pantalla o mediante correo electrónico o sms así como la reproducción del tráfico del pasado y la presentación de la información de monitorización de las ayudas a la navegación.

Resumen del Artículo preparado por Juan F. Rebollo Lledó y Enrique Tortosa Salvas, del Área de Ayudas a la Navegación Marítima de Puertos del Estado