Der Begriff Automatic Identification System (AIS; zu Deutsch: Automatisches Identifikationssystem) oder Universal Automatic Identification System (UAIS) bezeichnet ein Funksystem, das durch den Austausch von Navigations- und anderen Schiffsdaten die Sicherheit und die Lenkung des Schiffsverkehrs verbessert. Es wurde am 6. Dezember 2000 von der Internationalen Seeschifffahrts-Organisation (IMO) als verbindlicher Standard angenommen. miniatur|hochkant=1.4|Grafische Anzeige von AIS-Daten
Nutzen, Einschränkungen AIS dient entsprechend der Leistungsnorm (Performance Standard) der Internationalen Seeschifffahrts-Organisation (IMO) folgenden Zwecken: der Kollisionsverhütung zwischen Schiffen als Mittel für die Behörden von Küstenstaaten, Informationen über Schiffe und ihre Ladung zu erlangen zur Überwachung illegalen Fischfangs als Hilfsmittel für die landseitige Überwachung und Lenkung des Verkehrs durch Verkehrszentralen (Vessel Traffic Service, VTS).
AIS verbessert die Planung und Entscheidungsfindung an Bord, da nicht nur Position, Kurs und Geschwindigkeit der umgebenden Schiffe übertragen werden, sondern auch Schiffsdaten (Schiffsname, MMSI-Nummer, Funkrufzeichen etc.). Dies erleichtert z. B. Absprachen zwischen Schiffsführern über Funk. AIS funktioniert unabhängig von Einschränkungen der optischen Sicht und der Radarwellen-Ausbreitung (z. B. durch Verdeckungen oder Abschattungen), so dass auch Schiffe erkannt werden können, die sich hinter einem Kap oder hinter einer Flusskurve befinden, sofern die im UKW-Frequenzbereich ausgestrahlten Signale durchdringen.
AIS wird als kooperatives System bezeichnet. Für seine Nutzung ist ein aktives, technisch funktionsfähiges Gerät Voraussetzung, im Gegensatz zum Radar als autarkem System.
Neben den ursprünglich angestrebten Zielen gibt es mittlerweile auch Dienste, die AIS-Daten kommerziell aufbereiten und auch der Allgemeinheit anbieten. Zu den bekanntesten Anbietern solcher AIS-Dienste gehören MarineTraffic und Vesseltracker sowie VesselFinder. Des Weiteren wurde das AIS von Greenpeace zur Recherche illegaler Fischerei eingesetzt.
Abgrenzung Bei der Betrachtung von AIS ist zu unterscheiden zwischen dem AIS-System selbst (der funkgestützten Datenübertragung) und der Darstellung von Informationen, die per AIS übertragen wurden. Eine Darstellung an Bord kann z. B. in einer ARPA-Anlage oder in einer elektronischen Seekarte (ECDIS) erfolgen; diese Geräte gehören jedoch nicht zum AIS-System. Für AIS-Bordgeräte ist als Anzeige- und Bedienelement lediglich ein sog. „Minimum Keyboard and Display“ (MKD) vorgeschrieben. Eine sinnvolle Nutzung von AIS-Daten setzt eine brauchbare Darstellung in einem entsprechenden Display, zusammen mit anderen navigatorisch relevanten Informationen, voraus.
Ausrüstungspflicht Die Ausrüstungspflicht für Schiffe in der internationalen Fahrt wird im Internationalen Übereinkommen zum Schutz des menschlichen Lebens auf See (SOLAS) geregelt. Seit dem 31. Dezember 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 AIS-Anlage zu betreiben. Die Ausrüstungspflicht wurde für Schiffsneubauten zum 1. Juli 2002 und für vorhandene Schiffe ab 2004 eingeführt. Nicht unter die Regelungen von SOLAS fallen Kriegsschiffe, dennoch sind die meisten Kriegsschiffe mit einem AIS-Bordgerät ausgestattet, bei dem der Sender abschaltbar ist. Für Traditionsschiffe können nationale Ausnahmeregelungen gelten.
Für Binnenschiffe gelten die SOLAS-Regelungen ebenfalls nicht, hier kann sich eine Ausrüstungspflicht auf Grundlage von Regelungen der Europäischen Union, der Zentralkommission für die Rheinschifffahrt oder von nationalen Regelungen ergeben. Zum Beispiel besteht für Binnenschiffe (ausgenommen Kleinfahrzeuge) seit dem 1. Juli 2008 auf dem österreichischen Teil der Donau zwischen den Stromkilometern 1880,2 und 2199,3 und einigen angrenzenden Gewässern eine Ausrüstungspflicht mit Inland-AIS-Transceivern.
Am 23. Dezember 2016 wurde auf den Binnenschifffahrtsstraßen im Geltungsbereich der Binnenschifffahrtsstraßen-Ordnung, für die bereits Elektronische Navigationskarten für Binnenschifffahrtsstraßen (IENC) veröffentlicht wurden, und auf der Bundeswasserstraße Donau die Ausrüstung und Nutzung von Inland AIS verpflichtend eingeführt.
Anlagen Klasse-A-Transceiver Klasse-A-Transceiver sind für Schiffe der Berufsschifffahrt vorgesehen. Sie sind auf allen Fahrzeugen über 300 BRZ in internationaler Fahrt und bei bestimmten Passagierschiffen, die dem SOLAS-Übereinkommen unterliegen, vorgeschrieben. Die Sendeleistung bei Klasse-A-Transceivern von bis zu 12,5 W ist höher als bei Klasse-B-Geräten, daher können sie von weiter entfernten Schiffen empfangen werden. Der Sender passt die Wiederholfrequenz der Aussendung der Fahrtgeschwindigkeit und dem Manöverstatus an und sendet häufiger als bei Klasse-B-Geräten.
Inland-AIS-Transceiver Inland-AIS-Transceiver sind für mit AIS-Transceiver ausgerüstete Schiffe auf dem Rhein vorgeschrieben, falls es sich nicht um ein Seeschiff handelt.Rheinschifffahrtspolizeiverordnung. Zentralkommission für die Rheinschifffahrt, §4.07 Inland AIS Geräte (PDF; 1,6 MB). Die Geräte entsprechen Klasse-A-Transceivern mit Erweiterungen für die Binnenschifffahrt. . WSV Bund – Fachstelle Verkehrsleittechnik.
Klasse-B-Transceiver Klasse-B-Transceiver sind in vielerlei Hinsicht mit Klasse-A-Transceivern vergleichbar, aufgrund weniger strikter Leistungsanforderungen in der Regel aber kostengünstiger. Klasse-B-Transceiver übertragen mit einer niedrigeren Sendeleistung von maximal 2 W und einer niedrigeren Melderate. Sie können von allen nicht ausrüstungspflichtigen Schiffen z. B. im Freizeitbereich und in der Fischerei verwendet werden.
Klasse-B-Transceiver senden weniger Daten über das Schiff als Klasse-A-Transceiver. Insbesondere werden von B-Sendern keine Informationen über die Ladung oder den Zielort der Reise ausgestrahlt. Dies macht auch die Bedienung einfacher: Nach dem einmaligen Programmieren von Schiffsname und -abmessungen müssen an einem Klasse-B-Transceiver keine Einstellungen mehr vorgenommen werden und sie sind damit nach dem Einschalten direkt aktiv.
AIS-Basisstationen AIS-Basisstationen sind Teil der landseitigen AIS-Infrastruktur und werden z. B. von Verkehrszentralen (Vessel Traffic Service, VTS) verwendet. Sie dienen einerseits zur Erfassung des Verkehrs in dem von ihnen abgedeckten Seegebiet, andererseits können diese Geräte die Übertragung von AIS-Transceivern an Bord gezielt steuern (u. a. sog. „Polling“ oder Hochsetzen der Melderate).
AtoN-Transceiver (Aids to Navigation) AtoNs sind Transceiver, die auf Tonnen und anderen Schifffahrtszeichen installiert werden können und Informationen z. B. über Art, Bezeichnung und Position des Schifffahrtszeichens aussenden. Eine Sonderform ist das virtuelle (scheinbare) AtoN; im Prinzip ein durch Übertragung der entsprechenden Meldungen „vorgetäuschtes“ (physisch nicht existierendes) Schifffahrtszeichen. Diese Technik wird vor allem zur Markierung von Sperrgebieten oder wasserbaulichen Anlagen mit flächenmäßiger Ausdehnung verwandt: Dabei wird nicht auf jeder Eckposition (in der Regel durch Kardinaltonnen oder Reedetonnen markiert) eine Tonne mit aktivem AIS-Sender platziert, sondern es befindet sich nur auf einer Tonne ein Sender, der ebenfalls die Positionen der anderen Begrenzungstonnen mit aussendet.
AIS-Transceiver für Such- und Rettungsflugzeuge Ein spezieller Mobilgerätetyp ist für die Nutzung an Bord von Luftfahrzeugen vorgesehen, die am Such- und Rettungsdienst auf See (SAR) beteiligt sind.
AIS-Empfänger AIS-Empfänger empfangen Übertragungen von AIS-Transceivern in der Umgebung, senden aber, wie die Bezeichnung Empfänger bereits ausdrückt, keine Daten aus.
Technik, Sendefrequenzen und technische Normen
miniatur|Synchronisation der Zeitfenster Die grundlegende technische Norm für AIS trägt die Bezeichnung ITU-R M.1371 „Technical characteristics for an automatic identification system using time division multiple access in the VHF maritime mobile frequency band“ und wird von der Internationalen Fernmeldeunion herausgegeben. Mit Stand von Februar 2014 ist die Version 5 des Dokuments gültig.
AIS sendet abwechselnd auf zwei Kanälen im UKW-Seefunkbereich:Sendefrequenzen im UKW-Bereich des mobilen Seefunkdienstes und Binnenschifffahrtsfunkdienstes (PDF; 44 kB) AIS 1 – 161,975 MHz (Kanal 87B) AIS 2 – 162,025 MHz (Kanal 88B)
Die Aussendung der AIS-Daten erfolgt in einem festen Zeitrahmen. Pro Minute stehen 4500 Zeitschlitze (Slots), 2250 je Kanal, zur Verfügung, auf die ein AIS-Transceiver über seinen integrierten GNSS-Empfänger synchronisiert wird. Klasse-A-Transceiver stimmen die Slot-Belegung selbständig mit in Funkreichweite befindlichen anderen ab (SOTDMA = Self Organising Time Division Multiple Access), während Klasse-B-Transceiver freie Zeitschlitze verwenden, um ihre Daten zu senden (CSTDMA = Carrier Sense Time Division Multiple Access).
Als Antenne kann jede für das UKW-Seefunkband abgestimmte Antenne verwendet werden. Besonders geeignet sind spezielle kombinierte UKW/GPS-Antennen für AIS, die beide für einen AIS-Transceiver erforderlichen Antennen in einer Baugruppe enthalten.
Die dynamischen Schiffsdaten Position (LAT, LON), Kurs (engl. Course Over Ground, COG), Geschwindigkeit (engl. Speed Over Ground, SOG) sowie Zeit (engl. Universal Time Coordinated, UTC) erhält der AIS-Transceiver vom integrierten GPS-Empfänger, bei Klasse A auch von der Navigationsanlage des Schiffes. Die Kursrichtung (engl. Heading, HDG) kann über eine NMEA-0183-Schnittstelle vom Kompass als HDG-Datensatz eingespeist werden.
Pilot port Ausrüstungspflichtige Schiffe müssen über Klasse-A-Anlagen mit einem Pilot Port verfügen, eine standardisierte Datenschnittstelle nach EIA-422 an gut zugänglicher Stelle, die es z. B. Lotsen erlaubt, mit eigener Ausrüstung auf Verkehrslage- und eigene Navigationsdaten zuzugreifen. Aufgrund fehlerhafter Installation auftretende Fehler in der Anschlussbelegung des Steckers können meist durch im Handel erhältliche Adapter ohne Eingriff in die Bordinstallation korrigiert werden.
Nachrichtentypen, AIS-Telegramme Um die globale Nutzbarkeit der mit AIS ausgesendeten Daten sicherzustellen, hat die Internationale Fernmeldeunion in ihrer Norm ITU R M.1371 insgesamt 22 Nachrichtentypen bzw. Telegramme festgelegt, die in ihrem Aufbau bis in das letzte Bit standardisiert wurden. Jedes AIS-Gerät muss diese Telegramme empfangen und aussenden können, sofern für den jeweiligen Gerätetyp (siehe oben unter „Anlagen“) dieses Telegramm „zulässig“ ist. Die wichtigsten Telegrammtypen sind: ID #1: reguläre Positionsmeldung eines Klasse-A-Transceivers ID #4: Meldung einer Basisstation ID #5: reguläre Meldung von Schiffs- und Reisedaten eines Klasse-A-Transceivers ID #9: Positionsmeldung eines SAR-Luftfahrzeuges ID #12: sicherheitsbezogene Nachricht – adressiert ID #14: sicherheitsbezogene Nachricht – an alle ID #18: reguläre Positionsmeldung eines Klasse-B-Transceivers ID #21: Positions- und Statusmeldung eines AtoN-Transceivers Weitere Telegrammtypen: ID #24: Statische Schiffsdaten gesendet von Klasse-B,C,S Transceivern
Über die genannten Telegramme hinaus können weitere Telegrammtypen mit erweiterter Zweckbestimmung (z. B. Wettermeldungen) international oder regional über das Verfahren der sog. „International Application Identifier“ (IAI) bzw. „Regional Application Identifier“ (RAI) definiert werden. Als Container für die mit dieser Methode übertragenen Nachrichteninhalte wird das standardisierte Telegramm der Binärnachricht (binary message, ID #6, #8) genutzt.
Schiffsdaten Die AIS-Einheit sendet in Form der o. g. Telegramme schiffsspezifische Daten, die von jedem AIS-Empfangsgerät in Reichweite empfangen und ausgewertet werden können:
Statische Schiffsdaten IMO-Nummer Schiffsname Rufzeichen