Illegale Fischerei, Piraterie, unbeabsichtigtes Betreten von Naturschutzgebieten und Schäden an Schiffen gehören zu den am meisten diskutierten Themen in der Schifffahrt und der maritimen Industrie.  Um diese Probleme in den Griff zu bekommen, ist eine bessere und genauere Überwachung der Schiffe von entscheidender Bedeutung. Die automatischen Identifizierungssysteme (AIS) übermitteln Informationen über die Identität und den Standort von Schiffen und bieten eine Quelle für den dringend benötigten, genaueren Einblick in den Schiffsverkehr. Aber was genau ist AIS und wie können wir davon profitieren?

Terrestrisches vs. satellitengestütztes AIS

Als Einstieg in unsere Diskussion sollten wir die Unterschiede zwischen diesen beiden Systemen untersuchen. Die meisten Anbieter von Satelliten-AIS-Daten (S-AIS) bieten als Teil ihres Gesamtdienstes auch einen Küstenfeed an. So wertvoll dies auch ist, kann es doch zu irreführenden Qualitätskennzahlen führen. Ein Empfänger sammelt die (terrestrischen) Küstendaten, der in der Regel auf einem Turm in der Nähe von Häfen montiert ist. Diese Empfänger sind preiswert, und es wurden bereits Tausende davon in der ganzen Welt verteilt. Staaten, Unternehmen und Einzelpersonen stellen Empfänger auf, und es gibt keine Einschränkungen für ihre Verwendung. Viele Unternehmen verfügen über Netze von Einzelpersonen, die bei sich zu Hause einen Empfänger mit Blick auf das Meer aufstellen und die empfangenen Daten in eine globale Übersicht integrieren.

Die Reichweite von Küstenempfängern wird durch drei Faktoren bestimmt:

1. die Höhe der Antenne,

2. das Vorhandensein von Hindernissen (Berge, Gebäude, usw.), und

3. die Qualität der Installation, einschließlich der Beeinträchtigung durch Witterungseinflüsse im Laufe der Zeit, sowie die Qualität der Geräte, Kabel und der Erstinstallation.

Wie Sie sich vorstellen können, reicht die Qualität der empfangenen Daten von sehr gut bis sehr schlecht. Bei einer qualitativ guten Installation und einer Antennenhöhe von etwa 30 m (100 Fuß), bei der der Empfänger das Meer sehen kann, hat er eine Sichtlinie von etwa 12 Meilen bis zum Horizont. AIS verwendet die  UKW-Frequenz,die sich bis zu einem gewissen Grad um die Erdkrümmung biegt, so dass die effektive Reichweite etwa 30 bis 50 Meilen beträgt. In einigen Fällen können Schiffe bis zu 70 Meilen oder mehr gesehen werden, aber bei größeren Entfernungen wird die Erkennung unregelmäßig und unzuverlässig.

Verwendung von AIS-Daten

Satelliten-AIS, kombiniert mit Küsten-AIS-Daten, bietet Analysten die Möglichkeit, Schiffe weltweit oder in einem beliebigen Gebiet von Interesse zu verfolgen.

Im Laufe der Zeit haben sich viele Verwendungszwecke von S-AIS herausgebildet. Die nachstehende Liste gibt einen Überblick über die wichtigsten heutigen Verwendungszwecke von Schiffsverfolgungsdaten:

Ein wichtiger Punkt ist, für jede Anwendung die Bedeutung der Genauigkeit und Aktualität der Daten zu verstehen. Für viele Anwendungen ist es wichtig, dass die Positionsdaten und die daraus abgeleiteten Daten zur Entscheidungsfindung korrekt sind, wenn Entscheidungen getroffen werden.

Bei der Verwendung von AIS oder S-AIS sind die Nutzer selten an allen Schiffen überall interessiert. Stattdessen gibt es Interessengebiete (Areas of Interest, AOI) und Schiffe von Interesse (Vessels of Interest, VOI). Auch Times of Interest (TOI) sollten als Elemente berücksichtigt werden. Beim AIS-Seeverkehr über Satellit werden die Schiffe unabhängig von der Anzahl der beteiligten Satelliten intermittierend erfasst. Selbst bei küstennahen AIS-Netzen kommt es zu einer intermittierenden Erfassung, wenn die Schiffe weiter als 30 Meilen von der Basisstation entfernt sind. Das bedeutet, dass die AIS-Daten über ein Schiff immer alt und oft veraltet sind.

Wenn Sie mit einer der oben genannten Anwendungen zu tun haben, müssen Sie unbedingt wissen, wie alt die Daten sind, die Sie zur Entscheidungsfindung verwenden. Die meisten Datenlieferanten bieten die Möglichkeit, den Zeitpunkt der dargestellten Erkennung zu sehen. Sie ist immer in den Datenströmen und im API-Datenzugriff enthalten. Bei Kartendarstellungen muss der Benutzer jedoch oft auf ein Schiff klicken, um das Alter der Meldung anzuzeigen, und es wird oft am Ende einer langen Liste von Metadaten über das Schiff angezeigt.

Zeitsynchronisation ist von entscheidender Bedeutung

Bei vielen Anwendungen müssen die Nutzer auch die Position des Schiffes in der Zukunft vorhersagen, die voraussichtliche Ankunftszeit (ETA) schätzen oder den Schiffsverkehr zu einer bestimmten Zeit planen. Für diese Anwendungen ist ein gründliches Verständnis der Zeitfaktoren unerlässlich. Um den Wert der Satelliten-AIS-Daten zu maximieren, ist eine Schulung aller Analysten in der Interpretation der dargestellten Daten unerlässlich.

Ein Analytiker liest manchmal eine Karte falsch, die scheinbar die Schiffspositionen in einem Gebiet anzeigt, und trifft möglicherweise teure Entscheidungen auf der Grundlage der vorgelegten Daten. Aus diesem Grund kann die Analytik einen großen Unterschied machen, indem sie dem Analysten die Notwendigkeit nimmt, manuelle Berechnungen vorzunehmen.

Eine Technologie, die einen zeitsynchronisierten Satz von Schiffspositionen in einem beliebigen Gebiet liefert, ist TimeCaster™, von Maerospace. Unter Verwendung von zum Patent angemeldeten Algorithmen für maschinelles Lernen bietet TimeCaster™ eine API- oder Webansicht über den Datenstrom. Dieser Ansatz bietet nachweislich eine fünfzehnfache (15-fache) Verbesserung der globalen Genauigkeit im Vergleich zur Verwendung von Rohdaten aus dem Seeverkehr und den Küstengebieten. Zeitsynchronisierte Positionen für alle Schiffe können auf NowCast®-Basis (ab "jetzt" und dann werden die Schiffspositionen alle 10 Minuten aktualisiert) oder für die Zukunft für eine beliebige Gruppe von Schiffen oder ein beliebiges Gebiet von Interesse bereitgestellt werden. FutureCast™-Funktionen können diese zeitsynchronisierte Ansicht für viele Stunden oder Tage in die Zukunft liefern. In allen Fällen hat der Analytiker Zugriff auf den ursprünglichen AIS-Verkehr sowie auf die Prognosen.

Überwachung und Warnmeldungen

Bei der Entscheidungsfindung geht es darum, Dinge in der Zukunft geschehen zu lassen. Wann immer eine Entscheidung zur Unterstützung eines der in der obigen Tabelle aufgeführten Anwendungsfälle erforderlich ist, muss der Nutzer einschätzen, wo sich das Schiff befinden wird, wenn die Entscheidung ins Spiel kommt, ob es nun plant, Ladung zu empfangen, eine Schiffsposition zu sperren, eine Schiffsposition zu einem neuen Hafen zu leiten oder Rohstoffpreise auf der Grundlage kurzfristiger Ströme vorherzusagen.

Wenn die Positionsvorhersagen manuell gemacht werden, wird der Prozess langsam und fehleranfällig. Mit einem automatisierten Überwachungs- und Warnsystem wie dem ADVISOR®-Service von Maerospace können die Analysten ihre Zeit und ihren Aufwand auf das Kernproblem konzentrieren, das sie zu lösen versuchen.

Über Maerospace

In diesem Blog erfahren Sie, was Maerospace über die Realitäten des globalen AIS und Satelliten-AIS gelernt hat. In den letzten zehn Jahren hat das Team von Maerospace mit allen Satelliten-AIS-Anbietern sowie mit Nutzern und Analysten aus aller Welt zusammengearbeitet. Bei der Arbeit an der Bereitstellung einer erheblich verbesserten Dateneinspeisung für die maritime Domain Awareness unter Verwendung fortschrittlicher Analysen haben sie ein tiefes Verständnis dafür entwickelt, was in dem komplexen globalen Netzwerk von Sensoren, die AIS unterstützen, vor sich geht. Das Ziel dieses Artikels war es, die Erkenntnisse von Maerospace weiterzugeben, in der Hoffnung, dass diese wertvolle Ressource weiter verbessert werden kann. Mit dem richtigen Verständnis des AIS-Systems kann diese einzigartige globale Ressource ein wichtiges Instrument sein, um Leben zu retten, Grenzen zu schützen, die Umwelt zu bewahren und den Handel zu fördern.