AIS: Cara Kerja Sistem Identifikasi Otomatis di VHF

AIS menyiarkan identitas, posisi, course, kecepatan, dan data navigasi lainnya sebuah kapal melalui dua kanal VHF marine khusus. Setiap kapal dalam jangkauan menerimanya, begitu pula setiap shore station yang menyimak frekuensi yang sama.

Sistem ini autonomous dan self-organising. Tidak ada server pusat, tidak ada handshake, dan tidak ada langganan. Sebuah radio dinyalakan, memilih satu slot, melakukan transmisi, lalu menyimak lagi.

Dasar hukum dan kewajiban pemasangan

Kewajiban itu terletak pada SOLAS Chapter V, Regulation 19.2.4, yang diadopsi pada Desember 2002.

Pemasangan AIS wajib berlaku bagi:

• Kapal 300 GT ke atas yang melakukan pelayaran internasional.
• Kapal barang 500 GT ke atas yang tidak melakukan pelayaran internasional.
• Kapal penumpang dalam ukuran berapa pun.

Implementasi berlangsung secara bertahap dari 1 Juli 2002 sampai 1 Juli 2008. Tanggal efektif yang paling sering dikutip untuk tranche utama adalah 31 Desember 2004.

Dikecualikan adalah kapal perang, kapal pengawal, dan kapal lain yang dimiliki atau dioperasikan oleh pemerintah. Kapal kecil — leisure craft dan kapal penangkap ikan — dikecualikan kecuali otoritas nasional menetapkan sebaliknya.

Parameter RF dan protokol

• AIS1 = 161.975 MHz (kanal marine 87B).
• AIS2 = 162.025 MHz (kanal marine 88B).
• Modulasi: GMSK pada 9.600 bit/s.
• Metode akses: TDMA. Satu slot membawa 256 bit, sehingga menghasilkan sekitar 2.250 slot per menit per kanal.

Ada dua angka densitas di sini, dan perbedaan itu penting. Standar kinerja IMO mensyaratkan minimal 2.000 reporting slot per menit, sementara standar AIS universal ITU menyediakan 4.500 slot per menit.

Di daerah tempat kedua kanal tidak tersedia, sebuah shore facility dapat mengarahkan station ke kanal alternatif yang telah ditentukan. IMO menyatakan kemampuan ini sebaiknya dipakai hanya dalam situasi sementara yang mendesak, karena dampak buruknya terhadap operasi AIS di laut.

Protokol ini mendefinisikan 27 jenis pesan yang telah ditetapkan sebelumnya, mencakup data statis dan perjalanan, data dinamis, pesan terjadwal dan beralamat, safety broadcast, serta balasan interogasi dan assignment.

Kelas peralatan

• Class A — daya pancar 12,5 W, akses SOTDMA, mengirim data set lengkap dengan interval sekitar 2 sampai 10 detik tergantung kecepatan dan maneuver. Inilah peralatan wajib bagi kapal SOLAS.
• Class B+ — sekitar 5 sampai 6 W, SOTDMA, interval default sekitar 5 detik. Sukarela, ditujukan bagi kapal kecil yang menginginkan visibilitas lebih baik di lalu lintas padat.
• Class B — 2 W, CSTDMA, interval default sekitar 30 detik yang dapat diubah oleh base station. Sukarela, dan sering dipasang terutama untuk menerima.

Stasi onboard yang umum

• Satu atau beberapa antena VHF.
• Satu transmitter VHF.
• Dua receiver VHF multichannel.
• Satu receiver VHF kanal 70 khusus untuk manajemen kanal.
• Sebuah central processing unit.
• Sebuah receiver GNSS, yang menyediakan timing dan redundansi posisi.

Receiver GNSS punya dua fungsi. Ia memasok posisi kapal itu sendiri untuk ditransmisikan, sekaligus menyediakan jam TDMA — sinkronisasi timing slot harus sangat rapat atau transmisi akan saling bertabrakan.

Isi pesan

Data statis dan perjalanan: MMSI, nomor IMO, call sign, nama kapal, tipe kapal, dimensi (panjang, lebar, draught), tujuan, dan ETA.

Data dinamis: posisi (lintang dan bujur), kecepatan di atas tanah, arah gerak di atas tanah, heading, status navigasi, dan cap waktu UTC.

CPA dan TCPA

Dengan tampilan grafis, penerima menghitung Closest Point of Approach (CPA) dan Time to Closest Point of Approach (TCPA) dari posisi yang diterima serta gerak relatif kedua kapal.

CPA adalah jarak terdekat yang akan dilewati kedua kapal. TCPA adalah berapa lama lagi sampai titik itu. CPA kecil dengan TCPA pendek berarti situasi mendekat yang sedang berkembang.

Ini adalah alat bantu mencegah tabrakan, bukan pengganti pengawasan yang sewajarnya sesuai COLREGs. Keduanya menggambarkan apa yang diprediksi oleh dua lintasan; keduanya tidak memberi tahu Anda apa yang sedang dilakukan kapal lain, apakah kapal itu melihat Anda, atau apa niatnya.

Keterbatasan yang perlu dinyatakan terus terang

• AIS adalah alat bantu navigasi. Itulah klasifikasi resminya. Dirancang untuk meningkatkan situational awareness dan keselamatan, bukan untuk menyediakan pelacakan kapal atau surveillance. Menyebutnya sistem surveillance berarti salah membaca tujuan desainnya.
• Ini adalah broadcast terbuka tanpa autentikasi. Data identitas dan posisi dilaporkan sendiri oleh kapal, sehingga bisa dipalsukan.
• Bisa di-jam. Jamming yang disengaja adalah masalah keamanan maritim yang dikenal dan terus berkembang, terutama di wilayah yang dilintasi kapal yang sedang berselisih.
• Akurasi posisi bergantung pada umpan GNSS kapal itu sendiri. AIS tidak memverifikasi posisi; ia menyiarkan kembali apa pun yang diyakini station pemancar. GNSS yang dipalsukan di hulu menghasilkan transmisi yang rapi lengkap dengan posisi yang salah.
• Congestion menurunkan kualitas penerimaan. Di area lalu lintas tinggi seperti selat dan pendekatan pelabuhan, tabrakan antar transmisi menyebabkan pesan hilang — tepat di tempat informasi yang andal paling dibutuhkan.

VDES, pekerjaan penggantinya

NCSR10 (2023) dari IMO memulai pekerjaan untuk mengubah SOLAS Chapters IV dan V agar memperkenalkan VHF Data Exchange System (VDES). VDES akan menyerap AIS dan berpotensi menggantikannya sebagai kewajiban pemasangan, menambah kapasitas di samping fungsi navigasi yang sudah ada.

Ini sedang berjalan, belum masuk kraft. Belum ada amendemen yang benar-benar berlaku, dan kapal pada hari ini tetap diwajibkan memasang AIS berdasarkan ketentuan yang ada.

Yang dilakukan operator sisi daratan

Di sisi daratan, data AIS digabungkan untuk sebuah wilayah guna membangun gambaran lalu lintas kapal: kapal ada di mana, mau ke mana, dan di mana lintasannya konflik. Operator menemukan anomali — kapal yang tiba-tiba berubah arah, kapal yang berhenti di tengah kanal, atau kapal yang masuk tanpa pernah keluar — lalu mengintegrasikan gambaran itu dengan VTS. Riwayat lintasan juga mendukung analisis rute dan perencanaan pelabuhan.

Bacaan lebih lanjut

• IMO Resolution A.1106(29), pedoman yang direvisi untuk persetujuan AIS.
• IMO Resolution A.917(22), pedoman untuk penggunaan operasional AIS.
• SOLAS Convention Chapter V, Regulation 19.
• ITU-R M.1371, standar AIS universal.