Morskie systemy czasu rzeczywistego. Implementacja AIS w Polsce.

Transkrypt

1 Morskie systemy czasu rzeczywistego. Implementacja AIS w Polsce. Marek Dziewicki Grzegorz Zacharczuk Urząd Morski w Gdyni Politechnika Gdańska 2015 ETI 2015

2 Morskie systemy radionawigacyjne System AIS-PL Automatycznej Identyfikacji Statków System DGPS-PL Stacje morskie poprawek różnicowych systemu satelitarnego GPS

3 Plan prezentacji Co to jest AIS? Status polskiej sieci AIS Infrastruktura IT Nadzór na siecią AIS poprzez monitorowanie infrastruktury IT Wykorzystanie danych AIS Państwa współpracujące

4 AIS on VHF - Basic idea (by SMA) Ship to Ship Ship to Shore 4S Principle: Ship<-> ship, ship<->shore Static and dynamic information

5 How does it work? Broadcast information on own ship to other ships and shore stations using VFH Use of an autonomous organisation method for the transmissions FTDMA Use of GNSS (GPS, Glonass) as a common time reference

6 AIS - ship installation Communication processor Rx Rx Tx Rx AIS AIS AIS DSC GNSSreceiver DGNSSreceiver External sensors ENC/ ECDIS

7 TDMA - Time slots 60 Seconds 2250 Slots AIS 1 AIS ms 1 Slot = 256 Bits TDMA. 2 channels give 4500 slots. A position report fits into 1 slot.

8 VDL measurements Gdansk Bay 05_2014 Frame of 1min= 2250 time slots, 15 lines every 6s. A and B channels A=B 170 observed objects, Ch A slots 332/2250=14,8% (15%) Ch B slots 461/2250=20,5% (20%)

9 All ships exists in a unique and dynamic environment, 1. a radio cell All ships use the same VHF Channels All ships must regularly access the VHF data link A

10 AIS on Electronic Nautical Chart All ships with AIS are automaticaly displayed Identification Accurate and allmost realtime Good presentation interface ENC Own Ship

11 ITU- MMSI re-numbering The structure of the different kind of MMSI numbers is summarized in the following table Type of MMSI number Structure of a MMSI number Individual vessel M 1 I 2 D X 3 4 X 5 X 6 X 7 X 8 X 9 Group of vessels 0 1 M 2 I 3 D X 4 5 X 6 X 7 X 8 X 9 Shore station or Group of shore stations M 3 I 4 D 5 X 6 X 7 X 8 X 9 SAR aircrafts M 4 I 5 D 6 X 7 X 8 X 9 Aids to Navigation (AtoN) M 3 I 4 D 5 X 6 X 7 X 8 X 9

12 Geneza powstania polskiej sieci AIS Została zbudowana przez Urząd Morski w Gdyni w latach Jest w dalszym ciągu unowocześniana 2015 Driving factors: ITU standard, IMO directives, recommendations of IALA R-NAV AIS EWG HELCOM guidance Legal regulations: Declaration on the Safety of Navigation and Emergency Capacity in the Baltic Sea Area Copenhagen 09/2001 Directive 2002/59/EC of EU Parliment - June 2002 HELCOM Agreement on Access to AIS Information 2005

13 System AIS w Polsce AIS Automatyczna Identyfikacja Statków 12 stacji bazowych SAAB R40 9 na wybrzeżu (latarnie morskie) 1 na platformie Petrobaltic 2 w głębi lądu na rzece Odrze

14 Wiele obszarów pokrytych więcej niż jedna stacja brzegowa w celu zwiększenia niezawodności systemu (redundancja).

15 AIS-PL SYSTEM TOPOLOGY

16 Zasięgi teoretyczne dla statku z anteną na wysokości 10 m Lokalizacja stacji bazowych: Szczecin, Police, Świnoujście, Kikut, Niechorze, Gąski, Jarosławiec, Czołpino, Rozewie, Platforma Baltic Beta, Hel, Krynica Morska

17 System AIS-PL VHF zakres fal radiowych o częstotliwości od 30 MHz do 300 MHz, co odpowiada długości fali od 10 metrów do 1 metra. AIS poprzez VHF AIS wykorzystuje dwa radiowe kanały: 87B i 88B. Kanał A MHz (87B) Kanał B MHz (88B)

18 Stacja Bazowa AIS zainstalowana na LM w Krynicy Morskiej

19 System AIS-PL składa się m.in. z: Serwery: 3 regionalne (Urząd Morski w Szczecinie, Urząd Morski w Słupsku, Urząd Morski w Gdyni) 1 narodowy (Urząd Morski w Gdyni) 1 międzynarodowy (Urząd Morski w Gdyni) 9 stacji brzegowych 1 stacji na platformie wiertniczej 2 stacji na rzece Odra 2 niezależne serwery bazodanowe (Oracle i MySQL) Infrastruktura IT (routery, switche, modemy GSM, firewalle)

20 Sprzęt w Gdyni: IBM Blade System HS 22 6 bladów System operacyjny blade a: VMware ESX 4.0 Wirtualne maszyny: Microsoft Windows 2008R2 x64, Debian Linux, i inne AIS System software szwedzkiej firmy SAAB Serwer regionalny (Gdynia) Serwer krajowy Serwer miedzynarodowy

21 Blade serwer IBM HS 22

22 Szczecin, Słupsk 3 serwery IBM x3650m3 2 w Słupsku serwery regionalne 1 w Szczecinie serwer regionalny

23 Oprogramowanie do dystrybucji sygnałów AIS Nazwaliśmy je: ais.router Pozwala przekierowywać sygnały z rożnych źródeł do odbiorców wg zadanych parametrów (rodzaj źródła, obszar geograficzny, typy obiektów, itd.) Został zaprojektowany dla Urzędu Morskiego w Gdyni Proste zarządzanie poprzez przeglądarkę internetową Pracuje na maszynie z Linuksem Debian

24 ais.router

25 Monitorowanie pracy systemu - Linux (darmowy) Nagios Minimalne wymagania sprzętowe Monitorowanie usług sieciowych (SMTP, POP3, HTTP, NNTP, PING, itd.) Monitorowanie zasobów komputera (obciążenie procesora, wykorzystania dysku, itp.) Automatyczne powiadomienie poprzez , gdy usługa lub host napotkały problem. Interfejs WWW do przeglądania aktualnego stanu sieci, powiadamiania i historii zdarzeń, plik dziennika, itp.

26 Ogólny stan hostów i usług

27 Stan monitorowanych usług

28

29 Raport dostępności hostów ostatnie 30 dni

30 Obecnie dystrybuujemy dane AIS z ponad obiektów. Wymieniamy dane z HELCOM, IALA oraz z NATO (Volpe Center)

31 Wykorzystanie danych AIS analiza statystyczna wykreślanie tras historycznych postępowania dowodowego przed sądem (Izbą Morską). zarządzanie ruchem Dane o statkach i zagrożeniach do Maritime Cloud

32 Przykładowe statystyki na podstawie zapisanych danych AIS

33 Planowane zmiany infrastruktury telekomunikacyjnej wpływające na niezawodność systemu AIS: Trwa budowa linii światłowodowej wzdłuż polskiego wybrzeża: - połączenie wszystkich stacji bazowych, - zwiększenie przepływności połączeń telekomunikacyjnych, - zminimalizuje prawdopodobieństwo wystąpienia awarii w łączach telekomunikacyjnych

34 Dziękuję za uwagę.