▼AISとは

AISのテクノロジーと限界について。
またロイズリストインテリジェンスでAISの限界を打破する方法とは。

　AISの背景

周辺海域の他の船の身元、位置や針路を、船の航海士が確認できることによって、海の安全を改善するために、Automatic Identification System （自動船舶識別装置：AIS）は当初導入されました。

IMOは2000年にSOLAS条約に基づくAIS搭載要件を採択し、2002年から段階的な適用が始まりました。 現在、国際航海に従事する300総トン以上の船舶、国際航海に従事しない500総トン以上の貨物船、及び旅客船などにAISの搭載が求められています。

AISの送信間隔は、装置の種類、船速、針路変更、航行状態などによって異なります。 Class Aの動的位置情報は航行中おおむね2～10秒ごと、錨泊中は約3分ごとに送信されます。 船名、船種、寸法、目的地、到着予定時刻などの静的・航海関連情報は、通常約6分ごとに別のメッセージとして送信されます。

船のAISデータは、地上受信機と地球を周回する衛星の受信機等から得られます。 AISを広範囲で使用することで、VHF信号放送で船舶の商用運行や海上警備の効率向上に役立ってきました。

【図1】地上および衛星AISデータのルーティングマップ

　AISテクノロジーの特徴と欠点

海運業と海上運行を理解するうえで、AISの利点は重要です。 しかし同時に、AISには技術的・運用上の限界もあります。

1. AISはVHF電波で送信します。

【欠点】AISは、GPS（全地球位置測定システム）とは異なります。 GPSが気象条件や位置に関係なく作動する衛星ベースのナビゲーション・システムであるのに対し、AISはVHF電波で送信されます。 VHF電波は直進するため、伝搬距離は視界の限界（高い場所に位置している地上受信機からのおよそ20-30マイル）ほどで、地球の湾曲によって制限されます。 VHF電波は大気の状況や大陸の影響を受け、信号と地上受信機の範囲に変化をもたらします。

2. AISはローカルエリアで、少数の船舶を対象として設計されています。

AISはタイムスライスを採用することで、他の船舶が同時に使用していない無線周波数で各自のデータを送信することが可能です。 指定されたタイムスロットでAISの送信が行われるので、通常は、複数の送信が互いに干渉して情報が失われることを防ぐことができます。

【欠点】大きな港などたくさんの船舶が集まるエリアでは、干渉によってタイムスロットを逃し、 船の信号が送信されない可能性があります。

【図2】AISタイムスライスの図

3. AIS信号はMMSI番号で識別されます。

【欠点】MMSIは各国の主管庁によって管理され、原則として一隻・一局ごとに一意に割り当てられます。 ただし、誤設定、更新の遅れ、不正利用、なりすましなどにより、実際のAISデータ上で重複や不整合が発生する場合があります。 この場合、同時に2つの場所で船の位置情報が「なりすまし」として表示されることになります。

4. 意図して設計されたわけではありませんが、VHF信号は衛星によっても感知されます。

そのため地上受信局から数百マイル離れた海の真ん中であっても、AIS信号を受信することが可能です。

【欠点】衛星軌道の性質のため、衛星AIS受信機は、定位置の地上受信機ほどAIS情報を得ることができません。 また衛星AISは、地上局の受信範囲外にある外洋船舶のAIS信号を取得するために利用されます。 船舶側のAIS信号は衛星受信時もタイムスロット方式で送信されますが、衛星の広い受信範囲内では、 異なる海域の船舶が同じタイムスロットを使用するため、信号衝突や受信漏れが発生する場合があります。

【図3】衛星AISの軌道とデータのルーティング

5. AISデータは自己申告のデータもあるため、改ざん（不正）が可能であることは否定できません。

次のような様々な理由から起こりえます。

• AIS送受信装置の電源が当直航海士によって手動で切られること「ゴーイング・ダーク（Going Dark）」が考えられます。
• GPS操作と機能停止。AISはGPSと同じではありませんが、AISデータはGPSデータを活用して正確さが確認されます。 GPSの情報が正しくない場合には、AIS情報が無効化されてしまいます。
• 船長がAISに目的港をあえて入力しない可能性もあります。

【欠点】受信機や送受信機は、ネットワークを作る技術的な部分で、それゆえAISは技術的な不具合や操作の影響を受けます。 海事情報提供者は完璧な「常時接続」AISネットワークを提供することはできません。 規制や防衛目的のために船舶を追跡する際には、この技術的な脆弱性のために、人の目視によって確認される寄港、出港以外は、 船舶動静がわからない可能性があります。

6. AIS受信技術は、コンピュータシステムのような機器の不具合にも影響されます。

【欠点】集中型サーバーにAIS信号を送信するためには、AIS受信機は、電力とインターネット接続が常時必要です。 どんなコンピューター技術であっても、インターネット接続が悪く停電が頻繁に起こる地域では機器の不具合が起こり得ます。 AISアンテナは、落雷のような悪天候に影響を受けることもあります。 AIS受信機がオフラインになり、その後、船舶のAISの送信信号が受信されないということも起こりうるのです。

　AISテクノロジーの欠点を克服するには？

ロイズリストインテリジェンスはAIS特有の欠点の解決策を開発しました。

1. AISデータをチェックし整理するエキスパートアナリストからなる専門チーム

AISデータはそのまま鵜呑みにするのではなく、データの不一致やエラーを明らかにする専門家の分析が必要です。 ロイズリストインテリジェンスのデータ統合センターでは、地上配備のAIS信号と衛星AISの信号、地上のネットワークエージェントからの情報を 組み合わせて利用するため、ロイズリストインテリジェンスのAISデータは包括的で、データベース登録前に、 「なりすまし」やIMO番号の重複といった船舶位置情報の相違を明らかにし、調査・検証が可能です。 そのため、地上AIS、衛星AIS、船上AISおよび人的情報を統合し、AIによる照合と専門家による検証を行うことで、船舶動静データの網羅性、整合性および信頼性を高めています。 また直接アナリストにデータに関してお問い合わせをいただくことも可能です。

ロイズリストインテリジェンスでは、機器の不具合や障害による通信不可の受信機を確認するプロセスを実施しています 。積極的にこれらの事例を調査して、顧客に可能な限り最も一貫したサービスが提供できるよう、できるだけ早くデータの停止期間を解消します。

2.港への寄港・出港を確認する地上での人的ネットワーク

たとえ船舶がAISのスイッチを切ったり、機器の不具合があったとしても、ロイズリストインテリジェンスでは船舶の寄港および出港の状況を追跡し、 報告することが可能です。 ロイズリストインテリジェンスは、Lloyd’s Agency Networkとの独占的な連携を通じて、AISなどの自動収集データだけでは把握しにくい現地情報を収集・検証しています。

地上AISの受信状況は、受信設備、地形、通信環境、規制などによって港湾・海域ごとに異なり、AISだけでは寄港や出港を十分に確認できない場合があります。 ロイズリストインテリジェンスは、Lloyd’s Agentsによる現地確認を組み合わせ、こうしたデータの空白を補完しています。

制裁対象地域や、船舶が故意に動静を隠そうとする港湾・海域についても、ロイズリストインテリジェンスは、 Lloyd’s Agency Networkを通じて独自の現地情報を収集し、AISデータの補完・検証に活用しています。

【図4】ロイズリストインテリジェンスの衛星AIS、地上AISおよび人的監視のルーティングマップ

3.AISが途絶した期間も船舶動静の把握を支援します

AIS送受信機の電源が切られている場合や、機器の不具合、受信環境などにより、船舶のAIS位置情報が途絶することがあります。 Seasearcherでは、最新のAIS受信位置や確認済みの寄港情報に加え、AIS信号が得られない期間のprojected tracking（予測追跡）を提供し、船舶動静の継続的な把握を支援します。 予測追跡による位置は、実際に受信したAIS位置とは異なる推定情報です。

4.目的地・寄港情報を複数の情報源で確認します

港湾関係者やLloyd’s Agentsから、船舶の入出港予定、寄港実績、次港に関する情報が得られる場合があります。 一方、AISの目的地や到着予定時刻などの航海関連情報は船上で入力・更新されるため、入力ミス、更新の遅れ、略記などが含まれることがあります。 ロイズリストインテリジェンスは、現地情報とAISデータを照合し、目的地や寄港状況の確度を高めています。

　結論

AISは極めて有益な船舶動静の情報源であり、船舶追跡産業に大変革をもたらしました。 一方で、ビジネス、コンプライアンスや物流情報のためにAISデータを使う際には、この技術の限界と欠点を理解する必要があります。 AISのみに頼ることは、その技術的な限界と不正確な場合もあることから、重大な事象を引き起こす可能性があります。

AISは、地上の港エージェントなどの人的な情報源と合わせて分析することが不可欠です。 これらの複合的な分析なくして、船舶の正確な動静をつかむことはできません。

AISに関する論文はこちらから【AISに関する論文 その1】 【AISに関する論文 その2】