A Method for Detecting Near-Misses from AIS Data

Abstract

Konsekvensene av maritime ulykker kan være enorme med hensyn til tap av liv, økonomiske tap og miljøskader. Derfor har forbedring av sikkerheten til sjøs vært et fokus i mange år, og det har vært utført ulike maritime risikovurderinger. For å beregne sikkerhetsnivået i den maritime trafikken er det viktig med riktig ulykkesstatistikk for kollisjoner mellom skip. For å få en enda grundigere analyse av risikoen i de ulike marine områdene bør nestenulykker undersøkes i tillegg til ekte kollisjoner. Underrapportering av nestenulykker er en utfordring, og en modell for å oppdage disse har derfor blitt foreslått ved hjelp av data fra automatisk identifiseringssystem (AIS).

Modellen bruker konseptet skipsdomene for å oppdage nestenulykker. Dette er et område rundt skipet som navigatørene ønsker at andre skip ikke kommer inn i. Hvis et skip kommer inn i dette området, vil det bli definert som en nestenulykke. Bruken av skipsdomene er en veletablert metode for å oppdage nestenulykker. Disse domenene varierer, og enkelte domener gjelder kun for åpent farvann mens andre for begrensede områder. I denne oppgaven er det foreslått et nytt skipsdomene for smale farvann. Dette er et lite domene der lengden på skipet kombinert med hastigheten er parameterne som bestemmer størrelsen på domenet.

Modellen ble brukt i Karmsund, et smalt sund med høy trafikktetthet som er lokalisert i Vest-Norge. Modellen ble først testet med en AIS-database fra 2010 til 2015, men på grunn av høye tidsintervaller mellom meldingene ble det ikke oppdaget noen nestenulykker. En ny database ble anskaffet med data fra august 2017, og i denne perioden ble 1337 nestenulykker oppdaget.

Det konkluderes med at de fleste av de oppdagede nestenulykkene kun er passeringer mellom to skip der avstanden har vært kort, og de kan derfor ikke defineres som en nestenulykke. Det foreslåtte skipsdomenet er ikke anvendelig å bruke i Karmsund siden fartøyene er tvunget til å seile tett på hverandre på grunn av den smale farleden, og for store fartøyer vil størrelsen på domenet dekke hele bredden av sundet.

The consequences of maritime accidents can be enormous regarding loss of life, economical loss and environmental harm. Therefore, improvement of safety at sea has been a focus for many years, and various maritime risk assessments have been conducted. To calculate the safety level in maritime traffic it is important with correct historical accidents statistics of collisions between ship. To get an even more thoroughly analysis of the risk in marine areas near-misses should also be investigated in addition to real collision. Underreporting of near-misses is an issue, and a model to detect these has therefore been proposed using Automatic Identification System (AIS) data.

The model uses the concept of ship domain to detect near-misses. This is an area around the ship that the navigators want to keep free from other vessels, and if a ship enter another ship's domain it will be defined as a near-miss. The use of ship domain is a well established method to detect near-misses. However, the domains vary and some domains are only applicable for open waters while other for restricted fairways. In this thesis a new ship domain has been proposed for narrow straits. This is a small domain where the length of the ship combined with speed are the parameters which determine the size of the domain.

The model was applied in Karmsund, a narrow strait with high traffic density located in the western part of Norway. The model was first tested with a AIS database from 2010 to 2015, but due to high time intervals between the messages none near-misses were detected. A new database was acquired with data from August 2017, and in this period 1337 near-misses were detected.

It is concluded that most of the detected near-misses are only close encounters and can not be defined as a near-miss. The proposed ship domain is not applicable for Karmsund since the vessels are forced to sail closely to each other due to the narrow fairway, and for large vessels the size of the domain will cover the whole width of the strait.