Hoe kunnen scheepvaartgegevens uit geautomatiseerde identificatiesystemen het best worden opgeslagen? Daar zijn diverse modellen voor te bedenken, maar welk opslagmodel levert de beste resultaten?


Veilige scheepvaart op drukke routes, zoals voor de Nederlandse kust en op onze rivieren, is niet alleen afhankelijk van stuurmanskunst, maar ook van identificatiesystemen. Met name de grotere schepen hebben verplicht een transponder en een gps-ontvanger aan boord die gegevens versturen naar andere en naar de wal. Zo weet elk schip of zich andere schepen op zijn koers bevinden, zodat aanvaringen voorkomen kunnen worden. Ook Rijkswaterstaat ontvangt van alle transponders permanent signalen met tussenpozen van twee seconden tot drie minuten, afhankelijk van de kruissnelheid van de schepen. Deze AIS-signalen (Automated Identification System) bevatten de geografische locatie en het identificatienummer van het schip. Zelfs reddingsvesten zijn uitgerust met deze apparatuur, zodat ook de locatie van een drenkeling bekend is.  

Opslagruimte verbeteren

De transponders zenden permanent signalen uit zodat Rijkswaterstaat heel wat data te verstouwen krijgt: zo’n tachtig miljoen signaalontvangsten per week. Het huidige opslagsysteem van Rijkswaterstaat is echter niet geschikt om al die gegevens te bewaren en te bevragen. Momenteel bewaart RWS de data twee weken in een database die niet geschikt is voor zoekopdrachten en voor opslag van aanvullende informatie.

De data zijn voor meerdere doelen te gebruiken en moeten dus meermaals worden opgehaald uit de database, bewerkt en weer worden opgeslagen, liefst zo snel en zo eenvoudig mogelijk. Is een strategie te bedenken voor het beter opslaan en beheren van de gegevens, bijvoorbeeld in een geografisch databasemanagementsysteem (DBMS)? Een DBMS heeft als voordeel dat bestanden door meerdere gebruikers tegelijk zijn te raadplegen en bepaalde gebruikers toegang kunnen krijgen tot meer of andere data. Ook is het mogelijk met behulp van een DBMS makkelijk applicaties te ontwikkelen. Andere typen data, zoals raster- en vectordata voor achtergrondkaarten, zijn in dit systeem te combineren met de locatiegegevens van de schepen en in een DBMS zijn snel individuele data terug te vinden.

GIS-specialisten van afdeling OTB hebben geprobeerd een antwoord te vinden op bovenstaande vraag. Hun randvoorwaarden voor een goed werkend systeem waren dat de opslagruimte in verhouding moet zijn tot de omvang van de ruwe data, dat de uit te voeren bewerkingen op de data redelijk efficiënte resultaten moeten opleveren en dat ook de bewerkingsgeschiedenis gearchiveerd kan worden.

Allereerst is gekeken naar de benodigde opslagruimte. Om zoekopdrachten binnen een acceptabele tijd te laten uitvoeren, moeten de data worden geïndexeerd en onderling gegroepeerd. Maar ook de indexering van bitvectordata (de reeks nullen en enen die de berichten weergeven) neemt ruimte in beslag. Minimaal drieënhalf maal zo veel ruimte is nodig vergeleken met de ruimte die de ruwe data in beslag nemen.

Andere wijze van opslag

Vervolgens zijn twee tests gedaan waarin het systeem bevragingen uitvoerde. De eerste test was het opzoeken van de laatst bekende positie van schepen, de tweede het weergeven van de afgelegde route van een schip tevoorschijn te halen uit het opgeslagen berichtenverkeer. Het onderzoek is uitgevoerd op een set van reeds bestaande berichten die in één keer zijn geladen. Het archiveren van data op het moment dat deze in ‘real time’ binnenkomen is een ander verhaal. Dat zou bijvoorbeeld kunnen door de data in tweeën te splitsen en ook zo op te slaan: niet geïndexeerde berichten (een beperkte, zojuist ontvangen set) en een grote set aan geïndexeerde berichten in een historisch archief. Het is dan nodig om bijvoorbeeld eens per dag de nog niet geïndexeerde berichten over te hevelen naar het historisch archief.

Kiezen voor een oplossing betekent een afweging maken tussen enerzijds welke informatie uit het AIS-berichtenverkeer wordt opgeslagen en anderzijds hoe deze informatie gestructureerd wordt. Dat laatste kan door alle berichten op te slaan als bitvectoren en het creëren van indexen voor de veelgevraagde informatie zoals geografische locatie en type object. Zeker als Rijkswaterstaat alle AIS-berichten in de originele versie wil bewaren is dit een haalbare oplossing.

Meer informatie

Management of AIS messages in a Geo-DBMS, Martijn Meijers, Peter van Oosterom & Wilko Quak, 2016, beschikbaar op www.gdmc.nl/publications/reports/GISt71.pdf

Het onderzoek is uitgevoerd binnen de Rijkswaterstaat-TU Delft Raamovereenkomst betreffende Samenwerking en Kennisuitwisseling op het gebied van Ruimtelijke Informatievoorziening.

Contactpersoon: Martijn Meijers (b.m.meijers@tudelft.nl)