Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Назначение и состав навигационной информационной системы.
|
|
Лекция 1
1. Этапы развития НИС.
Навигационные системы с электронными картами появились на судах в начале 80-х годов. Тогда они выполняли в основном функции видеопрокладки, их информацион- ные ресурсы были малы. С ходом времени навигационные системы с электронными картами быстро совершенствовались, объём данных, которыми оперирует НИС, неуклонно увеличивается. Всю информацию с которой оперирует НИС условно делят на два основных вида: принадлежащую к изображению земной поверхности (картографическую) и относящуюся к навигации.
В последние годы информационные ресурсы НИС пополняются главным образом относящимися к навигации данными.
Современные НИС представляют вахтенному помощнику:
- данные о собственном судне (текущее место, кинематические данные, прошлый путь, запланированный маршрут и ряд других элементов);
- радиолокационное изображение и кинематические параметры целей САРП;
- данные транспондера АИС о других судах;
- сведения о навигационном ограждении, об оптических и радиотехнических навигационных средствах;
- наставления для плавания;
- элементы сервиса береговых систем управления движением;
- гидрометеорологические сведения и ряд других.
НИС повышает результативность деятельности судоводителя, обеспечивает использование большего объёма и номенклатуры данных, увеличивает скорость их обработки, улучшает точность и достоверность результатов, упрощает оценку ситуаций, повышает безопасность мореплавания и приводит к росту финансовых показателей судна. Из сказанного выше следует, что НИС является на судне главной обеспечивающей безопасность судовождения системой.
Эффективность НИС напрямую зависит от профессионализма штурманского состава. Здесь уместно изречение, что любая система настолько хороша, насколько хорош тот, кто её использует.
2. Международные организации участвующие в развитии НИС.
Эксплуатационные и технические требования к НИС определены международными организациями: ИМО – Международной морской организацией (IMO – International Maritime Organization), МГО – Международной гидрографической организацией (IHO – International Hydrographic Organization), МЭК – Международной электро-
технической комиссией (IEC –International Electrotechnical Commission).
ИМО – занимается вопросами судовождения и безопасности при разработке требований к НИС (ЭКДИС). Документ разработанный и принятый ИМО в ноябре 1995 года – Резолюция А.817(19) «Стандарты исполнения ЭКДИС», явился основной точкой отсчёта в развитии дальнейших требований к ЭКДИС.
МГО – занимается вопросами содержания карт, отображения и обновления карт.
В специальной публикации S52 определены требования к содержанию, к условным
обозначениям, к применяемым цветам, к отображению, средства и процесс
корректуры ЭНК. В публикации S57 содержатся стандарты передачи для цифровых
гидрографических данных.
МЭК – занимается вопросами разработки требований к оборудованию и
тестированию. Изданный документ IEC61174 является основным стандартом для
тестирования ЭКДИС,
ИНМАРСАТ – Международная морская спутниковая организация (INMARSAT –
International Maritime Satellite Organization)/
ВМО – Всемирная метеорологическая организация
МАМС – Международная ассоциация маячных служб
3. Назначение НИС.
Судовой навигационно-информационной системой (НИС) называется средство, которое производит получение, хранение, обработку информации, необходимой при проводке судна из порта отхода в порт назначения, и отображает результаты обработки на электронной карте в виде, облегчающем выполнение безопасного и эффективного судовождения.
Основное назначение НИС – повышение навигационной безопасности, защиты окружающей среды, эффективности перевозок морем.
НИС предназначена для:
- отображения картографической и навигационно-гидрографической информации, необходимой для безопасного и эффективного судовождения,
- решения оперативных навигационных задач и ведения исполнительной прокладки,
- непрерывного отображения текущего места судна и корректуры электронных навигационных карт.
НИС должна обеспечить судоводителям информационную поддержку при планиро-
вании пути, его коррекции в процессе рейса и при решении навигационных задач, связанных с выполнением плана перехода. Это должно достигаться предоставлением вахтенному помощнику возможности хорошего знания обстановки путём наглядного отображения её компонентов в реальном времени, прогнозирования ситуаций на определённое время вперёд, сигнализации об элементах и явлениях, требующих внимания вахтенного помощника, выработки рекомендаций для решения возникающих проблем.
Если в начальный период использования на судах НИС выступали в роли чисто бортовых систем, не связанных с другими судами наземными центрами, то с подключением транспондеров АИС стали активно развиваться пути взаимодействия НИС с береговыми Системами управления движением (СУДС) и с системами создаваемыми для управления транспортными и грузовыми потоками. В результате, задачи, которые ставятся перед НИС, стали обширнее.
4. Основные функции НИС.
Основные функции НИС условно могу быть распределены на следующие категории:
- Навигационные (планирование перехода, исполнительная прокладка, обеспечение навигационной безопасности и т.д.);
- Коммуникационно-информационные (связь с внутренними и внешними по отношению к судну источниками и потребителями информации, приём, хранение, передача данных, выдвча справок и т.д.);
- Для управления изображением карт (масштабирование, изменение нагрузки, приспособление к условиям освещённости и т.д.);
- Для предупреждения столкновения судов (обработка данных РЛС, транспондера АИС, оценка опасности столкновения и т.д.);
- Для обеспечения безопасности судна и груза в условиях волнения (расчёт напряжений на корпус для текущих и прогнозируемых погодных условий, выбор режима движения и т.д.);
- Для управления движением (проводка судна по заданному маршруту или к заданной путевой точке);
- Для поиска и спасения;
- И ряд других.
Для выполнения своих задач НИС использует информацию практически всех судовых навигационных датчиков: гирокомпаса, лага, эхолота, РЛС, САРП, АИС, НАВТЕКС, приёмоиндикаторов спутниковых и береговых радионавигационных систем, а также относящиеся к безопасности сведения, поступающие через каналы связи от береговых центров, обслуживающих мореплавателей.
5. Структура НИС.
Термин НИС охватывает многочисленные комбинации различных средств, образующих судовые информационные системы, предназначенные для навигационных целей.
НИС выпускаются в разных конфигурациях, обеспечивающих приспособление этих систем к различным типам судов и к особенностям решаемых ими задач. Различают НИС для крупнотоннажных судов, пассажирских лайнеров, для судовспецияльного назначения (рыболовных, гидрографических и т.д.), для прогулочных яхт, катеров.
Основными частями всех этих НИС являются:
- аппаратные средства (главный модуль, резервный блок, периферийное оборуд.);
- информационное обеспечение (статические и динамические базы данных):
- программное обеспечение:
- средства общения НИС с оператором. (пользовательский интерфейс, методы и формы отображения информации, звуковая сигнализация, визуальные и голосовые предупреждения).
Аппаратное обеспечение НИС состоит из главного модуля, резервного блока и периферийного оборудования.
Главный модуль – это высокопроизводительный персональный компьютер, имеющий каналы для соединения с навигационными приборами и устройствами управления судном, устанавливается в рулевой рубке. Включает в себя системный блок, монитор, управляющую панель.
Резервный блок в полном или в ограниченном объёме выполняет функции главного модуля системы при выходе последнего из строя.
Периферийное оборудование
Информационное обеспечение (данные) – это хранящиеся в памяти НИС элементы карт, корректура к ним, сведения из различных навигационных пособий, полученные через каналы связи от внешних источников данные и другая информация, необходимая при выполнении задач проводки судна из порта отхода в порт назначения. Для хранения информационных баз используются жёсткие магнитные и компактные оптические диски, причём последние являются наиболее подходящими для навигационных систем. Они содержат больший объём данных, нечувствительны к магнитным полям, выдерживают значительные физические нагрузки.
Базы данных НИС разделяются на статические и динамические.
Информация статических баз находится в памяти НИС долгое время в неизменном виде. Корректура к ней получается сравнительно редко и хранится отдельно от статических баз. К статическим базам данных относятся:
- картографическая база;
- база сведений о навигационных средствах;
- база рекомендованных маршрутов;
- база данных для расчётов приливных явлений;
- климатическая база;
- база сведений о портах;
- база данных фейсо судне.
Динамические базы содержат информацию, которая достаточно быстро теряет свою ценность. При обновлении динамических баз полностью заменяется их содержание.
В динамических базах НИС хранятся сведения о:
- ледовом покрытии;
- переменных течениях;
- океанографических явлениях;
- погоде.
Программное обеспечение – это совокупность всех программ и пакетов программ, находящихся в памяти НИС. Если проанализировать вес программного и аппаратного обеспечений в стоимости НИС, то можно установить, что НИС – это главным образом программное обеспечение.
Средства общения НИС с оператором включают пользовательский интерфейс, методы и формы отображения информации, звуковую сигнализацию, визуальные и голосовые предупреждения.
6. Типы НИС.
В зависимости от уровня автоматизации операций, информационных ресурсов и функциональных возможностей, НИС разделяются на три группы:
- ЭКДИС
- ЭКС
- ЭКДИС / ЭКС
ЭКДИС – это НИС, удовлетворяющая специальным требованиям ИМО, МГО, МЭК и являющаяся согласно СОЛАС 74 альтернативой бумажных навигационных карт. Эти системы представляют основное направление развития судовых НИС.
На законном основании, на судне можно не иметь бумажных карт и использовать электронную прокладку без дублирования её графической прокладкой на бумажной карте, когда:
- ЭКДИС сертифицирована классификационным обществом;
- ЭКДИС снабжена одобренной резервной системой, которая имеет достаточные средства для обеспечения безопасного судовождения в случае выхода ЭКДИС из строя;
- При прокладке применяются только официальные векторные карты ЭНК;
- ЭНК откорректированы по дату использования.
В случае невыполнения любого из этих требований, на судне следует иметь комплект откорректированных бумажных карт, Электронная прокладка в этом случае должна дублироваться графической прокладкой на бумажной карте.
ЭКС – это навигационно-информационные компьютерные системы, не полностью удовлетворяющие требованиям к ЭКДИС. Применение ЭКС не освобождает судоводителя от ведения прокладки на бумажных картах.
ЭКДИС / ЭКС представляют собой НИС с «двумя лицами». Это системы, которые работают как с картами для ЭКДИС, так и с другими видами карт. Такая ситуация вызвана тем, что в настоящее время нет полного набора карт для ЭКДИС на все районы Мирового океана.
7. Перспективы развития НИС.
- Система консультаций и выработки рекомендаций по целесообразному поведению (СКВТ);
- Экспертная система
|