книга "НИС". Вагущенко Л. Л. Судовые навигационно информационные системы одесса 2004
 Скачать 5.96 Mb.
|
|
Информация, связанная с рейсом, содержит значение осадки судна, сведения о наличии опасного груза и его тип. По усмотрению капитана в эту информацию может включаться порт назначения судна, ожидаемое время прибытия в него и план перехода (последовательность координат путевых точек). Таблица 4.3. Интервал передачи данных, характеризующих движение судна. Состояние судна Интервал между сообщениями Судно на якоре 3 минуты Скорость 0-14 узлов 12 секунд Скорость 0-14 узлов и меняющийся курс 4 секунды Скорость 14-23 узла 6 секунд Скорость 14-23 узла и меняющийся курс 2 секунды Скорость более 23 узлов 3 секунды Скорость более 23 узлов и меняющийся курс 2 секунды 169 Частота обновления информации . В основном режиме работы виды данных АИС передаются с разной частотой. Статические сведения о судне посылаются каждые 6 минут и по требованию. Интервал передачи динамической информации зависит от скорости судна и изменения курса (табл. 4.3). Связанные с рейсом сведения посылаются с периодом 6 минут, при изменении этих данных и по запросу. Короткие сообщения относительно безопасности направляются по мере надобности. Короткие сообщения о безопасности . Кроме основной информации, АИС имеет возможность передавать различные короткие «бинарные» сообщения» (Binary Messages). Максимальная длина таких посланий - 121 символ. Короткие сообщения могут использоваться с целью: – извещения других судов и береговых станций об определенных событиях; – передачи береговыми станциями на суда информации об опасностях и рекомендаций при оказании навигационной помощи; – посылки сообщений судами в режиме дальней связи; – усовершенствования лоцманского обеспечения и портового управления, – уменьшения объема связи по УКВ. Следует отметить, что бинарные сообщения не предназначены для дублирования информации таких служб как GMDSS, SAR, прогнозов погоды, и не освобождают от необходимости соблюдения МППСС. Режим дальней связи . Режим дальней связи должен применяться с целью мониторинга движения судов в подконтрольных государству зонах. В режиме дальней связи бортовая аппаратура АИС передает такую информацию: – название судна и позывной; – MMSI и ИМО номер; – дата, UTC; – координаты места; – курс и скорость; – пункт назначения и ЕТА; – осадка; – длина и ширина судна; – тип судна. Аппаратура АИС класса В выполняет аналогичные транспондеру класса А функции, но имеет такие отличия: меньшую скорость передачи данных; не передает ИМО номер судна и его позывной; не сообщает ожидаемое время прибытия (ЕТА) и порт назначения; только принимает, но не посылает короткие сообщения о безопасности; не передает информацию о скорости поворота; 170 не сообщает осадку судна. 4.8.4. Преимущества АИС перед РЛС и САРП. При решении задач по предупреждению столкновений судов аппаратура АИС имеет ряд преимуществ перед РЛС и САРП. Отметим из них следующие. Использование АИС приводит к увеличению дистанции, на которой обнаруживаются суда, причем расстояние обнаружения не зависит от размеров и ракурса судов-целей. Дальность УКВ связи, применяемой для передачи сообщений АИС, зависит от высоты антенны и составляет порядка 20 ÷30 миль. При использовании РЛС дистанция обнаружения зависит от эффективной площади отражающей поверхности цели (тоннажа, типа судна и его ракурса). При отсутствии помех распространению и приему радиоволн среднетоннажные суда обнаруживаются с помощью РЛС на расстояниях 10 ÷18 миль, а малые – 3 ÷10 миль. Благодаря оборудованию судов высокоточными системами для определения своих кинематических параметров и АИС-транспондером для передачи этих данных всем пользователям, повышается точность знания положения и элементов движения судов-целей , а, следовательно, эффективность расхождения с ними. АИС позволяют получать элементы движения неманеврирующих и маневрирующих целей в реальном масштабе времени, независимо от скорости цели. В САРП кинематические параметры объектов получаются путем фильтрации их отметок на определенном временном интервале. Поэтому после захвата цели на сопровождение и после маневрирования на нахождение ЭДЦ затрачивается порядка двух-трех минут. Это время зависит от скорости цели. Для тихоходных целей оно больше, чем для быстроходных. ЭДЦ маневрирующих судов САРП определяет с очень низкой точностью. Ввиду инерционности фильтра, данные САРП об элементах движения целей запаздывают порядка на 1-2 минуты. При использовании АИС уменьшается время обнаружения маневра цели . Маневр судна АИС выявляет в результате анализа передаваемых им значений своего курса и угловой скорости. В САРП маневр цели обнаруживается путем статистического определения факта отклонения ее отметок от гипотезы прямолинейного равномерного движения. По данным исследований, проведенных специалистами, среднее время на выявление маневра у РЛС/САРП составляет 1 мин 25с, а у АИС – не более 20 с. У АИС нет и ряда других недостатков САРП, например, представления ошибочной картины маневрирования большого 171 груженного танкера с кормовой настройкой. Радиолокационная отметка такой цели соответствует корме. Движение кормы при маневре курсом отличается от движения центра массы судна, что способствует еще большей задержке в выявлении маневра. При использовании АИС на дистанцию обнаружения и точность определения элементов движения целей не влияют помехи от моря, осадков, наличие теневых секторов и работа других РЛС, как это имеет место при использовании РЛС и САРП. В результате обеспечивается возможность своевременного обнаружения малых судов и наблюдения за ними в условиях сильного волнения моря и интенсивных осадков. АИС позволяет сопровождать цели, когда они идут вблизи берега и в узком канале. Она исключает возможность «обмена объектов» при малом расстоянии между целями. На сопровождение САРП влияет разрешающая способность радиолокатора и величина стробов для селекции отметок целей, что может вызвать невозможность получения координат судна, находящегося около берега, и «переброс» маркеров целей («обмен объектов»), когда расстояние между ними мало. Предупреждению столкновений судов способствует также взаимный обмен по линии АИС информацией о названии и типе судна, о его позывном, MMSI-номере, размерах, осадке, о наличии опасного груза, о навигационном статусе. На экране ECDIS для получения такой информации АИС-цель «выбирается» с помощью манипулятора. Зная название судна, его позывной, MMSI-номер, судоводитель с помощью УКВ радиотелефона или GMDSS-аппаратуры может связаться с любым судном для координации действий. С помощью радиолокационной системы указанных сведений о судне получить невозможно. Кроме вышеперечисленного, следует также отметить способность транспондера АИС передавать маршрут судна . Наличие, кроме оперативных данных об элементах движения встречного судна, плана, которого оно придерживается, дает ясную картину о его намерениях. 4.9. Радиолокационные средства. Необходимые штурманам сведения о радиолокационном оборудовании и о методах его использования в целях судовождения приведены во многих учебниках и учебных пособиях. Поэтому ниже обращено внимание лишь на ряд моментом, касающихся этих средств. Радиолокационная аппаратура и НИС выгодно дополняют друг друга. Подключение РЛС к НИС это не просто добавление еще одного датчика. Информация РЛС позволила НИС служить не только 172 средством для предотвращения посадок на мель, но и стать системой предупреждения столкновений. Представление данных РЛС на экране НИС повышает уверенность судоводителя в надежности отображаемого на электронной карте места судна и позволяет контролировать качество информации позиционной системы. Сопоставление информации РЛС с картой дает возможность обнаружить смещение со штатных мест средств плавучего навигационного ограждения. НИС позволяет РЛС показать не только элементы движения целей, но и их географические координаты, и как они движутся по отношению к подводным препятствиям. Для выработки маневров расхождения в стесненных водах, где необходимо учитывать как взаимное расположение и движение судов, так и информацию о надводных и подводных опасностях, представление данных РЛС/САРП и карты на одном мониторе имеет преимущество перед их раздельным отображением. В настоящее время ИМО подготовило проект требований к радиолокационному оборудованию, которые определяют, каким должно быть новое поколение РЛС. Прежде чем рассматривать этот проект, приведем список действующих стандартов радиолокационных средств. Перечень требований к радиолокационному оборудованию Действующие минимальные эксплуатационные требования к радиолокационному оборудованию судов изложены в следующих документах ИMO: • Эксплуатационные требования к РЛС - Резолюция MSC.64(67), 1996, Приложение; • Эксплуатационные требования к САРП - Резолюция А.823(19), 1995; • Эксплуатационные требования к РЛС для скоростных судов - Резолюция А.820(19), 1995. Вопросов отображения информации в радиолокационных системах касаются также: – Руководство по оперативному использованию АИС на борту судна - ИМО Резолюция А.917(22); – Временное руководство для представления и отображения информации о АИС-целях - ИМО циркуляр SN/Circ.217 от 11.07.01 . Проект новых требований . В марте 2003 г. на 49 сессии субкомитета ИМО по безопасности навигации был предложен проект новых общих стандартов радиолокационного оборудования, которые в недалеком будущем заменят перечисленные выше требования. Основанием для переработки существующих требований к РЛС и САРП и к их объединению с учетом ряда дополнительных вопросов послужили следующие причины. 173 В обозримом будущем РЛС будет оставаться главным средством обеспечения безопасности судовождения , так как ее информация полностью независима от внешнего по отношению к судну оборудования. Несмотря на то, что ставшая в недавнем времени конвенционной бортовая аппаратура АИС имеет значительный потенциал, она не заменит РЛС, так как ее информация полностью зависит от данных внешних по отношению к судну источников. Все подпадающие под действие СОЛАС радиолокационные станции должны иметь средства для прокладки целей . Поэтому логично включить требования к средствам радиолокационной прокладки в стандарты к РЛС. Это также учитывает, что оценка опасности столкновений по РЛС может быть выполнена лучше при автоматическом сопровождении целей, чем при ручной их прокладке. Увеличение скоростей многих типов судов является одним из весомых факторов для повышения способности обнаружения и сопровождения целей по данным РЛС. Использование для эффективного решения этих задач современных информационных технологий не потребует значительных дополнительных средств. Бортовая аппаратура АИС стала обязательной для большинства судов . Графического дисплея для отображения и прокладки целей в ней не предусмотрено. Однако при расхождении наибольшую помощь вахтенному помощнику оказывает именно графическое представление информации. Поэтому логично в целях улучшения решения задач предупреждения столкновений данные АИС отображать на экране РЛС. В этом случае информация для расхождения судов качественно и количественно увеличится. Использование такой возможности в РЛС является крайне желательным. Отображение выбранной информации системной электронной навигационной карты на экране РЛС оказывает существенную помощь вахтенному помощнику. Оно позволяет ускорить и улучшить оценку навигационных ситуаций, упрощает сравнение получаемых от РЛС и от позиционной системы данных о месте судна. Возможность отображения картографической информации на экране РЛС также признана весьма желаемой дополнительной чертой для радиолокационных систем. Имеются радиолокационные средства, которые обнаруживаются с помощью РЛС - транспондры для поиска и спасения (SART), радиолокационные буи-ответчики (RACON). Взаимодействие с этими средствами представляет одну из сторон судового радиолокационного оборудования и должно быть отражено в требованиях к нему. 174 Основные достоинства новых требований к радиолокационному оборудованию . Переработанные стандарты охватывают все аспекты эксплуатации радиолокационных систем и включают такие моменты: – учитывают пожелания пользователей, включая необходимость уменьшения их нагрузки на вахте; – предусматривают применение новых технологий на пользу судоводителей и для повышения безопасности на море; – отвечают необходимости улучшения способности обнаружения, особенно в сложных условиях и для быстроходных целей; – гармонически сочетают требования к РЛС, САРП, к отображению и использованию АИС-информации; – охватывают предложенные ИМО стандарты для представления и отображения относящейся к навигации информации; – учитывают эргономические критерии; – повышают совместимость оборудования в целях системной интеграции (для применения в интегрированных навигационных системах или в интегрированных системах ходового мостика); – учитывают требования к частотам и к излучению Международного телекоммуникационного союза (ITU - International Telecommunication Union). Черты нового поколения РЛС Анализируя процесс совершенствования радиолокационного оборудования и его тенденцию, можно заметить, что само понятие «РЛС» наполняется новым содержанием. Оно начинает означать многофункциональную систему, объединяющую функции радара, САРП, прокладчика АИС- судов, отображения электронных карт для целей навигации и расхождения судов. Главную задачу этой системы можно сформулировать как информационное обслуживание процесса предупреждения столкновений судов. Основными частями РЛС нового поколения являются: передатчик, антенна, главный модуль и дисплей. Главный модуль состоит из приемника и процессора, причем первый выполняет только прием эхосигналов, а все другие операции производит процессор, включая управление работой передатчика и приемника. Такое построение способствует широкому использованию современных цифровых технологий с целью повышения качества обнаружения объектов, сопровождения целей, улучшения навигационных способностей. В новых РЛС усовершенствовано аналого-цифровое преобразование сигналов, применены интеллектуальные методы подавления помех, используются высокоэффективные способы обработки данных целей. Информация отображается высококачественными LC-мониторами (рис. 4.28) с применением современных видео аудио технологий (одно- и многооконные режимы, 175 трехмерная графика, «zooming» и т.д.). Обеспечивается полная совместимость РЛС с ЭКДИС, возможность включения в компьютерные сети, передача изображения через сеть на другие мониторы и для записи в «черный ящик», управление РЛС с других компьютеров в сети и др. Рис. 4.28. Устройство управления и отображения данных РЛС. К новым РЛС могут подключаться все необходимые датчики информации, включая дифференциальный GPS приемник и абсолютный лаг. Это расширяет возможности применения стабилизации изображения РЛС относительно грунта, которая в стесненных водах имеет больше преимуществ для решения задач навигации и предупреждения столкновений, чем стабилизация относительно воды. Некоторые выдержки из проекта новых требований . При характеристике проекта сокращение «РЛС» означает многофункциональную радиолокационную систему. Таблица 4.4. Общие требования к радиолокационным системам для судов различной вместимости. Валовая вместимость судна 300-499 рт 500-9999 рт и ВСС 10000 рт и выше Минимальный эффективный размер экрана 180 мм 250 мм 320 мм Автосопровождение целей Да Да Да Автозахват целей - - Да Минимальное число сопровождаемых целей [20] [20] [30] [30] [40] Минимальное число активированных АИС-целей [20] [20] [30] [30] [40] Проигрывание маневра - - Да Примечание: ВСС – высокоскоростные суда. В зависимости от вместимости судов РЛС делится на три категории, которые неодинаковы по своим функциональным 176 возможностям. Отличия в требованиях к радиолокационному оборудованию разных категорий представлены в табл. 4.4. Дальность обнаружения объектов в радиолокационной системе зависит от нескольких факторов: размеров и отражающей способности самих объектов, характеристик РЛС, высоты антенны, наличия помех. При нормальных условиях распространения радиоволн, когда высота антенны над уровнем моря равна 15 м. и нет помех, РЛС должна давать четкое изображение объектов на расстояниях, указанных в табл. 4.5. Таблица 4.5. Расстояния обнаружения объектов. Высота над морем и эффективная отражающая площадь объекта Дистанция обнаружения при относительной скорости Объекты Высота над уровнем моря, м Х-диапазон, Площадь, м 2 S- диапазон, Площадь, м 2 Х- диапазон, морских миль S- диапазон, морских миль Береговая черта До 6 10000 10000 [8,0 при 70 уз] Будет выработано Береговая черта До 60 10000 10000 [16 при 70 уз] Будет выработано Суда >500 брт [5,0] [100] [10] [5,5 при 140 уз] Будет выработано Малые суда, длиной 10 м.минимум [3,0] [10] [1,0] [4,5 при 140 уз] Будет выработано Навигационные буи [2,0] [5,0] [0,5] [3,5 при 70 уз] Будет выработано |