книга "НИС". Вагущенко Л. Л. Судовые навигационно информационные системы одесса 2004
 Скачать 5.96 Mb.
|
|
дисплеем для знания обстановки (Situation awareness display), наглядно представляющим все ее стороны и обеспечивающим высокий уровень понимания судоводителем ситуаций, возникающих в процессе проводки судна из порта отхода в порт назначения. Двухмерное изображение будет оставаться основным способом представления навигационной обстановки. Трехмерные модели внешней среды должны использоваться как дополнительная возможность повышения эффективности ЭКДИС. Методы трехмерного представления обстановки не являются чем- то новым. Навигационные информационные системы, в которых реализованы эти методы отображения данных, уже на протяжении ряда лет используются в авиации, оказывая существенную помощь пилотам как в условиях нормальной, так и ограниченной видимости. Разработка способов высокоэффективного отображения данных и их внедрение в судовые НИС потребует определенных сил и времени. Однако это вполне разрешимая задача, так как на современном этапе методы и процедуры создания требуемых отображений обстановки в 211 человеко-машинных системах управления, включая трехмерные модели, хорошо разработаны и не являются слишком дорогостоящими. Они реализованы в авиационных системах поддержки решений пилотов. Кроме авиации, эффективные устройства отображения, обеспечивающие высокий уровень знания тактических и стратегических ситуаций, применяются в военных системах управления. 5.6. Предложения по гармонизации отображения навигационных данных. В рамках работ по гармонизации представления информации на мостике судна ИМО подготовила проекты общих стандартов к отображению навигационных данных и стандарта по условным обозначениям. Они были рассмотрены на 49 сессии комитета ИМО по безопасности навигации в марте 2003 г. и опубликованы для целей обсуждения. Предлагаемые стандарты в одних случаях являются дополнением к принятым ранее ИМО эксплуатационным требованиям к отдельным навигационным средствам, а в других - служат критериями для устройств отображения навигационных систем, эксплуатационные требования к которым еще не выработаны. Эти стандарты также направлены на обеспечение согласованного представления информации при одновременном отображении данных многих источников на одном многофункциональном дисплее. Они должны способствовать уменьшению количества мониторов на мостике, информация которых отражает навигационную обстановку, что избавит от необходимости обращения ко многим дисплеям для получения требуемой при судовождении информации. Принятие выработанных стандартов отображения навигационной информации, по мнению МЭК и ИМО, должно оказать позитивное влияние на безопасность мореплавания. Ниже приведены основные положения из проектов стандартов для представления относящейся к навигации информации. Общие требования . Представление навигационной информации, включая термины, цвета и символы, должно соответствовать публикации МЭК 62288. Этим документом устанавливаются общие требования к средствам отображения, которые входят в ЭКДИС, в РЛС, в навигационные комплексы и в интегрированные системы ходового мостика. Публикация МЭК 62288 также определяет для названных средств отображения методы испытаний и критерии к их результатам. 212 Устройства отображения должны одновременно удовлетворять требованиям МЭК 62288 и соответствующим эксплуатационным стандартам ИМО, принятым индивидуально в отношении ЭКДИС, РЛС, навигационных комплексов и интегрированных систем ходового мостика. Дополнительно устройства отображения могут представлять сведения, поступающие от других систем: данные АИС, морскую информацию по безопасности и т.д. Когда на одном дисплее показывается информация, исходящая от многих средств, то должны указываться названия источника каждого вида данных. Целостность исходной информации при отображении необходимо сохранять. Представление на экране системы сведений из многих источников должно быть согласованным. Противоречивость и спутывание данных следует исключить. Требуется, чтобы тревожные сообщения и визуальная сигнализация соответствовали стандартам ИМО в отношении индивидуальных систем. Когда на одном дисплее отображается информация, поступающая от многих систем, виды звуковой и визуальной сигнализации должны быть увязаны между собой. Для согласованного представления различной навигационной информации и картографических данных следует применять монитор с эффективной площадью экрана, не меньшей 270х270 мм. Когда в рулевой рубке одно их устройств отображения интегрирует данные всех навигационных систем, другие установленные здесь мониторы также должны позволять представлять всю интегрированную информацию. Организация многомониторной системы в рулевой рубке должна исключить потерю отображения необходимой для судовождения информации при выходе из строя любого из мониторов. Требования к навигационным терминам и условным обозначениям . При отображении на мостике судна относящейся к навигации информации следует применять стандартные термины и сокращения, представленные в разработанной МЭК таблице (приведена в Приложении 3 книги). Если сокращение в таблице не определено, то термин должен использоваться без аббревиатуры. Стандартные термины и сокращения могут комбинироваться, например, «CPA LIM». Если не оговорено иное, то для стандартных терминов и сокращений могут использоваться как большие, так и малые буквы. Когда аббревиатура образуется из первых букв слов в стандартном термине, она должна представляться большими буквами. 213 МЭК были разработаны и требования к отображению цифровых значений навигационных параметров. В таблице 5.2 приведена выдержка из этих требований, касающаяся минимального разрешения для навигационных параметров собственного судна. Таблица 5.2. Минимальное разрешение для данных о собственном судне. Параметр Минимальное разрешение Скорость 0.1 узла Курс 0.1 0 Положение 0.001 дуговой минуты Глубина 0.1 м для глубин менее 10 метров, 1 м для глубин 10 метров и более. Путевой угол 0.1 0 Для единообразного отображения на экранах судовых навигационных электронных средств элементов прокладки своего судна и судов-целей Международная электротехническая комиссия предложила условные обозначения, приведенные в Приложении 4 книги. Поясним значения некоторые из терминов, приведенных в этом приложении. Символ собственного судна – это выделяющийся условный знак, который предназначен для указания на карте позиции собственного судна. Выраженным в масштабе символом судно показывается на карте в крупном масштабе, чтобы оценивать на дисплее расстояние до опасностей при плавании в узкостях и по фарватерам. Пассивная (неактивированная) цель – условный знак цели, указывающий место и ориентацию судна, оборудованного бортовой аппаратурой АИС. Никакой добавочной информации у символа не приводится, чтобы не перегружать экран. Активированная цель – символ АИС-цели с графическим отображением дополнительной информации, включающей: – вектор скорости судна относительно грунта; – направление диаметральной плоскости (курс); – скорость поворота или направление поворота (если возможно), чтобы показать, что курс цели изменяется. Выбранная цель – условный знак цели, выбранной вручную для отображения в цифровом виде детальной информации о ней на специальной панели дисплея. Опасная цель – символ цели, вычисленные данные D кр и Т кр которой меньше установленных безопасных пределов D крз и Т крз 214 Потерянная цель – условный знак, представляющий последнюю действительную позицию цели перед тем, как данные о ней перестали поступать. Безопасная изобата собственного судна (own ship's safety contour) – это изобата, соответствующая наименьшей безопасной, по мнению капитана, глубине для его судна. Значение этой глубины вводится в память системы, служит для отличия на экране дисплея опасных вод от безопасных и применяется для выработки сигнала об опасности посадки на мель. 215 6. Требования ИМО к ЭКДИС Создание ЭКДИС и условий для нормального их функционирования является приоритетным направлением развития судовых навигационно-информационных систем. Для обеспечения эффективности НИС и предотвращения нежелательного их влияния на безопасность мореплавания Международная морская организация определила минимальные Технико-эксплуатационные требования к ЭКДИС - ИМО Резолюция А.817(19). Знание этих стандартов позволяет объективно оценивать достоинства и недостатки существующих образцов навигационно-информационных систем. Ниже освещаются основные требования ИМО к ЭКДИС. 6.1. Назначение ЭКДИС. Первичной функцией ЭКДИС является обеспечение безопасности мореплавания. При организации соответствующего резервирования она может рассматриваться как эквивалент бумажных карт. Система должна отображать всю картографическую и навигационно- гидрографическую информацию, необходимую для безопасного и эффективного судовождения. Требуется, чтобы ЭКДИС выполняла все действия, связанные с предварительной и исполнительной прокладкой, определениями места, непрерывно отображала текущую позицию судна и производила надежную корректуру электронных навигационных карт. 6.2. Данные ЭК и их структура. В ЭКДИС следует использовать только официальные картографические данные, в том числе и корректурные, последнего издания, подготовленные государственными гидрографическими службами. Такая информация готовится по стандартам МГО. В системе не должно быть возможности ее изменения. Необходимо корректурные данные и информацию ЭНК хранить в ЭКДИС отдельно друг от друга. Система должна автоматически принимать корректурные данные по каналам связи и вводить их в свою память. Ручная корректура также допускается, однако ее условные знаки должны отличаться от официальной корректуры, принимаемой автоматически. Требуется, чтобы ЭКДИС регистрировала корректурную информацию, включая время начала использования ее в СЭНК. 216 Для ЭКДИС ИМО определены следующие уровни информации и содержание этих уровней: – Данные электронной навигационной карты (Electronic navigational chart data – ENCD) - это набор данных для ЭНК, подготовленных национальными гидрографическими службами в формате, приемлемом для координатора ЭНК. – Базовые данные электронной карты (Electronic navigational chart data base – ENCDB) – основные данные для производства и поддержания ЭНК, образованные из ENCD. – Системная электронная навигационная карта (СЭНК). СЭНК – это набор цифровых данных во внутреннем формате системы для отображения откорректированной навигационной карты. Он получается путем преобразования в ЭКДИС информации основной ЭНК, корректур и данных, добавленных мореплавателем. Это тот информационный набор, который составляет дисплейный файл ЭКДИС для отображения откорректированной навигационной карты и выполнения с ее помощью навигационных функций. Информация СЭНК доступная для отображения при планировании маршрута и выполнении прокладки должна быть разделена на три категории: • базовая нагрузка (Display base); • стандартная нагрузка (Standard Display); • другая информация (Other information). Базовая нагрузка означает уровень данных СЭНК, который не может быть удален с дисплея. Она содержит наиболее важную для безопасного мореплавания картографическую информацию, требуемую всегда, во всех географических районах и при любых обстоятельствах. Это не означает, что ее достаточно для организации безопасного судовождения. Базовая нагрузка включает: береговую черту (для полной воды); выбранную судоводителем безопасную изобату; в ограниченном безопасной изобатой районе отдельные подводные опасности с глубинами, меньшими безопасной; внутри этого же района отдельные опасности, такие как мосты, линии электропередач, включая буи и знаки, которые используются или нет как средства навигации; системы движения; масштаб; вид ориентации карты и режим дисплея; единицы глубин и высот. Стандартная нагрузка – это содержание карты, которое должно быть на дисплее при первом вызове карты в ЭКДИС. Она представляет минимальный набор данных, обеспечивающих решение навигационных задач в процессе плавания и при планировании пути. Эта нагрузка в дальнейшем может модифицироваться судоводителем. 217 Стандартная нагрузка состоит из информации: базовой СЭНК, линий осыхания, стационарных и плавучих средств навигации, границ фарватеров, каналов и т.д., приметных визуальных и радиолокационных объектов, запретных и ограниченных районов, рамки карты, предупреждений мореплавателям. Вся другая информация, отображаемая по требованию, включает: значения глубин, подводные кабели и трубопроводы, маршруты паромов, элементы всех отдельных опасностей, детали навигационных средств, содержание предупреждений мореплавателям, дату издания ЭНК, горизонтальный и вертикальные геодезические датумы, географические названия и т.д. В совокупности со стандартным содержанием вся другая информация образует полную нагрузку ЭНК, которая включает все доступные данные этой карты. 6.3. Ориентация изображения, режим движения, дополнительная информация. Карта в ЭКДИС должна ориентироваться «по норду». Допускаются другие виды ориентации, например, «по курсу». Прокладку в системе требуется отображать в режиме истинного движения. Допускается режим относительного движения. В режиме истинного движения необходим контроль подхода символа собственного судна к рамке карты с целью обеспечения своевременного сдвига карты, после которого условный знак судна смещается в заданную судоводителем часть экрана. ЭК может дополняться радиолокационной или другой навигационной информацией, которая должна четко отличаться от СЭНК. Накладываемые данные не должны ухудшать и искажать изображение карты. Необходимо, чтобы дополнительная информация была с СЭНК в одной координатной системе. Передаваемая в ЭКДИС информация РЛС может включать в себя радиолокационное изображение и данные САРП. Карта и радиолокационный образ обстановки должны быть согласованы по масштабу и ориентации. Место судна по данным РЛС и по информации позиционного датчика должно соответствовать одной точке на горизонтальной проекции корпуса судна, например, положению антенны позиционного датчика. 218 Необходимо в ЭКДИС иметь возможность вручную перемещать отображаемый на карте символ судна для совмещения радиолокационного изображения с картой. Радиолокационное изображение обстановки на экране ЭКДИС должно регулироваться вручную и, при необходимости, выключаться. 6.4. Цвета и символы. Требования к дисплею. Для отображения картографической информации в СЭНК должны использоваться цвета, символы , стили Библиотеки презентации (стандарт МГО S52 , Приложение 2). Кроме картографической информации , требуется на дисплее ЭКДИС показывать следующие навигационные элементы и параметры: – символ судна, – пройденный путь с отметками времени, – вектор путевой скорости, – подвижный маркер дальности и электронный визир, – курсор, – счислимое место и время, – обсервованное место и время, линию положения и время, – смещенную линию положения и время, – предвычисленный вектор, – фактический вектор течения, – особые опасности, – линии безопасности, – заданный курс и скорость, – путевые точки, – расстояние по заданной линии пути, – планируемое местоположение с датой и временем, – дуги дальности открытия/закрытия огней, – место и время перекладки руля для поворота. Форма и характер отображения указанной информации стандартизированы ИМО и приведены в публикации МЭК 61174. ЭКДИС должна позволять показывать все данные, необходимые судоводителю при выполнении предварительной и исполнительной прокладок, а также при решении дополнительных навигационных задач. Эффективный размер экрана для представления карты при исполнительной прокладке должен быть не менее 270х270 мм. Необходимо также обеспечить ясную видимость данных на дисплее ЭКДИС, позволяющую нескольким наблюдателям разбирать отображаемую обстановку в условиях нормальной освещенности, как днем, так и ночью. 219 6.5. Предварительная прокладка. Система должна позволять простым и надежным способом планировать путь судна. Требуется выполнять планирование основного и, при необходимости, альтернативного маршрутов. Планируемый путь должен четко отличаться от других маршрутов на карте. При предварительной прокладке в ЭКДИС следует обеспечивать нанесение прямолинейных и криволинейных участков планируемого пути и запись необходимых отметок. Судоводитель должен иметь возможность ввода в память ЭКДИС допустимых пределов отклонения от заданного маршрута с целью активизации автоматической сигнализации о превышении этих пределов при исполнительной прокладке. Для предупреждения о ситуациях планирования пути через опасную изобату и районы со специальными условиями предписано иметь в системе индикацию. При корректировке планируемого маршрута должна быть возможность: • Добавления путевой точки; • Уничтожения путевой точки; • Изменения позиции путевой точки; • Смены порядка точек в маршруте. 6.6. Исполнительная прокладка. Режим отображения карты при исполнительной прокладке должен обеспечить нахождение символа судна в пределах окна высвечивания. Для просмотров районов, где нет судна, следует иметь дополнительный режим. В нем ЭКДИС должна продолжать учитывать перемещение судна, показывать его кинематические параметры, выполнять функции предупредительной сигнализации и индикации, а также предоставлять оператору возможность одним действием немедленно возвращаться к основному режиму отображения. Положение судна в ЭКДИС должно определяться с помощью позиционной системы непрерывно и с точностью, соответствующей требованиям безопасного судовождения. Где только возможно, необходимо использовать для обсерваций вторую независимую позиционную систему, причем ЭКДИС должна различать определения места по этим системам. Геодезические датумы позиционного датчика, определяющего текущее место судна, и системной навигационной карты должны быть одинаковыми. В ЭКДИС требуется иметь возможность отображения намеченного альтернативного маршрута в дополнение к основному. Необходимо, 220 чтобы показываемый на экране запланированный маршрут четко отличался от других линий на карте. В рейсе ЭКДИС должна позволять оператору выполнять модификацию запланированного маршрута и изменять его на альтернативный. Необходимо, чтобы ЭКДИС, как минимум, производила следующие расчеты: - преобразовывала географические координаты в экранные и обратно; - пересчитывала данные из локальных и региональных датумов в WGS84; - находила истинные дистанцию и пеленг для двух любых точек на карте; - определяла географические координаты точки по известным координатам другой точки, пеленгу и дистанции; - вычисляла направление и длину локсодромии и ортодромии. Кроме того, при исполнительной прокладке система должна: – Показывать пройденный путь с отметками времени, интервал между которыми может устанавливаться от 1 до 120 мин; – Представлять вектор путевой скорости, особые отметки, наносимые судоводителем при ведении прокладки, другие символы, требуемые с навигационной целью (счислимое место и время, обсервованное место и время, подвижный круг дальности, визирную линию) и ряд других данных; – Обеспечивать возможность изменения позиции судна на карте вручную. Этот процесс должен сопровождаться отображением координат судна в буквенно-цифровом виде. |