книга "НИС". Вагущенко Л. Л. Судовые навигационно информационные системы одесса 2004
 Скачать 5.96 Mb.
|
|
функция для воспроизведения данных о потерянных целях. Чтобы избежать отображения двух символов (САРП и АИС) одной и той же физической цели, в НИС имеется специальная функция автоматической селекции целей САРП и АИС. Когда выполнен критерий автоматической селекции, показывается символ активированной АИС-цели. В противном случае оба символа цели представляются на экране. Ряд НИС могут выполнять быстрый поиск АИС-целей по названию, позывному, ИМО или MMSI номеру, и подсветку найденной цели на электронной карте. 239 Аппаратура АИС также позволяет интегрировать бортовые НИС в береговые Системы управления движением судов (СУДС). 7.8. Регистрация информации НИС автоматически регистрирует все навигационные обстоятельства плавания в электронном судовом журнале. Обеспечивается возможность дополнения журнала оперативными записями вручную. В электронный журнал автоматически заносятся: сведения о картах, на которых ведется прокладка, данные о корректурах к ним, кинематические параметры своего судна, элементы движения целей, получаемые по линии АИС либо по данным РЛС, информация об изменении состояния НИС и подключенных к ней устройств, параметры движения судна по маршруту и ряд других сведений. Рис. 7.8. К воспроизведению данных электронного судового журнала. Возможен просмотр электронного журнала в табличной форме и воспроизведение обстоятельств плавания на электронной карте в реальном или в ускоренном масштабах времени на основе журнальных сведений, путем проигрывания плавания по пройденным участкам маршрута в прямом или в обратном направлении. Эта операция поясняется рис. 7.8. Информация электронного судового журнала может быть распечатана на принтере. 240 Что касается радиолокационных объектов, то при ведении судового журнала НИС обычно записывает данные только взятых оператором на автосопровождение целей. Если РЛС снабжена специальным целевыделителем, то НИС может записывать кинематические параметры всех судов–целей, находящихся в зоне обзора РЛС, независимо от того, взяты они оператором на автосопровождение или нет. 7.9. Предоставление справок. Для ускорения поиска и представления судоводителю сведений, необходимых при выполнении им своих обязанностей, НИС снабжается базами данных из навигационных пособий и средствами для работы с этими базами. Так как требуемая информация обычно связана с объектом или районом карты, то получение ее в НИС с векторными картографическими данными организуется с помощью наведения курсора на элемент карты, к которому относятся запрашиваемые оператором сведения. При наличии соответствующих баз данных таким образом быстро могут быть получены сведения об огнях и знаках, радиотехнических средствах, правилах плавания, течениях, приливо–отливных явлениях, портах и портовых службах и т.д. При работе со справочной системой используются и традиционные методы поиска данных: по ключевым словам, по характеристикам и другими способами. Для того, чтобы оператор мог оценить качество карты, НИС по специальной команде представляет сведения о ней (метаданные): источник данных, дату первого издания, дату большой корректуры, номер карты и ее название, оригинальный масштаб, вид проекции, горизонтальный и вертикальный датумы и т.д. Кроме того, НИС по запросу выводит свод условных обозначений с пояснениями к ним (легенду карты). В память НИС вводятся данные о маневренных характеристиках судна в форме, предусмотренной ИМО. Эта информация может при необходимости представляться судоводителю и использоваться при решении задач маневрирования. 7.10. Решение дополнительных задач. Из специальных задач, решаемых НИС, наиболее распространенными являются: нахождение высот приливов с построением графика и расчет элементов приливо-отливных 241 течений. Оператор может предвычислять приливы только для пунктов, данные которых хранятся во внутренней базе данных. Это могут быть пункты всего Мирового океана, либо отдельных районов, в которых эксплуатируется судно. Элементы приливо-отливных явлений могут рассчитываться на сутки или несколько суток. В поле графика прилива при помощи курсора можно выделить интервал времени, в котором проходная глубина будет приемлемой. Пример отображения данных о приливном уровне показан на рис. 7.9. Рис. 7.9. Отображение графика высот прилива. Рис. 7.10. Отображение приливных течений. Ряд систем позволяют представить на карте рассчитанные вектора приливных течений на текущий, либо заданный момент времени. На 242 рис. 7.10 показан пример такого отображения, выполненный с помощью программных средств Navmaster Office. Кроме расчета приливо-отливных явлений НИС может решать задачи, связанные с штормованием судна, плаванием в условиях мелководья, производить расчет освещенности на переходе и т.д. Для выполнения различного рода мелких вычислений НИС имеет программу - электронный калькулятор. 7.11. Обновление данных и обмен ими. Базы данных НИС поддерживаются на уровне современности через e-mail, Интернет НТТР с использованием спутниковых и мобильных каналов связи. Кроме корректур, по этим каналам может пересылаться и любая другая информация: новые ЭК, данные маршрутов, сведения из судового журнала и т.д. Для обмена данными с оборудованием на судне в НИС применяются внутренние каналы связи, нередко фиброоптические. Корректуры и другие данные могут вноситься в НИС также с дисков, дискет и с других носителей информации. НИС также имеет функции для обновления информации вручную. Для учета срочной корректуры, поступившей от представительных местных служб, и построения на карте дополнительных элементов, связанных с подъемом карты, НИС снабжают программой-редактором для работы с пользовательскими информационными слоями. Рис. 7.11. Отображение «окна выбора символов» редактора пользовательских слоев. 243 На рис. 7.11 представлено отображение «библиотеки навигационных знаков», которые с помощью редактора можно выбрать и нанести в нужном месте на пользовательский слой. Операции ручной корректуры просты в работе и могут быть выполнены непосредственно в море. Ряд НИС учитывает объекты ручной корректуры при решении задач обеспечения навигационной безопасности. 7.12. Управление движением судна. НИС способна автоматически управлять движением судна по маршруту. Для этой цели предусматривается возможность вывода данных НИС на авторулевой. НИС работает с АР на основе протокола МЭК 61162. Взаимодействуя с авторулевым, НИС обеспечивает: стабилизацию центра массы судна на отрезке маршрута, выполнение поворотов запланированным образом, плавание вдоль проложенного маршрута или же к заданной путевой точке. В системах, реализующих автоматическое управление движением судна по маршруту, авторулевой должен быть адаптивным и способным автоматически выполнять повороты при переходе на новый отрезок пути по предварительно заданным значениям радиуса или угловой скорости поворота. При нарушении нормального выполнения задачи автоматической проводки НИС подает тревожный сигнал, отключает эту функцию и переводит АР в режим стабилизации курса. Когда нарушение происходит при плавании по отрезку маршрута, авторулевой переключается на удержание курса, соответствующего направлению активного отрезка пути. Если же нарушение функции управления возникает во время осуществления поворота, то его выполнение доводится до конца, после чего АР переводится в режим стабилизации курса, соответствующего направлению нового отрезка пути. 7.13. Другие функции. НИС выполняют и другие функции, некоторые из них характеризуется ниже. Функции измерений позволяют с помощью курсора определить географические координаты любой точки на карте; пеленг (курсовой угол) и дистанцию между текущим местом судна или выбранным оператором пунктом и точкой, на которую наведен курсор. Функция “Человек за бортом” – при нажатии кнопки специального датчика, НИС фиксирует место падения человека на карте и выдает на индикацию координаты этого места и все 244 необходимые сведения для поиска человека. Если в районе действует течение, то с координатами места падения человека отмечается его позиция с учетом сноса (рис. 7.12). Функции планирования и обеспечения операций поиска и спасания – используются для организации и проведения поисково- спасательных операций на море как индивидуально (одним судном), так и в составе группы судов. Организация операции заключается в расчете маршрута/маршрутов движения судов с учетом квадрата поиска, видимости и т.п. Расчет маршрутов движения ведется на основе рекомендаций MERSAR и IMOSAR, изданных Международной гидрографической организацией. Позиция человека с учетом сноса Место падения человека Рис. 7.12. Отображение данных после активации функции «Человек за бортом». Функции трехмерного моделирования надводной и/или подводной обстановки обеспечивают судоводителю возможность более глубокого ознакомления с условиями плавания. Источниками информации для построения трехмерных изображений служат данные топографических и батиметрических карт, а также результаты специальных фото и гидроакустических съемок. Возможными областями применения этих функций являются: плавание в стесненных водах ночью и в туман, маневрирование в условиях сложного рельефа дна, проведение гидрографических операций и промысловых работ и т.д. 245 Функции обучения работе с НИС и тренажа. В память НИС может помещаться программа для обучения работе с этой системой и примеры использования ее функций. Обучающая программа знакомит с возможностями системы, позволяя с помощью меню выбрать тот или иной раздел ее описания. Эта программа может познакомить с работой системы путем автоматической демонстрации выполнения ее основных функций. Кроме того, многие из обучающих программ моделируют процесс движения судна в заданном районе с предоставлением судоводителю возможности использования функций НИС с целью тренажа. Оператор в этом режиме может выбрать интересующую его карту, поместить на ней условный знак своего судна и символы целей, задать их элементы движения, выполнять условную проводку. 7.14. Учет погодных условий. Осветим функции для оперирования с информацией о погоде, которые через некоторое время могут стать обязательными для ЭКДИС. Сразу же отметим, что на современном этапе международные стандарты к представлению погодных условий в ЭКДИС еще не определены. Этими вопросами вплотную занимаются специалисты ИМО, МГО, ВМО. Стандарты представления и отображения гидрометеорологических и климатических данных войдут в следующие издания документов МГО: S57 и S52. Тем не менее, в некоторых образцах НИС уже имеется информационное и программное обеспечение для учета данных о погоде при решении навигационных задач. Здесь можно назвать оборудование фирм «Транзас Марин», «Litton Marine Systems» и ряда других организаций, которое оперируют информацией о погоде, позволяет учитывать ее влияния на качество проводки. Предусматривается и выработка рекомендаций для уменьшения негативного воздействия погодных условий на эффективность рейса. Возможности современных информационно-коммуникационных технологий позволили разработать специально для судов и автономные средства, обеспечивающие капитану возможность самому быстро и просто определять наивыгоднейший путь и режим движения с учетом погодных условий, не пользуясь рекомендациями береговых центров, созданных для этих целей. Среди этих специальных судовых средств можно назвать программный продукт WeatherRoute TM фирмы «Riti» и ряд других. Предусмотрена возможность интеграции таких программ в ЭКДИС. Наиболее важной концепцией учета данных о погоде с помощью судовых электронных средств, является реализация прогнозирования 246 погодных условий вдоль намеченного маршрута, на ожидаемое время прибытия в его точки. Это должна делать сама система. Применяется статическое и/или динамическое представление прогноза. При статическом отображении прогнозируемые данные с определенным интервалом наносятся вдоль планируемой линии пути. При динамическом представлении используется проигрывание движения по маршруту. В соответствии с планом перехода последовательно показываются будущие позиции судна на карте с синхронным изменением данных, характеризующих прогнозируемое состояние погоды. Это позволяет наглядно представить погодные условия, которые следует ожидать на участках пути. Если необходимо, в процессе проигрывания можно сделать паузу, чтобы подробно проанализировать ожидаемую ситуацию в любой точке на планируемом пути. Анализируя имеемое в ряде НИС программное обеспечение для учета погодных условий при навигации, и программные продукты такого же целевого назначения, которые могут интегрироваться в НИС, можно выделить следующие функции оперирования с данными о погоде. Рис. 7.13. Отображение климатических данных. При наличии климатической базы НИС позволяет накладывать на электронную карту среднестатистические погодные данные на выбранный оператором месяц. Пример отображения такой информации при использовании программных средств Visual Passage Planner фирмы “Digital Wave” представлен на рис. 7.13. 247 Параллельно на панели экрана НИС показывает в цифровом виде данные о параметрах погоды в точках, на которые наводится курсор. Таким способом представляются: – розы ветров; – розы течений; – средняя скорость ветра; – процент шквалов; – высота волн; – температура воздуха и воды; – атмосферное давление; – процент тяжелых ледовых условий; – процент легких ледовых условий. Эта информация затем может использоваться в НИС при планировании переходов с учетом среднестатистических сведений о погоде. Такое планирование должно выполняться, если нет прогнозов гидрометеологических условий на конкретные даты. Ряд НИС имеет функции для получения данных о текущей погоде и ее прогнозов от метеорологических центров через каналы связи, а также для записи их в память. Такая информация полностью обновляются через определенный интервал времени, чаще всего через 12 или 24 часа. Данные о погоде могут накладываться на электронную карту для характеристики гидрометеорологических условий на текущий, или на заданный будущий, моменты времени, а также на ожидаемое время прихода в точки запланированного пути. Для районов с интенсивным волнением по прогнозируемым данным о высоте, периоде и направлении волн НИС дает возможность найти: – параметры бортовой, килевой, вертикальной качки, – нагрузки на корпусе, – величину падение скорости, – вероятность заливания, слеминга, оголения винта, – опасность опрокидывания. На основе полученной информации судоводитель может сделать заключение о необходимости изменения скорости/курса судна на будущих участках пути. На основе прогнозов погоды НИС позволяет предсказывать параметры качки и нагрузки на корпусе для подбираемых значений скорости/курса. Она также может рекомендовать наиболее благоприятные значения курса и скорости для наблюдаемых или задаваемых параметров волнения. Кроме того, эти данные могут использоваться в НИС при выборе оптимального пути по разным критериям. При оптимизации плана перехода используются обычно критерии минимизации: – расхода топлива при фиксированном времени прибытия в конечный пункт; 248 – расхода топлива при соблюдении расписания; – времени перехода. Ряд систем имеют функции для нахождения наивыгоднейшего трансокеанского пути по заданному критерию с учетом краткосрочных прогнозов погоды, расписания, стоимости топлива и соображений безопасности судну и грузу. Некоторые НИС снабжены программами выбора оптимального пути расхождения с тропическим циклоном. Рис. 7.14. Синхронно прогнозируемые положений судна и тропического циклона. Используя краткосрочные прогностические данные, НИС позволяет на электронной карте в динамике отображать картину развития условий погоды с указанием будущих положений судна на время текущего прогноза. Это оказывает помощь при оценке опасности тропических циклонов, прогнозируемый путь движения которых проходит через районы намеченного плавания судна. Прогностическая информация о тропическом циклоне приводится через 6 часов на 6, 12, 18, 24,…, 72 часа вперед. а) Текущая позиция б) Прогноз 12 h в) Прогноз 24 h г) Прогноз 36 h 249 На рис. 7.14 приведен пример синхронного прогнозирования движения судна и тропического циклона при использовании программы WeatherRoute TM фирмы «Riti». Высоты волн характеризуются цветом в соответствии со шкалой, показываемой на экране (на рисунке не приведена). Получая информацию о погодных условиях и имея возможность ее анализа, НИС заблаговременно может предупреждать капитана об ожидаемых тяжелых условиях плавания на линии пути, что позволит ему предпринять своевременные действия для обеспечения безопасности судна и эффективности рейса. 250 |