Компоненты основного блока ЭКНИС

предусматривают подключение датчиков, представленных на рис. 1.

Стандарт IEC 61174 (IEC International Standard 61174 - требования к морскому навигационному и радиокоммуникационному оборудованию ECDIS-систем; содержит описание методов проверки соответствия систем требованиям стандарта). IEC 61174 предъявляет к ЭКНИС основное требование: обязательное подключение датчиков(системы определения места судна (СНС, eLoran, др.); гирокомпаса; лага [3].

Подключение к компьютеру основных датчиков и базы данных по навигационной гидрографической обстановке, т.е. откорректированной электронной карты, позволяет оперативно решать навигационные задачи, связанные с безопасностью плавания судна, но всё-таки возможность дополнительной информационной помощи существует.

Большинство картографических систем имеет расширенные возможности решения дополнительных навигационных задач, что значительно облегчает работу судоводителя как в режиме подготовки к плаванию, так и во время плавания. Подобный сервис включает индикацию информации РЛС/САРП, АИС, эхолота, Навтекс. Эти датчики также отображены на рис. 1, но не требуют обязательного подключения.

Рис. 1 Компоненты основного блока ECDIS

Базы данных по дополнительной навигационной информации (приливы, течения, лоции, информация о портах, прогнозе погоды и т.д.) также могут отображаться в ЭКНИС.

Встроенные в ЭКНИС программы позволяют решать различные вспомогательные задачи - остойчивость, астрономические задач и т.д.

Не трудно заметить, что возможностей у современных ЭКНИС хватает, но, возвращаясь к независимым опросам, делаем вывод: Необходим «допинг», состоящий издополнительной информации, улучшения корректуры как предварительной, так и исполнительной прокладки и ввода дополнительных исходных сведений в систему контроля безопасности мореплавания современных ЭКНИС.[3]

Откуда можно получить «свежую» информационную составляющую? Что опытный судоводитель предложил бы добавить в систему-помощника для укрепления его уверенности в ней?

Международные Правила Предупреждения Столкновений Судов В Море, 1972 г. или COLREG (International Regulationsfor Preventing Collisionsat Sea, 1972)–это свод правил, распространяющийся на все суда в открытых морях и соединенных с ними водах, проверенный достаточно продолжительным и различным опытом на практике и содержащий основу хорошей морской практики.

Включение МППСС-72 в базы данных ЭКНИС, с целью предоставления дополнительной информации о преобладающих обстоятельствах и условиях плавания, анализа и оценки существующей ситуации и опасности столкновения, а также, соответствия с принятием необходимых действий в реальном времени может стать неплохим помощником для судоводителя при контроле безопасности мореплавания.

С таким нововведением, определённые положительные качества, реальную фундаментальность и заметно увеличенную чёткость выполнения поставленных задач, приобретут следующие функций ЭКНИС:

- обеспечение картографической информацией и корректурой;

- отображение и предоставление дополнительной навигационной информации и информации по соседнему району;

- планирование маршрута перехода и составление графика движения по нему;

- отслеживание приближения к навигационным опасностям и предоставление полезной информации, на основе мощного справочного материала;

- предоставление полезной информации о маневре расхождения с другими судами в реальном времени;

- решение других навигационных задач.

Например, при определённых условиях плавания на дисплее ЭКНИС может отображаться следующая справка:

«Status of other vessel is underway. Navigate in accordance with Rule 15 Crossing situation». (рис. 2);

Или «Your vessel proceeds near the terminations of TSS: keep particular caution as require Rule 10 Traffic Separation Schemes». (рис. 3)

Рис. 2 Reference service: Rule 15 Crossing situation

Информацию, находящуюся в «справочной службе» ЭКНИС можно увеличивать и подкреплять из различных источников.

Например, можно создать дополнительную базу данных, которая будет располагать разными полезными фактами, помогающими принимать то или иное решение. В такой базе данных может содержаться следующая информация:

- районы с наиболее преобладающей плотностью движения, скоплением рыболовных или любых других судов;

- районы с наиболее преобладающим количеством навигационных опасностей;

- районы, в которых наиболее часто фиксируются изменения в погодных условиях, состоянии моря ветра и течения;

- районы, в которых наиболее часто фиксируют нападения пиратов;

- районы, в которых необходимо следовать с наибольшей осторожностью, тщательно сообразуясь с особенностями и опасностями данного района.

Например, при приближении судна к таким районам на дисплее ЭКНИС может отображаться следующая справка:

«Vessel proceeds to area with increased of the traffic density. Navigate with particular caution». (рис. 4)

Рис. 3 Referenceservice: Rule 10 TrafficSeparationSchemes

Также «Справочная служба» ЭКНИС может располагать индивидуальными данными по судну: Основные размерения, Манёвренные характеристики, дополнительные особенности судна и его состояние в реальном времени.

Выводы из данного исследования. Основываясь на вышесказанном, напрашивается вывод о том, что «Справочная служба» в ЭКНИС может стать решением основных проблем системы в целом. Имея в совокупности всю дополнительную важную информацию, собранную в один мощный пакет данных, ЭКНИС может стать ещё более полезным и необходимым навигационным оборудованием мостика. Причём постоянное обновление и пополнение свежей информацией будет накладывать ярлык «актуально» на весь справочный материал, предоставляемый такой системой.

Однако не стоит забывать, что она будет являться только дополнением и служить помощником в реальном времени, располагающим полезной информацией, взятой из всякого рода правил, руководств, конвенции, резолюций и т.д. Ответственность же за принятое решение в тех или иных ситуациях, условиях и особенностях плавания остаётся на плечах Судоводителя. Системы, технические средства, оборудования и другие современные новшества могут дать совет, подсказку или пополнить имеющуюся информацию у Вахтенного помощника Капитана, но они не в состоянии взять на себя ответственность, исключить «человеческий фактор» и выбрать правильный путь, решение определённой задачи.

Рис. 4 Reference service: Area with increased of the traffic density

Введение

В судовождении все более широкое распространение получают высокоэффективные навигационно-информационные компьютерные системы с электронными картами (ЭК). Среди них выделяют в настоящее время два вида систем: ECD1S (Electronic Chart Display and Information System); ECS (Electronic Chart System).

ECD1S - это навигационно-информационная компьютерная система (НИКС), удовлетворяющая специальным требованиям, что позволяет судоводителям официально использовать ее прокладку на электронной карте вместо прокладки на бумажных картах. Такой статус ECD1S определен правилом V/20 международной конвенции ИМО по безопасности жизни на море (SOLAS-74). Согласно этому правилу, все суда должны быть снабжены приведенными на уровень современности картами, наставлениями для плавания, пособиями до огням, знакам, радиотехническим средствам, извещениями мореплавателям, таблицами приливов и другими специальными публикациями, необходимыми на предстоящий рейс. Требуемые карты могут быть обеспечены также путем их представления на экране ECD1S. Это касается и других необходимых на рейс навигационных пособий, информация которых также может быть отображена на экране ECD1S.

Таким образом, ECD1S может быть использована как эквивалент бумажных навигационных карт и пособий для плавания. Это означает не физическую эквивалентность прокладок на электронной и бумажной картах, а юридическое признание использования ECD1S без применения бумажных карт на район плавания.

Эксплуатационные требования к ECD1S, требования к ее аппаратуре и программному обеспечению определены международными организациями: ИМО - международной морской организацией (IMO -International Maritime Organization), МГО - международной гидрографической организацией (ШО - International Hydrographic Organization), МЭК - международной электротехнической.комиссией (IEC - International Electrotechnical Comission).

ECS представляет собой навигационную или навигационно-информациоиную компьютерную систему с электронными картами, не удовлетворяющую в полной мере требованиям к ECD1S, ECS не может быть использована без применения официальных бумажных карт

В ECD1S реализуются последние достижения в области информационной техники и они обладают обширными возможностями.

Корректура электронных карт в ECDIS может осуществляться автоматически через спутниковые каналы связи и, в частности, через всемирную компьютерную сеть Интернет. Через эту сеть можно заказывать и получать также новые электронные карты и другую навигационную информацию.

В результате применения ECDIS судоводитель на ходовой вахте освобождается от выполнения многих рутинных операций. Его основными функциями становится наблюдение за окружающей обстановкой, контроль ECDIS и других средств судовождения, управление их работой для получения требуемой обстановкой информации, оценка предоставляемой информации и принятие решений по управлению судном. ECDIS способна предоставлять судоводителю в интегрированном виде информацию, характеризующую различные стороны процесса судовождения, что позволяет ему уверенно и обоснованно принимать решения. Применение ECDIS повышает результативность деятельности судоводителя, обеспечивает использование большего объема и номенклатуры данных, увеличивает скорость их обработки, улучшает точность и достоверность результатов, повышает безопасность мореплавания и приводит к росту финансовых показателей работы судна.

Однако не надо забывать и об определенной сложности работы с такими системами, как ECDIS. Эта сложность определяется большим набором решаемых ECDIS задач, требующих многочисленных исходных данных; значительным числом ее управляющих функций;

вырабатываемыми ей различного вида сигналами, предупреждениями и сообщениями; одновременной работой со многими навигационными приборами и средствами управления; способностью параллельного решения сразу нескольких задач; концентрированным представлением информации о процессе судовождения и необходимостью правильной ее оценки, и т.д., а также имеемыми погрешностями, ограничениями и недостатками, которые надо постоянно иметь ввиду. Все это требует более высокого интеллектуального уровня подготовки судоводителей. Для работы с ECDIS судоводители должны:

• Знать базовые принципы построения навигационно-информационных компьютерных систем и организацию их данных, функциональные возможности НИКС, принципы решения системных и прикладных задач, способы управления данными, виды ввода, отображения и регистрации информации, типы вырабатываемых системами сигналов, сообщений и предупреждений, и что особенно важно - присущие этим системам ограничения, недостатки и потенциальные опасности использования;

• Уметь работать с ECDIS оборудованием, использовать навигационные и информационные функции, выбирать требуемую обстановкой информацию и объективно оценивать ее, принимать правильные решения на основе получаемой от ECDIS информации;

• Оценивать потенциальные погрешности отображаемых данных, вероятность неправильной их интерпретации и четко представлять опасность переоценки возможностей ECDIS.

1. Электронные карты.

В общем плане под электронной картой - ЭК (electronic chart -ЕС) - понимается изображение определенного района Земли в условном виде на экране дисплея или набор данных для построения этого изображения.

1.1. Классификация электронных карт.

При рассмотрении вопросов использования ЭК применяется их классификация по различным признакам.

В зависимости от полноты информации, представляемой на карте, ЭК разделяют на полномерные и упрощенные (стилизованные). По нагрузке полномерные навигационные ЭК равноценны официальным бумажным навигационным картам и содержат всю картографическую информацию, необходимую для безопасного и эффективного судовождения.

Нагрузка упрощенных электронных карт недостаточна для целей безопасного плавания. Для использования полномерных карт требуются обладающие широкими возможностями средства хранения и отображения информации, которыми ряд автоматизированных навигационных систем не обладает. В таких системах могут использоваться ЭК в упрощенном виде, который позволяет реализовывать имеемая аппаратура. Схематическое изображение на экране дисплея местности в определенной проекции, не эквивалентное бумажной навигационной карте и не удовлетворяющее требованиям к безопасности мореплавания, обычно называется упрощенной (стилизованной) электронной картой.

Упрощенные ЭК получаются самыми разными способами. Для ввода с бумажных карт в память ЭВМ данных для стилизованных карт в ряде автоматизированных навигационных систем используются специальные кодирующие планшеты - дигитайзеры (chart digitizer).

В зависимости от метода цифрового представления информации карты ЭК делят на растровые и векторные.

В растровых картах (Rastr electronic navigational chart - RNC) используется метод цифрового представления изображения карты в виде матрицы точек (пикселей). При таком представлении карты сведений об отдельных картографических объектах в памяти нет. Исходной для получения данных растровых карт служит информация официальных бумажных карт. Растровые карты получаются сканированием основы и раздельно цветного изображения бумажных карт. За основу растровых ЭК приняты печатные платы для обычных бумажных карт. Снятая с основы карта является копией бумажной. Сканерная технология производства растровых карт обеспечила в начале 90-х годов быстрое производство мировой коллекции этих карт.

В векторных ЭК (Vector electronic navigational chart -VENC) применяется метод цифрового представления элементов карты с помощью точек, линий, контуров, заданных своими координатами и соответствующим кодом. При таком методе представления информация карты хранится в памяти в виде последовательности записей, характеризующих каждый имеемый на карте картографический объект. Картографическим объектом (КО) называется реальный объект или явление, изображаемое на карте в условном виде; или описание или группа описаний картографических характеристик реального объекта или явления в цифровом виде для отображения его на ЭК.

Все объекты векторной электронной карты обычно распределяются по определенным тематическим уровням, называемых слоями карты. Такими слоями, например, могут быть: навигационные средства, глубины, качество данных, характеристики и т.д. Разделение нагрузки карты на слои позволяет системе, отображающей ЭК, управлять видимостью этих слоев.

Количество информационных слоев векторной ЭК может быть различным. Требуется их иметь, по крайней мере, три: базовая информация, дополнение базовой информации до стандартной, вся другая информация. Выделение таких слоев позволяет определить три вида нагрузки карты: базовую, стандартную и полную.

Базовая нагрузка - означает уровень информации карты, который не может быть удален с дисплея. Она содержит информацию, которая требуется всегда, во всех географических районах и при любых обстоятельствах. Это не означает, что ее достаточно для безопасного судовождения. Базовая нагрузка включает: береговую черту (для полной воды); выбранную капитаном для собственного судна безопасную изобату; в ограниченной безопасной изобатой области отдельные подводные опасности с глубинами, меньшими безопасной; в пределах этой же области отдельные опасности, такие как мосты, линии электропередачи, включая буи и знаки, которые используются или не используются как средства навигации; системы движения;

масштаб; вид ориентации карты и режим дисплея; единицы глубин и высот.

Стандартная нагрузка - это минимальный набор данных, обеспечивающих безопасность при прокладке и планировании пути. Стандартная нагрузка включает базовую, а также линии осыхания, стационарные и плавучие средства навигации, границы фарватеров, каналов, приметные визуальные и радиолокационные объекты, запретные и ограниченные районы, и некоторые другие сведения.

Полная нагрузка состоит из стандартной и всей другой информации. Вся другая информация включает: значения глубин, подводные кабели и трубопроводы, маршруты паромов, детали всех отдельных опасностей, детали навигационных средств, содержание предупреждений мореплавателям, дату издания ЭК, горизонтальный геодезический датум, ноль глубин, магнитное склонение, географические названия и т.д.

Изображение векторной карты получается путем преобразования цифровых данных картографических объектов в графическое изображение карты. Построение элементов карты производится с помощью точек, прямых линий (векторов), ломаных линий и контуров по координатам точек, представляющих метрику картографических

объектов.

Векторные ЭК до недавнего времени создавались в основном путем съема их цифровых данных с бумажных карт с помощью дигитайзерных технологий. В этих технологиях значительное место занимает ручной труд, что приводило к существенным затратам времени на производство векторных карт. В результате долгое время не было полной коллекции векторных карт на весь Мировой океан. В настоящее время для производства векторных карт созданы современные автоматические сканерные технологии, выполняющие «векторизацию» бумажной карты в требуемом формате и контроль качества получаемых данных. В результате скорость создания векторных электронных карт значительно увеличилась.

Кроме официальных бумажных карт, исходной информацией для образования данных векторных ЭК могут служить непосредственно данные геодезической съемки местности, а также результаты аэро и космической фотометрической съемки районов Земли. Это имеет большое значение по следующим причинам:

• Обеспечивается более высокая точность данных карты, так как исходные данные свободны от погрешностей графического их представления на бумажной карте.

• Электронные карты могут создаваться по результатам новых высокоточных съемок местности, не ожидая, когда будут получены по этим результатам бумажные карты.

Дело в том, что съемка многих районов Земли выполнена давно и ее точность не отвечает современным требованиям. Это обстоятельство снижает эффективность спутниковых навигационных систем GPS и ГЛОНАСС и, соответственно, систем с ЭК. Поэтому в настоящее время производятся обширные работы по уточнению положения картографических объектов в системе WGS84 для многих районов Земли. Эта работа рассчитана на несколько лет. Получаемые при выполнении этой работы результаты могут непосредственно использоваться для создания новых высокоточных ЭК.

В зависимости от юридического статуса ЭК подразделяются на официальные и неофициальные карты. Официальными считаются ЭК, выпускаемые государственными гидрографическими организациями. Все другие ЭК относятся к неофициальным картам. Официальные векторные карты, например, создаются Главным управлением навигации и океанографии (ГУНиО) России. Официальные растровые электронные карты (RNC) производятся, например, специальной службой Британского Адмиралтейства (ARCS -Admiralty Raster Chart Strvice), гидрографической службой США (NOAA - National Oceanic and Atmospheric Administration).

В зависимости от вида навигационной системы, в которой ЭК представляются, электронные карты делятся на ecdis-карты и ecs-карты. Ecdis-карты - это официальные векторные электронные навигационные карты, данные которых стандартизованны по содержанию, структуре, действующему формату обмена картографической информацией и полностью удовлетворяют специальным требованиям ИМО и МГО. Они выпускаются для использования с ECDIS. Ecdis-карты в документах ИМО названы Electronic navigational charts - ENC. В основу использования ecdis-карт в судовождении положены следующие принципы:

• точность и полнота ЭК должна быть не ниже бумажных навигационных карт;

• Данные карты и корректуры к ней должны быть представлены в официально принятых ШО стандартных форматах;

• Государственные гидрографические службы должны нести полную ответственность за содержание ЭК и корректур к ним;

• Данные карт и официальных корректур должны храниться в памяти системы в неизменяемом виде;

• размножение, регистрация и распространение ЭК должны соответствовать международным правилам распространения программного обеспечения.

К Ecs-картам относятся: растровые карты, упрощенные ЭК, выпускаемые частными фирмами полномерные векторные ЭК, векторные карты в отличном от действующего формате.

Классификация ЭК в зависимости от масштаба. Как известно, подробность нагрузки карт зависит от их масштаба. Масштаб электронной карты, которому соответствует ее нагрузка, называется оригинальным масштабом ЭК. В зависимости от оригинального масштаба ЭК делятся на:

• карту мира (World) - 1: 2500001 и меньше;

• генеральные карты (General) - 1: 300001 - 1: 2500000;

• прибрежные карты (Coastal) - 1: 80001 - 1: 300000;

• подходные карты (Approach)- 1: 40001 - 1: 80000;

• гавани (Harbour)-1: 10001-1: 40000;

• планы (Plan) -1: 10000 и крупнее. Отметим, что традиционно бумажные отечественные навигационные морские карты в зависимости от масштаба подразделяются на следующие виды:

• генеральные - 1: 1000000 - 1: 5000000;

• путевые - 1: 100000 - 1: 500000;

• частные - 1: 25000 - 1: 50000;

• планы - 1: 25000 и крупнее.

Классификация ЭК в зависимости от использования в навигационной системе. Среди векторных карт различают основные и системные карты. Основной называют карту, данные которой размещены в отдельном файле, поставляемом государственной или частной организацией. Данные основной карты не могут быть изменены на судне.

Системная электронная карта (System electronic navigational chart - SENC) - это набор данных для отображения откорректированной навигационной карты, представленный во внутреннем формате системы. Он является результатом преобразования системой информации основной ЭК с учетом корректур и данных, добавленных мореплавателем. Это тот набор данных, который составляет дисплейный файл системы для отображения откорректированной навигационной карты и выполнения с ее помощью навигационных функций. SENC может содержать информацию и от дополнительных источников.

⇐ Предыдущая 123 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒