30

определена как наименьший административный блок для географических и навигационно-гидрографических данных, представляющий собой сферическую прямоугольную область, ограниченную двумя параллелями и двумя меридианами. Каждая ячейка имеет свой уникальный адрес (идентификатор), по которому однозначно определяется ее место на карте мира. В ячейке содержатся данные определенного географического района для конкретного масштаба. Данные ячейки помещаются в отдельный файл. Из содержания файлов можно образовывать совокупности данных для любого вырезанного оператором на карте-схеме мира района и показать его на экране как целую единую карту. Для файлов ENC и ее ячеек используются названия из восьми символов с расширением [16].

Первые два символа определяют производителя ENC.

Третий символ используется для указания «навигационной цели» карты, т.е. является грубым указателем ее масштаба: 1 – обзорная карта мира, 2 – генеральная карта, 3 – прибрежная карта, 4 – подходы к порту, 5 – гавань, 6 – карта для швартовки (план).

Четвертый-восьмой символы являются кодом места расположения ENC. Расширение (например, «.005») обозначает номер корректуры ENC. Приведем для примера несколько кодов производителей электронных

карт: UA - Украина, US - США, DE - Германия, GB - Англия, RU - Россия, FI

– Финляндия, FR - Франция, JP - Япония, DK - Дания, KP - Корея, CL - Чили. Каждый производитель картографических данных вправе применить любую схему кодирования, которая обеспечивает уникальность идентификатора положения ячейки. В результате, используемые разными ГО коды для определения положения ячейки карты не являются однообразными. Одни службы применяют в этих кодах только цифры, другие – буквы и цифры, или только буквы. Приведем примеры названия файлов ЭК разных ГО (без расширений): DE221000, DK2CHWGG, FR301090, US5PR62M, GB100007, CL2AN020, AU314145. Право выбора размеров ячеек также принадлежит производителем ENC, однако объем данных ячейки не должен превышать 5Мб. Ячейку не следует делать и слишком малой, чтобы не

увеличивать значительно их общее количество.

Для других видов карт (RNC, карт частных фирм) используются отличающиеся от нарезки ENC системы деления поверхности Земли.

1.3.Общие сведения о судовых НИС

1.3.1.Назначение, решаемые задачи и основные функции

Судовой навигационно-информационной системой (НИС) называется средство, которое производит хранение, получение, обработку информации, необходимой при проводке судна из порта отхода в порт назначения, и отображает результаты обработки на ЭК в виде, облегчающем выполнение безопасного и эффективного судовождения.

31

Основное назначение НИС – повышение навигационной безопасности, защиты окружающей среды, эффективности перевозок грузов морем. НИС должна обеспечить судоводителям информационную поддержку при планировании пути, его коррекции в процессе рейса и при выполнении перехода. Это должно достигаться предоставлением вахтенному помощнику (OOW) возможности хорошего знания обстановки путем отображения ее компонентов в реальном времени, прогнозирования ситуаций на определенное время вперед, сигнализации о требующих внимания элементах и явлениях, выработки рекомендаций для решения возникающих проблем. Если в начальный период НИС выступали в роли чисто бортовых систем, не связанных с другими судами и наземными центрами, то с подключением транспондеров AIS и развитием систем связи, обеспечивающих возможность применения на судах Интернета, стали активно развиваться пути взаимодействия НИС с береговыми системами управления транспортными и грузовыми потоками, с поставщиками картографической и другой используемой при судовождении информации.

Основные функции НИС. Навигационно-информационные системы являются многофункциональным оборудованием. Условно выполняемые ими функции могут быть разделены на следующие категории:

•навигационные (планирование и выполнение перехода);

•коммуникационно-информационные (связь с внутренними и внешними по отношению к судну источниками и потребителями информации, прием, хранение, передача данных, выдача справок и т.д.);

•для управления изображением карт (масштабирование, изменение нагрузки, подъем ЭК, приспособление к условиям освещенности и т.д.);

•для предупреждения столкновений судов (обработка данных РЛС, транспондера АИС, оценка опасности столкновения, и др.);

•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, СРП, транспондера AIS, приемника Navtex, приемоиндикаторов спутниковых и береговых радионавигационных систем и др., а также относящиеся к безопасности сведения, поступающие через каналы связи от береговых центров, обслуживающих мореплавателей. Представляет информацию НИС в интегрированном виде путем отображения концентрированных характеристик текущего состояния процесса судовождения на ЭК.

1.3.2. Основные типы НИС

НИС подразделяются на следующие типы:

1.морские ECDIS (Electronic Chart Display and Information System);

2.ECS (Electronic Chart System);

32

3.ECDIS для внутренних водных путей и судов смешанного плавания (Inland ECDIS, СОЭНКИ и др.);

4.портативные лоцманские устройства (PPU – Pilot's Portable Unit). Вид представителей этих типов НИС показан на рис. 1.13.

Рис. 1.13. Типы навигационноинформационных систем

PPU HarbourPilot

ECDIS. В IMO эксплуатационных стандартах ECDIS дано следующее определение этой системы:

ECDIS означает систему навигационной информации, которая вместе с надлежащими устройствами резервирования может приниматься эквивалентной откорректированной карте, требуемой правилами V/19 и V/27 СОЛАС74, поскольку она отображает выбранную из SENC информацию вместе с данными позиционных датчиков с целью помочь мореплавателю выполнять предварительную и исполнительную прокладку и, если требуется, показывает дополнительную относящуюся к судовождению информацию.

Таблица 1.1. - Список производителей ECDIS

33

ECDIS также можно определить как систему с ЭК, удовлетворяющую специальным требованиям IMO, IHO, IEC, что согласно СОЛАС74 определяет ее как альтернативу официальных БНК.

Список производителей ECDIS представлен в табл. 1.1 [14].

ECS. В стандарте ISO 19379 «ECS Database Standard», устанавливающем требования к информативности и точности неофициальных ЭК, дано следующее определение ECS:

ECS - это система, которая в электронном виде отображает координаты судна, соответствующие данные морских навигационных карт и информацию из ECS базы данных на экране дисплея, но не отвечает всем требованиям IMO к ECDIS и не предназначена для полного удовлетворения требований конвенции СОЛАС74, (глава V) к навигационным картам.

Поскольку ECS не должны соответствовать требованиям СОЛАС74, IMO эксплуатационных стандартов для этих систем нет. В ECS могут использоваться как официальные, так и неофициальные ЭК. Государственные ГО не несут ответственности за качество неофициальных карт.

ECS должна удовлетворять стандарту IEC-62376 (2010) - «Электронные картографические системы (ECS). Технико-эксплуатационные требования, методы и требуемые результаты испытаний». Эта система предназначена для использования на судах каботажного и внутреннего плавания (например, не подпадающие под действие СОЛАС74 небольшие рыболовные суда, суда для отдыха и др.), на которых не требуется соблюдать требования главы V СОЛАС74 и где полная функциональность ECDIS считается ненужной. Но ECS могут иметь и аналогичную ECDIS функциональность.

Установка требований к данным карт и пособий для ECS и надзор за их соблюдением - обязанность национальных администраций. Администрация может разрешить использование ECS в качестве основного средства навигации. В этом случае необходимо соответствующее резервное оборудование для обеспечения безопасной навигации при отказе ECS. Требования национальных администраций должны учитываться изготовителями ECS, что позволит уменьшить риск от применения их продукции на судах.

Стандартом IEC-62376 установлены три класса ECS - «А», «B» и «C»:

–класс «А» предназначен для использования в качестве основной НИС на судах, на которых ECDIS необязательны;

–класс «В» предназначен для применения в качестве основной НИС на судах, на которых ECDIS и ECS класса «А» необязательны;

–класс «С» является вспомогательным средством навигации и предназначен

для прокладки и мониторинга положения судна.

Таким образом, стандарт IEC-62376 допускает применение ECS классов «А» и «B» в качестве основного навигационного средства на судне без использования предварительной и исполнительной прокладки на БНК. Как уже упоминалось, этим стандартом установлены требования к ECS. Так, минимальный размер изображения карты определен как 250х250 мм для ECS

34

класса «А», 150х150 мм - для класса «В» и 101х101 мм - для класса «С». ECS также должны удовлетворять стандарту IEC-62288 (Представление навигационной и связанной с ней информации).

Рассмотрим теперь ECS с растровыми картами. Для названия таких систем нередко используют термины RCS и RCDS. RCS – это ECS, в которой применяются растровые карты любых видов. RCDS означает систему навигационной информации, отображающую RNC с данными о местоположении, получаемыми от навигационных датчиков, с целью помочь мореплавателю выполнять предварительную и исполнительную прокладку, и, если требуется, показывающую дополнительную информацию, относящуюся к судовождению. Даже если система RCDS удовлетворяет эксплуатационным требованиям IMO к ECDIS в отношении режима с растровыми картами, к ECDIS она не относится. Основным недостатком растровых карт является отсутствие информации о картографических объектах. Из-за этого даже современные RCDS не могут сравниться с ECDIS.

Inland ECDIS (IECDIS) представляет собой НИС с ЭК для внутреннего судоходства, отображающую информацию SENC, и, факультативно, данные, получаемые от навигационных датчиков. IECDIS может использоваться в навигационном и/или в информационном режиме.

Навигационный режим означает применение IECDIS в целях управления судном с получением навигационной информации при помощи наложения РЛ изображения. В этом режиме оборудование IECDIS (аппаратура, системное и прикладное программное обеспечение) должно иметь высокий уровень надежности и сертифицироваться компетентным органом. В названном режиме IECDIS может функционировать в конфигурациях:

–Раздельная установка IECDIS и РЛ оборудования (сигнал с РЛ оборудования передается на компьютер системы IECDIS);

–РЛ оборудование с интегрированными функциями IECDIS. Рекомендуется применять вторую конфигурацию.

Информационный режим предполагает использование IECDIS только в

информационных целях без наложения РЛ изображения. Применительно к IECDIS, предназначенным для применения лишь в этом режиме, требования к навигационному режиму расцениваются как рекомендации.

PPU. Портативное лоцманское устройство можно охарактеризовать как переносную НИС, которую лоцман берет на борт судна в качестве инструмента, помогающего решать стоящую перед ним задачу. Сопряженное с датчиком позиции, таким как приемник GPS/DGPS, и использующее ту или иную форму отображения ЭК, PPU показывает место судна и его движение в реальном времени. Кроме того, PPU предоставляет информацию о позиции и движении других судов через AIS интерфейс. PPU имеет программное обеспечение для предварительной и исполнительной прокладок, предоставления определенных видов информации, необходимой при лоцманской проводке и швартовке. Эти системы изготавливаются во многих вариантах рядом производителей, например, компаниями «Navicom

35

Dynamics», «Transas», «Trelleborg Marine Systems», «Atlantasmarine» и др.

Разные типы PPU имеют отличающееся аппаратное и программное обеспечения, и обладают неодинаковыми возможностями. Одни из вариантов современных PPU включает в свой состав лэптоп (портативный компьютер), приборный модуль с датчиками информации, две спутниковые антенны и RTK антенну. В приборный модуль входит приемник GNSS, RTK приемник и ряд других устройств. Передача информации с датчиков на лэптоп осуществляется беспроводным путем. Обеспечиваемая рассматриваемым вариантом PPU точность определения параметров движения судна характеризуется в табл. 1.2, где SBAS (Satellite Based Augmentation System) -

спутниковая широкозонная система дифференциальной коррекции (WAAS

или EGNOS или MSAS); RTK (Real Time Kinematic) - дополняющий GNSS

метод для получения точности местоположения в сантиметровом диапазоне. RTK метод требует для реализации береговой станции, передающей поправки к GNSS данным на частотах в VHF, UHF диапазонах. Этим определяется дальность работы в этом режиме от береговой RTK станции - до 20 миль.

Таблица 1.2. Обеспечиваемая PPU точность

Процесс совершенствования PPU привел к появлению нового типа этих средств – портативных систем поддержки решений лоцмана (POADSS - Portable Operational Approach and Decision Support System) [22]. Для работы таких систем требуется наличие наземной базовой RTK станции и берегового сервера, предоставляющего различную информацию (картографическую, о трафике движения, текущие и прогнозируемые данные о приливах и UKC и др.). Основными новыми приложениями, которые используются в POADSS в отличие от стандартных PPU, являются:

−интеграция инерциального измерительного модуля (IMU) с бортовой аппаратурой GNSS с целью точного определения параметров движения корпуса судна во всех степенях свободы;

−использование беспроводного широкополосного канала для обмена информацией в режиме реального времени с береговым сервером (Web Map Services);

−отображение динамических высокой плотности батиметрических данных на электронной карте (позволяет представлять истинную изобату безопасности, изменяющуюся во времени);

−применение программного обеспечения для определения изменяющейся глубины под килем (DUKC - Dynamic Under Keel Clearance).