5.3.3. Вычислительная система

Вычислительная система предназначена для сбора, обработки и отображения информации от всех контрольно-измерительных средств комплекса, а также хранения этой информации.

В состав вычислительной системы включены две ПЭВМ, объединенные с ГИС эколога в локальную вычислительную сеть типа "Ethernet":

ПЭВМ-ВЦ, предназначенная для обработки информации, поступающей от преобразователей ГХФП и системы спутниковой навигации, принятия оперативных решений об экологическом состоянии обследуемой акватории, формирования общего архива и подготовки итоговых материалов по результатам работ;

ПЭВМ-УЗК, предназначенная для обработки и архивирования информации, поступающей от аппаратуры ультразвукового зондирования.

Сетевая организация ЦВС значительно увеличивает скорость и эффективность обмена информацией между всеми составными частями комплекса, позволяет значительно упростить возможность подключения дополнительных измерительных подкомплексов и других абонентов. В ЦВС комплекса реализована локальная вычислительная сеть на экранированной витой паре, что обеспечивает высокую помехоустойчивость передачи информации в сети.

В качестве элементной базы для всех ПЭВМ, входящих в состав комплекса, используются специальные компьютеры (рис.5.7), предназначенные для эксплуатации на борту морских судов. Специальные компьютеры включают в себя:

- цветной ЖК-монитор;

- системный блок, в котором размещены пассивная установочная панель, процессорная плата, модули памяти, блок питания, накопители на жестком и гибком магнитных дисках, специализированные платы приема и передачи данных.

Рабочий корпус системного блока обеспечивает защиту от механических и климатических воздействий и, кроме того, предохраняет систему от коррозии, влаги и пыли.

Пассивная установочная панель, выполненная в соответствии с принципами открытой архитектуры, позволяет использовать одноплатные ПЭВМ с любым типом процессора, различные электронные диски, устройства аналогового и цифрового ввода/вывода, сетевые адаптеры, различные дополнительные устройства.

Рисунок 5.7 ‑ Вычислительная система комплекса

В составе вычислительной системы используются ПЭВМ со следующими основными характеристиками:

- корпус Mini DeskTop Hewlett-Packard;

- материнская плата MicroStar MS-6743

- процессор Intel Celeron 2,4 ГГц /ОЗУ 256 Мб;

- НЖМД 40 Гб;

- НГМД 3,5";

- клавиатура Сherry;

- мышь.

Для документирования информации комплекс оборудован принтером типа Epson C63.

Для организации локальной вычислительной сети в состав ЦВС включен коммутатор 3С16470 производства фирмы 3COM, который управляет коммуникациями внутри сети, осуществляет коммутацию всех сигналов ЛВС, а также обеспечивает гальваническую развязку между всеми ПЭВМ.

Взаимосвязь ПЭВМ-ВЦ комплекса с преобразователем ГХФП реализована с помощью платы Advantech PCI-1602B, которая представляет собой модуль интерфейса RS-485 с гальванической развязкой. Связь ПЭВМ-УЗК с эхолотом ETR-6/10N осуществляется по сети Ethernet в рамках ЛВС.

В качестве сетевого программного обеспечения используются многозадачные сетевые операционные системы Microsoft Windows NT 4.0 и Microsoft Windows XP Professional, поддерживающие современные технологии и стандарты.

5.3.4. Аппаратура спутниковой навигации

Аппаратура спутниковой навигации, изображённая на рис.5.8, предназначена для быстрого и точного определения курса, скорости и местоположения судна.

В состав GP-50 входят:

- антенна GPA-015;

- дисплей GPA-018.

Рисунок 5.8 ‑ Аппаратура спутниковой навигации

Навигатор GP-50 представляет собой GPS приемник с шестидюймовым жидкокристаллическим индикатором и обеспечивает определение координат местоположения судна (с точностью до 5 м), его курса, скорости, дистанции до выбираемых оператором объектов. Навигатор имеет встроенную память, которая обеспечивает запись 2000 точек местоположения судна на дисплее и до 2090 точек прокладываемого маршрута.

Конвертор NMEA REPEATER обеспечивает вывод информации навигатора по двум портам RS-232 и шести NMEA 0183.

Антенна GPA-015 обеспечивает прием сигналов-координат местоположения искусственных спутников Земли глобальной системы позиционирования.

Навигатор GP-50 подключается к ПЭВМ комплекса и передает навигационную информации по линиям интерфейса RS-232, для связи используется стандартные COM-порты ПЭВМ.

Питание навигатора GP-50 осуществляется от блока питания PS-103. Напряжение питания - 12 В, потребляемая мощность менее 10 Вт.

5.3.5. Геоинформационная система эколога

Геоинформационная система эколога, изображенная на рис.5.9, предназначена для:

- сбора, систематизации, анализа и хранения информации об экологической обстановке контролируемого района;

- пространственно-временной обработки информации с наглядным отображением на электронных картах;

- эффективного контроля динамики экологической обстановки за счет сопоставления поступающей оперативной информации с результатами долговременных наблюдений, хранящихся в базах данных;

- документирования результатов анализов.

Рисунок 5.9.‑ Отображение информации на мониторе геоинформационной системы.

Источником информации для системы является информация, получаемая вычислительной системой комплекса, а также информация, полученная в стационарных лабораториях.

База данных системы разработана под систему управления базами данных "Paradox 7,0" и предназначена для хранения и обработки до 2 млн. записей.

База данных системы обеспечивает ввод, редактирование, поиск, обработку и анализ информации.

База данных системы состоит из базы измерений стандартных экологических характеристик, базы измерений экологических характеристик (база измерений гидрохимикофизических данных о состоянии придонного слоя воды морского участка трассы СЕГ) и базы объектов экологического контроля.

База измерений стандартных экологических характеристик - для хранения и обработки информации о состоянии водных бассейнов района, полученной в стационарных береговых лабораториях.

База измерений экологических характеристик - для хранения и обработки информации, полученной ЦВС комплекса.

База объектов экологического контроля - для хранения информации об объектах (предприятиях, водосливах, водозаборах и т.д.).

Система обеспечивает работу с электронными картами, судовыми архивами и базами данных.

При работе с электронной картой исследуемого района обеспечивается:

-визуализация электронной карты;

-преобразование координат при переходе из одной геодезической системы в другую;

-развитый интерфейс управления изображением электронной карты (прокрутка, дополнительное обзорное изображение карты, позволяющее производить перемещение по карте, масштабирование, выделение фрагментов с последующим увеличением);

-послойное маскирование выводимой информации;

-измерение расстояний между заданными точками или суммарного расстояния по сложной траектории;

-непрерывное отображение текущих географических координат, соответствующих положению курсора на электронной карте;

-наложение временных меток на электронную карту.

При работе с судовыми архивами обеспечивается:

-загрузка выбираемых пользователем судовых архивов с отображением траектории движения (стоянки в точке) судна на электронной карте;

-вычисление статистических характеристик по данным судовых архивов на участке, выделенном на карте, и отображение результатов в виде таблиц;

-запись значений для выбранной точки на траектории движения судна в базу измерений экологических характеристик;

-выделение участков траектории с превышением пороговых значений экологических характеристик;

-построение по выбранному участку траектории движения судна графиков временных зависимостей экологических характеристик;

-документирование карт, графиков временных зависимостей экологических характеристик, статистических характеристик экологических параметров в выбранных пользователем областях или участках патрулирования.

При работе с базами данных обеспечивается:

-доступ к информации, хранящейся в базах измерений, через электронную карту;

-ввод информации в базу измерений экологических характеристик из судовых архивов через электронную карту;

-ввод местоположения и названия объектов в базу объектов.

Для ГИС эколога используется ПЭВМ со следующими основными характеристиками:

- промышленный корпус IPC-610BP-30ZF (19") производства фирмы "Advantech" с пассивной объединительной панелью PCA-6114P7-C (6 слотов ISA, 7 слотов PCI) и источником питания PS-300ATX-Z;

- модуль центрального процессора PCA-6178 (процессор Intel Pentium IV 1 ГГц /ОЗУ 256 Мб производства фирмы "Advantech";

- НЖМД 20 Гб;

- НГМД 3,5";

- клавиатура Сherry;

- мышь.

5.3.6. Источники электропитания аппаратуры

Источники электропитания аппаратуры, изображенные на рис. 5.10, предназначены для защиты функционирования компьютеров и периферийных устройств при отключении напряжения питания в сети. В нормальных условиях (при наличии напряжения питания в сети) источник обеспечивает фильтрацию выбросов и высокочастотных шумов напряжения питания и стабилизацию выходного напряжения при изменении входного в широком диапазоне.

Основные технические характеристики блока:

- мощность – 1500 В^.А;

- номинальное входное напряжение - 230 В;

- номинальная входная частота - от 45 до 55 Гц;

- диапазон входного напряжения без перехода на батареи - от 160 до 276 В при нагрузке 100 % и от 140 до 276 В при нагрузке 50%;

- номинальное выходное напряжение -  (220  6,6) В;

- коэффициент нелинейных искажений выходного напряжения - менее 5 % при нелинейной нагрузке 100 % и менее 3 % при линейной нагрузке 100 %;

- масса блока 20 кг;

- габаритные размеры - 250х430х400 мм;

- тип батарей - герметичные, свинцово-кислотные;

- время заряда - 6 ч до 90 % мощности;

- диагностика - автоматическое тестирование и подзарядка батарей в процессе работы;

- срок службы батареи - не менее 3 лет.

Рисунок 5.10 ‑ Источник бесперебойного электропитания аппаратуры.