Информационные технологии в судовождении реферат

Обновлено: 04.07.2024

Всякое целесообразное поведение человека неразрывно связано с процессом управления. В процессе управления своей деятельности человек выделяет из окружающей его среды некоторую его часть (объект), познает ее и воздействует на нее с целью удовлетворить некоторые свои потребности. Тем самым он реализует некоторую либо глубоко продуманную, либо спонтанно возникшую в его сознании цель.

Деятельность судоводителя не является исключением: объектом его управления является судно, которым он управляет при перевозке грузов, ведении промысла и т.д. Всякое управление действует только там, где имеются информационные процессы: добывание информации о состоянии объекта, передача и преобразование информации в управляющее воздействие. Без этих процессов, определяющих циркулирование информации по некоторому замкнутому контуру, никакое управление невозможно.

3.1.Физическое поле как источники информации

В деятельности судоводителя для добывания, передачи и преобразования информации очень широко используется радиоэлектроника. Это термин, объединяющий обширный комплекс областей науки и техники, связанный с проблемами передачи, приема и преобразования информации с помощью э/м колебаний.

Для современной радиоэлектроники характерно огромное число радиосистем и радиоприборов, которые существенно различаются по своему назначению, принципу действия, характеристикам, сложности, массе, габаритам, массовости производства и т.д.

передачи информации;
извлечение информации (из среды распределения);
управления.

системы радионавигации, которые помогают дать ответ на вопросы: Где я? Куда двигаюсь? С какой скоростью? Как скорректировать движение, чтобы прийти к цели?
системы радиолокации, которые обнаруживают и определяют координаты удаленных объектов. РЛС могут входить в состав РНС, но область их применения много шире, поэтому выделение их в отдельный подвид оправдано.

3.2.Понятие об информации и её основных свойствах

с одной стороны разнообразием окружающего мира, объективной реальности, среды;
с другой стороны – степенью познания человеком как субъектом управления этого мира.

Для более глубокого понимания этого понятия сформулируем основные свойства информации:

1. Информация приносит знания об окружающем мире, которых в рассматриваемой точке не было до получения информации;

2. Информация не материальна, но она проявляется в форме материальных носителей дискретных знаков и сигналов или в форме некоторых аналогов функций времени;

3. Информация может заключаться как в самих знаках, так и в их взаимном расположении;

4. Знаки и сигналы несут информацию только для получателя, способного их распознать.

Распознавание состоит в отождествлении знаков и сигналов с объектами и их отношениями в реальном мире. Поэтому информацию можно “определить” как результат моделирования исследуемой части (объекта) реального мира.

Знаки как правило служат для хранения (консервации) информации и в качестве их используется реально различные получателем объекты: буквы, цифры, фигуры и другие предметы.

Сигналы же предназначены для переноса информации из одной точки производства в другую и представляют собой некоторые изменяющиеся во времени энергетические процессы, способные распространяться в окружающей среде, образуя физические поля.

* Данная работа не является научным трудом, не является выпускной квалификационной работой и представляет собой результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала при самостоятельной подготовки учебных работ.

Балтийская Государственная Академия

Кафедра ТЭС и ПР.

Реферат по теме:

Глава 1. Элементы судовых навигационных автоматизированных комплексов.

1.0 Понятие о судовом навигационном комплексе

1.1 Навигационные измерительные устройства.

1.2 средства обработки навигационной информации.

1.3 Математическое обеспечение навигационных автоматизированных комплексов.

1.4 Средства отображения навигационной информации.

Глава 2. Автоматизированная судовая навигационная подсистема.

2.0 Назначение и решаемые задачи.

2.1 Принцип автоматического счисления пути судна.

2.2 Характеристики современных АСНП.

Глава 3. Автоматизированная подсистема управления движением судна по курсу.

3.0 Назначение и решаемые задачи.

3.1 Типовые аналоговые авторулевые.

Глава 4. Судовые автоматизированные комплексы и системы навигации и управления движением.

4.0 Навигационная система “ Дата Бридж ”

4.1 Комплексная автоматизация “ судов будущего ”.

Список использованной литературы

Глава 1. Элементы судовых навигационных автоматизированных комплексов.

1.0 Понятие о судовом навигационном комплексе.

Навигационным комплексом принято называть судовых технических средств, с помощью которых решаются задачи судовождения.

Существенное значение для анализа структуры навигационного комплекса и выполняемых им функций имеет рассмотрение решаемой с помощью комплекса задачи проводки судна из порта отхода в порт назначения. Эта задача может быть разделена на следующие основные задачи: выбор маршрута перехода; подбор карт и пособий на переход, приведение их на современный уровень, а также накопления другой информации, необходимой для безопасного выполнения перехода; оперативная коррекция выбранного пути и скорости движения в процессе перехода на основе оценки состояния окружающей среды как в непосредственной близости от судна, так и на всем пути следования к порту назначения; обеспечения точности плавания по намеченному маршруту.

С развитием научно-технического прогресса выполнение операций судовождения автоматизируются, и навигационный комплекс пополняется средствами автоматизации. Когда уровень автоматизации в комплексе становится заметным, его начинают называть автоматизированным. В настоящее время технической основой автоматизации операций судовождения стали электронные вычислительные машины (ЭВМ), а также микропроцессоры и микроЭВМ. Они берут на себя функции, связанные с обработкой и хранением информации, прогнозированием развития ситуаций, управление движением и т. Д.

Включая выбор мер, повышающих эффективность решения задач. Наиболее развитой к настоящему времени является автоматизация операций задачи, реализации стратегии плавания, включая прокладку движения встречных судов.

Создаваемые навигационные автоматизированные комплексы (НАК) отличаются друг от друга по уровню и содержанию автоматизации, принципу построения и другим признакам. По уровню автоматизации различают комплексы с низким, средним и высоким уровнем автоматизации.

В зависимости от принципа построения выделяют децентрализованные разобщенные комплексы, централизованные комплексы и комплексы с иерархической децентрализацией (модульные комплексы). Первые комплексы включают в себя ряд разобщенных устройств для автоматического выполнения простейших операций, например для стабилизации курса, для счисления пути и т. Д. Учет взаимосвязей решаемых задач при таком принципе автоматизации полностью ложиться на судоводителя.

В централизованных НАК решение круга возложенных на них задач производится одной ЭВМ. Такое построение НАК было характерным для начала этапа комплексной автоматизации, когда ЭВМ были сравнительно дорогостоящими и круг решаемых с помощью средств автоматизации задач не слишком велик. В частности, отечественный НАК "Бриз" является централизованным. Достоинством централизованной структуры комплексов стала возможность учета информационной взаимосвязи решаемых при судовождении задач. Опыт эксплуатации централизованных НАК выявил ряд их недостатков. При высоком уровне автоматизации операций судовождения чрезвычайно возрастает сложность математического обеспечения ЭВМ, резко повышаются требования к ее производительности, надежности взаимодействию с внешней средой, режимам обработки информации. Кроме того, централизованные системы имеют пониженную живучесть, т. к. Выход из строя ЭВМ приводит к прекращению функционирования всей системы.

При модульном построении комплекс подразделяется на ряд в определенной степени самостоятельных подсистем, решающих определенные задачи из входящих в главную задачу системы. Таким образом, модульные НАК состоят из отдельных подсистем (модулей) различных уровней, каждая из которых может функционировать как самостоятельно, так и в рамах всей системы, подчиняясь командам подсистем высшего уровня. Модульные комплексы более гибки, чем централизованные. В настоящее время модульное построение НАК является преобладающим.

НАК включает в себя следующую аппаратуру: навигационные измерительные устройства (гирокомпас, лаг, эхолот, Приемники различных систем определения места), одну или несколько ЭВМ, устройства преобразования информации для ЭВМ, средства отображения информации, аналоговые управляющие устройства. В силу специфики эксплуатации к аппаратуре комплекса предъявляются следующие требования: наличие минимальных размеров, массы и потребляемой мощности; высокая надежность работы; возможность работы в условиях качки, вибрации, ударов, в широком диапазоне при изменениях температуры и повышенной влажности; простота эксплуатации и решения предусмотренного круга задач; наличия системы контроля за состоянием аппаратуры и правильностью решения задач; умеренная стоимость.

1.1 Навигационные измерительные устройства.

Навигационные измерительные устройства, входящие в НАК, служат для измерения величин, характеризующих процесс судовождения. Эти величины обычно называются навигационными параметрами. Они могут быть разделены на две группы: параметры, характеризующие движение судна, и навигационные параметры ориентиров. В зависимости от того, к какой группе относится измеряемый параметр, навигационные измерительные устройства подразделяются на измерители собственного движения и позиционные измерители.

Измерители собственного движения обычно делятся в зависимости от вида измеряемого параметра на устройства для измерения направления, скорости и пройденного расстояния, угловой скорости поворота. К первым относятся гироскопические и магнитные компасы, гироазимуты; ко вторым - различные типы лагов: гидравлические, индукционные, гидроакустические. Угловая скорость при поворотах измеряется гиротахометрами. К точности показаний измерительных устройств, предъявляются определенные требования, иногда установленные в международном масштабе.

Позиционные измерительные устройства в зависимости от измеряемого параметра ориентиров подразделяются на угломерные, дальномерные, разностно-дальномерные и комбинированные. Большую группу этих устройств в настоящее время составляют радиотехнические измерительные устройства, которые находят широкое применение в НАК. Эти измерительные устройства являются частью РНС определения места, включающих наземные станции или космические объекты и бортовую аппаратуру.

Особую группу радиотехнических измерительных устройств составляют РЛС. Они служат датчиками информации об окружающей судно обстановке и используются для измерения пеленгов и расстояний объектов. РЛС применяются как при определении положения своего судна, так и для нахождения элементов движения других судов. Важную роль играют они при обеспечении безопасности плавания в условиях плохой видимости.

Совокупность навигационных измерительных устройств на судне должна создавать объективную возможность решения задач судовождения с требуемой точностью и надежностью. Поэтому повышение точности и надежности судовождения в первую очередь связывается с совершенствованием навигационных измерительных устройств.

1.2 средства обработки навигационной информации.

Навигационные ЭВМ. Техническую основу автоматизации судовождения составляют ЭВМ. ЭВМ по своей природе универсальны, так как их главной особенностью является принцип программного управления, согласно которому вычисления производятся в соответствии с программами, помещенными в память машины. Это делает ЭВМ при разработке соответствующих программ пригодными к решению разнородных задач, встречаемых в навигации. ЭВМ обладают высоким быстродействием и дают возможность обрабатывать информацию синхронно с ходом процесса в реальном масштабе времени, как требуется при управлении движущимися объектами. ЭВМ обеспечивает любую требуемую точность вычислений, что имеет большое значение при решении навигационных задач. ЭВМ имеют запоминающие устройства большой емкости, позволяющие запомнить необходимые при управлении судном многочисленные сведения об ориентирах, навигационных опасностях, элементах движения встречных судов и т. д.

1.3 Математическое обеспечение навигационных автоматизированных комплексов.

Под математическим (программным) обеспечением системы понимается совокупность программ, которые хранятся в памяти ЭВМ, входящих в автоматизированную систему. Математическое обеспечение специализированных ЭВМ обычно делят на две части: общую и специальную. Первая служит для обеспечения вычислительного процесса, обеспечения удобства работы с машиной, контроля за ее работой, обеспечением отладки программы и т. д. Эта часть программного обеспечения тесно связана с характеристиками ЭВМ, а ее разработчиками обычно являются производители ЭВМ. Специальная часть математического обеспечения ЭВМ включает программы прикладных задач. Для электронных вычислительных машин, входящих в состав НАК, это программы счисления пути судна, нахождения обсервованного места, управления движением судна, обработки радиолокационной информации и т. д.

Касаясь автоматизации судовождения, необходимо отметить, что ЭВМ не только позволяют освободить от трудоемких вычислений, но и предоставляют определенные возможности для повышения точности и надежности решения задач по сравнению с существовавшими средствами обработки информации.

Анализируя основные отличия от традиционной, машинной, обработки данных в современных НАК, можно заметить, что они состоят как в более эффективном использовании статистической и структурной избыточности информации, так и в более полном учете динамики протекающих в системе процессов.

1.4 Средства отображения навигационной информации.

Отображения навигационной информации заключается в демонстрации перед судоводителем данных, характеризующих процесс судовождения. Эти данные требуется отображать в различной форме: буквенно-цифровой, графической, картинной. Оперативность, наглядность и полнота отображения навигационной информации имеют большое значение в повышении эффективности управления судами и обеспечении безопасности плавания. Поэтому средства отображения информации играют в автоматизированных комплексах первостепенную роль.

Особое значение в НАК имеют устройства индикации, которые служат для отображения оперативной информации о процессе судовождения. Наиболее распространенными из них являются дисплеи. Широкое распространение дисплеев в системах с ЭВМ обусловлено их высоким быстродействием, хорошей надежностью, бесшумностью работы, возможностью отображения информации в цвете и в различных формах (буквенно-цифровой, графической, картинной ), а также рядом других эксплуатационных удобств. Снабженные специальной клавиатурой дисплеи являются удобным средством взаимодействия судоводителя с навигационной ЭВМ и с аппаратурой НАК при решении задач судовождения.

Во вспомогательных средствах отображения навигационной информации на малых экранах (в цифровых табло, буквенно-цифровых формулярах, светопланах) все более широкое применение находят дискретные устройства представления данных. Экраны этих устройств представляют собой матрицы из отдельных элементов, способных излучать свет или менять свою прозрачность в зависимости от величины приложенного напряжения. Управляя каждым элементом экрана, можно получить на нем требуемое изображение.

Глава 2. Автоматизированная судовая навигационная подсистема.

2.0 Назначение и решаемые задачи.

АСНП решает задачи, связанные с выбором пути, контролем за перемещением судна и прогнозированием его движения. Основной задачей АСНП является контроль за движением судна, состоящий в определении координат и параметров траектории по измерениям навигационных параметров. Основная задача АСНП подразделяется на задачу счисления пути судна, задачу обсерваций и задачу определения элементов сноса по ряду обсервованных мест. Задача счисления пути состоит в определении текущего места судна относительно известного начального положения, по измерениям элементов собственного движения, с учетом информации о возмущающих движение факторах: течении, ветре, погрешностях приборов. Задача обсервации заключается в нахождении координат места судна по одновременным либо практически одновременным измерениям параметров ориентиров, таких как пеленг, расстояние и т. д. При решении задач обсервации используется информация приемоиндикаторов различных радиотехнических навигационных систем и других устройств, с помощью которых измеряются параметры ориентиров. Задача определения элементов сноса по обсервациям состоит в уточнении координат места судна и составляющих его скорости по результатам разновременных обсерваций. Кроме названных задач АСНП решает и ряд вопросов связанных с определением поправок приборов, выбора пути судна, прогнозированием его движения, нахождением предполагаемого времени прихода в точки поворота и конечный пункт и т. д.

Основным требованием к качеству решения задачи контроля за движением судна является обеспечение высокой точности и надежности получаемых результатов, где точность определяется величиной обычной для функционирования системы погрешностей, а надежность - вероятностью отсутствия в результатах аномальных погрешностей и сбоев.

Судовые станции АИС будут конвенционным оборудованием, которое обязательно для установки на всех судах с водоизмещением более 300 регистровых тонн. Следует ожидать, что в дальнейшем упрощенные модификации мобильных станций АИС будут устанавливаться и на судах меньшего тоннажа: прогулочных судах, яхтах, катерах и др.

Транспондер АИС обычно работает в автономном и непрерывном режиме независимо от того, работает ли оборудованное им судно в открытом море, в прибрежных водах или во внутренних районах. Поскольку VHF донесения в основном передаются на сравнительно небольшие расстояния, требуют значительной скорости передачи и поскольку они не должны быть подвержены взаимным помехам, то используется две частоты в полосе морской подвижной службы. Используемый способ модуляции - FM/GMSK (частотная модуляция/гауссова манипуляция с минимальным частотным сдвигом) из-за его надёжности, эффективного использования полосы частот и широкого применения в мобильной цифровой связи.

Назначение, принцип действия и сферы использования АИС

1.1 Назначение и основные функции

1.2 Принцип действия

Одновременно каждым судном, оборудованным АИС, принимается аналогичная информация от других судов, находящихся в радиусе действия, ограниченном распространением радиоволн ОВЧ (УКВ) диапазона (20 - 30 миль). Принятая информация автоматически обрабатывается и отображается на одном из судовых навигационных дисплеев. Синхронизация работы всех станций АИС (судовых и береговых) обеспечивается глобальной навигационной спутниковой системой (ГНСС), которая также является источником передаваемой информации о координатах и векторе скорости.

Базовые (береговые) станции АИС могут действовать в активном режиме, управляя режимом работы судовых станций и передавая им информацию, связанную с безопасностью мореплавания (местные навигационные предупреждения, дифференциальные поправки для ГНСС, данные о судах, сопровождаемых СУДС, и другую). При нахождении судов вне районов действия береговых базовых станций и в открытом море АИС может действовать в режиме дальней связи через Инмарсат - С. В этом режиме обеспечивается автоматическая передача информации от судов в адрес береговых служб в целях мониторинга судоходства в территориальных водах, исключительных экономических зонах и районах ответственности морских спасательно-координационных центров (МСКЦ).

Аппаратура АИС может также устанавливаться на летательных аппаратах, участвующих в поисково-спасательных операциях на море, и на средствах навигационного оборудования (СНО) морских путей (плавучих и стационарных). Лоцманские службы могут использовать портативную аппаратуру АИС, доставляемую на борт судна и работающую автономно или с подключением к судовому оборудованию АИС.

Судовая аппаратура каждого судна упрощенно представлена тремя блоками: приемник ГНСС, контролер (управляющее устройство на основе микропроцессора) и приемопередатчик ОВЧ (УКВ) диапазона. Обмен информацией между аппаратурой двух судов осуществляется через специальный канал связи АИС, выделенный в диапазоне ОВЧ морской подвижной службы.

Отображение принятой и обработанной информации производится на экране судового навигационного графического дисплея (РЛС/САРП, электронная картографическая система, интегрированная навигационная система). Символ встречного судна (треугольник) и метка истинного курса ориентированы по данным гирокомпаса. Вектор скорости, получаемый по данным ГНСС, может не совпадать с курсом (острым углом треугольника) при наличие дрейфа (сноса). При наведении на символ встречного судна маркера в дополнительном окне дисплея выдаются данные по судну, включающие название или позывной, координаты или пеленг/дальность, курс и скорость, Дкр и Ткр, тип судна, его навигационный статус (например, ограничено осадкой), данные о наличии опасного груза, порт назначения, ЕТА и т.д.

Для обеспечения одновременной работы многих судовых и береговых станций АИС на одном частотном канале используется метод множественного доступа с временным разделением (TDMA - Time Division Multiplied Access).

Рабочие режимы АИС

АИС обычно работает в автономном режиме самоорганизующегося информационного обмена между судами, если береговая станция (например, центр VTS) не назначит в определённом районе сеть информационного обмена "судно-берег" для всех судов и береговых абонентов.

В районах обслуживания VTS режимы связи "судно-судно" и "судно-берег" действуют автономно и параллельно. Для обеспечения каждого из двух рабочих режимов требуются отдельные выделенные частоты: режим "судно-судно" требует два выделенных симплексных частотных канала, и режим "судно-берег" требует два выделенных дуплексных частотных канала. Для выполнения требуемых услуг и функций системы VTS требуют дуплексные каналы. Для служб VTS, которые охватывает большие географические районы, обслуживаемые несколькими постами связи, обычно требуется два дуплексных канала, чтобы избежать взаимных помех между соседними вышками. В районах, обслуживаемыми более чем двумя постами, для эффективного использования частотного спектра вышки могут по очереди использовать два частотных канала. АИС должна иметь возможность работать в режиме "судно-судно" везде и непрерывно. Таким образом, требуется, чтобы в зоне ответственности VTS система АИС поддерживала оба режима связи "судно-берег" и "судно-судно" на двух отдельных каналах. Для выполнения этого требования и ослабления явления взаимных помех (поскольку один канал может быть забит взаимными помехами) судовые транспондеры АИС проектируются для одновременной работы на двух частотных каналах. Стандарт на универсальные АИС предусматривает автоматическое переключение каналов (управление каналами с помощью DSC и транспондеров АИС с перестройкой по частоте) для дуплексных и симплексных каналов.

В пределах района VTS/ АИС переключение каналов АИС осуществляется, когда береговые станции переключают судовые транспондеры на выделенные для VTS/ АИС рабочие частоты. Переключение частоты может быть выполнено несколькими методами, включая автоматическое переключение береговыми базовыми станциями или ручное переключение оператором АИС на судне. Переключение может быть выполнено береговой станцией VTS с помощью протокола STDMA или станцией района А1 GMDSS с помощью DCS. Международный союз электросвязи утвердил технический стандарт на универсальные судовые АИС.

Для того чтобы облегчить полное использование полосы частот и обеспечить автоматическое переключение частотных каналов для судов и береговых станций, стандарт АИС использует цифровой избирательный вызов (DSC). Благодаря использованию DSC и всех соответствующих положений нового стандарта на АИС система АИС будет совместима с морскими VHF радиостанциями и может быть осуществлена "универсально" во всём мире.

1.3 Сферы и направления использования

1.4 Информационно - технические особенности АИС

идентификатор судна (MMSI, IMO номер, или позывной сигнал);
координаты (широта и долгота):
вектор путевой скорости (курс и скорость относительно грунта -

время, прошедшее с момента определения координат судна.

Для передачи информации станции АИС используют три основные режима работы:

1.5 Канал связи АИС

Канал связи АИС организуется в диапазоне ОВЧ/VHF (УКВ) морской подвижной радиослужбы (частота 156,25 - 162,25 МГц, средняя длина волны 1,8 м). Радиоволны в канале связи АИС практически распространяются в пределах видимого горизонта с учетом высоты установки передающей и приемной антенн. Так, в открытом море для двух судов с высотами установки антенн до 20 м дальность действия АИС составляет 20 миль. Дальность действия береговой (базовой) станции АИС с высотой установки антенны 100 м при высоте установки судовых антенн до 20 м лежит в пределах 30 миль. В прибрежных районах радиоволны АИС распространяются не только прямолинейно, но и с учетом эффектов огибания небольших препятствий и отражений от береговых массивов. Потому, работа АИС возможна при отсутствии прямой видимости между приемной и передающей антеннами, например, в архипелагах, извилистых проливах, фиордах или на реках.

Специфические особенности канала связи АИС накладывают существенные ограничения на технические характеристики передающих и приемных устройств. Мощность передатчика АИС стандартизована на уровне 12,5 Вт (в режиме полной мощности) и 2 Вт (в режиме пониженной мощности). Предусмотрено ступенчатое переключение мощности передатчика (пониженная/полная) по сигналу базовой станции. Пониженная мощность может использоваться, например, на акватории порта, чтобы уменьшить перегрузку канала связи на подходных фарватерах. Ввиду необходимости работы в коротких временных интервалах (слота) длительностью 26,67 мс, время нарастания излучаемой мощности до уровня 80% от максимальной, а также спада мощности не должно превышать 1 мс.

1.6 Судовая аппаратура

судовые станции класса А;
судовые станции класса В;
портативные (носимые) станции, используемые лоцманами на борту судна;
станции, устанавливаемые на средствах навигационного оборудования (СНО).
станции, устанавливаемые на воздушных судах, участвующих в поисково - спасательных операциях.

два приемника каналов АИС-1 и АИС-2, обеспечивающие переключение на региональные каналы (частоты);
передатчик, переключаемый на каналы АИС-1 и АИС-2 и на региональные каналы;
приемник с цифровым избирательным вызовом (канал 70);
антенный переключатель (АП);
антенна ОВЧ (УКВ);
антенна ГНСС (ДГНСС);
встроенный приемник ГНСС (ДГНСС);
декодеры (декодирующие устройства) сигналов ЦИВ и TDMA;
кодеры (кодирующие устройства) сигналов ЦИВ и TDMA;
микропроцессорный контроллер, управляющий работой аппаратуры;
минимальный дисплей и клавиатура;
встроенное устройство интегрального контроля работоспособность;
блок питания.

1.7 АИС и Глава 5 Конвенции SOLAS

суда валовой вместимостью менее 150, совершающие любые рейсы;
суда валовой вместимостью менее 500, не совершающие международные рейсы;
рыбопромысловые суда (предназначенные для добычи рыбы и морепродуктов).

2. Отображение информации АИС. Сравнение информации на экране РЛС и мониторе АИС

2.1 Ограничения АИС

2.2 Достоинства АИС

При визуальном наблюдении достаточно легко отличается ракурс встречного судна от пересекающего судна, что позволяет отличать ситуацию Правила 14 МППСС-72 (встречные или почти встречные курсы) от ситуации Правила 15 (пересекающиеся курсы).

При визуальном наблюдении изменение курса цели замечается за время от 0,1 мин для встречных целей до 1 мин для целей, идущих пересекающим курсом. Для обнаружения изменения скорости цели, которая до этого шла при неизменном пеленге (существовала опасность столкновения), требуется от 2 до 5 мин в зависимости от дистанции до цели.

При радиолокационном наблюдении требуется от 2 до 3 мин (векторы) или от 1 до 2 мин (следы целей) для обнаружения изменения курса и/или скорости цели. AIS позволяет обнаруживать маневр цели как изменением курса, так и скорости примерно за 20 - 30 с.

при расхождении на встречных курсах и при обгоне на расстояниях менее 1 морской мили вследствие изменения ракурса цели и перехода центра радиолокационного отражения цели с лобовой (или кормовой) части надстройки на ее боковую часть, регулярно отмечается поворот вектора цели в сторону своего судна, хотя фактически цель сохраняет курс и скорость;
при повороте встречной цели с кормовой надстройкой, например, вправо, в начале ее поворота отмечается информация ARPA (АТА) о начале поворота цели влево вследствие того, что центр вращения судна (pivot point) находится в его носовой оконечности и центр ее радиолокационного отражения при изменении курса вправо первоначально смещается влево от линии курса. Информация АИС отражает фактические параметры движения цели.

Как видно из приведенного выше, для предотвращения столкновений с целями, использующими судовые станции АИС, использование информации АИС при её надлежащем использовании и индикации может обладать всеми достоинствами визуального, слухового и радиолокационного наблюдения без ограничений, свойственных этим видам наблюдения. Кроме того, информация АИС обладает рядом дополнительных достоинств, которых не было ранее ни у одного из существовавших традиционно видов наблюдения.

Автоматическая идентификационная система (АИС) обеспечивает автоматический обмен навигационной и иной информацией, связанной с безопасностью мореплавания, между судовыми и другими станциями АИС по специальному каналу радиосвязи. Для передачи и приема информации в АИС используется транспондер УКВ диапазона, обеспечивающий дальность действия 25-30 миль в зависимости от высоты антенн.

3. Отображение информации АИС на электронной карте

Электронно картографические навигационные информационные системы (ЭКНИС) - одно из наиболее эффективных навигационных средств, автоматизирующих процесс судовождения, обеспечивая штурмана полной информацией от всех подключенных навигационных датчиков на электронной карте. Совмещение всей информации на одном дисплее позволяет оценить обстановку и принять решение в кратчайшее время. Большое количество функциональных возможностей ЭКНИС позволяет существенно экономить ходовое время и эксплуатационные расходы.

Интеграция и сопряжение ЭКНИС с АИС - транспондером обеспечивает:

1. отображение целей АИС на экране;

2. полную информацию о целях;

4. быструю идентификацию целей по названию, MMSI и позывному;

5. выделение выбранных целей на карте.

Заключение

В данной контрольной работе были изложены принципы использования Автоматической идентификационной системы для предупреждения столкновений судов. Были рассмотрены преимущества и недостатки АИС в сравнении с обычными средствами радиолокационного наблюдения и возможность совместного использования АИС и РЛС.

В результате можно сформулировать окончательный вывод о том, что АИС значительно расширяет возможности стандартных информационных средств, и оказывает большое влияние на безопасность мореплавания.

В ближайшее время следует ожидать увеличения числа судов, оснащенных мобильными станциями АИС, что сведет к минимуму один из основных недостатков системы.

Список использованной литературы

2. Дуров А. А., Каи В. С., Мшценко И. Н. Никите и ко Ю И.. Устинов Ю М. Судовая радионавигация Радионавигационные устройства и системы. Учебник для ВУЗов.-М.: 1998 г.

3. Руководства по радиосвязи для использования в Морской Подвижной Службе и в Морской Подвижной Спутниковой Службе. Международный Союз Электросвязи. Женева. 1999 г.

4. Дуров А. А., Кан В. С., Ничипоренко Н. Т., Устинов Ю. М. Судовая радиолокация. Судовые радиолокационные системы и САРП. Учебник для ВУЗов. - Петропавловск-Камчатский: КГТУ, 2000 г.

Мы живем в эпоху величайшей со времен изобретения морского секстана и хронометра революции в навигации. Сегодня уже можно свободно приобрести простейшие радионавигационные приемники Scout, Magellan или Hunter размером не больше микрокалькулятора. Эти приборы позволяют штурману определять свое местоположение в любой точке Земли, прокладывать маршруты и вводить навигационную информацию в компьютер.

Развитие средств и методов навигационного обеспечения кораблей и судов торгового флота в последнее время проходит в обстановке постоянно возрастающей интенсивности мореплавания, усиления требований к точности, объему и надежности навигационной информации и оперативности ее обработки. Данные факторы, наряду с обусловленной ими необходимостью обслуживания большого количества сложной, разнотипной аппаратуры, в значительной степени усложняют деятельность штурманов по обеспечению навигационной безопасности плавания.

Начало развития автоматизации судовождения на базе ЭВМ может быть отнесено к концу 40-х - началу 50-х годов, когда решение некоторых трудоемких штурманских задач было передано аналоговым счетно-решающим устройствам.

Следующим важным этапом можно считать создание во второй половине 50-х годов аналоговых навигационных комплексов (НК).

Появление в конце 60-х годов инерциальных навигационных комплексов на базе цифровой вычислительной техники обозначило начало качественно нового этапа в развитии средств автоматизации деятельности штурмана. Появилась возможность автоматизации объёмных расчётных задач выработки, коррекции и оценки точности навигационных параметров, некоторых процессов управления техническими средствами.

В новых навигационных комплексах в начале 80-х годов были практически полностью автоматизированы процессы сбора и комплексной обработки информации, поступающей от разнородных автономных средств навигации и средств коррекции навигационных параметров.

Ограниченные возможности входящих в НК специализированных ЭВМ не позволяли автоматизировать все аспекты деятельности штурмана как по управлению комплексом, так и в других вопросах. Сюда в первую очередь следует отнести задачи обеспечения навигационной безопасности плавания, подготовки к рейсу и др.

Развитие и внедрение на морские суда универсальных персональных ЭВМ и современных информационных технологий в 90-е годы привело к новому этапу автоматизации судовождения. Значительным достижением следует считать создание в 1993 г. пакета прикладных штурманских программ для ПЭВМ. В пакете был впервые автоматизирован широкий спектр задач, касающихся практически всех сторон деятельности штурмана.

Следующей важной вехой на пути реализации широких возможностей современной вычислительной техники в судовождении стали навигационные информационные системы с отображением электронной карты. Они предоставляют пользователю информацию в наиболее удобном виде, позволяют избавиться от рутинных построений на бумажной карте, повысить оперативность и точность решения традиционных штурманских задач.

Функциональные возможности информационных систем неизмеримо возрастают за счёт новых задач, решение которых становится возможным, если рассматривать электронную карту как базу данных, содержащую большой объем разнородной информации.

Интегрирование навигационных информационных систем с системами управления судном открывает еще более широкие возможности по обеспечению безопасности плавания, автоматизации процесса судовождения, снятия со штурмана значительной части физической и психологической нагрузки. Толчком к разработке интегрированных навигационных информационных систем послужило, во-первых, появление нового поколения компьютеров, во-вторых, принятие международных стандартов в области электронной картографии и, в-третьих, высокие темпы создания национальной коллекции электронных карт.

На фоне стремительного развития вычислительной техники в современных условиях представляется интересным рассмотреть развитие географических информационных систем (ГИС) и ГИС-технологий.

ГИС - наука, сочетающая теорию, методы и традиции классической картографии и географии с возможностями и аппаратом прикладной математики, информатики и компьютерной техники. ГИС -это новое мировоззрение, построенное на пространственном мышлении с помощью вычислительной техники.

Одно из направлений развития ГИС - совместное и широкое использование данных высокоточного глобального позиционирования объектов на воде или на суше, полученных с помощью систем GPS (США) или ГЛОНАСС (Россия). Применение их в сочетании с ГИС образуют мощную триаду высокоточной, актуальной (вплоть до реального режима времени), постоянно обновляемой, объективной и плотно насыщенной территориальной информации, которую можно будет использовать практически в любых сферах деятельности, в том числе и в судовождении.

Другое направление развития ГИС связано с развитием системы телекоммуникаций, в первую очередь международной сети Internet и массовым использованием глобальных международных информационных ресурсов. Поэтому можно предполагать возникновение на базе современных ГИС новых типов, классов и даже поколений географических информационных систем, основанных на возможностях Internet, телевидения и телекоммуникаций. На этом этапе развития ГИС из технологии, безусловно, перерастет в мировоззрение.

Исходя из имеющейся сейчас информации и отслеживая современные тенденции развития геоинформационных систем и технологий, уже есть возможность наметить некоторые черты будущих географических информационных систем и возможности их применения:

ГИС-П - (ГИС второго поколения). Второе поколение геоинформационных систем, вероятно, будет представлять собой совокупность различных ГИС, сочетая их модульность и обладая возможностью постоянного наращивания. Собранные из модулей в определенные блоки эти системы приобретут новые качества и новые возможности.

Отличительной особенностью ГИС-II от современных ГИС будет то, что, во-первых, организация и работа с информацией в системах нового поколения будет переведена на другой уровень и, во-вторых, это будут простые и открытые системы с удаленным доступом и интерактивными возможностями. Кроме технологической стороны они будут нести большую информационную нагрузку и иметь возможность совместного использования с другими информационными системами.

ГЛОБ-ГИС - (Глобальная ГИС). В конечном итоге на базе перечисленных нами систем, сети Internet, а также телевидения возникнет единая телекоммуникационная Глобальная географическая информационная система, у которой будут сотни миллионов пользователей во всем мире. Во многих отечественных и зарубежных научных публикациях широко обсуждаются вопросы и проблемы перехода от Web-картографирования, развитого уже сейчас, к Internet-ГИС, которая интегрировала бы в себе достоинства геоинформационных и телекоммуникационных технологий. Причем отдельные предпосылки к созданию такой глобальной системы уже наметились и постепенно реализуются.

Все охарактеризованные выше тенденции, перспективы, направления и пути развития приведут в конечном итоге к тому, что ГИС в XXI веке будут представлять собой систему знаний, опирающуюся на пространственное мышление и использующую самые современные технологии по переработке огромного объёма любой пространственной и иной информации и широко распространенную среди мирового информационного общества. Несомненно, ГИС займут достойное место на морских судах.

В заключение необходимо отметить, что на основе исследований, выполненных к настоящему времени, заложен необходимый фундамент для дальнейшего совершенствования средств и методов автоматизации деятельности штурмана с учётом новых требований и мирового уровня развития вычислительной техники и информационных технологий.

Вопросы для самоконтроля

1. Перечислите основные этапы использования вычислительной техники на морских судах.

2. Что такое ГИС?

3. Что такое интегрированные навигационные информационные системы?

4. Какова роль вычислительной техники в автоматизации судовождения?

5. Каковы, на ваш взгляд, перспективы развития и использования вычислительной техники на морских судах?

Читайте также: