Современные суда оснащаются сложными комплексами оборудования и программного обеспечения, известными как судовые навигационные информационные системы (НИС). Эти системы революционизировали морскую навигацию, обеспечивая беспрецедентный уровень безопасности и эффективности.
Навигационные информационные системы собирают данные с различных датчиков, предоставляя судоводителям исчерпывающую информацию о текущей обстановке на море. Эта информация отображается на электронных картах и дисплеях, позволяя судоводителям принимать обоснованные решения и безопасно маневрировать судном.
Общие сведения о судовых НИС
Назначение, решаемые задачи и основные функции
Что такое НИС?
Судовая навигационно-информационная система (НИС) – это 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.
Основное назначение НИС – повышение навигационной безопасности, защиты окружающей среды, эффективности перевозок грузов морем. Навигационные информационные системы должны 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. Навигационные 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 навигационные информационные системы используют 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.
Основные типы НИС
НИС подразделяются на следующие типы:
- морские ECDIS (Electronic Chart Display and Information System);
- ECS (Electronic Chart System);
- ECDIS для внутренних водных путей и судов смешанного плавания (Inland ECDIS, СОЭНКИ и др.);
- портативные лоцманские устройства (PPU – Pilot’s Portable Unit).
Вид представителей этих типов НИС показан на рис. 1.
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 СОЛАС-74, 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.
Читайте также: Характеристика планеты Земля: краткий обзор и влияние на навигацию
ECDIS также можно определить как систему с ЭК, удовлетворяющую специальным требованиям:
- IMO,
- IHO,
- IEC,
что согласно СОЛАС-74 определяет ее как альтернативу официальных БНК.
Список производителей ECDIS представлен в табл. 1 ниже.
ECS
В стандарте ISO 19379 «ECS Database Standard», устанавливающем требования к информативности и точности неофициальных ЭК, дано следующее определение ECS.
Что такое ECS?
ECS – это система, которая в электронном виде отображает координаты судна, соответствующие данные морских Виды и характеристики электронных навигационных картнавигационных 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 СОЛАС-74, (глава V) к навигационным картам.
Поскольку ECS не должны соответствовать требованиям СОЛАС-74, 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) – «Электронная картографическая система (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 СОЛАС-74 небольшие рыболовные суда, суда для отдыха и др.), на которых не требуется соблюдать требования главы V СОЛАС-74 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 навигационное 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:
- 250 × 250 мм для ECS класса «А»;
- 150 × 150 мм – для класса «В»;
- 101 × 101 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.
Что такое RCS?
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 Команда мостика при лоцманской проводкелоцманской проводке и швартовке. Эти системы изготавливаются во многих вариантах рядом производителей, например, компаниями:
- «Navicom 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 таблице 2 ниже, 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.
Таблица 2. Обеспечиваемая PPU точность | |||
---|---|---|---|
Параметр | с GNSS | с DGNSS (SBAS) | с RTK |
Позиция | 2,5 м (95 %) | 80 см (95 %) | 2 см |
Высота/просадка | – | – | 3 см |
HDG | ± 0,2° | ± 0,2° | ± 0,05° |
SOG | 2 см/с (0,05 уз) | 2 см/с (0,05 уз) | 1 см/с (0,02 уз) |
ROT | ± 0,5°/мин | ± 0,3°/мин | ± 0,1°/мин |
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.
Процесс совершенствования PPU привел к появлению нового типа этих средств – портативных систем поддержки решений лоцмана (POADSS – Portable Operational Approach and Decision Support System). 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).
Возможность измерения вертикальной координаты позволяет с помощью POADSS осуществлять мониторинг просадки судна.
Рекомендуется к прочтению: Морская навигация и подробные инструкции работы устройств EPIRB и Furuno GP-150
POADSS включает в себя приборный модуль и лэптоп. Приборный модуль содержит:
- блок интегрированных GNSS, IMU устройств;
- спутниковую антенну;
- RTK антенну;
- блок AIS;
- электронную материнскую плату;
- блок внутренней связи с лэптопом;
- аккумуляторную батарею.
Лэптоп снабжен:
- определенной электронно-картографической навигационной системой (ядром ECDIS);
- средствами для внешней связи посредством мобильного широкополосного доступа к береговому серверу;
- средствами для внутренней связи с приборным модулем посредством локальной сети (Wi-Fi);
- определенными программными приложениями.
Программные приложения служат для обеспечения работы в режимах:
- информационном,
- предварительной прокладки,
- навигационном,
- швартовном.
Различие между RCDS и ECDIS
По сравнению с ECDIS системы RCDS имеют следующие ограничения (Циркуляр ИМО SN.1/Circ. 207/Rev.1 от 22.10.2007 г.).
Растровые системы не дают возможности организовать автоматическую сигнализацию об опасных ситуациях по данным карты. Но по введенной пользователем информации RCDS может генерировать ряд предупреждений, например:
- об отклонении от маршрута на величину, превышающую заданную;
- о приближении к введенной оператором линии опасной изобаты и к отдельным отмеченным маркерами опасностям;
- о пересечении районов со специальными условиями плавания, если предварительно нанесены их границы или в памяти системы имеются базы данных этих районов.
Данные растровых карт не могут быть пересчитаны на другой горизонтальный датум. На это следует обращать внимание при использовании РНС и СНС, представляющих Выбор и планирование методов контроля за местоположением и движением суднаположение судна в геодезической системе, отличной от карты.
Нагрузка растровой карты не может быть изменена с целью ее приспособления к навигационным обстоятельствам или к решаемой задаче, так как данные этой карты находятся в одном слое.
На экране RCDS все элементы RNC, включая надписи, изменяются пропорционально устанавливаемому масштабу отображения. В результате, чрезмерное увеличение или уменьшение масштаба может серьезно ухудшить разборчивость изображения.
Без выбора различных по масштабу карт возможность просмотра районов по пути следования может быть ограничена. Это приводит к неудобствам при определении дистанций, пеленгов и при идентификации отдаленных объектов.
Стыкующаяся информация карт разного масштаба трудно читается, так как на экране они должны отображаться в одном масштабе.
При изменении ориентации на дисплее происходит поворот всех приведенных на растровой карте надписей и символов. В результате, при ориентации не «по норду» ухудшается разбор текста и символов на карте.
Применение RNC сопровождается затруднениями в получении дополнительной информации с помощью курсора, так как в данных карты нет информации о КО.
Невозможно автоматически выделить опасную изобату судна или опасные глубины и показать их на экране, если только не отметить их вручную при планировании пути.
Из чего состоит судовой НИС
НИС выпускаются в разных конфигурациях, обеспечивающих приспособление образцов этих систем к различным Конструктивные типы транспортных судов и особенности проектирования их конструкцийтипам судов и к особенностям решаемых ими задач. Различают НИС для:
- крупнотоннажных судов;
- пассажирских лайнеров;
- судов специального назначения (рыболовных, гидрографических и т. д.);
- прогулочных катеров и яхт и ряда других.
Но во всех этих системах можно выделить основные части и определить состав НИС:
- аппаратные средства;
- информационное обеспечение;
- программное обеспечение;
- лингвистическое обеспечение (средства общения НИС с оператором);
- правовое обеспечение.
Аппаратное обеспечение
НИС обычно представляет собой программно-аппаратный комплекс сетевого исполнения (рис. 2).
Он состоит из:
- основного модуля (Master unit);
- резервного блока (Back-up unit);
- периферийного оборудования.
Основной и резервный модули имеют постоянную интерактивную связь, автоматически информируя судоводителя о возможных несоответствиях показаний навигационных датчиков или отказах оборудования. В случае выхода из строя основного модуля его автоматически начинает заменять резервный блок, который выполняет функции основного в полном или в ограниченном объеме и этого достаточно, чтобы обеспечить безопасность судовождения. Резервная система имеет возможность получения всей необходимой информации от:
- навигационных датчиков;
- результатов предварительной прокладки;
- данных корректур.
В НИС может также включаться дополнительный и, иногда, выносной модуль. Дополнительный модуль устанавливается на мостике. Он предназначен для возможности параллельного с главным модулем отображения данных в одном либо в разных режимах. Этот блок также полезен в ситуациях, когда при управлении судном задействовано несколько человек. Выносной модуль находится не в рулевой рубке, а в других помещениях (например, в каюте капитана).
Базовая конфигурация НИС включает в себя только основной модуль и основные датчики информации:
- гирокомпас (ГК),
- лаг,
- приемоиндикатор GPS.
Для обеспечения высокого уровня достоверности данных, надежности процесса навигации, хорошего знания обстановки к НИС подключаются дополнительные датчики, такие как:
- РЛС,
- AIS,
- эхолот,
- приемник Navtex и другие приборы,
а также информационные продукты, например, морские информационные наложения (MIO). Основные навигационные датчики могут дублироваться. Интегрироваться в НИС могут и такие устройства как:
- регистратор данных рейса;
- система мониторинга и сигнализации;
- система контроля дееспособности OOW (BNWAS);
- авторулевой.
Для получения прогнозов об изменяющейся внешней среде (например, погоде), корректур к картам и другой информации от внешних по отношению к судну служб, которые также обеспечивают безопасность мореплавания, к НИС могут подключаться судовые средства коммуникации (например, станция спутниковой связи).
Станция планирования пути. Производители ECDIS дополняют свои системы станциями планирования пути (СПП), являющимися мощными программными средствами для обработки и управления цифровой продукцией для ECDIS, а также содержащими набор баз данных, приложений и сервисов, необходимых при выполнении предварительной прокладки. Из них можно назвать адмиралтейскую станцию планирования пути, систему «Navi-Planner 4000» компании «Transas», СПП Voyager Planning Station (VPS) компании «Global Navigation Solutions». СПП могут входить в ECDIS, но обычно реализуются как отдельные аппаратные модули, которые могут сопрягаться с основным и резервным оборудованием ECDIS.
Система РЛС + СРП + ECDIS. В НИС вместо резервного модуля может использоваться и объединенные в едином модуле РЛС, СРП, ECDIS. Эту единую систему называют «Radar-ECDIS» или «Chart Radar». Такие системы позволяют улучшить контроль навигационной обстановки. Среди них можно назвать:
- «Chart Radar JMA-900B» и «Chart Radar JMA-900M» компании JRC;
- «Synapsis Chart Radar» компании Raytheon Anschütz;
- «VisionMaster FT Chart Radar» компании Sperry Marine;
- «FAR-3000» компании Furuno.
Информационное обеспечение
Информационное обеспечение НИС включает:
- данные;
- методы изменения содержания информационных массивов;
- средства описания данных;
- методы организации данных;
- методы хранения данных;
- методы накопления информации;
- методы доступа к информации;
- методы кодирования, декодирования информации;
- методы компрессии, декомпрессии файлов;
- методы составления списков и каталогов по учету данных и т. д.
Основной частью этого обеспечения являются данные. Используемые в судовождении данные обычно называют морской информацией. Она делится на:
- навигационную,
- картографическую,
- и другую относящуюся к навигации информацию.
В памяти НИС данные хранятся в виде баз данных и иных информационных массивов. Основной в НИС является КБД. Дополнительные БД могут включать информацию по:
- лоциям;
- портам;
- приливо-отливным явлениям;
- постоянным и сезонным поверхностным течениям;
- судам и другие.
Кроме того, могут быть БД, соответствующие специализации судов. Применение в НИС дополнительных БД обеспечивают более высокий уровень знания обстановки и позволяет расширить число и повысить качество решений навигационных задач.
Используемые НИС БД разделяются на статические и динамические. Информация статической БД находится в памяти НИС долгое время в неизменном виде. Корректуры к ней получаются сравнительно редко. Ниже приведен ряд используемых в НИС статических БД:
- картографические разных видов ЭК (ENC, RNC);
- сведений о навигационных средствах;
- рекомендованных маршрутов;
- климатическая;
- для расчета приливных явлений (эфемериды Солнца и Луны, гармонические постоянные);
- постоянных и сезонных поверхностных течений;
- сведений о портах.
Динамическая база данных содержит краткосрочную информацию. Она сохраняет свою ценность сравнительно небольшой срок (неделю, сутки иногда и несколько часов). Через это время характеризуемая информация становится ненужной и должна полностью удаляться и заменяться новой информацией о явлениях и процессах, которые она отражает. Краткосрочные сведения целесообразно хранить в динамических БД, состоящих из файлов, содержание которых полностью заменяется при обновлении информации.
К динамическим относятся базы данных:
- текущей синоптической обстановки и прогнозов погоды;
- штормовых предупреждений;
- ледового покрытия;
- переменных течений;
- океанографических явлений и ряд других.
Следует отметить, что большая емкость носителей информации, например DVD, позволяет полностью заменять при обновлении не только динамические, но и статические БД, что уже используется в ECDIS.
Будет интересно: Плавание в открытом море и штурманская навигация
Хранимая в БД информация подвержена изменениям и должна поддерживаться на уровне современности. В сфере мореплавания такие услуги, включая заказ и лицензирование цифровой продукции, предоставляются рядом служб с применением современных информационно-коммуникационных технологий. Эти службы обеспечивают:
- доступ к своим электронным сервисам, подключенным к системе взаимодействия с клиентами в режиме 24 часа 7 дней в неделю;
- получение, обработку и доставку данных и сообщений в электронной форме в рамках информационного взаимодействия с обеспечением фиксации времени передачи, целостности и подлинности информации, указанием ее авторства и с предоставлением сведений, позволяющих проследить историю движения электронной продукции;
- возможность использования централизованных баз данных служб, подключенных к системе взаимодействия с НИС;
- защиту передаваемой информации от несанкционированного доступа, искажения или блокирования с момента ее поступления в систему взаимодействия до момента передачи в бортовую НИС;
- хранение информации и мониторинг работоспособности предоставляемых электронных услуг.
Программное обеспечение
Программное обеспечение (ПО) НИС – это совокупность всех программ и пакетов программ, находящихся в ее памяти. Это обеспечение включает в себя три группы программ:
- системные,
- прикладные
- области взаимодействия.
Системные программы управляют работой и ресурсами системы. Они включают в себя операционные системы и программы обслуживания. Операционные системы обеспечивают требуемый уровень эффективности НИС за счет автоматизированного управления ее ресурсами и предоставляемого пользователю набора услуг.
Программы обслуживания предназначены для оказания пользователям услуг общего характера. В этих программах можно выделить:
- программы для приема и выдачи данных (драйверы);
- тестовые и диагностические программы;
- антивирусные программы;
- системные оболочки и другие вспомогательные средства.
Прикладные программы служат для решения комплекса задач в области применения системы. Они характеризуются следующей номенклатурой:
- специализированные программные средства (программы решения задач, ради которых создана система);
- системы подготовки документов;
- системы управления базами данных.
Прикладное ПО в зависимости от активации кнопок, ключей и иных элементов пользовательского интерфейса, позволяет решать различные навигационные задачи, управлять изображением ЭК, сигнализировать о возникновении ситуаций, требующих внимания и/или действий OOW, получать различные справки и т. д.
Программы области взаимодействия предоставляют услуги для связи и работы НИС с другими информационными системами.
Коррекция программного обеспечения. ПО системы, как и ее данные, нуждается в поддержке на уровне современности, хотя это требуется гораздо реже, чем для данных НИС. О необходимости такого обновления указывает ряд обстоятельств. Так, сравнительно недавно IMO обнаружила нарушения в функционировании некоторых, в основном старого образца, систем ECDIS. Оказалось, что возможны дефекты в представлении навигационной информации в ряде существующих ECDIS, несмотря на наличие у них сертификата. Поэтому в циркуляре SN1./Circ. 266/Rev.1 IMO указывает на то, что ПО ECDIS, не обновленное своевременно до последних версий стандартов IHO (в том числе и библиотеки презентации стандарта S-52), не может рассматриваться как отвечающее требованиям СОЛАС-74. Отметим, что текущей версией IHO S-52 библиотеки презентация является v-3.4.
IHO идентифицировала 19 ключевых встречаемых в ECDIS дефектов отображения. Они включают ошибки показа:
- архипелажных морских путей (Archipelagic Sea Lane);
- экологически уязвимых морских районов (ESSA – Environmentally Sensitive Sea Areas) и особо уязвимых морских районов (PSSA – Particularly Sensitive Sea Areas);
- погрешности отображения секторов и дуг сложных огней и их характеристик;
- дефекты представления подводного рельефа и изолированных опасностей;
- не активацию сигнализации или индикации по некоторым КО при использовании мелкомасштабных ENC.
Для проверки правильности работы ПО судовых ECDIS IHO в 2012, выпустила одну, а в 2014 году – другую версию тестового набора данных (Публикация S-64, издание 3.0.0, 2014 г., «Тестовые наборы данных для ECDIS»). Проверки должны быть предприняты на каждой бортовой ECDIS, если нет уверенности в ее ПО. Если при проверке выявляются недостатки, то ПО системы нуждается в модернизации. Тесты для проверки ПО ECDIS доставляются на борт через поставщика карт ENC бесплатно с одним из обновлений. Проверка обычно занимает не более получаса. Ее результаты отправляются в виде отчетов в IHO. Учитывая возможность неверной работы ПО ECDIS, судоводители должны сообщать о любых необычных явлениях в ее функционировании властям государства флага в соответствии с просьбой IMO, изложенной в циркуляре MSC.1/Circ. 1391.
Обновления ПО судовой ECDIS обычно выполняет ее производитель. Контролировать эти обновления можно по контракту на обслуживание или контактируя с ним после установки ECDIS. Доставка изменений для модернизаций ПО может осуществляться разными методами, включая использование Интернета или носителей информации, таких как DVD/CD. Учитывая необходимость обновлений, ПО ECDIS должно быть открытым и гарантировать правильную работу после внесения изменений.
Лингвистическое и правовое обеспечение
Лингвистическое обеспечение включает средства для общения НИС с оператором. Составляющими элементами этого обеспечения являются:
- язык общения;
- термины;
- фразы;
- условные обозначения и сокращения;
- цветовые палитры;
- методы и формы отображения информации;
- функции управления изображением;
- звуковая и световая сигнализация;
- визуальные и голосовые предупреждения и др.
Лингвистическое обеспечение должно способствовать достижению хорошего знания обстановки.
При выборе способов и форм отображения информации в НИС необходимо учитывать следующее. Представление информации на борту разных судов должно быть идентичным. На экранах НИС разных производителей сокращения, символы, значки и другие элементы изображений должны быть стандартными. Кроме того, целесообразно иметь и стандартные формы отображения информации, включающие основные требуемые в разных ситуациях данные. Эти формы и их содержание должны быть знакомы всем судоводителям и лоцманам, что позволит им сразу без затруднений быстро оценивать сложившуюся ситуацию. Эти стандартные формы изображения должны вызываться одним действием оператора. Чтобы отображение было адекватным и облегчало принятие решений, должна быть и возможность его изменения с целью приспособления к особенностям решаемых задач, обстоятельствам и условиям плавания, а также к потребностям пользователя.
Правовое обеспечение НИС включает в себя:
- положения СОЛАС-74;
- Резолюции IMO;
- Стандарты IHO;
- IEC, ITU, относящиеся к ECDIS и ECS.
Как выбрать и купить ECDIS
Электронная картографическая система ECDIS (Electronic Chart Display and Information System) революционизировала морскую навигацию. Эта система, основанная на цифровых морских картах, значительно повысила безопасность судовождения.
Что такое ECDIS?
ECDIS – это цифровой аналог обычной бумажной морской карты, отображаемый на экране. Но это не просто картинка. Система предоставляет гораздо больше информации: глубины, препятствия, навигационные знаки и многое другое.
Как работает ECDIS? ECDIS получает данные от различных датчиков судна (GPS, компас, эхолот) и отображает их на электронной карте в реальном времени. Судоводитель может планировать маршрут, отслеживать движение судна, получать предупреждения о потенциальных опасностях.
Какие функции выполняет ECDIS:
- отображение навигационных карт;
- планирование маршрута;
- мониторинг движения;
- предупреждения.
Электронная картографическая система ECDIS – это незаменимый инструмент для современного судоводителя. Она повышает безопасность плавания, оптимизирует маршруты и упрощает работу навигационной службы.
Существует довольно много производителей ECDIS (см. табл. 1 выше). Выпускаемые образцы этих систем имеют отличия в составе функций и дополнительных слоев информации, в пользовательском интерфейсе, в управлении решением задач и в ряде других элементов. Приобретая ECDIS, необходимо из многообразия марок и моделей этих систем выбрать наиболее подходящую для собственного судна. Как выбрать ECDIS? Прежде всего, перед покупкой, следует:
- сформировать требования к этой системе, к ее резервному питанию, дополнительным датчикам информации и к другим системам, которые целесообразно интегрировать в ECDIS, исходя из особенностей своего судна, его навигационного оборудования и выполняемых задач;
- удостовериться в приемлемости сертификата ECDIS для государства флага судна (полезно отправить уполномоченной организации ГФ копию такого сертификата для подтверждения его пригодности);
- учесть требования ГФ к резервной системе и к избыточности оборудования (некоторые из ГФ в качестве резервного оборудования требуют вторую ECDIS, другие – аппаратуру «Chart Radar», третьи – комплект откорректированных БНК с определенной избыточностью аппаратуры основной ECDIS);
- ознакомиться с требованиями к ECDIS государств портов, которые будет посещать судно, чтобы гарантировать, что эта система и ее сертификат будут приняты инспекторами PSC в этих портах;
- узнать, включена ли оплата за обучение работе с ECDIS в стоимость этой системы, приемлема ли для ГФ программа подготовки к работе с ECDIS учебного заведения, где проводится эта подготовка (если в этом есть сомнения, целесообразно послать ГФ копию выдаваемого учебным заведением свидетельства, чтобы выяснить его пригодность).
Кроме перечисленного, необходимо прояснить и следующие вопросы.
Функциональность ECDIS. ECDIS должна обеспечивать эффективное решение задач судовождения. Поэтому следует:
- узнать:
- круг решаемых ECDIS задач;
- перечень используемых в ней дополнительных слоев информации;
- особенности загрузки данных,
- оценить:
- интерфейс пользователя и удобство работы с ним;
- возможности получения справок и управления сигнализацией,
- ознакомиться с процедурами выполнения задач и т. д.
Дополнительные слои информации. Обычно ECDIS снабжается добавочными слоями данных, наложение которых на отображаемую ЭК позволяет обеспечить большую ситуативную осведомленность при Планирование прокладки маршрутапланировании маршрута и при исполнительной прокладке. Однако не все ECDIS имеют доступный набор таких слоев. Поэтому стоит определить, какие слои система поддерживает, и есть ли на будущее у ее изготовителя планы расширить их номенклатуру.
Настройка экрана и профили пользователя. ECDIS являются сложными системами со многими настройками. Они должны обеспечивать возможность отображения на экране ситуаций в соответствующем целям решаемой задачи и условиям плавания виде, помогающем принимать правильные решения. Поэтому удобство и эффективность настроек изображения, а также способность хранения их результатов (профилей пользователей), имеет существенное значение при выборе ECDIS.
Управления сигнализацией. ECDIS должны, как минимум, вырабатывать звуковые и визуальные сигналы в рамках эксплуатационных требований IMO к этим системам. У разных ECDIS состав аварийно-предупредительных сигналов и возможности управления ими неодинаковы. Поэтому желательно выбрать ECDIS с наиболее приемлемым для команды мостика их вариантом.
Выбираемые справки. Данные ENC содержат дополнительную информацию к отображаемым объектам этой карты. Доступ к этой информации обеспечивается способом «pick report» (наведением курсора на объект и простым кликом манипулятора). Удобство использования этого способа неодинаково в ECDIS разных изготовителей, поэтому требуется оценивать его легкость в процессе выбора ECDIS.
Загрузка данных. ECDIS варьируются значительно по скоростям загрузки информации. Некоторые из этих систем делают дополнительную оценочную проверку официальных S-63 данных ENC прежде, чем преобразовать их в SENC. Процесс такой проверки увеличивает время загрузки ENC, сопровождается высвечиванием предупреждений и сообщений об ошибках, которые могут вводить в заблуждение и путать судоводителя. Поэтому особенности загрузки данных требуют обсуждения с поставщиком ECDIS.
Определение места по вручную вводимым данным. Каждый одобренный тип ECDIS должен быть в состоянии обеспечить обсервации по вручную вводимой информации, которой могут быть визуальные пеленга, РЛ измерения дистанции и пеленга или даже астрономические наблюдения. ECDIS выполняют эту функцию по-разному, и необходимо оценить удобство ее использования в рассматриваемых для приобретения образцах ECDIS.
Использование глоссария символов. Если на экране ECDIS встречается условное обозначение, которое не понимает судоводитель, он может для получения справки обратиться к ECDIS карте №1. Доступ к ней отличается в ECDIS разных марок и моделей. Поэтому следует оценить удобство пользования этим глоссарием символов в рассматриваемых для покупки образцах ECDIS.
Предлагается к прочтению: Навигационные карты и пособия
Состав датчиков информации. Эксплуатационными стандартами IMO для ECDIS требуется, чтобы эта система была связана с датчиками положения, курса и скорости, каждый из которых должен иметь поддержку избыточности на случай выхода из строя. Многие ECDIS предлагают интеграцию и с другими датчиками, которые могут значительно улучшить знание ситуации и поддержку целостности информации. Этими устройствами могут быть:
- РЛС + СРП;
- AIS;
- приемник Navtex;
- BNWAS;
- эхолот и т. д.
Если на судне уже имеются подобные приборы и системы, которые намечено подсоединять к приобретаемой ECDIS, необходимо гарантировать, что они совместимы с ней и что у нее достаточно для этого входных портов. Поэтому желательно провести технический аудит подлежащего интеграции с ECDIS судового оборудования до ее покупки, чтобы определить возможность его работы в составе этой системы.
Современность программного обеспечения. IHO S-52 Библиотека презентации ECDIS постоянно развивается. Вносимые в нее изменения привели к появлению в некоторых ECDIS дефектов в отображении информации карт. Для их устранения потребовалось производить коррекцию программного обеспечение ECDIS, чтобы оно соответствовало действующей версии IHO S-52 Библиотеки презентации. Поэтому рекомендуется убедиться, что ПО покупаемого образца ECDIS прошло все необходимые тесты и находится на уровне современности.
Инсталляционный процесс и затраты на него. Важно до покупки ECDIS выяснить, включена ли в стоимость этой системы цена ее установки на судне. Целесообразно, чтобы такую установку выполнял изготовитель ECDIS или одобренный им агент. Также должно быть четкое представление о том, кто обеспечивает поставку аварийного источника питания, кто ответственен за его установку, включает ли поставщик ECDIS затраты на соединение с этим источником питания в стоимость ECDIS?
Анализ видов и последствий отказов (FMEA – Failure Mode Effect Analysis). Документация по FMEA может быть полезной при оценке риска отказа ECDIS и для разработки процедур для предотвращения отказов этой системы на судне. Если результаты анализа и последствий отказов ECDIS желательно иметь на судне, условия их приобретения должны быть выяснены перед покупкой ECDIS.
Что такое FMEA?
FMEA – процедура систематического анализа рисков, связанных с отказами системы. В документации FMEA виды отказов каждого компонента системы перечисляются в специальной таблице вместе с предполагаемыми их последствиями. В колонках таблицы содержатся:
- название исследуемого компонента;
- его идентификационный номер (серийный номер или код);
- описание функции компонента;
- возможные виды отказов;
- причины отказа;
- последствия каждого отказа.
Приемочные испытания ECDIS. Национальное классификационное общество и/или ГФ часто требуют приемочного испытания прежде, чем утвердить ECDIS основным Современные технологии в навигации судовсредством навигации. Такое тестирование гарантируют, что ECDIS правильно снабжена и установлена, и функционирует в соответствии с определенными нормативными требованиями. Приемочное тестирование системы может быть проведено как:
- заводское испытание;
- испытание в порту;
- полное тестирование во время ходовых испытаний.
Техническое обслуживание. Установленную на судне ECDIS следует рассматривать как критическую систему и считать полностью принятой в систему управления безопасностью судна. Это требует проведения планового технического обслуживания ECDIS (возможно ее изготовителем по соглашению), а также выбора метода обеспечения поддержки программного обеспечения ECDIS в соответствии с IMO циркуляром SN.1/Circ.266/Rev.1, на что должно быть обращено внимание перед покупкой ECDIS. Также внимание должно быть уделено любым критическим запчастям, которые изготовитель советует иметь на борту. Кроме того, следует выяснить, в состоянии ли изготовитель предоставлять консультации по вопросам обслуживания своей системы в период ее эксплуатации на судне.
Снабжение электронными навигационными картами и методы их поддержки. Нужно установить, в каких форматах получать ENC для рассматриваемой ECDIS, а также как эти карты распространяются. Данные ENC, как правило, поставляются на физических носителях, таких как CD, DVD или флэш-накопитель USB. Так как не все ECDIS совместимы со всеми медиа-форматами, следует убедиться, что приобретаемая ECDIS будет работать с медиа-форматом, который предпочтителен для судна.
Необходимо учитывать, что программное обеспечение ECDIS может заражаться вирусами. Имеется много методов, которые могут помочь предотвратить инфекцию. Стоит обсудить их варианты с поставщиком ECDIS и выбрать наиболее эффективный из них перед покупкой этой системы.
Внимание также должно быть обращено на использование Интернета для доставки информации в ECDIS. По мере увеличения возможностей Интернета стоимость получения информации через него снижается и наблюдается рост в онлайн поставках на суда через эту сеть ENC и других данных. ECDIS может принять эти данные непосредственно, если она подключена к Интернету через соответствующий брандмауэр, или с помощью установленного на борту судна персонального компьютера, подключенного к сети Интернет. Использование физических носителей информации в любом случае рекомендуется иметь дополнительно к онлайн услугам, в том числе для гарантии возможности загрузки данных при отсутствии связи. Необходимо также убедиться, что корректура ENC в рассматриваемом варианте ECDIS может производиться в трех формах:
- как отдельные обновления ENC (эквивалент NtMs для БНК);
- как новые издания существующих ENC;
- как новые карты.
Предоставление отчетов о состоянии ECDIS и ее активов. Важным аспектом, с которым следует считаться, используя ENC и ECDIS, является проверка их состояния в портах инспекторами PSC. Многие ECDIS позволяют генерировать для печати отчеты о своем и своих активов состоянии. Желательно удостовериться, имеет ли такую способность покупаемая ECDIS.
Поддержка навигационных приложений. Во всем мире доступны более чем 12 000 ENC, а также большое разнообразие других электронных навигационных продуктов, таких, например, как RNC, цифровые публикации, дополнительные слои информации. С заказами, получением, поддержкой на уровне современности этих многочисленных данных могут быть сложности. Некоторые ECDIS объединяются с системами поддержки данных от поставщиков услуг, улучшая управление электронными данными карт и позволяя ECDIS и системе поддержки данных поставщика обмениваться информацией автоматически. В этих схемах получатели обычно имеют встроенные в ECDIS или в судовой компьютер средства управления информацией, облегчающие и упрощающие заказ, лицензирование и получение цифровой продукции от дистрибьюторов. Этими средствами могут служить:
- электронные каталоги карт и книг;
- специальные автоматизированные управляющие данными системы;
- станции планирования пути.
Поэтому при покупке ECDIS необходимо поинтересоваться, снабжена ли она такими программными средствами или они поставляются отдельно.