- •Введение
- •ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ.
- •ЗНАЧЕНИЯ ОСНОВНЫХ ТЕРМИНОВ.
- •1. Общие сведения о судовых навигационно-информационных системах.
- •1.1. Назначение и основные функции навигационно-информационных систем.
- •1.2. Состав системы.
- •1.3. Типы НИС.
- •1.4. Назначение НИС с учетом перспективы их развития.
- •2. Понятия об электронных картах.
- •2.1. Основные определения.
- •2.2. Геодезическая основа ЭК.
- •2.2.1. Понятие о геодезической системе отсчета горизонтальных координат карты.
- •2.2.2. Виды горизонтальных геодезических систем.
- •2.2.3. Перевод данных карты из одного горизонтального датума в другой.
- •2.2.4. Пути улучшения отсчета горизонтальных координат картографических объектов.
- •2.2.5. Вертикальные геодезические датумы.
- •2.2.6. Совершенствование отсчета вертикальных координат.
- •2.3. Проекции морских навигационных электронных карт.
- •2.3.1. Нормальная проекция Меркатора.
- •2.3.2. Поперечная меркаторская проекция.
- •2.4. Форматы данных электронных карт.
- •2.5. Разграфка ЭК.
- •2.6. Классификация электронных карт.
- •2.7. Характеристика векторных карт.
- •2.7.1. Состав данных векторных ЭК.
- •2.7.2. Синтез векторных карт и технологии их производства.
- •2.7.3. Официальные векторные карты.
- •2.7.4. Другие виды векторных карт.
- •2.7.5. Корректура карт ЭКДИС.
- •2.8. Особенности растровых электронных карт.
- •2.8.1. Основные сведения о растровых картах.
- •2.8.2. Официальные растровые карты для ЭКДИС.
- •2.8.3. Принцип корректуры растровых карт.
- •2.8.4. Достоинства и ограничения растровых карт.
- •2.9. Электронные каталоги карт и книг.
- •2.10. Распространение ЭК и корректур к ним.
- •3.1. Состав данных НИС и методы их хранения.
- •3.2. Основные виды информации НИС.
- •3.3. Статические базы данных.
- •3.4. Динамические базы данных.
- •3.5. Базы знаний.
- •3.6. Защита информации.
- •4. Датчики навигационной информации.
- •4.1. Характеристики навигационных измерительных устройств.
- •4.2. Позиционные датчики.
- •4.2.1. Требования к позиционным системам.
- •4.2.2. Среднеорбитальные спутниковые системы GPS и ГЛОНАСС.
- •4.3.Электронные магнитные компасы.
- •4.3.1. Общие сведения о магнитных компасах.
- •4.3.2. Магнетометры.
- •4.3.3. Состав электронного магнитного компаса.
- •4.3.4. Характеристики электронных МК.
- •4.4. Фиброоптические гирокомпасы.
- •4.4.1. Виды ГК и предъявляемые к ним требования.
- •4.4.2. Общие сведения о фиброоптических ГК.
- •4.4.3. Принцип работы фиброгирометров.
- •4.4.4. Характеристики фиброоптических гирокомпасов.
- •4.5. Спутниковые компасы.
- •4.6. Измерители скорости и проходимого расстояния.
- •4.7. Указатели скорости поворота судна, акселерометры, датчики параметров качки.
- •4.7.1. Датчики скорости поворота судна.
- •4.7.2. Акселерометры.
- •4.7.3. Датчики параметров качки.
- •4.8. Автоматические идентификационные системы.
- •4.8.2. Бортовая аппаратура АИС.
- •4.8.3. Информация, предоставляемая АИС.
- •4.8.4. Преимущества АИС перед РЛС и САРП.
- •4.9. Радиолокационные средства.
- •5. Средства общения НИС с оператором.
- •5.1. Пользовательский интерфейс.
- •5.2. Требования к отображению картографических данных.
- •5.3. Виды и методы представления картографической информации.
- •5.3.1. Виды отображения данных карт.
- •5.3.2. Обеспечение наглядности карт.
- •5.4. Отображение навигационных элементов.
- •5.5. Пути улучшения отображения информации.
- •5.6. Предложения по гармонизации отображения навигационных данных.
- •6. Требования ИМО к ЭКДИС
- •6.1. Назначение ЭКДИС.
- •6.2. Данные ЭК и их структура.
- •6.3. Ориентация изображения, режим движения, дополнительная информация.
- •6.4. Цвета и символы. Требования к дисплею.
- •6.5. Предварительная прокладка.
- •6.6. Исполнительная прокладка.
- •6.7. Регистрация данных. Сигнализация и индикация.
- •6.8. Точность. Сопряжение с другой аппаратурой.
- •6.9. Режим РКДС.
- •7.1. Управление изображением карт.
- •7.2. Планирование пути.
- •7.3. Счисление, обсервации, прокладка пути.
- •7.4. Мониторинг прохождения маршрута.
- •7.5. Контроль навигационной безопасности
- •7.6. Использование радиолокационной информации
- •7.7. Работа с АИС.
- •7.8. Регистрация информации
- •7.9. Предоставление справок.
- •7.10. Решение дополнительных задач.
- •7.11. Обновление данных и обмен ими.
- •7.12. Управление движением судна.
- •7.13. Другие функции.
- •7.14. Учет погодных условий.
- •8. Достоинства и недостатки НИС.
- •8.2. Понятие об источниках погрешностей НИС.
- •8.3. Недостатки цифрования карт и средств отображения
- •8.4. Качество картографических данных.
- •8.5. Погрешности, обусловленные ошибками датчиков информации.
- •8.6. Влияние отличия координатных систем.
- •8.7. Погрешности интерпретации данных. Риск передоверия.
- •9. НИС речных судов.
- •9.1 Общие сведения.
- •9.2. Характеристика речных ЭКДИС.
- •9.3. Требования, предъявляемые к ИЭКДИС.
- •9.4. Принцип совмещения радиолокационного изображения с картой.
- •Список литературы.
-Сухие доки
База данных о судне хранит сведения о его размерениях, оборудовании, маневренных, мореходных качествах и другую информацию.
3.4. Динамические базы данных.
Для использования в НИС краткосрочной информации, включая данные о погоде, имеются два основных стимула: оптимизация маршрутов перехода, повышение безопасности плавания.
Для выполнения этих задач нужны сведения о поверхностных течениях (постоянных, сезонных, переменных ветровых и приливоотливных), об ожидаемом ветре, о волнении, о туманах, а также метеорологические предупреждения, входящие в морскую информацию по безопасности (МИБ), обеспечиваемую по линии
GMDSS.
В настоящее время получение по линии GMDSS морской информации по безопасности обязательно для всех подпадающих под конвенцию СОЛАС74 судов, вместимостью 500 р.т. и выше. МИБ передается через НАВТЕКС и службу сети безопасности ИНМАРСАТ.
Согласно совместным требованиям международных организаций (ИМО, МГО, и всемирной метеорологической организации – ВМО), метеорологические данные, входящие в МИБ, включают:
•Штормовые предупреждения;
•Синоптическую обстановку;
•Прогнозы погоды.
Штормовые предупреждения должны состоять из следующих данных:
–тип предупреждения (шторм, сильный шторм, тропический циклон);
–дата и время предупреждения;
–тип возмущения атмосферы (циклон, ураган, смерч и т.д.);
–давление в центре и его место, направление движения, занимаемая опасным явлением площадь;
–ветер, волнение, зыбь в районе опасного явления.
Требуется, чтобы сведения о синоптической обстановке
включали в себя:
-дату, время ссылки;
-главные черты приземной карты погоды:
-циклоны, антициклоны, тропические возмущения;
-значения давления в центре барических систем и/или данные об их интенсивности;
-сведения о движении и изменении интенсивности значительных барических систем;
-значительные фронты;
112
-центры высокого давления, подошвы и гребни.
Впрогнозы погоды должны входить следующие элементы:
– Период прогноза;
– Определение прогнозируемой области;
– Скорость и направление ветра;
– Видимость (когда она меньше 6 морских миль);
– Сведения о льдах (если они имеются);
– Данные о волнении.
Внастоящее время ИМО, МГО и ВМО ведут большую работу по дополнению перечня программных объектов ЭКДИС, помещенного в публикации МГО S57, объектами и символами для отображения:
Ледового покрытия;Приливных уровней;
Течений;
Океанографических явлений;
Погоды;
Данных поиска и спасения.
Уже разработаны предложения по составу объектов, их атрибутам для метеорологических данных и ледового покрытия. Касаясь планируемого построения баз данных о погоде для ЭКДИС, следует отметить.
По практическим соображениям сведения о погоде и ледовой обстановке планируется размещать в памяти ЭКДИС отдельно от КБД. Но в то же время, для обеспечения удобства отображения на электронной карте считается целесообразным хранить метеоданные в файлах, охватывающих отдельные ячейки S57 земной поверхности, соответствующие нарезке для базовых ЭНК. Содержание баз гидрометеорологических данных, по мнению специалистов, должно обновляться каждые 12 часов. При корректуре гидрометеорологической информации содержание ее файлов-ячеек в НИС будет заменяться полностью.
Для того, чтобы НИС могла эффективно работать с данными о погоде и с другой изменяющейся во времени информацией, должна быть возможность получения ее в реальном времени как в аналоговом, так и в цифровом виде. Пока это не всегда возможно. Но эта задача решается самими метеоцентрами и другими обслуживающими мореплавателей организациями, которые стремятся удовлетворить запросы пользователей. Одним из путей решения этой задачи является подготовка информации в удобной для использования в НИС форме и организация веб-сайтов, на которых судоводители могут найти данные, характеризующие в реальном времени изменяющуюся обстановку (погодные данные и их прогнозы, значения уровней на фарватере рек и на подходах к порту и т.д), и загрузить их в память НИС. Так, например, портовая служба Сан-Диего (Калифорния, США) уже
113
организовала свой веб-сайт с динамическим отображением данных о глубинах.
3.5.Базы знаний.
Всвязи с планами превращения НИС в мощные системы информационной поддержки принятия решений, проводятся работы по дополнению НИС экспертными системами. Они позволят НИС стать консультантами вахтенного помощника в вопросах судовождения. Основой такой экспертной системы является база знаний, которая пополнит состав информационного обеспечения НИС.
База знаний (БЗ) – это совокупность фактов, зависимостей и правил в некоторой предметной области, на основе которых можно производить рассуждения. Обычно БЗ представляет собой набор элементов, формализующих опыт специалистов в конкретной предметной области, и позволяющих давать на вопросы о ней ответы, которые в явном виде не содержатся в БЗ.
Разрабатываемые для НИС базы знаний предназначаются для распознавания ситуаций, выработки рекомендаций, касающихся действий судоводителя в особых и экстремальных ситуациях. В базу знаний войдет информация, содержащаяся в официальных правилах, инструкциях, наставлениях и рекомендациях. Это правила плавания в районах со специальными условиями, на подходах к конкретным портам, при прохождении определенных узкостей и каналов, при пониженной видимости; рекомендации по расхождению с тропическими циклонами, по штормованию, по плаванию во льдах и т.д. Это также сведения о действиях, которые требуется предпринимать
ваварийных ситуациях, при обеспечении непотопляемости и в других случаях. Но самое главное, БЗ будет аккумулировать знания опытных судоводителей, на основе которых с учетом многочисленных наставлений и руководств могут быть определены эффективные пути решения возникающих проблем в конкретной ситуации с пояснением, почему предложено такое решение и доказательством его обоснованности.
Кроме того, база знаний может содержать информацию, необходимую для выполнения диагностики судовых систем и механизмов, навигационной аппаратуры и решения ряда других задач.
Советы и рекомендации в отношении поведения в особых и экстремальных ситуациях могут выдаваться системой по запросу судоводителя, при появлении признаков, указывающих на развитие такой ситуации, при получении по каналам связи предупреждений о возможности ее возникновения.
114
3.6. Защита информации.
Судовождение относится к процессам с повышенной опасностью. Поэтому вопросам надежности программного обеспечения, достоверности данных, их целостности, конфиденциальности, защите от умышленного и неумышленного искажения, контролю принадлежности к официальным уполномоченным источникам (аутентичности), уделяется в НИС внимание.
Безопасность данных НИС имеет три основные составляющие:
•конфиденциальность - защита информации от несанкционированного доступа;
•целостность - защита точности и полноты информации и программного обеспечения;
•доступность - обеспечение получения информации и основных услуг для пользователя в нужное для него время
Защита данных НИС обеспечивается совокупностью стандартных мер, включающих: криптографическое кодирование, паролирование, присваивание идентификаторов, электронную цифровую подпись и т.д.
Для защиты информации официальных векторных карт МГО разработан специальный стандарт S63: “IHO Data Protection Scheme”, 2002 г., определяющий перечень мер с целью:
-предотвращения пиратского использования ЭНК;
-ограничения доступа только к тем картам коллекции, на которые пользователем получено разрешение;
-обеспечения гарантии, что данные ЭНК пришли от уполномоченного источника.
115