Содержание
Введение
1.Назначение, принцип действия и сферы использования АИС
1.1Назначение и основные функции
1.2Принцип действия
1.3Сферы и направления использования
1.4Информационно — технические особенности АИС
1.5Канал связи АИС
1.6Судовая аппаратура
1.7Береговой сегмент
1.8АИС и Глава 5 Конвенции SOLAS
2. Отображениеинформации АИС. Сравнение информации на экране РЛС и мониторе АИС
3. AISв сравнении с другими информационными средствами для определения курсов искоростей целей (передающих динамическую информацию) и их изменения
3.1 ОграниченияАИС
3.2Достоинства АИС
3.3Экономические и организационные достоинства AIS в сравнении с другимиинформационными средствами, используемыми для предотвращения столкновений судов
3.4Недостатки АИС
3.5Ограничения AIS как информационного средства для предотвращения столкновенийсудов
4.Отображение информации АИС на электронной карте
5.Практическая работа со станциями АИС
5.1Состав станции AИС-100 фирмы «SeaTex»
5.2Техническое обслуживание станции АИС
5.3Обязанности штурмана по использованию станции АИС
6.Охрана труда при эксплуатации ТСС
6.1Осмотр и ремонт аппаратуры
6.2 Электромагнитныеполя
6.3Статическое электричество
7.Экономическое обоснование внедрения АИС
Списоклитературы
Введение
автоматическая идентификационная система информация
Суда при подходе к крупным морским торговым портам непрерывноследуют друг за другом и навстречу друг другу. В акваториях портов дляобеспечения безопасности плавания определены пути раздельного движения,обозначены фарватеры следования, места якорных стоянок, трасс подводных кабелей.
Суда зачастую следуют по каналам, ширина которых соизмерима сразмерами судов. Любой неоправданный маневр судна может привести к необратимымпоследствиям, крупным экологическим катастрофам. Поэтому при подходах к портами в акваториях портов создаются системы, в которых контроль движения судовпроизводится с помощью береговых радиотехнических средств.
Несколько лет назад, в середине 90-х годов, терминАвтоматическая Идентификационная Система (АИС) был известен только узкому кругуспециалистов в сфере безопасности мореплавания и навигационной техники. Закороткий срок АИС прошла путь от технического предложения до обязательного,согласно Конвенции SOLAS, вида навигационногооборудования, подлежащего установке на большинстве типов судов с 1 июля 2002 г.
Начало тысячелетиясовпало с созданием новой судовой международной навигационно-связной системыидентификации и отображения навигационной обстановки — автоматическойинформационной (идентификационной) системы (АИС). Система АИС работает в ОВЧдиапазоне частот при ближней связи и использует каналы системы ИНМАРСАТ-С придальней связи.
Особенность системы приближней связи заключается в применении многостанционного доступа с временнымразделением каналов; системы GNSSдля синхронизации кадров излучаемых сигналов; нового метода модуляции сигналовс минимальным фазовым сдвигом; высокоскоростной передачи данных;высокоинформативного отображения навигационной обстановки на дисплее.
Десятки тысяч морских,рыбопромысловых и речных судов в период 2002-2008 гг. будут оснащены судовымистанциями АИС, рассматривается возможность размещения аппаратуры АИС накораблях ВМФ и Пограничной Службы.
Мобильные станции АИС вдальнейшем будут устанавливаться на все виды средств навигационного обеспечения(СНО), на воздушные суда поиска и спасания.
Береговыми станциями АИСбудут оснащаться побережья морских районов А1 ГМССБ, системы АИС будут входитьв состав средств систем управления движением судов (СУДС). Крупнейшиефирмы-производители судовой радиоэлектронной аппаратуры на основемеждународного стандарта МЭК 61993-2 создадут в ближайшие годы разныемодификации аппаратуры АИС, конкурирующие друг с другом.
Судовые станции АИС будутконвенционным оборудованием, которое обязательно для установки на всех судах сводоизмещением более 300 регистровых тонн. Следует ожидать, что в дальнейшемупрощенные модификации мобильных станций АИС будут устанавливаться и на судахменьшего тоннажа: прогулочных судах, яхтах, катерах и др.
Таким образом совершилсяновый скачок в развитии средств связи, навигации и устройств отображения,который приведет к необходимости изменения:
- минимальногосостава судового радиооборудования во всех морских районах ГМССБ;
- составаоборудования береговых станций морских районов А1 ГМССБ и центров управленияСУДС и мониторинга.
Относительно несложная с технической точки зрения, небольшаяпо габаритам и недорогая в производстве судовая аппаратура АИС, по оценкеспециалистов, может внести существенный вклад в безопасность мореплавания,сравнимый с появлением на морском флоте радиолокационных станций (PJ1C) или спутниковойнавигации.
В 1988-89 г.г. Комитет по VTS Международной ассоциации маячных служб (IALA), включая экспертов из IAPH, IAIN, IFSMA и IMP А, предпринялисследование «возможности применения транспондеров для опознавания исопровождения судов при подходе, входе и плавании в районе обслуживания VTS». Статья, в которой кратко описывались первые результатыисследования, была представлена IALA на тридцать шестуюсессию Подкомитета по безопасности судоходства (NAV 36) Международной морской организации (IMO) в сентябре 1990 г. Этотдокумент под названием «Требования к системе опознавания, опроса,сопровождения и автоматического оповещения для работы во взаимодействии с VTS» стал основой технических условий на AIS.
После консультаций с другими государствами-членами IMO, в том числе с Германией, Нидерландами, Норвегией иСоединёнными Штатами, которые, насколько было известно, разрабатывали в товремя VHF транспондеры, IALA представила на сессию NAV 37 в 1991 г. документ с более строгими техническимитребованиями. Проект технических требований носил название «Радиотранспондерыдля целей VTS и возможностиопознавания судна с берега», но кроме применения к задачам VTS признавались новые требования — возможность передачи данныхмежду определёнными категориями надлежащим образом оборудованных судов и другимисудами".
Таким образом, хотя вначале концепция транспондера касаласьобмена данными судна с берегом для решения задач организации движения судов,например в помощь службам управления движением судов (VTS), эта концепция быларасширена на начальном этапе и включала дополнительное требование передачиданных между судами с целью предупреждения столкновения судов.
После долгих (и часто напряжённых) дискуссий на форумах IMO и IALA в течение ряда летпостепенно возникли две системы на базе VHF радиосвязи: Транспондер на основе протоколов цифрового избирательноговызова (DSC), использующий VHF канал 70, и «Вещательная» универсальная AIS, использующая методы самоорганизующегося множественногодоступа с временным уплотнением (STDMA).
Вариант с DSC
Системы, выполненные согласно Рекомендациям ITU-R М.825, использующие методы цифрового избирательного вызова,применяются главным образом в качестве транспондеров для передачи данных ссудов на берег по VHF каналам. Этитранспондеры обеспечивают опознавание, сопровождение и контроль судов с берега.
Для этой цели судно опрашивается (запрашивается) по меньшеймере, когда оно впервые входит в район, обслуживаемый центром VTS. Однако для инициации такого процесса опроса обычно требуетсярадиолокационное обнаружение цели, и часто необходимо вмешательство оператора.В системах AIS VHF канал обеспечиваетпропускную способность до 500 сообщений в час. Совместное использование канала70 с GMDSS также ограничиваетчастоту обновления сообщений в AIS, поскольку канал неможет быть использован сверх 15% его теоретической максимальной пропускнойспособности. Скорость передачи — всего 1200 бит в секунду, хотя имеютсяуспешные разработки с целью её повышения до 9600 бит в секунду. В качествечастичного пересмотра Рекомендаций ITU-R М.825 были принятыдополнительные процедуры судовой связи, использующие разновидность протоколов DSC, но работающие на отличных от канала 70 VHF каналах. Транспондеры, выполненные согласно этому стандарту,тоже обеспечивают опознавание и сопровождение судна судном, но только вограниченной мере.DSC транспондеры недостигли окончательной поддержки принятых IMO технических условий; однако DSC технология оказалась привлекательной для несколькихгосударств. VHF (DSC) канал 70 уже определёнв качестве VHF компонента Глобальнойморской системы связи при бедствии и для обеспечения безопасности (GMDDS) и стал обязательнымэлементом для судов, совершающих международные рейсы с февраля 1999 г. К томуже большинство государств Европы, Северная Америка и Япония выбрали морскиерайоны А1/А2 согласно мероприятиям по развертыванию GMDDS. Это означает, что все суда, оперирующие в их территориальныхводах, и береговые станции, обслуживающие эти суда, должны быть оборудованы VHF DSC аппаратурой для поддержки GMDSS.Поэтому транспондер, в котором используется подобная техника,и уже установленное судовое оборудование, стали привлекательным выбором, темвыбором, который можно было реализовать дёшево и сравнительно быстро. Несколькосистем, использующих VHF (DSC) транспондеры, былосоздано в Великобритании и в Соединённых Штатах. Они главным образомобслуживают центры VTS или установлены напортовых вспомогательных судах или судах, работающих на постоянных пассажирскихпаромных линиях. Контроль Информационной службой пролива Па-де-Кале (CNIS) регулярных паромныхлиний, пересекающих Дуврский пролив, и VTS в порту Валдиз (шт. Аляска) — два примера систем AIS на базе DSC.Кроме того, DSC служит для администраций гибким средством автоматическоговыбора VHF частотных каналов, накоторых работает AIS, в регионах, гдевыделенные для AIS каналы недоступны. Поэтой причине некоторые страны были заинтересованы в том, чтобы разрабатываемыеорганизацией IEC стандарты на проведениеиспытаний «вещательных» AIS допускали обратнуюсовместимость с DSC. «Вещательные»или радиомаячные системы.
«Вещательные» транспондеры, первоначально названные4S — «судно-судно» и «судно-берег» (термин, введенный шведскимиразработчиками), образовали основу того, что стало называться«универсальной судовой автоматической идентификационной системой (AIS)». Эта системазаменила вариант с DSC и была принята IMO и ITU-R в качестве стандарта AIS.
Проще говоря, AIS — вещательныйтранспондер, работающий в VHF диапазоне морскойподвижной службы. Он способен посылать информацию о судне (идентификатор,координаты, курс, скорость и т.п.) на другие суда и на берег. Он справляется сбольшим числом сообщений, обновляемых с большой частотой, и используеттехнические средства самоорганизующегося множественного доступа с временнымуплотнением (STDMA), обеспечивая надёжную работу судна с судном при высокихскоростях обмена информацией. В связи с эти ассоциация IALA разработала первоначальный проект «универсального»стандарта для IMO, образовав специальнуюгруппу из представителей промышленности и государственных органов. Проект вуточнённой форме был рассмотрен на сессии NAV 43 (июль 1997 г.) и официально принят конференцией MSC 69 11 мая 1998 г. под названием «Приложение 3 крезолюции IMO MSC.74 (69) — Рекомендации потехническим условиям на универсальную судовую автоматическую идентификационнуюсистему (AIS)». Состояниетехнических стандартов и стандартов на проведение испытаний, выпускаемыхмеждународными организациями ITU-R и IEC, описывается ниже.
Как уже кратко говорилось, универсальная AIS согласно определению IMO и ITU-R — это судоваявещательная транспондерная система, работающая в VHF диапазоне морской связи. Она может отправлять информацию осудне (идентификатор, координаты, курс, скорость, длина, осадка, класс судна) иинформацию о грузе на другие суда и берег. Она может обрабатывать свыше 2000донесений в минуту и обновлять сообщения каждые две секунды. AIS использует технические средства самоорганизующегосямножественного доступа с временным уплотнением (STDMA), обеспечивая устойчивую и надёжную работу судна с судном привысокой скорости обмена сообщениями. Система обеспечивает обратнуюсовместимость с DSC системами, чтопозволяет береговым GMDSS дёшево создавать каналына рабочей частоте AIS и опознавать исопровождать суда, оборудованные АГБ. Каждая система AIS состоит из одного VHF передатчика, двух VHF TDMA приёмников, одного VHF DSC приёмника и стандартнойэлектронной линии связи с судовым индикатором и системами получения информации.Координаты и данные синхронизации обычно поступают от встроенного или внешнегоприёмника глобальной спутниковой системы навигации (GNSS) (например, от GPS), в том числе от MF приёмникадифференциальной GNSS (DGNSS), используемого дляточного определения координат в прибрежных и внутренних водах. Информация онаправлении движения обычно передаётся всеми судами, оборудованными AIS, в то время как другая информация — курс и скоростьотносительно дна моря, скорость поворота, угол крена, килевая и бортовая качка,порт назначения и расчётное время прибытия — могут потребоваться только отнекоторых судов. Передача данных по технологии STDMA
Транспондер AIS обычно работает вавтономном и непрерывном режиме независимо от того, работает ли оборудованноеим судно в открытом море, в прибрежных водах или во внутренних районах.Поскольку VHF донесения в основномпередаются на сравнительно небольшие расстояния, требуют значительной скоростипередачи и поскольку они не должны быть подвержены взаимным помехам, тоиспользуется две частоты в полосе морской подвижной службы. Используемый способмодуляции — FM/GMSK (частотнаямодуляция/гауссова манипуляция с минимальным частотным сдвигом) из-за егонадёжности, эффективного использования полосы частот и широкого применения вмобильной цифровой связи.
Так 25-кГц VHF симплексный каналпозволяет передавать примерно 2000 донесений в минуту при скорости передачи9600 бит в секунду, 12,5-кГц VHF симплексный каналпозволяет передавать примерно 1000 донесений в минуту при скорости передачи4800 бит в секунду.
Передача сообщений осуществляется в отдельные временные окна(слоты), которые синхронизируются по данным системы GNSS с точностью не хуже 10 мкс. Каждая станция определяет своюсобственную схему передачи (слот), исходя из предыстории информационного обменапо каналу связи и знания будущих действий со стороны других станций. Станции AIS непрерывно синхронизируются друг с другом с тем, чтобыизбежать перекрытия передач в окнах. Станция AJS выбирает окно (слот) в определённом интервале случайнымобразом, и слоту назначается таймаут случайной величины длиной от 0 до 8кадров. Когда станция меняет своё окно, она предварительно извещает о новойячейке и таймауте для этой ячейки. Таким образом суда всегда будут приниматьновые станции, в том числе станции, которые неожиданно появляются в зонерадиоприёма вблизи других судов.
Технические условия IMO и извещение IMO для ITU-R определяют типобмениваемых данных, но не определяют требуемую интенсивность передачисообщений. Комитет по VTS ассоциации IALA изучал эту проблему, и было бы интересно рассмотреть этотвопрос с точки зрения потребностей служб VTS и систем судовых сообщений в будущем. Рассмотрениеосновывалось на современных методах радиолокационной проводки, временныхинтервалах между последовательными засечками местоположения в системе DGNSS и, наконец, (в качестве наихудшего сценария) максимальнойинтенсивности движения в Сингапуре и Дуврском проливе. Режим работы современныхрадиолокаторов. У радиолокаторов скорость обновления данных определяетсячастотой вращения антенны, составляющей от 20 до 60 оборотов в минуту. Это даётвремя обновления информации (в данном случае дальности и пеленга цели) от 1 до3 секунд. Последовательные засечки местоположения в системе DGNSS. В районах затруднённого плавания для целей надёжногосопровождения, предупреждения столкновений и проводки судов позиция судовдолжна определяться с точностью не ниже 15 метров. Навигация с помощью DGNSS обеспечивает точность определения координат примерно 5метров. Применение алгоритмов прогнозирования параметров движения вноситдополнительную ошибку порядка не более 10 метров.
Для судов, не изменяющих свой курс, скорость обновленияданных, необходимая для достижения такого уровня точности определениякоординат, определяется скоростью хода судна и даёт следующие интервалы междупередачами сообщений Максимум трафика — Сингапур и Дуврский пролив. Эти расчётыоснованы на результатах анкетирования Администрации порта Сингапур и Береговойохраны Дуврского пролива, отвечавшим на вопрос, сколько судов они ожидают врадиусе 20 морских миль (на основе данных 1990 г.). Ответ из Сингапура состоялв том, что в любой момент имеется примерно 300 судов, пришвартованных у стенкиили на якоре и 60-70 торговых судов на ходу. VHF транспондер, как можно предполагать, буде иметь дальностьдействия около 40 морских миль. Поэтому была произведена экстраполяция данных,в результате которой получено 300 судов на якоре и 210 на ходу. К этой цифребыло дополнительно добавлено 100 судов, чтобы учесть паромы, лоцманские катера,буксиры, вспомогательные, патрульные и рыболовные суда. В таблице 2 приведенырезультирующие оценки числа донесений о позиции судов, требующихся каждуюминуту с учётом значений скорости обновления сообщений, приведённых в таблице1.Этот сценарий даёт оценку 3060 донесений в минуту. Аналогичный расчёт дляДуврского пролива даёт примерно 2550 донесений в минуту (480 судов). Изпрактических соображений была выбрана цифра 2000 донесений в минуту в качествеминимального требования./>
1. Назначение, принцип действия и сферы использования АИС/>
1.1 Назначение и основные функции
Назначение и основные функции Автоматическойидентификационной системы (АИС) официально определены в Резолюции IMO MSC.74(69) от 12 мая 1998 г.:
— АИС должна улучшить безопасность судовождения, защитуокружающей среды и эффективность использования СУДС посредством выполнения следующихфункций:
— предупреждение столкновений в режиме работы «судно — судно»;
— получение прибрежными государствами информации о судне игрузе, а также использование в качестве технического средства VTS в режиме работы «судно — берег».
Назначение, цели и основные функции АИС приведены также, снекоторыми вариациями, в Правиле 19 Главы 5 Конвенции SOLAS и в Резолюции IMO А.917(22) «Руководствопо использованию АИС на судах». На основании трех упомянутых документов можнодать следующее определение для АИС и ее основных функций.
АИС — многофункциональная информационно-техническая система,оборудование которой устанавливается на судах и в береговых службах в целяхобеспечения безопасности мореплавания и автоматизации обмена навигационной информацией.
АИС обеспечивает:
— автоматическую и регулярную передачу судном другим судам ибереговым службам информации, включающей сведения о судне, координаты, курс, скоростьи другие данные;
— автоматический прием, обработку и отображение аналогичнойинформации от других судов и береговых служб;
— автоматическое сопровождение (прокладку движения) судов,оборудованных АИС, в целях предупреждения столкновений, а также контроля ирегулирования судоходства;
— автоматизированный обмен сообщениями, связанными сбезопасностью мореплавания, между судами и береговыми службами./>
1.2 Принцип действия
Суда, оборудованные аппаратурой АИС, находясь в открытом мореили в прибрежных районах, регулярно передают в диапазоне ОВЧ (УКВ) морскойподвижной радиослужбы стандартные сообщения, содержащие информацию о судне, егокоординатах, курсе, векторе скорости, опасном грузе на борту, порте назначения,времени прибытия и другую.
Одновременно каждым судном, оборудованным АИС, принимаетсяаналогичная информация от других судов, находящихся в радиусе действия,ограниченном распространением радиоволн ОВЧ (УКВ) диапазона (20 — 30 миль). Принятаяинформация автоматически обрабатывается и отображается на одном из судовыхнавигационных дисплеев. Синхронизация работы всех станций АИС (судовых ибереговых) обеспечивается глобальной навигационной спутниковой системой (ГНСС),которая также является источником передаваемой информации о координатах ивекторе скорости.
В прибрежныхрайонах, где установлены базовые станции АИС, информация, передаваемая судами,принимается базовыми станциями и поступает в распоряжение береговых служб (СУДСи системы судовых сообщений, службы поиска и спасения, службы экологическогоконтроля и ликвидации последствий загрязнения, пограничные и таможенные власти,различные портовые службы). Обычно, для получения целостной картины судоходствав контролируемом районе, базовые станции АИС объединяются в сети, позволяющиеинтегрировать информацию от отдельных базовых станций между собой, а также синформацией, получаемой в СУДС и в обязательных системах судовых сообщений. Вприбрежных районах точность определения координат судов с помощью ГНСС и,следовательно, эффективность АИС могут быть повышены посредством береговых опорныхстанций и радиомаяков, передающих для судов дифференциальные поправки.
Базовые (береговые)станции АИС могут действовать в активном режиме, управляя режимом работысудовых станций и передавая им информацию, связанную с безопасностьюмореплавания (местные навигационные предупреждения, дифференциальные поправкидля ГНСС, данные о судах, сопровождаемых СУДС, и другую). При нахождении судоввне районов действия береговых базовых станций и в открытом море АИС можетдействовать в режиме дальней связи через Инмарсат- С. В этом режимеобеспечивается автоматическая передача информации от судов в адрес береговыхслужб в целях мониторинга судоходства в территориальных водах, исключительныхэкономических зонах и районах ответственности морских спасательно-координационныхцентров (МСКЦ).
Аппаратура АИС можеттакже устанавливаться на летательных аппаратах, участвующих впоисково-спасательных операциях на море, и на средствах навигационногооборудования (СНО) морских путей (плавучих и стационарных). Лоцманские службымогут использовать портативную аппаратуру АИС, доставляемую на борт судна иработающую автономно или с подключением к судовому оборудованию АИС.
Принцип взаимногополучения и использования информации АИС двумя судами, находящимися в«радиовидимости» друг друга.
Судовая аппаратуракаждого 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 черезспециальный канал связи АИС, выделенный в диапазоне ОВЧ морской подвижнойслужбы.
Отображение принятойи обработанной информации производится на экране судового навигационногографического дисплея (РЛС/САРП, электронная картографическая система, интегрированнаянавигационная система). Символ встречного судна (треугольник) и метка истинногокурса ориентированы по данным гирокомпаса. Вектор скорости, получаемый поданным ГНСС, может не совпадать с курсом (острым углом треугольника) приналичие дрейфа (сноса). При наведении на символ встречного судна маркера вдополнительном окне дисплея выдаются данные по судну, включающие название илипозывной, координаты или пеленг/дальность, курс и скорость, Дкр и Ткр, типсудна, его навигационный статус (например, ограничено осадкой), данные оналичии опасного груза, порт назначения, ЕТА и т.д.
Для обеспеченияодновременной работы многих судовых и береговых станций АИС на одном частотномканале используется метод множественного доступа с временным разделением (TDMA — Time Division Multiplied Access).
Благодаря общейсинхронизации всех станций АИС по сигналам ГНСС, минутный кадр передачи — приема информации делится на 2250 временных интервалов (слотов). Каждая станцияАИС выбирает для передачи своей информации один слот или несколькопоследовательных слотов, не занятых другими станциями. Кроме того, впередаваемые сообщения включается служебная информация о слотах, которые каждаястанция АИС резервирует для передачи следующего сообщения. Таким образом, всестанции АИС, находящиеся в радиусе «радиовидимости» друг друга, автоматическивзаимно синхронизируются, не создавая помех общей работе. Период передачиинформации станциями АИС определяется типом станции (судовая, базовая,установленная на СНО) и состоянием судна (неподвижное, на ходу, маневрирующее).Для большинства движущихся судов период передачи изменяется от 10 до 2 секунд,то есть, соизмерим с периодом обновления радиолокационной информации (2 — 4секунды), определяемым частотой вращения антенны PJIC. Этопозволяет осуществить постоянное слежение за движением судов, аналогичноеавтоматическому сопровождению с помощью РЛС/САРП./>
Рабочие режимы AIS
AIS обычно работает вавтономном режиме самоорганизующегося информационного обмена между судами, еслибереговая станция (например, центр VTS) не назначит вопределённом районе сеть информационного обмена «судно-берег» длявсех судов и береговых абонентов. Стандарт на универсальные AIS (Рекомендации ITU-R М.1371) определяет дваканала рабочих частот AIS1 и AIS2 и требует, чтобы эти каналы работали одновременно ипараллельно. Для связи судна с судном в открытом море конференция WRC-97 выделила каналы 87В и 88В. Конференция WRC-97 также предусмотрела выделение в случае необходимостирегиональных каналов для AIS, например, в пределахзоны ответственности VTS и (или) в пределахнациональных границ.
В районах обслуживания VTS режимы связи «судно-судно» и«судно-берег» действуют автономно и параллельно. Для обеспечения каждогоиз двух рабочих режимов требуются отдельные выделенные частоты: режим«судно-судно» требует два выделенных симплексных частотных канала, ирежим «судно-берег» требует два выделенных дуплексных частотныхканала. 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 дуплексныхканала, чтобы избежать взаимных помех между соседними вышками. В районах,обслуживаемыми более чем двумя постами, для эффективного использованиячастотного спектра вышки могут по очереди использовать два частотных канала. AIS должна иметь возможность работать в режиме«судно-судно» везде и непрерывно. Таким образом, требуется, чтобы взоне ответственности VTS система AIS поддерживала оба режима связи «судно-берег» и«судно-судно» на двух отдельных каналах. Для выполнения этоготребования и ослабления явления взаимных помех (поскольку один канал может бытьзабит взаимными помехами) судовые транспондеры AIS проектируются для одновременной работы на двух частотныхканалах. Стандарт на универсальные AIS предусматривает автоматическоепереключение каналов (управление каналами с помощью DSC и транспондеров AIS с перестройкой почастоте) для дуплексных и симплексных каналов.
Распределение частот
В ответ на просьбу IMO о выделении частот для AIS Всемирная конференция по радиосвязи 1997 г. (WRC-97) выделила для этой целидва глобальных канала из VHF полосы морскойподвижной службы. Это каналы AIS 1 — 87В (161,975 МГц) иAIS 2 — 88В (162,025 МГц).Эти каналы были выбраны с целью увеличения пропускной способности и ослаблениявзаимных радиопомех. Конференция WRC-97 также предусмотрела дляадминистраций выделение «региональных частотных каналов для AIS» там, где каналы 87В и 88В недоступны, и в случаенеобходимости получение новых каналов согласно приложению S18 к Рекомендациям ITU-R М. 1084-2 (симплексныйрежим дуплексных каналов и (или) 12,5- кГц узкополосные каналы). Конференция WRC-97 далее заявила, что «эти регионы должны быть большими, насколькоэто возможно», для решения задач безопасности судоходства.
В пределах района VTS/AIS переключение каналов AIS осуществляется, когда береговые станции переключают судовыетранспондеры на выделенные для VTS/AIS рабочие частоты.Переключение частоты может быть выполнено несколькими методами, включаяавтоматическое переключение береговыми базовыми станциями или ручноепереключение оператором AIS на судне. Переключениеможет быть выполнено береговой станцией VTS с помощью протокола STDMA или станцией района А1 GMDSS с помощью DCS.Международный союзэлектросвязи (ITU) утвердил технический стандарт на универсальные судовые AIS (Рекомендации ITU-R М.1371, разработанныепо просьбе Международной морской организации (IMO)).
Управление каналами
При выделении двух частот для использования AIS в открытом море конференция WRC-97 открыла широкую дорогу для администраций для выделениярегиональных частот для AIS, где эти две частоты недоступны. И Рекомендации ITU- R М.1371 и Конференция WRC-97 определяют, что частоты A1S (для работы в открытом море или на региональном уровне)должны выделяться из полосы морской VHF связи, определяемойПриложением S18 Международногорегламента радиосвязи. WRC-97 также предусматриваетиспользование для AIS 12,5-кГц узкой полосы,там где она может потребоваться для администраций вследствие отсутствия доступак каналу.
Для того чтобы облегчить полное использование полосы частот иобеспечить автоматическое переключение частотных каналов для судов и береговыхстанций, стандарт AIS использует цифровойизбирательный вызов (DSC). В стандарте используется термин «управление каналами».Как уже было сказано выше в данной статье, VHF DSC был вначале реализован и принят как часть Глобальной морскойсистемы связи при бедствии и для обеспечения безопасности (GMDDS) и поэтому являетсяобязательной аппаратурой на судах, осуществляющих международные рейсы. Так какнекоторые администрации используют DSC для автоматическогоопознавания судов (например, Навигационная информационная система в Дуврскомпроливе и VTS в порту Валдиз наАляске), новый стандарт на AIS также предусматривает«совместимость с DSC».
Благодаря использованию DSC и всех соответствующих положений нового стандарта на AIS система AIS будет совместима сморскими VHF радиостанциями и можетбыть осуществлена «универсально» во всём мире. Понятно, чтоСоединённые Штаты, Сингапур и Новая Зеландия могут столкнуться с проблемами привыделении каналов для AIS, и им может понадобитьсявыделить отдельные региональные частоты для использования в своих районах. ВСоединённых Штатах Федеральная комиссия связи (FCC) не смогла оставить два международных канала (87В и 88В)специально для целей AIS, так как они ранее былираспределены для других целей. Хотя FCC и определила VHF канал 228В для работы AIS в режиме «судно-судно», Береговая охрана должнатеперь определить второй канал для работы AIS в режиме «судно-судно» в национальном масштабе.Кроме того, Береговая охрана должна получить необходимые частоты для связи«судно- берег» в зонах ответственности VTS-Это всего лишь одинпример, и вполне возможно, что рабочие каналы AIS, отличные от каналов, назначенных Конференцией WRC, будут использоваться в других районах мира. Однако благодаряприменяемой организации каналов и используемых методов автоматического переключенияканалов, связь для абонента будет в основном прозрачной, и этот факт будетоказывать небольшое влияние на международное судоходство и функционирование AIS.
1.3 Сферы и направления использования
На борту судна АИС используется судоводительским составом вследующих направлениях:
— как навигационное оборудование, дополняющее судовую PJIC и обеспечивающее получение информации о местоположении, курсеи скорости других судов в целях предупреждения столкновений;
— как средство получения дополнительной информации о другихсудах (название или позывной, тип судна, его навигационный статус, портназначения, маршрут движения), позволяющей правильно оценить обстановку ипринять решение по управлению судном;
— как средство обмена с другими судами и береговыми службамисообщениями, связанными с безопасностью мореплавания;
— как средство автоматической передачи информации в береговыеслужбы,
— включая СУДС и обязательные системы судовых сообщений,позволяющее исключить радиотелефонный обмен или снизить его объем;
— как средство получения от береговых служб местнойнавигационной информации (судоходная обстановка, метеорологическая игидрологическая информация).
В системах управления движением судов (СУДС), системахсудовых сообщений и других береговых службах контроля и регулированиясудоходства АИС используется в следующих направлениях:
— как оборудование, дополняющее береговые PJIC, традиционные средства связи и обеспечивающее получениеинформации о местоположении и движении судов в целях контроля, организации ирегулирования судоходства;
— как средство автоматической идентификации и полученияинформации судах в контролируемых районах (название или позывной, тип судна,его навигационный статус, наличие опасного груза, порт назначения, маршрут движенияи др);
— как средство автоматизированной передачи судам местнойнавигационной информации и предупреждений (судоходная обстановка; состояниеСНО, обнаруженные опасности, метеорологическая и гидрологическая информация).
— как дополнительное (резервное) средство передачи на судадифференциальных поправок для глобальных навигационных спутниковых систем;
— как дополнительный источник информации при организации ипланировании портовых операций (портовый флот и местное пассажирское сообщение,расстановка судов на рейдах и у причалов и др.);
— как средство дистанционного автоматического контроля заположением и техническим состоянием плавучих и стационарных СНО.
Использование АИС в деятельности служб поиска и спасенияпозволяет повысить эффективность поисково-спасательных операций посредствомследующих мер:
— автоматизация контроля местоположения судов в районахответственности МСКЦ;
— автоматизация контроля местоположения спасательных судов илетательных аппаратов, участвующих в операциях поиска и спасения;•автоматизация обмена информацией между МСКЦ и участниками операций поиска испасения.
В деятельности лоцманских служб АИС может использоваться вследующих направлениях:
— применение портативной аппаратуры АИС, доставляемойлоцманами на борт судна;
— автоматический контроль за местоположением и движениемлоцманских судов, включая нахождение у причала, а также у борта судна привысадке и приеме лоцмана;
— автоматизированный обмен информацией с судами относительнопорядка лоцманской проводки, времени и места приема лоцмана.
При использовании АИС в плавучих и стационарных средствахнавигационного оборудования (СНО) достигаются следующие преимущества:
— обнаружение и навигационное использование СНО нарасстояниях, значительно превышающих возможности визуального ирадиолокационного обнаружения;
— автоматическая передача метеорологической и гидрологическойинформации от датчиков, установленных на СНО;
— возможность автоматического дистанционного контроля заместоположением и состоянием СНО со стороны береговых служб;
— возможность применения «виртуальных» СНО (дополнительныхили временных) там, где физическая установка СНО затруднена.
1.4 Информационно — технические особенности АИС
Основные компоненты, виды информации и режимы работы. АИС является информационно-технической системой,обеспечивающей автоматический обмен навигационной и иной информацией, связаннойс безопасностью мореплавания, между судовыми и другими станциями АИС поспециальному каналу радиосвязи.
В состав АИС входят следующие основные компоненты:
— мобильные станции (транспондеры), устанавливаемые на судах,а также на других объектах (поисково-спасательные летательные аппараты,средства навигационного оборудования — СНО).
— канал связи АИС, обеспечивающий обмен информацией междумобильными и береговыми станциями АИС.
— цепь береговых станций АИС, включающая базовые станции,симплексные и дуплексные репитеры.
— информационная сеть АИС, связывающая базовые станции АИС сбереговыми службами.
— оборудование АИС, устанавливаемое в береговых службах(СУДС, системы судовых сообщений, береговая охрана, портовый контроль, МСКЦ,гидрографическая служба и другие).
Цепь станций АИС, информационная сеть и оборудование,устанавливаемое в береговых службах, объединяются понятием береговой сегментАИС. Мобильные судовые станции АИС сопрягаются с навигационным приемникомГНСС/ДГНСС, гирокомпасом, датчиком угловой скорости, другими источникамиинформации, а также с одним или с несколькими навигационными дисплеями, гдеотображается информация АИС (РЛС/САРП, электронная картографическая система илинавигационный комплекс). Кроме того, АИС активно взаимодействует с системамирадионавигации и связи, такими как ГНСС (GPS/ГЛОНАСС),дифференциальные опорные станции и радиомаяки ДГНСС, система морскойспутниковой связи Инмарсат- С.
Первостепенное значение в АИС имеет информация, передаваемаяи принимаемая судовой аппаратурой, которая подразделяется на следующие виды:
— статическая (идентификаторы, тип, длина и ширина судна,положение антенны ГНСС, высота над уровнем киля);
— рейсовая (осадка, наличие опасного груза, порт назначения,ЕТА, план перехода, количество людей на борту);
— динамическая (координаты судна, признак точности и времяопределения координат; вектор путевой скорости, курс, статус судна; угловаяскорость).
Содержание статической, рейсовой и динамической информацииприведено в таблице 1.1
Таблица 1.1Вид и содержание информации Особенности информации Статическая MMSI Идентификатор морской подвижной радиослужбы. Вводится при установке аппаратуры. Название и позывной сигнал судна Вводится при установке аппаратуры. Может меняться только при перерегистрации судна. IMO номер Вводится при установке аппаратуры. Изменению не подлежит. Тип судна Вводится при установке аппаратуры. Изменению не подлежит. Длина и ширина судна Вводится совместно с положением антенны ГНСС. Положение антенны датчика местоположения Может меняться при наличии нескольких приемных антенн. Тип датчика местоположения судна Вводится при установке аппаратуры в зависимости от сопрягаемого навигационного оборудования Высота над уровнем киля Дополнительная информация о высоте мачт или других конструкций. Динамическая Координаты судна Автоматически считываются с датчика местоположения, подключенного к аппаратуре АИС. Признак точности координат Характеризует точность определения координат — хуже 10 м или лучше 10 м (при использовании режима ДГНСС) Время определения координат Время по шкале UTC. Автоматически считывается с датчика местоположения, подключенного к аппаратуре АИС Путевой угол, путевая скорость (относительно грунта) Автоматически считывается с датчика местоположения, подключенного к аппаратуре АИС. (COG — Course over ground / SOG — Speed over ground). Курс Автоматически считывается с судового курсоуказателя (гирокомпаса), подключенного к аппаратуре АИС Навигационный статус судна Вводится вручную с выбором из списка. Изменения рекомендуется делать одновременно с включением огней или с подъемом знаков, предписанных МППСС Угловая скорость Скорость поворота (изменения курса). Автоматически считывается с соответствующего датчика, если он имеется на судне. Рейсовые данные Осадка Вводится вручную и изменяется при необходимости. Опасный груз При наличии опасного груза вводится вручную перед началом рейса. Пункт назначения, ЕТА Вводится вручную перед началом рейса, изменяется при необходимости План перехода Определяется координатами путевых точек. Вводится вручную перед началом рейса, изменяется при необходимости. Количество людей на борту Дополнительная информация. Передается по инициативе судна или по запросу береговой станции
Для мобильных судовыхстанций АИС класса А интервалы передачи динамической информации приведены втаблице 1.2
Таблица 1.2Состояние и параметры движения судов Интервал передачи динамической информации Суда на якоре или у причала со скоростью менее 3 узлов 3 минуты Суда на якоре или у причала со скоростью более 3 узлов 10 секунд Суда со скоростью от 0 до 14 узлов 10 секунд Суда со скоростью от 0 до 14 узлов, изменяющие курс 3,33 секунды Суда со скоростью от 14 до 23 узлов 6 секунд Суда со скоростью от 14 до 23 узлов, изменяющие курс 2 секунды Суда со скоростью более 23 узлов 2 секунды
Первая строка таблицы 2.2 учитывает практический факт, чтоприемник ГНСС для судна, стоящего у причала или на якоре, может вырабатыватьвектор движения со скоростью до 1-2 узлов. Вторая строка предусмотрена дляслучаев, когда судно снялось с якоря или отошло от причала, но при этомнавигационный статус (судно на якоре) не был изменен судоводителями.
Кроме регулярно передаваемой статической, рейсовой идинамической информации, в АИС предусмотрены эпизодические (нерегулярные)информационные сообщения, передаваемые по мере возникновения необходимости:текстовые сообщения, связанные с безопасностью мореплавания и бинарныесообщения, служащие для передачи дополнительной информации.
Передача текстовых сообщений, связанных с безопасностьюмореплавания, осуществляется в случаях, предусмотренных Правилом 31 Главы 5Конвенции SOLAS. Текстовые сообщенияпередаются циркулярным (всем станциям) или адресным (станции с указанным MMSI) методом. В последнем случае требуется подтверждение получениясообщения. Текстовые сообщения, связанные с безопасностью мореплавания, составляютсяв свободной форме и имеют длину до 161 символа (до 966 бит полезнойинформации), что требует для их передачи от 1 до 5 слотов.
Бинарные (двоичные) сообщения для передачи дополнительнойинформации, также как и текстовые сообщения, связанные с безопасностью,передаются циркулярным или адресным методом. В последнем случае от станции — получателя требуется передача подтверждающих сообщений. Главное отличиебинарных сообщений состоит в том, что их перечень и формат строго стандартизованы,а подготовка автоматизирована. На международной основе определено изарезервировано на будущее 64 типа бинарных сообщений (International Function Messages — IFM). Бинарные сообщения занимают от 1 до 5 слотов и подразделяютсяна следующие группы:
— сообщения общего назначения;
— сообщения, связанные с деятельностью СУДС;
— сообщения, связанные с работой СНО;
— сообщения, связанные с поисково-спасательными операциями.
К сообщениям общего назначения относятся так называемые«текстовые телеграммы», а также стандартные запросы на получение дополнительнойинформации и соответствующие ответы.
Из бинарных сообщений, связанных с деятельностью СУДС,наибольший интерес представляет сообщение, используемое для циркулярнойпередачи Центром СУДС информации о судах, не оборудованных АИС, носопровождаемых береговыми PJ1C в составе СУДС.
Такое сообщение содержит данные по нескольким (от 1 до 7)судам, включающие:
— идентификатор судна (MMSI, IMO номер, или позывной сигнал);
— координаты (широта и долгота):
— вектор путевой скорости (курс и скорость относительногрунта -
COG/SOG);
— время, прошедшее с момента определения координат судна.
Другой тип сообщений, связанных с деятельностью СУДС,используется для передачи информации о путевых точках или маршруте движениясудна. Такая информация может передаваться судном в адрес Центра СУДС вкачестве плана перехода, если таковой предусмотрен правилами плавания в районедействия СУДС или системы судовых сообщений. Аналогично, Центр СУДС можетпередать на судно предлагаемый план перехода. В одном таком сообщении можетбыть передана информация о маршруте, включающем до 14 путевых точек.
Используя бинарные сообщения, СУДС может запросить от судовойстанции данные о высоте судовых конструкций (мачт) над уровнем киля, что оченьважно при прохождении судна под мостами или линиями электропередачи. Приорганизации спасательных операций МСКЦ может аналогичным образом запросить усудовой станции количество людей на борту судна.
Процедуры обмена информацией по каналу АИС жесткорегламентированы в Рекомендациях ITU-R М. 1371-1. Для передачии приема информации станциями АИС любого вида предусмотрено 22 возможныхсообщения, сводный перечень которых дан в Приложении 1. Там же приведен форматнекоторых, наиболее часто используемых сообщений.
Для передачи информации станции АИС используют три основные режимаработы:
Автономный (независимый) режим работы является основным,используется как в открытом море, так и «по умолчанию» в прибрежных районах.Передача динамической информации судовыми станциями осуществляется с интервалом,указанным в таблицах 2.2 и 2.3.
Назначенный (зависимый) режим работы используется вприбрежных районах под управлением базовых станций, которые могут назначить длямобильных станций интервал передачи и номера используемых слотов. Например, длясудна, заходящего в гавань со скоростью 8 узлов, по инициативе Центра СУДСустанавливается интервал передачи динамической информации 3 с взаменстандартного интервала 10 с. Однако, мобильные станции должны игнорироватьназначения интервала передачи, превышающие его стандартное значение.
Запросный режим работы используется в комбинации с автономнымили назначенным. В этом режиме сообщение мобильной станции формируется ипередается в ответ на запрос базовой или другой мобильной станции. Запросныйрежим работы может использоваться, например, для получения от судовой станциивнеочередного сообщения со статической и рейсовой информацией.
1.5 Канал связи АИС
Канал связи АИС организуется в диапазоне ОВЧ/VHF (УКВ) морской подвижнойрадиослужбы (частота 156,25 — 162,25 МГц, средняя длина волны 1,8 м). Каналсвязи АИС, включающий передающее устройство, среду распространения радиоволн иприемное устройство, в нормативных документах получил условное название VDL (VHF Data Link — канал передачи данных). В канале связи АИС используется частотнаямодуляция с Гауссовской минимизацией сдвига (FM/GMSK — Frequency Modulation/Gaussian Minimum Shift Keying). В упрощенномпредставлении это означает, что на время передачи одного бита информацииизлучаемая частота несколько понижается, если передается «нуль», или несколькоповышается, если передается «единица». Кодировка передаваемых символов (букв,цифр и других знаков, из которых формируется сообщение) осуществляется по шестибитовому коду ASCII, в котором каждый из 64возможных символов кодируется последовательной серией из шести «нулей» и«единиц».
Радиоволны в канале связи АИС практически распространяются впределах видимого горизонта с учетом высоты установки передающей и приемнойантенн. Так, в открытом море для двух судов с высотами установки антенн до 20 мдальность действия АИС составляет 20 миль. Дальность действия береговой(базовой) станции АИС с высотой установки антенны 100 м при высоте установкисудовых антенн до 20 м лежит в пределах 30 миль. В прибрежных районахрадиоволны АИС распространяются не только прямолинейно, но и с учетом эффектовогибания небольших препятствий и отражений от береговых массивов. Потому,работа АИС возможна при отсутствии прямой видимости между приемной и передающейантеннами, например, в архипелагах, извилистых проливах, фиордах или на реках.
В целях обеспечения унификации и стандартизации АИС вМеждународном Регламенте Радиосвязи закреплено для использования в целях АИСдва канала: AIS- 1 (87В -161,975 МГц) и AIS-2 (88В -162,025 МГц), которые должны использоватьсяповсеместно, за исключением регионов с особым частотным регулированием. В рядерегионов (стран) каналы 87В и 88В традиционно используются другимирадиослужбами и их освобождение для работы АИС практически невозможно. Вподобных регионах предусматривается использование для работы АИС иных частот(региональных каналов АИС), выделенных для этой цели национальными илимеждународными органами в области радиосвязи. Например, в США для целей АИСвыделены канал 88В (международный канал AIS-2) и канал 87А (региональный канал с частотой 157,375 МГц вотличие от международного канала 87В с частотой 162,025 МГц). Региональныеканалы АИС могут выделяться с разносом частот между соседними каналами 25 кГц и12,5 кГц. Соответственно, каналы с разносом частот 12,5 кГц должны иметь болееузкую полосу пропускания, которая определяет скорость передачи данных.
Отсюда вытекает необходимость иметь в аппаратуре АИСприемники и передатчик с переключением рабочих частот и обеспечить стандартизованныеспособы управления частотными каналами АИС с переходом от международных крегиональным и обратно. При входе в регион с особыми каналами, судовая станцияАИС должна переключиться на региональные каналы, а при выходе из такого региона- на международные каналы или на каналы смежного региона. В целях исключенияпотери информации при пересечении границ регионов, предусмотрены так называемыетранзитные зоны, примыкающие с обеих сторон к границам регионов. При работе втранзитных зонах станция АИС передает поочередно на каналах, принадлежащимразным регионам, одновременно и параллельно принимая информацию на этих каналах.
Управление каналами АИС обеспечивается тремя способами:передачей береговыми станциями АИС специального сообщения, командой с цифровымизбирательным вызовом (ЦИВ), передаваемой базовыми станциями морского района А1ГМССБ, и ручным переключением в судовой аппаратуре. Очевидно, что региональныеканалы должны быть внесены в память судовой аппаратуры. Правительствагосударств, вводящих региональные частоты АИС, должны предоставитьсоответствующую информацию в IMO и в МСЭ/ITU до 1 апреля 2002 г.
Работа каждой станции АИС (мобильной или базовой) жесткосинхронизирована по всемирному координированному времени (UTC) с погрешностью не более10 мкс от встроенного приемника ГНСС (синхронизация АИС, используемых вРоссийской Федерации, осуществляется по сигналам встроенного комбинированногоприемника ГНСС ГЛОНАСС/GPS). В случае отказа встроенного приемника ГНСС используютсярезервные варианты синхронизации по сигналам других станций АИС, обычно — базовых. Для передачи информации используются непрерывно повторяющиеся кадрыдлительностью 1 минута, которые разбиваются на 2250 слотов (временныхинтервалов) длительностью по 26,67 мс.
Работа станций АИС на двух частотных каналах (международныхили региональных) позволяет повысить надежность канала связи АИС и увеличитьего пропускную способность. Передатчик каждой станции АИС излучает поочереднона обеих частотах, а два приемника параллельно принимают и суммируют сообщениядругих станций на обеих частотах. Таким образом, обеспечивается возможностьпередачи за 1 минуту 4500 наиболее коротких сообщений, занимающих 1 слот.Некоторые виды сообщений могут занимать несколько последовательных слотов — от2 до 5.
Скорость передачи цифровой информации в канале АИС выбрана9600 бит/с, что обусловлено использованием как широкополосных международныхканалов (с разносом частот между каналами 25 кГц), так и узкополосных каналов,выделяемых на региональной основе (с разносом частот 12,5 кГц). В принципе,если бы в АИС использовались только широкополосные каналы с разносом частот 25кГц, скорость передачи информации и потенциальная пропускная способностьсистемы могла быть вдвое выше. Тем не менее, выбранная скорость передачи заметновыше, чем при передаче информации по протоколу ЦИВ (1200 бит/с), и достаточнадля обмена информацией, рассмотренной в п. 2.1
При скорости передачи 9600 бит/с в каждом слоте длительностью26,67 мс теоретически можно передать 256 бит информации. Практически, пакетданных, передаваемых в слоте, имеет максимальную длину 168 бит и дополняетсясигналом синхронизации, флагами начала и окончания данных, контрольной суммойбитов.
Расчет реальной пропускной способности канала связи АИСвыполняется с учетом особенностей данного района плавания и вероятногоколичества судов различного вида (стоящих на якоре, движущихся,высокоскоростных, маневрирующих и т.д.). Например, если в радиусе действиястанции АИС находится 40 движущихся судов, передающих сообщение оместоположении размером в один слот и с интервалом 2 секунды, то в минутномкадре окажутся занятыми 1200 слотов из 4500 (для двух частотных каналов).Расчет, выполненный для районов с наибольшей интенсивностью судоходства(Дуврский и Сингапурский проливы), показал, что в теоретическом радиусе действиястанции АИС, равном 40 миль, необходимо обеспечить возможность передачи 2400 — 3200 сообщений в минуту от различных судов. Тем не менее, некоторые морскиеадминистрации и специалисты выражают обеспокоенность, что пропускнаяспособность АИС вскоре может оказаться недостаточной с учетом реальной иперспективной интенсивности судоходства, а также возможности установки АИС наСНО, прогулочных и маломерных судах.
Основополагающий принцип универсальной АИС состоит в том, чтолюбая станция, включившись в работу или оказавшись в радиусе действия другихработающих станций, должна найти для себя свободные слоты (не занятые другимистанциями) и использовать их для их для своей передачи. Методом, позволяющиммножеству станций АИС находить свободные слоты для передачи и избежатьблокирования системы при перегрузках, является специальный метод доступа кканалу ОВЧ связи — TDMA (Time Division Multiple Access), в русскоязычнойтерминологии — множественный доступ с временным разделением (МДВР).
В АИС используется несколько разновидностей (протоколов илиалгоритмов) TDMA:
RATDMA (Random — случайный) — используется для выбора первого слота после включения станции в работу, а такжепри начале передачи нерегулярных сообщений, например, связанных с безопасностьюмореплавания;
1TDMA (Incremental — инкрементный) — используется для резервирования слотов в первом минутном кадре, например, послевключения станции в работу, а также, когда судно должно увеличить частотупередачи при изменении курса;
SOTDMA (Self-Organized — самоорганизующийся) — используется как продолжение ITDMA для резервированияслотов для передачи в последующих 3-7 минутных кадрах;
FATDMA (Fixed — фиксированный) — используется базовыми станциями в целях обеспечения их работы с установленнымпериодом повторения и в фиксированных объявленных слотах, которые не могутзанимать мобильные станции.
Станции АИС после включения в работу до начала передачи втечение минутного кадра принимают и анализируют сообщения в канале АИС дляопределения свободныхслотов и выбора потенциальных слотов для своей передачи в следующем минутномкадре. Первый слот в начале передачи выбирается с использованием протокола RATDMA. Последующие слоты в данном минутном кадре выбираютсяпосредством протокола ITDMA, о выбранных слотахобъявляется в первом переданном станцией сообщении. Если судно не меняет свойрежим движения и продолжает передавать регулярные сообщения с неизменнымпериодом повторения, то далее используется протокол SOTDMA, обеспечивающий резервирование слотов в предстоящих 3-7кадрах. Если же период повторения сообщений должен измениться, например, когдасудно меняет курс, то станция кратковременно переход ит на протокол ITDMA, а затем возвращается к SOTDMA с новым периодом повторения. Если судну необходимо передатьнерегулярное сообщение, то станция использует протокола RATDMA для выбора первого слота под это сообщение. Последующие слотыдля передачи этого сообщения выбираются посредством протокола ITDMA. Выбранный ранее порядок передачи регулярных сообщений,например, позиционных, при этом не нарушается.
Например, судно должно регулярно передавать позиционноесообщение, содержащее динамическую информацию, с периодом повторения 6 секунд.Частота передачи сообщения RR для данного примераравна 10, то есть, сообщение должно повторяться 10 раз в течение минутногокадра, состоящего из 2250 слотов. Номинальное приращение N1, равное 225,означает, что данное сообщение должно повторяться, в среднем, каждые 225слотов. Слот для передачи сообщения должен случайным образом выбираться из 45слотов, лежащих в интервале выбора SI, но не занятых другимистанциями. Таким образом, фактический интервал передачи сообщений каждойсудовой станции АИС изменяется случайным образом вокруг среднего значения,определяемого параметрами движения судов и установленного стандартами.
Алгоритмы TDMA также обеспечиваютустойчивость канала АИС к перегрузкам, когда почти все слоты в минутном кадрезаняты, и некоторая станция А не может выбрать свободный слот для передачисвоего сообщения в интервале выбора. В этом случае, станция А выбирает дляпередачи слот, в котором уже ведет передачу наиболее удаленная от нее станцияВ. Тем самым, для других станций, находящихся вблизи станции А, передачастанции В будет подавлена в данном слоте сигналом станции А. Однако, станция Аможет подавить сигнал станции В только один раз за минутный кадр. Для передачиследующего сообщения в данном кадре станция А должна выбрать слот, где ведетпередачу другая удаленная станция С. Аналогично ведут себя и другие танции,окружающие станцию А.
В результате, при перегрузке канала связи АИС на 400-500%(когда для нормальной работы всех станций потребовалось бы в 4-5 раз увеличитьчисло слотов в кадре) реальная дальность приема каждой судовой станциейсообщений от других станций уменьшается до 8-10 миль, то есть до дальностиуверенного радиолокационного сопровождения судов-целей средних размеров.Следовательно, в районах с высокой интенсивностью судоходства реальнаядальность действия АИС всегда меньше, чем дальность обычной радиосвязи на ОВЧ,определяемая высотами установки антенн.
Специфические особенности канала связи АИС накладываютсущественные ограничения на технические характеристики передающих и приемныхустройств. Мощность передатчика АИС стандартизована на уровне 12,5 Вт (в режимеполной мощности) и 2 Вт (в режиме пониженной мощности). Предусмотреноступенчатое переключение мощности передатчика (пониженная/полная) по сигналубазовой станции. Пониженная мощность может использоваться, например, наакватории порта, чтобы уменьшить перегрузку канала связи на подходныхфарватерах. Ввиду необходимости работы в коротких временных интервалах (слота)длительностью 26,67 мс, время нарастания излучаемой мощности до уровня 80% отмаксимальной, а также спада мощности не должно превышать 1 мс.
1.6 Судовая аппаратура
Мобильные станции АИС в зависимости от назначения и местаустановки подразделяется на следующие виды:
судовые станции класса А;
судовые станции класса В;
портативные (носимые) станции, используемые лоцманами наборту судна;
станции, устанавливаемые на средствах навигационногооборудования (СНО).
станции, устанавливаемые на воздушных судах, участвующих впоисково- спасательных операциях.
Судовые станции класса А полностью соответствуютмеждународным требованиям и стандартам и устанавливаются на судах согласнотребований Главы 5 Конвенции SOLAS.
В состав судовой станции (транспондера) АИС класса А входят:
два приемника каналов AIS-1 и AIS-2, обеспечивающие переключениена региональные каналы (частоты);
передатчик, переключаемый на каналы AIS-1 и AIS-2 и на региональныеканалы;
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 контроляработоспособности (ВИТ — Built-in Integrity Test);
блок питания.
Для сопряжения оборудования АИС с судовыми навигационнымиприборами (датчиками и дисплеями) предусмотрены следующие порты:
порт 1 — для подключения к судовому (внешнему) навигационномуприемнику ГНСС или ДГНСС (или наземных радионавигационных систем);
порт 2 — для подключения к гирокомпасу;
порт 3 — для подключения к датчику угловой скорости;
порты 4 и 6 — для подключения к судовому навигационномудисплею (РЛС/САРП, ЭКС или интегрированная навигационная система);
порт 5 — для подключения вспомогательного оборудования илипортативного лоцманского прибора;
порт 8 — для подключения к терминалу Инмарсат — С;
порт 9 — для ввода поправок ДГНСС во внутренний приемник отвнешнего источника, а также для вывода поправок ДГНСС, принятых по каналу связиАИС, на внешний навигационный приемник;
порт 10 — для подключения к системе тревожной сигнализации намостике.
Порты 6 и 9 являются необязательными и могут отсутствовать вотдельных видах судовой аппаратуры. Порты 1-8 должны соответствоватьтребованиям Стандарта МЭКЛЕС 61162 к интерфейсам обмена информацией.
Минимальный (текстовый) дисплей и клавиатура обеспечиваютвозможность ввода в аппаратуру АИС статической и рейсовой информации, а такжеввода и отображения текстовых сообщений, связанных с безопасностью мореплавания.Конструктивно минимальный дисплей и клавиатура объединяются с основным приборомАИС, либо выполняются в виде отдельного малогабаритного прибора. Минимальныйдисплей должен отображать данные не менее, чем по трем судам, включая пеленг,дальность и название судна-цели. Другие данные о судне могут быть отображены спомощью горизонтальной «прокрутки» текста. При этом данные о пеленге идальности сохраняются на экране. Путем вертикальной «прокрутки» можноотобразить данные о других судах-целях. При сопряжении аппаратуры АИС с судовымнавигационным дисплеем все функции ввода и отображения информации реализуютсяна сопрягаемом дисплее.
Устройство контроля работоспособности обеспечиваетобнаружение ошибок в передаваемой информации и в принимаемых данных. Еслиданные какого-либо датчика (например, гирокомпаса) не поступают в аппаратуруАИС, то выдается сигнал «нет данных». При неисправности оборудования АИСвыдается тревожный сигнал и прекращается передача данных.
Встроенный приемник ГНСС или ДГНСС обеспечивает временнуюсинхронизацию аппаратуры АИС и является резервным источником информации оместоположении судна. Основным источником информации о местоположении судна вАИС является внешний судовой приемник ГНСС или ДГНСС, используемый внавигационных целях и сопрягаемый с АИС. Дифференциальные поправки,передаваемые береговыми опорными станциями ДГНСС в радиомаячном диапазоне,могут транслироваться от внешнего приемника ДГНСС во внутренний приемник ГНСС.Дифференциальные поправки могут также передаваться по каналу связи АИС, приниматьсясудовой аппаратурой АИС и транслироваться во внутренний и внешний приемникиГНСС.
Таблица 1.3Приоритет
Источник информации
о местоположении судна Признак точности Примечание 1 Внешний приемник ГНСС в дифференциальном режиме работы 1 2 Внутренний приемник ГНСС в дифференциальном режиме работы 1 Используются поправки, передаваемые базовой станцией АИС. 3 Внутренний приемник ГНСС в дифференциальном режиме работы 1 Используются поправки, передаваемые радиомаяком ДГНСС. 4 Внешний приемник ГНСС в стандартном режиме работы или внешний приемник наземных РНС 5 Внутренний приемник ГНСС в стандартном режиме работы 6 Не используются автоматические средства определения (нет информации, ручной ввод, счисление) Передается флаг нарушения целостности
Из таблицы 2.3 следует, что станция АИС должна отдаватьпредпочтение приемникам ГНСС, работающим в дифференциальном режиме. В этихслучаях станция АИС включает в сообщение о местоположении признак высокойточности. Если и внутренний и внешний приемники ГНСС работают вдифференциальном режиме, предпочтение отдается внешнему приемнику. Прииспользовании внутреннего приемника ГНСС, работающего в дифференциальномрежиме, предпочтение отдается использованию поправок, полученных от базовой станцииАИС. Если и внутренний и внешний приемники ГНСС работают в обычном режиме,предпочтение отдается внешнему приемнику. Возможность использования совместно сАИС внешнего приемника наземной радионавигационной системы (РНС), например,Лоран-С, не представляет практического интереса. Хотя такой вариант оборудованиясудов допускается Главой 5 Конвенции SOLAS и конструкциейоборудования АИС.
Если состояние источников информации о местоположении (доступность,работоспособность) изменяется, АИС должна автоматически переключаться наисточник, имеющий более высокий приоритет. При смене источников должно бытьнемедленно передано сообщение, содержащее статическую и рейсовую информацию, ивыдана соответствующая информация на судовой дисплей АИС. Данные о путевом углеи скорости (относительно грунта) должны получаться от используемого источникаинформации о местоположении.
Среди судовых станций класса А выделяется аппаратураограниченного класса А, устанавливаемая по решению национальных или местныхморских Администраций на судах, где установка АИС прямо не предусмотрена втребованиях Главы 5 SOLAS: рыболовные суда, судавместимостью менее 300, оперирующие во внутренних морских водах, лоцманские,буксирные и другие. Для станций АИС ограниченного класса А допускаются некоторыеотступления от международных требований и стандартов в отношении сопрягаемыхсудовых приборов, использования режимов ЦИВ, управления частотными каналами идальней связи.
1.7 Береговой сегмент
Полная реализация всех функциональных возможностей АИСвозможна только при развертывании в районах интенсивного судоходства береговогосегмента АИС, в состав которого входят:
— цепь береговых станций АИС, включающая базовые станции,симплексные и дуплексные репитеры;
— сеть передачи данных АИС (AIS Network), связывающая базовые станции и береговые службы;
— оборудование, установленное в береговых службах в целях отображенияинформации АИС, а также формирования сообщений, передаваемых через базовыестанции и канал связи АИС.
В отдельных регионах береговой сегмент АИС может выполнятьразличные функции — от пассивного режима работы (только получение информации отсудов) до выполнения в полном объеме всех следующих функций:
получение береговыми службами информации о судах, ихместоположении и движении;
двусторонний обмен береговых служб с судами навигационной ииной информацией, связанной с безопасностью мореплавания;
передача на суда поправок ДГНСС по каналу связи АИС; передачана суда информации о местоположении и движении судов, не оборудованных АИС исопровождаемых PJIC в составе СУДС;
контроль за местоположением и состоянием плавучих средствнавигационного оборудования (СНО);
управление режимами работы мобильных судовых станций(назначение региональных частотных каналов АИС, интервала передачи сообщений ислотов для их передачи);
обеспечение резервной временной синхронизация судовых станций.
Цепь береговых станций проектируется таким образом, чтобыобеспечить максимальное покрытие прибрежных морских вод, акваторий портов иподходов к ним рабочими зонами. В частном случае, цепь береговых станций можетсостоять из одной базовой станции, устанавливаемой в небольшом порту,расположенном на малоосвоенном побережье с низкой интенсивностью судоходства. Вбольшинстве случаев цепь береговых станций состоит из нескольких базовыхстанций и репитеров, перекрывающих рабочими зонами участок побережья протяженностью60 — 300 и более миль.
Обычно, для каждой цепи береговых станций АИС организуетсяцентр управления и обработки информации. При образовании непрерывных рабочихзон береговых станций АИС вдоль побережья морских государств также преобладаетрегиональный принцип организации — подразделение станций АИС на несколько цепейс выделением для каждой из них своего центра.
Базовые станции АИС соединяются радиорелейными, проводнымиили волоконно-оптическими линиям связи с центром управления и обработкиинформации. Репитеры, входящие в цепь береговых станций, взаимодействуют сближайшей базовой станцией по каналу связи АИС и предназначены для расширениярабочих зон АИС там, где затруднена прокладка линий связи. Симплексные репитерыпринимают сообщения на частотных каналах АИС и ретранслируют их по этим жечастотным каналам, резервируя для своей работы дополнительные слоты. Такимобразом, применение симплексных репитеров существенно увеличивает загруженностьканала связи АИС и должно быть обосновано расчетами. Дуплексные репитерыпринимают сообщения на одних частотных каналах АИС и одновременно ретранслируютих по другим частотным каналам. Применение дуплексных репитеров предполагаетвыделение дополнительных региональных частот АИС на национальной илирегиональной основе. Конфигурация цепи береговых станций АИС (количество,расположение и тип станций, высоты установки и диаграммы направленности антенн,рабочие зоны) определяется географическим особенностями района и местнымихарактеристиками судоходства (типы судов, интенсивность и пути движения).
Радиус действия береговых станций (в режиме «судно-берег»)при высоте установки антенн от 100 до 250 м составляет 30-45 миль и значительнопревышает радиус действия судовых станций (в режиме «судно-судно»).Следовательно, в радиусе действия береговой станции могут оказаться суда (илигруппы судов), которые не имеют «радиоконтакта» друг с другом и выбирают дляпередачи своих сообщений те же самые слоты. Кроме того, в районах интенсивногосудоходства при перегрузке канала связи АИС (см. п. 3.2) судовые станции частьсвоих сообщений передают в слотах, где также передают сообщения наиболееудаленные судовые станции. В этом случае береговая станция будет приниматьналоженные друг на друга сообщения и часть информации от судов будет потеряна.Чем больше радиус действия базовой станции и выше интенсивность судоходства,тем больше вероятность такой ситуации.
Важной функцией базовой станции является передачадифференциальных поправок ГНСС через канал АИС. Необходимость данной функцииобъясняется сильным влиянием атмосферных и промышленных помех на длинноволновыйдиапазон, в котором работают радиомаяки ДГНСС (средняя длина волны 1000 м, частота300 КГц). Особенно сильно это влияние на акваториях портов при крупных городах,где также возможны эффекты экранирования поля радиомаяка береговымисооружениями или рядом находящимися судами. В результате, судовая станция может«терять» принимаемый сигнал радиомаяка ДГНСС, что приводит к мгновенномусмещению на 15 — 30 метров символа АИС этого судна, наблюдаемого на экранахдругих судов или береговых служб. В подобных случаях базовые станции и каналсвязи АИС могут служить резервным средством обеспечения судов дифференциальнымипоправками ГНСС.
Данная функция может быть реализована за счет постоянноговвода в базовую станцию АИС поправок от опорной станции ДГНСС, расположенной вданном регионе, через выделенную линию связи и специальный порт модуля базовойстанции. Альтернативным решением является установка аппаратуры опорной станцииДГНСС, выполненной в виде модуля 19 дюймового стандарта, непосредственно набазовых станциях АИС. Последнее решение имеет преимущество там, где еще неустановлены опорные станции и радиомаяки ДГНСС, но требуется обеспечить высокуюточность определения местоположения судов, уже оснащенных АИС, напримертанкеров или пассажирских судов.
Базовые станции АИС подключены к центру управления иобработки информации по выделенным линиям связи через контроллер базовыхстанций. Контроллер базовых станций обеспечивает исключение избыточностиинформации в случае, если сообщение судна принимается одновременно несколькимибазовыми станциями, а также включает компьютерный терминал для контроля иуправления режимами работы базовых станций.
Полученные данные АИС, также как и данные радиолокационногосопровождения, выработанные соответствующим процессором, связанным с PJIC, хранятся в сервере данных сопровождаемых целей. В результатесовместной обработки двух видов информации выявляются данные, относящиеся кодной и той же цели, которые затем связываются между собой, что позволяетавтоматически идентифицировать эхосигналы и символы радиолокационногосопровождения. Технология совместной обработки данных АИС и радиолокационногосопровождения получила наименование «Multi Sensor Fusion». Ее основу составляет корреляционная обработка координат ивектора скорости цели, получаемых от нескольких датчиков (РЛС и АИС) в заданноминтервале времени.
При совместной обработке информации АИС и РЛС должно бытьпредусмотрено преобразование данных из международной геодезической системы WGS-84, используемой в АИС, вместную (национальную) систему координат, применяемую в СУДС.
Данные АИС и радиолокационного сопровождения связываются сбазой данных СУДС или местной морской администрации, где хранятсядополнительная информация по идентифицированному судну(эксплуатационно-технические характеристики, освобождение от обязательнойлоцманской проводки, сведения по предшествующим посещениям порта, результатыинспектирования портовым контролем и т.д.). Данные радиолокационногосопровождения, данные АИС, а также сведения из базы данных отображаются надисплеях рабочих станций СУДС. Эта же информация предоставляется внешним потребителям(береговым службам) через сервер доступа.
Взаимодействие указанных выше информационно-вычислительныхмодулей осуществляется по локальной вычислительной сети (LAN). Сервер доступаобеспечивает распределение информации АИС по береговым службам через региональнуюсеть передачи данных (WAN), при построении которой обычно используются маршрутизируемыепротоколы TCP/IP. Работа сервера доступа может быть организована в двухрежимах: с «вещательной» (broadcast) передачей информации всем подключенным к сети береговымслужбам или с обработкой запросов береговых служб на определенный видинформации. В первом случае береговые службы получают только «мгновенную»картину судоходной обстановки и должны самостоятельно организовывать дальнейшеехранение и обработку информации для получения «истории» движения судов. Крометого, сервер доступа совместно с контроллером базовых станций должен обеспечитьпередачу сообщений АИС, поступающих от уполномоченных береговых служб(например, предупреждений о неработающих СНО от местной гидрографическойслужбы), через базовые станции.
1.8 АИС и Глава 5Конвенции SOLAS
Международная Конвенция по охране человеческой жизни на море (SOLAS) являетсяосновополагающим документом международного морского права, устанавливающимобязательные требования к конструкции и оборудованию морских судов, к другимметодам и средствам обеспечения безопасности на море. Глава 5 «Безопасностьмореплавания» устанавливает требования к навигационному оборудованию морскихсудов, конструкции ходового мостика, а также к береговым службам и организационныммерам, обеспечивающим безопасность мореплавания. В Правиле 1 «Применение»устанавливается, что Глава 5 распространяется на все суда, совершающие любыерейсы, если это не оговорено особо в тексте данной главы. Правило 1устанавливает право морских Администраций государств определить, в каком объеметребования Главы 5 будут применяться к судам, эксплуатируемым исключительно вовнутренних морских водах прибрежных государств. Морские Администрации государствтакже должны определить, в каком объеме Правила 15 — 28, включая требования кустановке АИС, будут применяться к следующим категориям судов:
суда валовой вместимостью менее 150, совершающие любые рейсы;
суда валовой вместимостью менее 500, не совершающиемеждународные рейсы;
рыбопромысловые суда (предназначенные для добычи рыбы иморепродуктов).
В соответствии с Правилом 18, а также порядком, установленнымв Российской Федерации, аппаратура АИС, устанавливаемая на судах морского флотапод флагом РФ, должна иметь свидетельства об одобрении типа Минтранса России иРоссийского Морского Регистра судоходства. Аппаратура АИС, устанавливаемая вСУДС и других береговых службах, должна иметь свидетельство об одобрении типаМинтранса России.
Правило 19 «Требования к оснащению судов навигационнымисистемами и оборудованием» содержит требования к компасам, лагам, эхолотам,навигационным картам, приемникам ГНСС, РЛС и средствам радиолокационнойпрокладки, АИС и некоторым другим средствам. Правило 19 определяет, что суда,построенные после 1 июля 2002 г. должны отвечать требованиям данного Правила вполном объеме с момента ввода в эксплуатацию. Суда, построенные до 1 июля 2002г., могут продолжать нести оборудование, предписанное Правилами 11,12 и 20прежней редакции Главы 5, за исключением требований, относящихся к приемникуГНСС и к оборудованию АИС.
Требования к срокам оборудования судов АИС изложены следующимобразом:
Все суда валовой вместимостью 300 и более, совершающиемеждународные рейсы, грузовые суда валовой вместимостью 500 и более, несовершающие международные рейсы, а также пассажирские суда независимо от ихразмера, должны быть оборудованы АИС в следующие сроки:
суда, построенные 1 июля 2002 г. и позднее — с даты постройки;
суда, построенные до 1 июля 2002 г. и совершающиемеждународные рейсы:
пассажирские суда — не позднее 1 июля 2003 г.;
танкеры — не позднее первого освидетельствования после 1 июля2003 г.;
суда, за исключением пассажирских и танкеров:
валовой вместимостью 50000 и более — не позднее 1 июля 2004г.;
валовой вместимостью 300 и более, но менее 50000 — не позднеепервого освидетельствования оборудования безопасности после 1 июля 2004 г илине позднее 31 декабря 2004 г. в зависимости от того, что раньше;
суда, построенные до 1июля 2002 г. и не совершающие международные рейсы — не позднее 1 июля 2008 г.
Сроки оснащения АИС указаны с учетом решения, принятого вдекабре 2002 г. на 76 Сессии Комитета ИМО по безопасности на море (КБМ) обускорении внедрения АИС, связанного с эффективностью их применения в рамкахмероприятий по борьбе с терроризмом. На 76 Сессии КБМ были одобренысоответствующие поправки к правилу 19 Главы 5 Конвенции СО ЛАС. Указанныепоправки были приняты Конференцией договаривающихся Правительств стран — участниковКонвенции СОЛА С.
В соответствии с этимипоправками все суда валовой вместимостью 300 и выше, совершающие международныерейсы, должны быть оборудованы АИС не позднее 31 декабря 2004 г.
По решению морской Администрации государства флага могут бытьосвобождены от установки АИС суда двух следующих категорий: суда, выводимые изэксплуатации в течение 2 лет после оговоренной даты установки АИС; судаместного плавания, эксплуатируемые в районах, где интенсивность судоходства нетребует установки АИС. Требования Главы 5 являются минимальными, так чтоморские Администрации государств вправе установить более жесткие требования кустановке АИС на судах под их юрисдикцией, как по срокам, так и по категориямсудов. Таким образом, оснащенность судов АИС, особенно в период внедрения, взначительной степени зависит от технической политики национальных морскихАдминистраций. Морские Администрации ряда государств уже пришли к мнению, чтоиз судов, прямо не попадающих под требования Правила 19, целесообразно вминимальные сроки оборудовать АИС лоцманские суда, портовые буксиры, бункеровщики- то есть те виды вспомогательных судов, которые активно взаимодействуют странспортными судами, подлежащими оборудованию АИС. Еще одним видом судов, длякоторых решение национальных морских Администраций о первоочередной установкеАИС не вызывает сомнений, являются пассажирские суда и паромы местногоплавания.
Правительства США и Канады рассматривают возможность принятиярешения об обязательном оснащении АИС всех судов длиной более 20 м, независимоот назначения и района плавания, в том числе и речных. Правительствагосударств, обладающих обширными исключительными экономическими зонами (ИЭЗ) ирыбными запасами (Норвегия, Исландия, Канада и другие), изучают вопрос оцелесообразности оснащения АИС (с использованием режима дальней связи) всехрыбопромысловых судов в целях контроля за соблюдением правил рыболовства. Приэтом не исключается принятие законов о допуске в ИЭЗ иностранных рыбодобывающихсудов, только оснащенных АИС. Ряд стран уже выразил намерение оснастить АИСсуда государственной принадлежности, обеспечивающие безопасность мореплавания испасение на море (гидрографические, аварийно-спасательные суда, патрульные судабереговой охраны). Не исключается использование АИС кораблями ВМФ во времяпереходов в районах интенсивного судоходства.
В «Положении о порядке предоставления изъятий и эквивалентныхзамен из требований Главы 5 Конвенции SOLAS» (введено в действиеМинистерством транспорта РФ с 1 июля 2002 г.) предусмотрено только однооснование для предоставления изъятий в отношении АИС — вывод судна изэксплуатации в течение двух лет после предписанных сроков установки АИС.
«Руководством по применению Правил 15-28 новой Главы 5Конвенции SOLAS к рыболовным судамРоссии» от 25 марта 2002 г. установлено, что все рыбопромысловые суда валовойвместимостью 500 и более, совершающие международные рейсы и эксплуатируемые внеограниченных районах плавания, должны быть оборудованы АИС в сроки от 1 июля2002 г. (для новостроящихся судов) до 1 июля 2007 г. (для ранее построенныхсудов валовой вместимостью 500 и более). Таким образом, оснащенность судов АИС,особенно в период внедрения, в значительной степени зависит от техническойполитики национальных морских Админи- страций. Морские Администрации рядагосударств уже пришли к мнению, что из судов, прямо не попадающих подтребования Правила 19, целесообразно в минимальные сроки оборудовать АИСлоцманские суда, портовые буксиры и бункеровщики, ледоколы, — то есть те видывспомогательных судов, которые активно взаимодействуют с транспортными судами,подлежащими оборудованию АИС. Еще одним видом судов, для которых решениенациональных морских Администраций о первоочередной установке АИС не вызываетсомнений, являются пассажирские суда и паромы местного плавания.
При внедрении АИС на судах следует принимать во вниманиетребования Правила 19 к навигационному оборудованию, сопрягаемому с АИС.Приемник ГНСС (или наземной радионавигационной системы), обеспечивающий в любоевремя в течение предполагаемого рейса автоматическое определение координатсудна, является обязательным для установки на всех судах независимо от размера.Таким образом, обеспечивается ввод координат судна в АИС от датчикаместоположения, используемого в судовождении. При выходе из строя основногоприемника ГНСС (внешнего по отношению к АИС) АИС переключается на работу отвнутреннего приемника ГНСС, данные которого могут использоваться всудовождении.
Суда валовой вместимостью более 300, а также все пассажирскиесуда, независимо от размера, должны оборудоваться РЛС. При этом на судах от 300до 500 РЛС должны дополняться средством электронной прокладки для оценкиопасности столкновения, а на судах от 500 до 3000 — средством автоматическогосопровождения радиолокационных целей. Суда более 3000 должны оснащаться второйРЛС и вторым средством автоматического сопровождения. Суда более 10000 должныоборудоваться полнофункциональными средствами автоматической радиолокационнойпрокладки (САРП).
Существенно обновлены и технические требования крадиолокационному оборудованию, предусматривающие, в частности, стандартныйобмен информацией с другими навигационными приборами. Практически всерадиолокационные индикаторы нового поколения автоматизированы, имеют встроенныемикропроцессоры и способны отображать дополнительную навигационную информацию,включая данные АИС. Таким образом, индикаторы новых РЛС с функциямиавтоматической радиолокационной прокладки могут служить наиболее эффективнымсредством для отображения информации АИС. Однако в настоящее время значительнаячасть действующих судов оборудована РЛС старых типов, не способных принимать иотображать информацию АИС.
2. ОтображениеинформацииАИС. Сравнение информации на экране РЛС и мониторе АИС
Отображение информации АИС — одна из ключевых проблем,определяющих эффективность практического использования АИС как на судах, так ив береговых службах. Особенное значение эта проблема имеет для судовых условий,где необходима строгая унификация и стандартизация всех аспектов отображенияинформации АИС, включая интеграцию с другими видами судовой навигационнойинформации (радиолокационной, электронной картографической и т.д.). Проблемаотображения информации АИС окончательно не разрешена и не нашласоответствующего отражения в нормативных документах и стандартах по АИС, заисключением требований общего характера.
В Стандарте МЭК/1ЕС 61993-2 установлены требования только кминимальному дисплею для судовых мобильных станций класса А (см. раздел 2). Вчастности, такой дисплей должен содержать, как минимум, три строки, на каждойиз которых должно отображаться название судна, пеленг и дальность. Другиеданные по судам могут быть вызваны на экран горизонтальным скроллингом. Дляполучения данных по остальным судам может быть использован вертикальныйскроллинг. Наглядное графическое отображение информации, которое необходимо дляэффективного использования АИС, в действующих нормативно-технических документахне регламентируется.
Рекомендуется применять при графическом отображенииинформации АИС символы, приведенные в таблице З.1., а также соблюдать следующиепринципы:
— насколько это практически возможно, пользовательскийинтерфейс АИС должен быть аналогичным соответствующим интерфейсам другихнавигационных средств. В частности, для АИС используется векторная формапредоставления информации и оценка опасности сближения по критериям CPA (дистанция до точки кратчайшего сближения) и ТСРА (время доточки кратчайшего сближения) по аналогии с САРП;
— отображаемый символ АИС может идентифицироваться на экранес использованием условного кода (номера) цели, названия судна или его позывногопо выбору оператора;
— дополнительная информация АИС по каждой цели может бытьвызвана оператором в отдельном окне вне активного рабочего поля, сиспользованием курсора или маркера. Если принятая информация АИС по данной целиявляется неполной, это должно быть индицировано.
— на дисплей могут быть вызваны данные АИС одновременно по несколькимцелям в различных окнах. При этом соответствующие символ и данные должны бытьидентифицированы;
— переход от «спящих» целей к «активным» (и наоборот) можетосуществляться посредством выбора цели оператором или в установленных зонах.
— если рассчитанные по данным АИС значения СРА/ТСРА длясудна-цели
(включая «спящие» цели) становятся меньше установленныхпределов, должен появиться символ «опасной» цели и включиться предупредительнаясигнализация;
— если данные АИС от опасной цели не принимается в течениеустановленного времени, то должен появится символ «потерянной» цели в последнейпозиции и включиться предупредительная сигнализация. Символ «потерянной» целидолжен исчезнуть после подтверждения оператором сигнализации.
При крупном масштабе изображения основной символ АИС(треугольник) может автоматически заменяться контуром судна, выраженным вмасштабе экрана. Очевидно, что подобное отображение информации о суднепредставляет значительный интерес для многочисленных портовых служб (СУДС,портовый контроль, диспетчеры портового флота, лоцманская служба и т.д.).
Информация АИС в графическом виде может отображаться наследующих типах дисплейных устройств:
на индикаторе судовой РЛС или дисплеях с функциями радиолокационной
прокладки (САРП);
на дисплее электронной картографической системы (ЭКС);
на дисплеях интегрированных навигационных систем (INS — Integrated
Navigation System) или интегрированных систем мостика (IBS — Integrated Bridge System);
на специализированных дисплеях операторов СУДС, системсудовых сообщений и других береговых служб.
При крупном масштабе изображения основной символ АИС(треугольник) может автоматически заменяться контуром судна, выраженным вмасштабе экрана. Очевидно, что подобное отображение информации о суднепредставляет значительный интерес для многочисленных портовых служб (СУДС,портовый контроль, диспетчеры портового флота, лоцманская служба и т.д.).
Информация АИС в графическом виде может отображаться наследующих типах дисплейных устройств:
на индикаторе судовой РЛС или дисплеях с функциями радиолокационной
прокладки (САРП);
на дисплее электронной картографической системы (ЭКС);
на дисплеях интегрированных навигационных систем (INS — Integrated Navigation System) или интегрированных систем мостика (IBS — Integrated Bridge System);
Обозначения типов судов вАИС представлены в табл. 2.1
Таблица 2.1Код типа судна Тип судна
Первая
цифра
Вторая
цифра 1 2 3 1 # Резерв 2 # WIG 3 Судно рыболовное 3 1 Судно буксирующее 3 2 Судно буксирующее при длине буксира более 200 м 3 3 Судно, занятое дноуглубительными или подводными работами 3 4 Судно, занятое водолазными операциями 3 5 Судно, занятое военными операциями 3 6 Судно парусное 3 7 Судно прогулочное 3 8 Резерв 3 9 Резерв 4 # Высокоскоростные суда (HSC) 5 Лоцманские суда 5 1 Поисково-спасательные суда 5 2 Буксиры 5 3 Портовые тендеры 5 4 Суда с оборудованием для ликвидации загрязнения 5 5 Патрульные суда 5 6 Резерв − для обозначения местных типов судов 5 7 Резерв − для обозначения местных типов судов 5 8 Медицинские транспорты 5 9 Суда в соответствии с Резолюцией RR №18 6 # Пассажирские суда 7 # Грузовые суда 8 # Танкеры 9 # Другие типы судов # Все суда этого типа (без уточнения) # 1 Перевозящие DG, HS или MP категории А # 2 То же, категории В # 3 То же, категории С # 4 То же, категории D # 5 Резерв # 6 Резерв # 7 Резерв # 8 Резерв # 9 Нет дополнительной информации
Примечания:
1.DG − опасные грузы; HS — вредные составляющие; MP — морские поллютанты.
2.Знак # − указывает на возможные комбинации первой и второй цифр.
Поскольку основным назначением АИС при использовании на бортусудна является предупреждение столкновений, то отображение информации АИСцелесообразно, в первую очередь, на судовых дисплеях, традиционно применяемых вцелях предупреждения столкновений — РЛС и САРП. Однако, по ряду причинтехнического характера, отображение информации АИС возможно только насовременных индикаторах РЛС/САРП, полностью отвечающих требованиям Резолюций IMO MSC 64(67) и А.823(19), а также Стандартов IEC 60872,60936 и 61162. Кроме того, пользовательский интерфейстаких индикаторов должен включать специфические функции, относящиеся куправлению информацией АИС и/или к интегрированному (комбинированному)отображению информации АИС и радиолокационной информации. Подобные индикаторыначали появляться на рынке морской радиоэлектроники к 2002 г. и пока неполучили на судах широкого распространения.
Поэтому, одним из доступных средств для отображения информацииАИС на борту судна может быть электронная картографическая система (ЭКС).Однако безопасным такое отображение информации АИС можно признать только приусловии, что одновременно на экран ЭКС выводится информация от РЛС/САРП. Насовременных судах информация АИС совместно с радиолокационной информацией можетотображаться на дисплеях интегрированных навигационных систем илиинтегрированных систем мостика, которые получают все более широкоераспространение.
При совместном отображении информации АИС и информации отРЛС/САРП рекомендуется соблюдать следующие основные принципы, приведенные вуказанных выше руководствах IMO и IALA:
— символы АИС не должны ухудшать наблюдение эхосигналов исимволов радиолокационного сопровождения. Символы АИС и радиолокационногосопровождения должны четко различаться друг от друга (цветом, формой илиразмерами);
— данные по цели, получаемые от АИС и в результатерадиолокационного сопровождения, должны четко различаться между собой. Источникданных (АИС или САРП) должен быть индицирован;
— свойства векторов целей (время экстраполяции, векторыотносительного или истинного движения), отображаемых по данным АИС и РЛС/САРП,должны быть идентичны;
— установленный режим индикации (ориентация изображения покурсу или по меридиану, неподвижный или движущийся символ собственного судна)должен распространяться как на цели, сопровождаемые РЛС/САРП, так на цели АИС;
— если установлены зоны ограничения автоматического захватадля РЛС/САРП, то эти зоны должны действовать для активации целей АИС. Привхождении в зону автоматического захвата «спящая» цель АИС должна становиться«активной»;
— установленные оператором предельные значения CPА/ТСРА должныраспространяться как на цели, сопровождаемые РЛС/САРП, так на цели АИС.Сигнализация об опасной цели должна действовать по каждому источнику информациинезависимо от того, выполняются ли условия опасного сближения по другому источникуинформации;
- для целей, сопровождаемых РЛС/САРП и по которымобеспечивается информация АИС, может быть предусмотрен автоматический выборвида информации, чтобы избежать отображения двух символов одной и той же цели.Оператор должен иметь возможность изменения предустановленных критериев автоматическоговыбора.
— если выполняются критерии автоматического выбора видаинформации по целям, должны индицироваться символы и данные АИС. При этомналичие радиолокационного сопровождения и соответствующих данных должно бытьиндицировано и данные должны быть доступны.
— возможным средством для отображения информации АИС являютсяэлектронные картографические системы (ЭКС). Однако здесь имеются две проблемы.Первая проблема заключается в том, что эффективное и безопасное применение АИСвозможно только при одновременном отображении информации от РЛС/САРП и АИС.Вторая проблема состоит в том, что ЭКС является довольно дорогостоящимсредством и не входит в состав обязательного навигационного оборудования,предусмотренного Главой 5 Конвенции SOLAS;
— гирокомпас, как обязательное навигационное оборудование,устанавливается на судах валовой вместимостью более 500. На судах меньшейвместимости обязательным является магнитный компас, причем на судах более 300предусматривается устройство для передачи магнитного курса в РЛС (со средствомэлектронной прокладки) и в аппаратуру АИС. Следовательно, при установке АИС насудах валовой вместимостью менее 300 может не выполняться требование о вводе ипередаче информации о курсе. Датчики угловой скорости обязательны для установкина судах валовой вместимостью более 50000.При отсутствии таких датчиков насудах меньшей вместимости АИС может вырабатывать и передавать информацию обизменении курса по данным гирокомпаса.
3. AISв сравнении сдругими информационными средствами для определения курсов и скоростей целей(передающих динамическую информацию) и их изменения
На борту судна оборудование АИС используется судоводительскимсоставом в следующих целях:
— для предупреждения столкновений в качестве оборудования,дополняющее судовую РЛС и обеспечивающего получение информации о местоположениии параметрах движения других судов;
— для получения дополнительной информации о других судах(название или позывной, тип судна, его навигационный статус, порт назначения,маршрут движения), позволяющей правильно оценить обстановку и принять решениепо управлению судном;
— для передачи другим судам и береговым службам сообщений,связанных с безопасностью мореплавания в соответствии с требованиями Правила V/31 Конвенции SOLAS);
— для передачи информации в береговые службы, включая СУДС иобязательные системы судовых сообщений, что позволяет исключить радиотелефонныйобмен или снизить его объем;
— для получения от береговых служб местной навигационнойинформации и предупреждений (судоходная обстановка, обнаруженные опасности,состояние СНО, гидрометеорологическая информация);
— для эффективного обнаружения средств навигационногооборудования (СНО), оснащенных АИС, и получения от них дополнительнойинформации (местоположение, статус, гидрометеорологические данные);
— для повышения эффективности взаимодействия с ледоколами,буксирами и лоцманскими службами.
Основным назначением и главной функцией судового оборудованияАИС является предупреждение столкновений судов. Правило 7 Международных Правилпредупреждения столкновений судов (МППСС) требует от судов использования всехприемлемых в данной обстановке средств для оценки опасности столкновения, однимиз которых следует считать установленное на судне оборудование АИС.
3.1 Ограничения АИС
К ограничениям АИС, которые необходимо учитывать прииспользовании в целях предупреждения столкновений, следует отнести:
— значительная часть судов может быть не оборудована АИС дажепо окончанию периода внедрения (рыбопромысловые, местного плавания, маломерные,прогулочные и другие);
— судовое оборудование АИС может быть выключено пораспоряжению капитана судна, если использование АИС может отрицательно повлиятьна безопасность судна (например, в районах, где возможна пиратскаядеятельность);
— в районах с очень высокой интенсивностью судоходствавозможно уменьшение реальной дальности действия АИС до 10 — 12 миль;
— сильные радиопомехи, например, во время грозы, могутвызвать кратковременные нарушения в работе АИС;
— достоверность и качество принятой информации частично можетзависеть от датчиков, формирующих сообщения АИС, и от правильности вводаинформации судоводителями на судах-целях (например, навигационный статус илимаршрут движения).
Принципы использования АИС в целях предупреждениястолкновений во многом аналогичны принципам использования РЛС и САРП. Общимидля двух видов оборудования являются графическое отображение местоположениядругих судов, экстраполяция взаимного движения с помощью векторов скорости,оценка опасности сближения по дистанции до точки кратчайшего сближения (Дкр) ипо времени до точки кратчайшего сближения (Ткр).
3.2 Достоинства АИС
К преимуществам АИС по сравнению с обычным радиолокационнымнаблюдением и использованием средств автоматической радиолокационной прокладки(САРП) следует отнести:
— Увеличение расстояния, на котором возможны обнаружениевстречных судов и оценка опасности столкновения. Радиусом действия АИС воткрытом море можно считать дальность ОВЧ радиосвязи. С учетом высоты установкиантенн АИС над уровнем моря радиус действия АИС лежит в пределах 20 — 30 миль.В то же время дальность уверенного обнаружения и автоматического сопровождениявстречного судна с помощью РЛС/САРП зависит от размеров судна-цели, погодных условийи других факторов и лежит в пределах 6-15 миль. Как следствие малое судно-цель,оборудованное АИС, будет обнаруживаться примерно на тех же расстояниях, что икрупные суда с помощью РЛС;
— При визуальном наблюдении существуют теневые секторы,которые либо превращают непрерывное наблюдение в периодическое, или вовсе непозволяют обнаруживать цели:
теневые секторы впереди траверза вследствие конструкции суднаи ходового мостика просматриваются только периодически после изменения позициинаблюдателя на мостике;
теневой сектор позади траверза просматривается толькопериодически при выходе на крылья мостика;
теневые секторы, возникающие за близко идущими судами,островами, мысами, не позволяют обнаруживать в них цели даже при самойблагоприятной видимости.
— В районах с изрезанной береговой линией, в архипелагах, вузких проливах, фиордах и на реках АИС позволяет получать информацию по судам,находящимся в «теневых» секторах PJIC, обусловленных береговымрельефом. Этот эффект объясняется тем, что радиоволны ОВЧ диапазона (метровые),излученные ненаправленной антенной АИС, за счет огибания береговых препятствийили за счет отражений от них могут распространяться не только в пределах прямойвидимости, как радиоволны СВЧ диапазона (сантиметровые), применяемые в морскойрадиолокации.
— На работу судовых РЛС и САРП могут оказывать отрицательноевлияние отражения от морской поверхности, помехи от осадков и от соседних РЛС,ложные эхо- сигналы и другие внешние факторы. Существенно ухудшается работарадиолокационного оборудования на сильном волнении вследствие качки и попаданиясобственного судна и судна-цели между гребнями волн. В то же время, на работуАИС указанные факторы практически не оказывают никакого влияния.
— Погрешности РЛС и радиолокационной прокладки, как правило,возрастают с увеличением расстояния до цели. Погрешности информации АИСостаются неизменными в пределах дальности действия и, как правило, существенноменьше соответствующих погрешностей радиолокационной прокладки, особенно врайонах, где установлены дифференциальные станции ГНСС. В АИС отсутствуютпонятие минимальная дальность действия («мертвая зона»), свойственное РЛС,благодаря чему возможно получение информации от рядом расположенных судов,например, ошвартованных лагом.
— Эффективность АИС не снижается при использовании наакваториях портов и в стесненных водах, где очень трудно обеспечитьсвоевременный захват и сопровождение целей с помощью САРП. Ограниченнаяразрешающая способность РЛС и отражения от береговых объектов не позволяют, какправило, вести наблюдение за судами, стоящими у причала. Как следствие,затруднено своевременное обнаружение с помощью РЛС и САРП начала движенияпарома местного сообщения по акватории порта или пересекающего речной фарватер,что может быть обеспечено АИС.
— При радиолокационной прокладке первичными данными одвижении цели являются пеленг и дальность, а также определяемые на основе ихизменения относительные курс и скорость. Истинные курс и скорость целирассчитываются в САРП с учетом гирокомпасного курса и скорости по лагусобственного судна, что вносит в расчеты существенные погрешности, особенно приналичии течения и ветрового дрейфа. В АИС исходными данными являются векторскорости цели относительно грунта (COG/SOG). Относительные курс и скорость цели рассчитываются сминимальными погрешностями с учетом известного вектора скорости собственногосудна относительно грунта.
— Эхосигнал цели, получаемый от РЛС, подвержен флуктуациям(случайным изменениям амплитуды, формы и временного положения). В результатеположение точки автосопровождения в САРП нестабильно и обычно не совпадает сгеометрическим центром судна — цели. Как следствие, появляются погрешности определенияпеленга, дальности и других элементов движения цели. Для уменьшения случайнойсоставляющей таких погрешностей в САРП применяют алгоритмы сглаживания(фильтрации), которые дают хорошие результаты при неизменных элементах движенияцели. При изменении курса цели сглаживание серьезно затрудняет обнаружениеманевра, а выдаваемые САРП значения относительного и истинного курса могутсущественно запаздывать по отношению к фактическим значениям (в отдельныхслучаях разность может достигать 50 градусов). В АИС, благодаря прямомуполучению данных о курсе цели (от гирокомпаса) и угловой скорости (при наличиисоответствующего датчика), маневр цели обнаруживается практически одновременнос его началом. Различие в получаемых данных о направлении движения (COG) и курсе цели позволяетоценить угол дрейфа (сноса) цели.
— Воздействие помех от осадков или попадание цели в теневойсектор может вызвать сброс цели с автоматического сопровождения в САРП. Вслучае прохождения двух целей на малом расстоянии друг от друга может произойтивзаимное переключение автоматического сопровождения (swapping) с появлением грубыхошибок в вырабатываемых данных. Сопровождение целей средствами АИС лишенооказанных недостатков и отличается более высокой надежностью и стабильностью.
— Информация AIS позволяет не иметьзадержек при оценке степени опасности сближения с обнаруженной целью.
После визуального обнаружения цели должно пройти определенноевремя (зависящее от расстояния до цели), прежде чем будет выявлена тенденцияизменения пеленга и сделаны хоть какие-то обоснованные предположения о наличииопасности столкновения или чрезмерного сближения. В большинстве случаев столкновениясудов на виду друг у друга одной из причин столкновения был маневр, которыйпротиворечил существовавшей фактически, но не выявленной вследствие дефицитавремени, тенденции изменения пеленга.
После радиолокационного обнаружения цели требуется время (дляARPA — от 1 до 3 мин) длянакопления информации об относительном движении цели. При запоздаломобнаружении цели и малом ТСРА ARPA не успевает выработатьдостоверные данные о CPA и решение на маневрприходится принимать на основании глазомерной оценки на крупномасштабной шкалерадиолокатора тенденции изменения радиолокационного пеленга. Время,затрачиваемое на такую оценку, зависит от дистанции до цели и опытарадиолокационного наблюдателя.
Данные AIS позволяют внешнему устройству(ARPA, ECDIS) практически мгновеннопосле обнаружения цели вычислить CPA и ТСРА с высокойточностью.
— Информация AIS позволяет существенноповысить точность определения CPA.
Тенденция изменения визуального пеленга позволяет оценитьпредполагаемую дистанцию расхождения только качественно, а не количественно,так как CPA зависит не только отскорости изменения пеленга, но и от расстояния до цели.
Вследствие погрешностей в измерении радиолокационного пеленга(± 1°) и радиолокационной дистанции (1 % от шкалы) ARPA даже после 3 мин устойчивого сопровождения и неизменностиэлементов движения своего судна и цели вычисляет CPA с погрешностью ± 7- 8 кб ( 1300 — 1500 м). При этомопределяется не дистанция расхождения между судами, а дистанция расхождения антенныPJIC своего судна с центромрадиолокационного отражения цели, что при кормовых надстройках судовдополнительно вносит погрешность, превышающую длину своего судна.
Информация AIS дает возможностьвнешнему устройству (ARPA, ECDIS) за 18 — 24 мин до кратчайшего сближения определять CPA с точностью ± 100 — 150 м в автономном режиме и±50-60мвдифференциальном режиме работы GNSS. При этом дистанциярасхождения определяется между антеннами GNSS судов, позиции которых на обоих судах известны и CPA может быть исправлена для определения дистанции расхожденияближайших оконечностей судов.
— AIS позволяет сделатьобоснованные предположения о дальнейшем маршруте цели.
Как визуальное, так и при радиолокационное наблюдение непозволяют делать предположения о дальнейшем маршруте цели, что может бытьважным при подходе цели к развилке или пересечению рекомендованных курсов илифарватеров. Как правило, оценка опасности сближения делается из предположении онеизменности курса цели, которое не является обоснованным.
Полученная судовой станцией AIS информация о порте назначения цели дает возможностьпредсказать дальнейшее развитие ситуации после вероятного изменения курса цели.
— AIS позволяет с высокойточностью знать курс и скорость цели.
Визуальное наблюдение позволяет очень приблизительно оценитьракурс цели (особенно днем) и фактически не дает возможности определить ее курси скорость. Это зачастую приводит к неоднозначной оценке ситуации на судах,сближающихся на курсовых углах, близких к границе между действиями Правила 15МППСС-72 (пересекающиеся курсы) и Правила 13 (обгон).
Радиолокационное наблюдение позволяет существенно болееточно, чем визуальное наблюдение, определить курс и скорость цели. Однакопогрешности в определении курса и скорости даже неманеврирующей цели остаютсязначительными и достигают 0,5 — 1 уз по скорости и 10° по курсу для цели,идущей со скоростью 15- 18 уз. С уменьшением скорости цели погрешностьопределения ее курса увеличивается, достигая 40° — 50° для целей, идущих соскоростью 5 уз и менее. Погрешности курса и скорости маневрирующей цели илицели, совершившей маневр в последние 3 мин, значительно больше.
AIS позволяет знать курс искорость цели практически с той же точностью, с какой ее знают на мостике цели.
— AIS позволяет знать нетолько направление движения цели, но и ее ракурс.
При визуальном наблюдении достаточно легко отличается ракурсвстречного судна от пересекающего судна, что позволяет отличать ситуациюПравила 14 МППСС-72 (встречные или почти встречные курсы) от ситуации Правила15 (пересекающиеся курсы).
При радиолокационном наблюдении, если на ARPA или АТА подается абсолютная скорость своего судна (напримерот GNSS),определяется направление движения цели, но не ее ракурс. Прибольших углах дрейфа цели вследствие ветра и течения возникает опасностьневерной оценки ракурса цели, при которой встречная цель будет изображаться наиндикаторе ARPA (АТА) как цель, идущаяпересекающим курсом. А это, в свою очередь, может привести к ошибке в выборе маневрадля расхождения с этой целью.
AIS позволяет знать нетолько направление движения цели COG, но и ориентацию еедиаметральной плоскости HDG. Поэтому даже для цели,дрейфующей лагом, ее ракурс определяется безошибочно.
— AIS позволяет без задержекобнаруживать маневр цели как курсом, так и скоростью.
При визуальном наблюдении изменение курса цели замечается завремя от 0,1 мин для встречных целей до 1 мин для целей, идущих пересекающимкурсом. Для обнаружения изменения скорости цели, которая до этого шла принеизменном пеленге (существовала опасность столкновения), требуется от 2 до 5мин в зависимости от дистанции до цели.
При слуховом наблюдении и расхождении на виду друг у друга,когда маневрирующее судно подает предписанные Правилом 34 (а) МППСС-72 сигналы,маневр изменением курса обнаруживается немедленно. Маневр скоростьюобнаруживается только в случае начала работы цели на задний ход.
При радиолокационном наблюдении требуется от 2 до 3 мин(векторы) или от 1 до 2 мин (следы целей) для обнаружения изменения курса и/илискорости цели. Запаздывание информации о маневре цели усугубляется тем, что наоснове устаревших данных о параметрах движения цели делается прогноз наразвитие ситуации сближения в следующие 10-30 мин. Неучет запаздыванияинформации был одной из причин целого ряда столкновений судов. При быстромманевре цели (значительное быстрое изменение курса и/или скорости) возможна«потеря цели» ARPA (АТА).
AIS позволяет обнаруживатьманевр цели как изменением курса, так и скорости примерно за 20 — 30 с.
— AIS не дает ложнойинформации о маневре цели.
При радиолокационном наблюдении (ARPA, АТА) иногда отмечаетсяложная информация о маневре цели, обусловленная двумя причинами:
— при расхождении на встречных курсах и при обгоне нарасстояниях менее 1 морской мили вследствие изменения ракурса цели и переходацентра радиолокационного отражения цели с лобовой (или кормовой) частинадстройки на ее боковую часть, регулярно отмечается поворот вектора цели в сторонусвоего судна, хотя фактически цель сохраняет курс и скорость;
— при повороте встречной низкосидящей цели с кормовойнадстройкой, например, вправо, в начале ее поворота отмечается информация ARPA (АТА) о начале поворота цели влево вследствие того, что центрвращения судна (pivot point) находится в его носовой оконечности и центр ее радиолокационногоотражения при изменении курса вправо первоначально смещается влево от линиикурса. Информация AIS отражает фактическиепараметры движения цели.
— AIS позволят учитывать«особенности судов».
Правило 2 МППСС-72 требует при толковании и применении Правилобращать должное внимание на «все особые обстоятельства, включая особенностисамих судов».
При визуальном наблюдении особенности судов учитываются наосновании выставляемых ими огней и знаков. Согласно Правила 22 минимальнаядальность видимости белого, красного, зеленого или желтого круговых огней взависимости от длины судна составляет 2 или 3 мили Реально в хорошую видимостьс использованием бинокля примерно с расстояния 4-5 миль можно оценитьособенности цели и учесть их при расхождении в соответствии с Правилами 8 (f), 9, 10, 16 — 18.
При слуховом наблюдении в условиях ограниченной видимостиособенности судов могут быть в какой-то мере оценены на основании звуковыхсигналов, подаваемых в соответствии с Правилом 35. Однако дальность ихслышимости даже в направлении максимума силы звука составляет 0,5 — 2 мили, чтосущественно снижает возможность использования слухового наблюдения для учетаособенностей судов.
При радиолокационном наблюдении невозможно установить иучитывать особенности судов. Именно поэтому Правило 19 предписывает в условияхограниченной видимости одинаковые обязанности для всех судов — от судна смеханическим двигателем до судна, лишенного возможности управляться.
Наличие информации AIS о типе судна и егонавигационном статусе, получаемое немедленно при обнаружении цели, или возможностьзапроса этой информации позволяют как на виду друг у друга, так и приограниченной видимости заблаговременно получить информацию об особенностяхцелей и учесть их при оценке ситуации и выборе маневра.
— AIS дает возможностьсогласовать оценку ситуации.
Одной из причин большинства столкновений являетсянеодинаковая оценка ситуации на расходящихся судах. МППСС-72 в настоящее времяпредполагает согласование оценки ситуации только на виду друг у друга:
при обгоне в узком проходе или фарватере (Правило 34 (с), дляуказания на то, что судно «не может понять намерений или действий другого суднаили сомневается в том, предпринимает ли это судно достаточное действие дляпредупреждения столкновений» (Правило 34 (d).
Попытки использовать VHF радиотелефонную связь для согласования оценки ситуации до сихпор осложнялись сложностью процедуры идентификации цели. Зафиксировано многослучаев, когда разговаривали с одной целью, а фактически расходились совсем сдругой.
Наличие информации AIS о названии судна и егопозывных, а также возможность адресной посылки сообщений дают возможность заблаговременносогласовать оценку ситуации и действия судов по предотвращению столкновения наосновании МППСС-72 с учетом обычной морской практики и обстоятельств данногослучая.
Существенным достоинством использования АИС в целяхпредупреждения столкновений является возможность получения дополнительнойинформации о суд- не-цели, его типе и навигационном статусе (например,ограничено в возможности маневрирования), порте назначения и маршруте движения.Такая информация помогает правильной и полной оценке обстановки, а также выборупредполагаемого маневра расхождения.
Важным достоинством АИС является автоматизация обмена информациейс береговыми службами, включая передачу предписанных правилами плавания обязательныхсообщений в адрес Центров СУДС, систем судовых сообщений и других береговыхслужб. Использование АИС в этих целях позволяет снизить объем радиотелефоннойсвязи судна с берегом, уменьшить нагрузку на судоводителей и отвлечение отнепосредственного управления судном, что вносит определенный вклад в повышениебезопасности плавания.
Как видно из приведенного выше, для предотвращениястолкновений с целями, использующими судовые станции AIS, использование информации AISпри её надлежащемиспользовании и индикации может обладать всеми достоинствами визуального,слухового и радиолокационного наблюдения без ограничений, свойственных этимвидам наблюдения. Кроме того, информация AIS обладает рядом дополнительных достоинств, которых не былоранее ни у одного из существовавших традиционно видов наблюдения.
Внедрение AIS означает качественныйскачек в предотвращении столкновений судов, по меньшей мере, сопоставимый скачественным скачком при появлении ARPA. Накопление опытаиспользования AISдля предотвращения столкновений судов вероятно приведет кизменению технологии и процедур расхождения судов.
Судовое оборудование АИС должно, как правило, всегданаходиться в рабочем состоянии, при нахождении судна на ходу или на якоре, заисключением случаев, когда по соображениям безопасности (угроза пиратства иливооруженного грабежа) выключается по приказу капитана с записью в судовомжурнале. По исчезновению опасности АИС должен быть включен как можно быстрее. Порядокиспользование АИС судами, находящимися у причалов порта, определяется местнымиправилами.
Подготовка оборудования АИС к работе после включения занимаетне более 2 минут, в течение которых выполняется автоматический контрольработоспособности, периодически повторяющийся в процессе работы. Еслиоборудование неисправно, включается сигнализация и прекращается передача информации.
Вахтенный офицер на борту судна должен обеспечить вводинформации в оборудование АИС в начале рейса и, при необходимости, обновлятьследующие данные: осадку, данные об опасном грузе, порт назначения и ЕТА,маршрут движения, навигационный статус, и сообщения, связанные с безопасностью.Вахтенный офицер должен периодически проверять информацию, передаваемуюоборудованием АИС, в частности, позицию собственного судна в формате WGS-84, вектор путевой скорости (SOG/COG) и курс судна. Статическая информация о судне (идентификаторы,тип, размеры) должна проверяться, как минимум, один раз в течение рейса, но нереже, чем раз в месяц.
При входе судна в район, где установлены частотные каналыАИС, отличающиеся от международных, следует убедиться что произошлоавтоматическое переключение каналов по сигналам береговых станций. В некоторыхрайонах, где такие станции отсутствуют, требуется выполнить ручное переключениеканалов.
В соответствии с Правилом 31 Главы 5Конвенции SOLAS «капитан каждого судна,встретивший опасные льды, покинутое судно, представляющее опасность дляплавания, любую другую прямую навигационную опасность обязан всеми имеющимися в его распоряжениисредствами передать информацию об этом находящимся поблизостисудам, а также компетентным властям». Установленное на судне оборудование АИС следует считать одним из такихсредств. Использование АИС не устраняет необходимость передачи информациидругими средствами, в том числе, требуемыми процедурами ГМССБ.
Автоматическая идентификационная система (АИС) обеспечиваетавтоматический обмен навигационной и иной информацией, связанной сбезопасностью мореплавания, между судовыми и другими станциями АИС поспециальному каналу радиосвязи. Для передачи и приема информации в АИСиспользуется транспондер УКВ диапазона, обеспечивающий дальность действия 25—30миль в зависимости от высоты антенн.
Одной из причин появления АИС явились имеющиеся ограниченияРЛС и САРП для решения задачи предупреждения столкновений судов. ДостоинстваАИС, устраняющие некоторые из таких ограничений при решении задач по предупреждениюстолкновений судов, сводятся к следующему:
1. Взаимный обмен координатами, определенными с высокойточностью (с помощью GPS или ГЛОНАСС) — 10м.
2. На работу АИС не влияют осадки и волнение моря, как это имеетместо при использовании РЛС, что обеспечивает возможность наблюдения за малымисудами в условиях сильного волнения моря.
3. Предупреждению столкновений судов будет способствовать такжевзаимный обмен между участниками движения информацией о типе судна, его осадке,размерах и навигационных параметрах, а также о планируемых маневрах. Передачапозывных или названия судна предоставляет возможность адресного вызова судна поУКВ в непонятных или опасных ситуациях. При передаче поворотных точек вмаршруте плавания судов имеется уникальная возможность учета планируемых маневрови поворотов как собственного судна, так и всех целей.
3.3 Экономические и организационные достоинства AISв сравнении с другими информационными средствами,используемыми для предотвращения столкновений судов
AIS позволяет уменьшитьтеоретическую безопасную дистанцию расхождения судов.
Безопасная дистанция расхождения судов CPA limit (дистанция опасной зоны) устанавливается с запасами на:
вероятную погрешность CPA,
обнаружение неблагоприятного маневра цели, предпринятого всамый неблагоприятный момент расхождения,
осуществление дополнительного маневра (контрманевра).
Достоинства информации AIS позволяют существенно сократить величины
первого и второго запаса. Расчеты показывают, чтоиспользование информации AIS позволяет вдвоеуменьшить величину CPA limit по сравнению с ARPA (ATА),
AIS позволяет сокращатьходовое время и экономить топливо.
Уменьшение вдвое дистанции расхождения судов соответствуетуменьшению
в четыре раза количества маневров, предпринимаемых дляпредотвращения столкновений или чрезмерного сближения. Результатом уменьшенияколичества маневров будет как экономия времени на переходе, так и экономиятоплива.
AIS позволяет повыситьустойчивость потоков судов.
При большой плотности движения судов маневрирование любогосудна сказывается не только на расхождении с конкретной целью, но и на движениидругих судов. Уменьшение маневров судов как по их количеству, так и по величинеположительно сказывается на устойчивости потоков
Наличие полной информации о всех судах в зоне действия СУДСпозволит операторам СУДС предпринять эффективные меры к упорядочиванию движениявсех судов, заблаговременному предотвращению чрезмерного сближения и сведениюдо минимума значительных маневров судов как курсом так и скоростью.
3.4 Недостатки АИС
Наряду с очевидными достоинствами, АИС обладает исущественными недостатками. К таким недостаткам относятся следующие:
1. Эффективное использование АИС возможно только при оснащениивсех судов, включая малотоннажные, конвенционной аппаратурой АИС иконвенционной аппаратурой отображения информации от АИС и PJIC, позволяющей решать задачи предупреждения столкновений судов.
2. АИС никогда не заменит РЛС, поскольку ее информация относитсятолько к объектам, на которых установлены транспондеры, в то время какрадиолокатор позволяет наблюдать любые объекты, отражающие радиоволны (знакинавигационного ограждения, суда, береговую черту и др.).
3. Внедрению на судах подлежит только то оборудование АИС,параметры которого жестко регламентированы на международной основе. В этомслучае будет обеспечена совместимость оборудования, установленного на разныхсудах, и высокая эффективность его использования.
4. Судоводители должны принимать во внимание тот фактор, что навстречных судах АИС может выйти из строя или быть выключенной.
В настоящее время на судах устанавливается аппаратура, где наэкране одновременно «четыре в одном»:
•РЛС;
•САРП;
• электронная карта;
•АИС.
3.5 Ограничения AISкак информационного средства для предотвращения столкновенийсудов
Ограничения по обнаружению целей
AIS позволяет обнаруживатьтолько суда, передающие судовую информацию AIS;
малые суда, в частности прогулочные и рыболовные, а такжевоенные корабли, не оборудованные станциями AIS, не будут обнаруживаться;
передача информации судовой станции AIS любого судна может быть в определенных обстоятельствахотключена по решению капитана этого судна;
высокий рельеф местности может создавать препятствияраспространению радиоволн; суда, находящиеся за гористым мысом, могут быть необнаружены, даже если их станции AIS регулярно передаютсообщения;
сильные радиопомехи, например, во время грозы, возможно,могут вызывать кратковременные нарушения в работе AIS;
малые цели (льдины, покинутые суда, утерянные контейнеры,плавучие СНО и т.д.), на которых нет AIS, не будут обнаружены;
достоверность и качество принятой информации полностьюзависит от правильности ввода информации на судах-целях; в частности, есликакая-либо судовая станция AIS передает неверныекоординаты, это судно не будет обнаружено, а в неверно указанной позиции будетобнаружена ложная цель;
любые сбои в работе GNSS влияют на достоверностьи качество информации AIS;
надежность обнаружения целей судов зависит от используемогоустройства отображения информации AIS; если на суднеинформация AIS не совмещена с радиолокационнойв одном индикаторе ARPA (АТА) и обстановка непозволяет отвлекаться от индикатора ARPA (АТА) для просмотра (scrolling) индикатора (дисплея) AIS, то даже цели, информация о которых есть в судовой станции AIS, не будут обнаружены OOW-N.
Ограничения по оценке степени опасности сближения собнаруженной целью.
— если на судне информация AIS не совмещена с радиолокационной в одном индикаторе ARPA (АТА) и не обрабатывается ARPA (АТА), или иным образом не вычисляются СРА/ТСРА всех целей,то степень опасности сближения (CPA) с обнаруженной AIS целью может быть толькооценена качественно по тенденции изменения пеленга (аналогично визуальнойинформации) или определена количественно ручной прокладкой на маневренномпланшете;
Предупреждения.
Ручная прокладка на маневренном планшете отвлекает отнаблюдения и может выполняться только при усилении ходовой навигационной вахты.
Точность параметров целей на минимальных дисплеях нерегламентируется нормативными документами.
— точность рассчитанного CPA по данным AIS зависит от точностиисходной информации (высокая, низкая) и от ТСРА — чем больше ТСРА, тем, припрочих равных условиях, больше погрешность в CPA; погрешность в CPA многократно превышаетпогрешность в координатах цели.
— ARPA (АТА) рассчитывают поданным AIS дистанцию расхожденияантенн GNSS судов, реальнаядистанция расхождения между ближайшими оконечностями судов будет существенноменьше (примерно на длину корпусабольшего из судов на пересекающихся курсах и на сумму длин обоих судов насходящихся курсах);
— предположения о дальнейшем маршруте цели могут бытьобоснованными только если на судовой станции AIS цели правильно введен порт назначения и путевые точки и нетальтернативных путей в указанный порт назначения.
Ограничения по определению курсов и скоростей целей
Достоверность информации о курсе и скорости цели зависит отдостоверности ввода этих данных в судовую станцию AIS цели. Так, если на судне-цели не выполнено согласованиестанции AIS с гирокомпасом илигирокомпас вышел из меридиана — данные о курсе (HDG) цели будут ошибочными. Точность COG и SOG цели зависит отточности работы GNSS.
Ограничения по оценке ситуации и выбору маневра
информация об «особенностях» цели достоверна настолько,насколько правильно на судне-цели введены в станцию AIS тип судна и навигационный статус;
если послано сообщение на другое судно, то оно не обязательнобудет просмотрено OOW-N этого судна;
Правило 8 МППСС-72 (с поправками 2003 г.) устанавливает, чтолюбое действие для предупреждения столкновения должно предприниматься всоответствии с Частью ВМППСС-72; нельзядоговариваться о расхождении в нарушение МППСС-72 (кроменеобходимости отступить от Правил для избежания непосредственной опасности — Правило 2 (b).
Ограничения, связанные с новизной AIS
производство судовой аппаратуры АИС началось на основаниипроектов стандартов, стандарты и требования к AIS продолжают дорабатываться и изменяться;
судовая аппаратура AIS различныхфирм-производителей существенно отличается по своим характеристикам и возможностям;
не накоплен опыт использования AIS;
использование AIS для предупреждениястолкновений судов не отражено в МППСС-72.
Существует мнение, что соотношение AIS и радиолокатора в чем-то аналогичны соотношению гирокомпаса имагнитного компаса. Информация АИС, несомненно, будет использоваться дляпредотвращения столкновений существенно чаще, чем радиолокационная — так же,как гирокомпасные курсы и пеленги используются существенно чаще, чем магнитные.Приоритет информации АИС уже закреплен в рекомендациях IMO по ассоциации целей (объединению информации AIS и радиолокационной). В то же время, главным источникоминформации для предотвращения столкновений остается радиолокатор и информация AIS должна регулярно сравниваться с радиолокационной так же, какгирокомпас регулярно должен сверяться с главным магнитным компасом.
Но на сегодняшний день такая аналогия справедлива только еслисравнивать с магнитным компасом не сегодняшний гирокомпас, а гирокомпас началаXX века — периодически по разным причинам выходящий из меридиана, а то и изстроя, накапливающий ошибки при маневрах и т.д.
Чрезмерное доверие информацииАИС без сопоставления ее с радиолокационной информацией может быть опасным.
/>/>/>/>/>4. Отображениеинформации АИС на электронной карте
Электроннокартографические навигационные информационныесистемы (ЭКНИС) — одно из наиболее эффективных навигационных средств,автоматизирующих процесс судовождения, обеспечивая штурмана полной информациейот всех подключенных навигационных датчиков на электронной карте. Совмещениевсей информации на одном дисплее позволяет оценить обстановку и принять решениев кратчайшее время. Большое количество функциональных возможностей ЭКНИСпозволяет 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;
3. отправление и прием сообщений, а также информации о целях;
4. быструю идентификацию целей по названию, MMSI и позывному;
5. выделение выбранных целей на карте.
Устройством отображения информации АИС, кроме минимальногодисплея с клавиатурой (МКД), могут быть:
индикаторное устройство САРП;
индикаторное устройство ЭКС;
собственное устройство отображения информации (впоследствии,возможно, интегровованный дисплей).
Одним из примеров отображения информации является электроннаякартографическая система NAVI-SAILOR 3000фирмы «Транзас».
В данной системе информация от судовойстанции АИС, как с одного из датчиков, отображается на дисплее электроннойкарты в виде стандартных символов. ЭКС является устройством сбора и отображенияинформации АИС, а также выполняет некоторые функции МКД.
Выбор режима работы ЭКС с информацией АИС производится послетого как сделаны все необходимые установки и подключения. Выбор строки АИС изпанели Tasks List (Список задач) приведет к появлению в нижней части экранаэлектронной части панели управления функциями АИС и отображению целей АИС накарте в виде символов.
Эта панель позволяет производить управление режимами работыАИС с ЭКС:
вводить статические и рейсовые данные (Voyage and Static Data);
производить обмен сообщениями (Messaging);
производить запросы на определенные типы данных (Interrogation);
управлять обменом сообщениями в режиме дальней связи (Long Range);
управлять каналами ОВЧ радиосвязи (Channel Management) и др.
В окне ввода статических и динамических данных возможно:
ввести навигационный статус (Navigational status);
ввести тип судна (Typeof ship);
ввести тип груза (Cargo);
ввести порт назначения (Destination);
ввести ожидаемое время прибытия в порт назначения (ETA) в едином скоординированномвремени;
проконтролировать правильность введенных статических данныхсобственного судна (Static Data):
название судна (Name);
позывной судна (Call Sign);
опознаватель морской подвижной службы (MMSI);
номер ИМО (IMO Number);
проконтролировать среднюю осадку (Mean draught);
проконтролировать количество людей на борту (Persons on board);
изменить уровень мощности на излучение ( 1W Mode).
При изменении параметров используются клавиши подтверждения (Apply) введенных значенийили отмены (Cancel).
при изменении навигационного статуса собственного судна
В данном случае имеется выбор из значений:
неопределенный (underfined);
на ходу с использованием двигателя (under way using engine);
на якоре (at anchor);
не управляется (not under command);
ограниченное маневрирование (restricted maneuverability);
стесненное осадкой (constrainedby draught);
отшвартовано (moored);
на мели (aground);
занятое ловом рыбы(engaged in fishing);
на ходу под парусом (under way sailing);
высокоскоростное судно (high speed craft (HSC));
судно на подводных крыльях (wing in-ground (WIG)).
В данном окне представлена возможность:
создать новое текстовое сообщение (Create Message);
имеется список переданных сообщений;
имеется список принятых сообщений с указанием отправителя,получателя и типа сообщения, а также возможность ответа на принятое сообщение (Reply), возможность указанияместоположения отправителя сообщения на карте (Show Sender).
В данном окне отображается информация о выбранных каналахсвязи, рабочих зонах, в которых используются региональные каналы.
Для отображения целей АИС в графической форме и в видеформуляров (таблицы) необходимо в панели задач открыть функцию Targets. В области Show Target открывшейся панели Targets необходимо нажатькнопку AIS. На экране (на картографической панели) появятся цели АИС, апараметры их движения отобразятся в таблице целей.
Экран, на котором цели могут располагаться по названию (By Name), по позывному (By Call Sign), по номеру (By MMSI number), по мере поступления(None).
В формуляре содержатся данные о цели АИС:
названии (Name);
другом опознавателе судна (Alias);
дистанции кратчайшего сближения (CPA);
времени до кратчайшего сближения (TCPA);
курсе (COG) и скорости (SOG) цели относительно грунта;
расстоянии (range) и пеленге (bearing) на цель;
расстоянии (Bow X) и времени (Tbow X) до точки пересечения курсов.
В указанном окне устанавливается режим траекториипрошлого движения (Tracks), допустимаядистанция и время кратчайшего сближения (TCPA).
Приведено окно, в котором указываются сработавшие видысигнализации. Сработавшие виды сигнализаций располагаются в виде таблицы, вкоторой указываются причина срабатывания (Alarm name), время срабатывания (Received UTC), наличиеподтверждения (Acknowledge UTC), время, прошедшее с момента срабатывания (Age of alarm).
При отображении АИС информации на ЭКС цели выдаются в видеграфических символов, при необходимости может быть выведен формуляр. Примервывода формуляра АИС.
5.Практическая работа со станциями АИС
Станции АИС различныхфирм-производителей имеют некоторые особенности в управлении и представленииинформации. Для примера далее приводится АИС Т-100 фирмы «SeaTex».
/>/>/>/>/>5.1 Состав станции AИС-100 фирмы «SeaTex»
В состав судовой станции AИС-100 фирмы «SeaTex» входят следующиекомпоненты:
Комплект основной:
системный блок (блок приемопередатчика с контроллером);
технологический индикатор;
распределительная коробка;
антенна GPS/ГЛОНАСС;
антенна УКВ;
соединительные кабели.
Дополнительные устройства:
внешний блок сигнализации;
Наконверторы RS232/422;
конвертор (преобразователь) сигналов гирокомпаса.
На системном блоке располагаются светодиодные индикаторы,цветное свечение которых отображает текущее состояние аппаратуры. Состояниесветодиодов приведено в табл. 5.1
Таблица 5.1Свето-диод Цвет Описание TX Выключено Дежурный прием Желтый Передача на канале В (162,025 МГц) Зеленый Передача на канале А (161,975 МГц) Красный Передатчик выключен MSG Выключено Нет приема Желтый Прием на канале В (162,025 МГц) Зеленый Прием на канале А (161,975 МГц) GPS Выключено Нет данных GPS/ГЛОНАСС от встроенного приемника Желтый Непрямая свободная синхронизация Зеленый Встроенный приемник GPS/ГЛОНАСС в рабочем режиме ALM Выключено Нет сигнализации Красный Активизировано реле внешней сигнализации PWR Зеленый Система включена
Питание станции осуществляется постоянным напряжением 18…35В. Для работы от судовой сети 220 В переменного тока требуется преобразователь.Потребляемый ток при питании от постоянного тока 24 В при приеме составляет 1А, при передаче (излучаемая мощность 2 Вт) − 1,2 А, при передаче(излучаемая мощность 12,5 Вт) − 1,6 А.
В случае отказа станции на дисплее технологическогоиндикатора высвечивается код неисправности. Коды неисправностей приведены втабл. 5.2.
Таблица 5.2Код Вид неисправности Причина неисправности ID 001
Неисправность
передатчика Частота передачи не засинхронизирована или измеренная мощность передатчика выходит за допустимые пределы ID 002 Чрезмерно высокий КСВ Измереный КСВ превышает значение 3:1 ID 003
Нет приема на
канале А (RX1) Частота приема на канале А не засинхронизирована ID 004
Нет приема на
канале В (RX2) Частота приема на канале В не засинхронизирована ID 005
Нет приема на
канале ЦИВ Частота приема на 70 канале не засинхронизирована (для береговых станций СУДС)
Включение аппаратуры сопровождается прохождением внутреннеготестирования. При этом первые 2 мин производится инициализация, горят всесветодиоды желтым цветом, мигает светодиод GPS с интервалом раз всекунду и после этого АИС готов к работе). На дисплее окно «VIEW».
Окно навигационной информации о целях
Выдается информация о дальности RANGE до целей, пеленги BRG, названии целей NAME. Наличие символа *перед названием цели является признаком береговой станции АИС.
В левой нижней части экрана выводится информация особственной широте LAT, долготе LON, скорости SOG и курсе COG судна.
В правом нижней части экрана может выдаваться информация овыключении передатчика TXOFF, сработавшей сигнализации ALARM, наличии поступивших вадрес судна коротких текстовых сообщений SMS.
При вращении манипулятора по строкам перемещается подсветка.
При нажатии клавиши на экран выводится подробная информация овыбранной цели.
Подробная информация о выбранной цели
На странице «Динамические данные» содержится информация:
• о широте LAT;
• о долготе LON;
• об уровне излучаемой мощности ACC;
• о включении алгоритма контроля качества определениякоординат RAIM;
• о едином скоординированном времени TIME;
• о курсе относительно грунта COG;
• о скорости относительно грунта SOG;
• о генеральном курсе HDG;
• о скорости поворота ROT;
• о навигационном статусе NAV цели.
На странице «Рейсовые данные» содержится информация:
• о пункте назначения DEST;
• о маршруте ROUTE;
• об ожидаемом времени прибытия в пункт назначения ETA;
• об осадке DRGHT;
• о количество людей на борту ONBRD.
/>Символы на дисплее позволятвернуться на предыдущую страницу или вызвать следующую страницу «Статическиеданные».
На странице «Статические данные» содержится информация:
■ о позывном сигнале CALL;
■ об идентификаторе морской подвижной службы MMSI;
■ о номере Международной Морской организации IMO;
■ о типе судна (См. таблицу № 1.5);
■ о расстоянии от киля до клотика KEEL.
/>Символы на дисплее позволятвернуться на предыдущую страницу или вызвать следующую страницу «Расположениеантенны навигационного приемоиндикатора»
На странице «Расположение антенны навигационногоприемоиндикатора» содержится информация о расстояниях в метрах:
− от носа цели до места установки антенны LENGTH A;
− от места установки антенны до кормы LENGTH B;
− от левого борта до места установки антенны LENGTH C;
− от места установки антенны до правого борта LENGTH D.
Окно сигнализаций
Окно «ALARMS» вызывается нажатием клавиши и показывает сработавшие видысигнализации собственного судна и время срабатывания. При вращении манипуляторапо строкам перемещается подсветка.
Нажатие клавиши выбранной строки вызывает в нижней части окнаменю подтверждения сигнализации.
Это окно позволяет выбрать процедуру подтверждения конкретнойвыбранной строки или всех сработавших видов сигнализации собственного судна.
«HEDING LOST 1132» – потеря данных о генеральном курсе в 11:32 UTC.
«NO VALID ROT 1132» – нет достоверных данных о скорости поворота собственногосудна в 11:32 UTC.
«ACKNOWLEDGE» – подтверждение выбранной сигнализации «HEADING LOST 1132».
«ACKNOWLEDGE ALL» – подтверждение всех сработавших сигнализаций.
Подтверждение производится нажатием клавиши, при этомзаглавные буквы заменяются прописными.
Меню сообщений
При вращении манипулятора по строкам перемещается подсветка,нажатие клавиши
позволяет выбрать одну из следующих функций:
INBOX − вызов журналавходящих сообщений;
OUTBOX – вызов журнала исходящих сообщений;
PREDEFINED – вызов страницы заранее приготовленных сообщений SMS;
WRITE MSG − вызов страницыустановки параметров передачи сообщений;
WRITE SR MSG – вызов страницы редактора сообщений по безопасности;
WRITE BRCSR MSG – вызов страницы редактора сообщений «Всем станциямАИС»;
WRITE PRED.MSG – вызов страницы редактора заранее подготовленных сообщений;
CLEAR MESSAGE BOX – вызов страницы удаления сообщений.
Окно «SMS MENU» вызывается нажатием клавиши и содержит набор функций дляработы с короткими текстовыми сообщениями.
Окно входящих сообщений
В строке указываются название цели, дата и время приемасообщения. Символ «#» перед названием цели указывает на сообщение, переданноевсем станциям АИС, символ «*» перед названием цели указывает на сообщение побезопасности. Заглавные буквы в названии цели означают непрочитанное сообщение.Для прочтения сообщения вращением манипулятора выбирается нужная строка инажатием клавиши выводится текст сообщения.
Повторное нажатие клавиши выводит в нижней части окна подменю:
▪ DELETE − удалитьсообщение;
▪ REPLY – ответить на сообщение;
▪ REPLY SR – ответить с приоритетом «Сообщение по безопасности»;
▪ REPLY BRCST SR – ответить в режиме «Всем станциям АИС» с приоритетом«Сообщение по безопасности».
Окно входящих сообщений «INBOX» содержит списоксообщений, принятых от других судов и береговых станций, в порядке поступления.
Окно исходящих сообщений
В строке указываются название цели, дата и время передачисообщения. Символ «#» перед названием цели указывает на сообщение, переданноевсем стациям, символ «*» перед названием цели указывает на сообщение побезопасности. Заглавные буквы в названии цели означают подготовленное, но непереданное сообщение. Для прочтения сообщения манипулятором выбирается нужнаястрока и нажатием клавиши выводится текст сообщения.
Повторное нажатие клавиши выводит в нижней части экрана подменю:
▪ DELETE – удалить сообщение;
▪ SEND – передать на сообщение;
▪ SEND SR – передать с приоритетом «Сообщение безопасности»;
▪ SEND BRCST SR – передать в режиме «Всем станциям АИС» с приоритетом «Сообщениепо безопасности».
Окно исходящих сообщений «OUTBOX» содержит списокпереданных сообщений в порядке очереди.
Окно подготовки сообщений
Окно установочных параметров для передачи текстовых сообщенийвключает в себя выбор канала передачи информации:
▪ DEFAULT – по умолчанию;
▪ A ONLY – только по каналу А;
▪ B ONLY – только по каналу В;
▪ BOTH – по обоим каналам.
После выбора канала передачи на дисплее появляется страницанабора сообщения, который производится вращением манипулятора по приведеннойвнизу экрана виртуальной клавиатуре.
Подготовка сообщений по безопасности всем станциям АИСпроизводится аналогично.
Окно очистки сообщений
При выборе функции CLEAR MESSAGE BOX из подменю короткихтекстовых сообщений и нажатии клавиши в нижней части экрана высвечиваются строки:
CANCEL – отменить стирания;
CLEAR INBOX – очистить папку с входящими сообщениями;
CLEAR OUTBOX – очистить папку с исходящими сообщениями;
CLEAR PREDEF.BOX – очистить папку с заранее подготовленными сообщениями.
Окно главного меню
На странице «Главное меню» MAIN MENU содержится следующаяинформация:
1. О навигационном статусе судна (NAV.STATUS).
2. О режиме дальней связи (LONG RANGE).
3. О данных о рейсе (VOYAGE DATA).
4. О статических данных судна (STATIC DATA).
5. О динамических данных судна (DYNAMIC DATA).
6. Об управлении каналами связи (CHN.MANAGEMENT).
7. О состоянии приемопередатчика УКВ (VHF LINK).
8. О периодах работоспособности (DOWNPERIODS).
9. Об установках и управлении портов ввода/вывода (NETWORK&PORTS):
a)установок режима ответа при поллинге (ANSWER MODE);
b)самодиагностики системы (SYSTEM);
c)определении уровня доступа оператора к страницам меню (SECURITY).
При вращении манипулятора по строкам перемещается подстветка.При нажатии клавиши на экран выводится подробная информация о выбраннойфункции.
Страница «MAIN MENU» вызывается клавишей, вне зависимости от показываемойстраницы на дисплее.
Окно установки навигационного статуса
Окно «NAV.STATUS» позволяет выбрать одно из навигационных состояний собственногосудна:
− NOT DEFINED – не определено (выбранное значение);
− AGROUND – на мели;
− ENGAGED IN FISHING– занято промыслом рыбы;
− UNDER WAY SAILING – на ходу под парусом;
− AT ANCHOR – на якоре;
− UNDER WAY USING ENGINE −на ходу;
− NOT UNDER COMMAND – не управляется;
− REST.MANOEUVRABILITY – ограниченная возможность маневрирования;
− CONSTRAINED BY DRAUGHT – стесненное осадкой;
− MOORED – у причала.
Окно «NAV.STATUS» вызывается из главного меню (MAIN MENU). Изменениенавигационного статуса в АИС проводится каждый раз при изменении статуса судна.
Окно установка данных о рейсе
Окно «VOYAGE DATA» дает возможность ввести следующее:
DEST– порт назначения (NOT DEFINED – не введен);
ETA– ожидаемое время прибытия. В формате − день, месяц, время в UTC.
(NOT DEFINED – не введен);
DRGHT- осадка судна (5,5 м);
ONBRD– количество людей на борту (30 человек).
Количество людей на борту передается только по запросубереговой станции, на судовых АИС эта информация не выводится.
Окно «VOYAGE DATA» вызывается из главного меню (MAIN MENU). Изменение данных орейсе производится по мере изменения этих данных.
Установка статических данных
Окно «STATIC DATA» содержит информацию:
− NAME – о названии судна (AIS-1659);
− CALL – о позывных судна (1659);
− MMSI – о идентификаторе морской подвижной службы (000001659);
− IMO – о ИМО номере судна (NOT DEFINED – не введен);
− TYPE – о типе судна (70 – грузовое судно);
− KEEL – о высоте судна от киля до клотика (55,0 м).
Информация о высоте судна от киля до клотика передаетсятолько по запросу от береговой станции.
Вторая страница статических данных содержит информацию оместоположении антенны АИС (встроенного приемоиндикатора) относительно размеровсудна.
Третья страница статических данных содержит информацию оместоположении навигационного приемоиндикатора относительно размеров судна.
Установка статических данных производится при монтаже АИС насудне сервисным специалистом и закрыта паролем.
Окно «STATIC DATA» вызывается из главного меню (MAIN MENU).
Окно динамических данных судна
Окно «DYNAMIC DATA» несет информацию:
− LAT – о текущей широте судна (59º 55' 37.17N);
− LON – о текущей долготе судна (030º 24' 18.02E);
− COG – о текущем курсе судна относительно грунта (327.00º);
− SOG – о текущей скорости судна относительно грунта (000.00 уз);
− HDG – о генеральном курсе судна (данные не поступают);
− ROT – о скорости поворота (данные не поступают);
− EPFD – об источнике получения координат судна (GPS/GLONASS);
− QUAL – о качестве источника координат судна (GPS SPS MODE);
− RAIM – о наличии автономного контроля качества поступающихкоординат (OFF).
Окно «DYNAMIC DATA» состоит из двух страниц и вызывается из главного меню (MAIN MENU).
В качестве источника координат судна могут использоваться:
GPS;
ГЛОНАСС;
Комбинированная GPS/ГЛОНАСС;
LORAN-C – Чайка;
Интегрированная навигационная система.
Вторая страница динамических данных несет информацию осостоянии навигационной датчиков:
— UTC LOST – время потеряно;
— INT.DGPS IN USE (msg 17) – внутренний приемник дифферинциальных поправок в работеDGPS(от базовой станции АИС);
— INTEGRAL SOG/COG IN USE – датчики курса и скорости в работе;
— HEADING VALID – датчик генерального курса в работе;
— OTHER ROT SOURCE IN USE – датчик скорости поворота судна в работе.
Окно установки каналов связи и рабочих зон
Окно «CHN MANAGEMENT» позволяет редактировать (EDIT CUR.REG.), просматривать (VIEW REGION), устанавливать (ADD REGION) прямоугольные зоны, вкоторых оговаривается размеры зон, каналы связи.
Установка каналов связи, размеров зон, в которых работаютрегиональные каналы, производится береговой станцией в запросном режиме.
Окно «CHN MANAGEMENT» вызывается из главного меню (MAIN MENU).
Окно текущего состояния приемопередатчика
Окно «VHF LINK» текущего состояния приемопередатчика позволяет изменить:
CHN A – текущий номер канала А (по умолчанию-2087);
CHN B – текущий номер канала В (по умолчанию-2088);
TX POWER – уровень мощности передатчика (LOW (низкая) − 2,0Вт, HIGH (высокая) − 12,5 Вт);
BW A – ширина полосы пропускания приемника канала А (DEFAULT – 25 кГц, NARROW – 12,5 кГц);
BW B – ширина полосы пропускания приемника канала В (DEFAULT – 25 кГц, NARROW – 12,5 кГц);
TRANSMITTER – состояние приемопередатчика (TXOFF – выключен).
При эксплуатации судна станция АИС всегда включена и толькопри особых условиях передатчик может быть выключен с разрешения капитана (илистанция АИС обесточена).
Окно «VHF LINK» вызывается из главного меню (MAIN MENU).
Окно периодов нерабочего состояния станции
Окно «DOWNPERIODS» информирует оператора о времени и дате нерабочего состояниястанции АИС.
«*» – перед временем указывает на неисправность АИС, «#» –означает принудительное отключение передатчика.
Окно «DOWNPERIODS» вызывается из главного меню (MAIN MENU).
Окно установки режимов ответа
Окно «ANSWER MODE» позволяет выбрать автоматический (AUTOMATIC) или ручной (MANUAL) ответ для режимадальней связи и включить/ выключить режим поллинга.
Окно «ANSWER MODE» вызывается из главного меню (MAIN MENU).
Окно состояния станции АИС
Окно «SYSTEM» позволяет выбрать страницу:
CHN.ACTIVITY – обмена сообщениямипо УКВ;
PORT ACTIVITY – обмена сообщениями по портам;
SWR LEVELS – коэффициент стоячей волны ;
SYSTEM CONTROL – перезапуска(RESTART) системы;
CALIBRATE GYRO – согласование с гирокомпасом.
Окно «SYSTEM» о состоянии станции АИС вызывается из главного меню (MAIN MENU).
Окно настройки яркости и контрастности
В окне предусмотрено регулировка яркости и контрастности экрана.
Для регулировки яркости необходимо нажать клавишу, для контрастности− .
Регулировка осуществляется вращением манипулятора.
Возврат в обычный режим осуществляется клавишей
Окно вызывается одновременным нажатием клавиш
/>/>/>/>/>5.2 Техническоеобслуживание станции АИС
На судне устанавливается конвенционное оборудование, имеющеесертификат одобрения типа, выданный национальной морской администрацией исертификат одобрения, выданный классификационным обществом.
До начала выполнения монтажных и пусконаладочных работ, атакже работ по подключению станции АИС к судовым датчикам и потребителяминформации, исполнитель работ должен подготовить технический проект установкиоборудования на конкретном судне.
Технический проект должен содержать:
чертежи размещения аппаратуры (отдельных ее блоков и антенн);
чертежи подключение аппаратуры к распределительному щитуэлектропитания навигационного оборудования;
чертежи прокладки кабельных трасс (кабелей электропитания изаземления, антенных фидеров, кабелей подключения внешних источников ипотребителей информации);
чертежи блоков преобразования аналоговых сигналов в цифровыес указанием места их размещения (при наличии на судне аналоговых датчиков);
схемы подключения преобразователей и другую необходимую информацию.
До начала работ технический проект (в двух экземплярах)должен быть одобрен инспекцией Российского Морского Регистра судоходства, вкоторой состоит судно на учете.
Один экземпляр одобренного Регистром технического проектаустановки оборудования должен постоянно храниться на судне.
При разработке проектной документации и установке станции АИСна судах необходимо принимать во внимание инструкции фирмы-изготовителя, атакже соответствующие рекомендации ИМО и МАМС (IALA).
Крайне полезным при разработке технического проекта ипоследующей установке станции АИС будет циркулярное письмо ИМО SN/Circ.227 «Руководство поустановке АИС», одобренное в декабре 2002 г. 76-й сессией Комитета ИМО побезопасности на море.
Установка оборудования в соответствии с одобреннымтехническим проектом должна осуществляться под техническим наблюдением Регистраи при положительных результатах испытаний. По окончании работ станция АИСдопускается к использованию в составе судового навигационного оборудования ивносится в судовые документы (Перечень оборудования к Свидетельству обезопасности грузового судна по оборудованию и снабжению и (или) кПассажирскому свидетельству (формы Е, Р)).
Станция АИС представляет собой сложное программируемоекомпьютерное устройство, имеющее возможность установки и переустановкипрограммного обеспечения. В процессе использования станции АИС может возникнутьвопрос об обновлении программного обеспечения (самопроизвольная перезагрузкастанции АИС, ограничение количества выводимых на экран судов и др.), котороепроизводится только специалистами сервисных центров, имеющих соответствующиесертификаты от фирмы-изготовителя и национальной морской администрации.
Установка статических данных скрыта паролем. На вновьустанавливаемой станции АИС и при переустановке статические параметры вводятсяспециалистами сервисных центров.
Обмен информации в АИС производится цифровым способом встандартных интерфейсах. Для подключения аналоговых приборов используютсяспециальные конверторы. Сопряжение станции АИС и дополнительное подключениевновь устанавливаемого оборудования связи и навигации производитсяспециалистами сервисных центров.
Станция АИС работает практически постоянно и требуетпостоянного ввода навигационных параметров, поэтому выключение сопрягаемойаппаратуры нежелательно.
Станция АИС оснащается встроенной системой контроляработоспособности и диагностики. При некорректной работе и неисправностяхстанции АИС выдается соответствующая индикация и информация. Неисправностьстанции АИС не приводит к неисправности сопрягаемой аппаратуры.
Станция АИС должна устанавливаться в рулевой рубке так, чтобыбыло удобно пользоваться индикаторами и органами управления аппаратуры,индикаторами РЛС, САРП, ЭКНИС, а также обеспечивать возможность наблюдения заокружающей судно обстановкой. Отдельные блоки, входящие в состав станции АИС,не требующие оперативного управления, допускается устанавливать в аппаратнойили специальной выгородке вблизи рулевой рубки. Антенны станции АИС должны бытьустановлены на наибольшей высоте, таким образом, чтобы обеспечивалось эффективноеизлучение и прием сигналов на всех частотах, и на пути распространенияэлектромагнитного поля по возможности не было препятствий по всему горизонту.Также должны быть учтены рекомендации изготовителя оборудования.
Техническое обслуживание станции АИС производится всоответствии с правилами технической эксплуатации изделия, приведенныхфирмой-изготовителем.
Рекомендуется:
регулярно удалять пыль с поверхности аппаратуры;
проверять надежность крепления всех блоков;
проверять надежность подключения соединительных разъемов;
проверять герметичность наружных разъемов, заземление.
Лица, обслуживающие средства радиосвязи иэлектрорадионавигации, должны знать и точно выполнять правила техникибезопасности на судах морского флота и правила техники безопасности, указанныев заводских инструкциях по эксплуатации радиоаппаратуры.
/>/>/>/>/>5.3 Обязанности штурмана по использованию станции АИС
Штурман на борту судна должен обеспечивать ввод информации встанцию АИС в начале рейса и при необходимости обновлять следующие данные:
осадку;
данные об опасном грузе;
порт назначения и ЕТА;
маршрут движения;
навигационный статус;
сообщения, связанные с безопасностью.
Штурман должен периодически проверять информацию,передаваемую станцией АИС, в частности:
позицию собственного судна в формате WGS-84;
вектор путевой скорости (SOG/COG);
курс судна.
Статическая информация о судне:
идентификаторы;
тип;
размеры.
Статическая информация должна проверяться, как минимум, одинраз в течение рейса, но не реже, чем раз в месяц.
При входе судна в район, где установлены частотные каналы,отличающиеся от международных, следует убедиться, что произошло автоматическоепереключение каналов по сигналам базовой станции АИС.
В некоторых районах, где такие станции отсутствуют, следуетвыполнить ручное переключение каналов.
В соответствии с Правилом 31 Главы V Конвенции СОЛАС «…капитан каждого судна, встретивший опасные льды, покинутое судно,представляющее опасность для плавания, любую другую навигационную опасность …обязан всеми имеющимися в его расположении средствами передать информацию обэтом находящимся поблизости судам, а также компетентным властям».
Установленную станцию АИС следует считать одним из такихсредств. Использование АИС не устраняет необходимость передачи информациидругими средствами, в том числе требуемыми процедурами ГМССБ.
6. Охрана труда при эксплуатации ТСС
К обслуживанию радиотехнических устройств электро- ирадионавигационной аппаратуры, фототелеграфов, приборов управления судном и ЭВМдопускаются специалисты, окончившие соответствующие учебные заведения, успешносдавшие технический минимум в навигационных камерах или службах связипароходства. Указанные выше приборы и устройства должны эксплуатироваться всоответствии с действующими правилами эксплуатации, инструкциями и руководствами.
В помещениях радиорубки, радиолокационной, гирокомпасной иагрегатной вывешивают инструкции по технике безопасности при обслуживанииоборудования, размещенного в данном помещении. Кроме того, для каждого приборадолжна быть вывешена принципиальная электрическая схема, где яркими цветнымилиниями указаны провода высокого напряжения. При обслуживании приборовзапрещается работать «на память». Необходимо пользоваться схемой.
При обслуживании и ремонте радиотехнических устройств,электро- и радионавигационных приборов, аккумуляторов и т.д. необходимо вполном объеме выполнять требования техники безопасности при обслуживанииэлектроустановок.
Если производят работы с антенными устройствамирадиолокаторов, радиопеленгаторов и т.д., находящимися на высоте (мачты,треноги, дымовые трубы), то при этом необходимо соблюдать все правила техникибезопасности при работе на высоте и учитывать некоторые особенности: наличиетока высокого напряжения в устройствах, высокочастотных и сверхвысокочастотныхполей, излучения мощных радиоимпульсов и т.д.
В необходимых случаях можно использовать индивидуальныесредства защиты от поражения электрическим током (резиновые коврики,диэлектрические перчатки и др.).
В повседневной эксплуатации судна необходимо следить за тем,чтобы все ограждения опасных мест были в исправном состоянии. При нахождениисудна в порту все фидеры питания электрорадионавигационных устройств должныбыли быть отключены (кроме фидеров системы автоматического вызова и некоторыхдругих).
6.1 Осмотр и ремонтаппаратуры
Все радиотехнические устройства необходимоэксплуатировать в закрытом виде: блоки должны быть вдвинуты на штатные места изакреплены, боковые стенки поставлены на места. Запрещается эксплуатацияраспределительных щитов и электрических машин со снятыми кожухами. Всерадиотехнические устройства, приборы и оборудование должны содержаться вчистоте. Уборку помещений, где расположены радиотехнические устройства,оборудование и аппаратура, необходимо производить только в присутствииперсонала, обслуживающего установку. Производить замену плавкихпредохранителей во время работы приборов и устройств категорически запрещено.Приборы (РЛС, радиопередатчики, приемники, гирокомпасы, лаг, эхолот,авторулевой и т.д.) должны быть выключены, а силовая цепь до предохранителяобесточена. Работая телеграфным ключом, необходимо держать руку так, чтобы недотрагиваться до металлических частей ключа, а в тех установках, где контактыключа находятся под высоким напряжением, следить за исправностью заземлениякожуха.
Перед началом каких-либо работ, осмотров, уборки и т.п.,прежде чем коснуться токоведущих частей осматриваемых приборов, необходимопроверить, обесточены ли они; проверку нужно производить между фазами и междукаждой фазой и корпусом судна. Проверка производится указателем напряжения — вольтметром, а в цепях до 220В -контрольной лампой.
Следует знать, что напряжение может быть на выводах и схемеиз-за обратного трансформирования напряжения (через трансформатор), поэтомусвязанные с ремонтируемым оборудованием (блоком) силовые, осветительные идругие трансформаторы следует отключать как со стороны первичной, так и состороны вторичной обмоток.
Работая с внутренними элементами передатчиков (после каждоговключения блоков высокого напряжения и последующего отключения их),конденсаторы фильтров следует разрядить, что достигается путем замыканиянакоротко их выводов на корпус инструментом с изолированной ручкой илиспециальным проводником.
Если производится замена электровакуумных приборов, то этуработу нужно делать вдвоем, обязательно применяя защитные очки, так как приразрыве трубки возможно повреждение глаз разлетающимися осколками.
Проверяя или заменяя магнетрон в передающем устройстверадиолокационной станции, необходимо удостовериться в том, что сработаламеханическая блокировка, для чего нужно замкнуть разрядником выводынакопительных конденсаторов. Это делается для большей надежности, с тем чтобыне попасть под высокое напряжение, достигающее 14кВ.
Все работы, связанные с ремонтом технических средствсудовождения и связи, выполняют, как правило, на стоянкевысококвалифицированные специалисты береговых служб. Вместе с тем возможныслучаи неотложного ремонта в период эксплуатации судна, при нахождении его в рейсе.
Выполняя ремонтные работы, следует строго соблюдать общиетребования безопасности, в частности:
— все работы выполнять только при снятом напряжении; если женеобходима подача высокого напряжения к отдельным блокам (для настройки илирегулировки), то это делают с помощью специальных приспособлений (шлангов) вприсутствии второго лица, работая с приборами и устройствами, находящимися поднапряжение", необходимо застегнуть манжеты рубашки, использоватьиндивидуальные средства защиты от поражения электротоком, снять металлическиекольца, перстни, часы с металлическим браслетом и т.д.
Ремонт и регулировка блоков эхолота производится толькоспециальными приспособлениями, делающими эту работу безопасной. Безприспособлений работу производить запрещается.
Работая с блоками эхолота, необходимо в первую очередьобесточить первичные цепи питания, снять предохранители, а на выключательповесить табличку «Не включать -работают люди». Если производятся работы вблоках коробки реле, то необходимо прежде всего разрядить посылочныеконденсаторы, так как они после выключения еще долго сохраняют опасный длячеловека электрический заряд.
Особая осторожность требуется при ремонте гидравлическихлагов, так как все приборы, входящие в комплект лага, имеют элементы снапряжением 110-120 В и установлены в помещении, особо опасном в отношении возможногопоражения током.
Гиросфера гирокомпаса погружена в поддерживающую жидкость, всостав которой, кроме глицерина, буры, формалина и дистиллированной воды,входит ртуть. Обращаться с последней надо с большой осторожностью, так какртуть легко испаряется, а пары ее, как и металлическая ртуть, очень ядовиты.Поэтому, если разлита ртуть, нужно принять срочные меры для удаления следовртути палубу несколько раз скатить раствором хлорного железа, оставляя егокаждый раз до высыхания, после чего промыть горячей водой с мылом.
6.2 Электромагнитныеполя
Различные средства радиосвязи, радиолокационные установкисудов являются источниками электромагнитных колебаний весьма высокойинтенсивности. Их можно охарактеризовать либо через длину волны ( вмиллиметрах, сантиметрах,метрах) либо частоту (в герцах, килогерцах, мегагерцах).Взаимосвязь этих характеристик: λ=300000/ f, где λ-длина волны, f- частота колебаний.
Радиоволны занимают в спектре электромагнитных колебанийучасток от 1мм до 10000м. Каждому диапазону радиоволн соответствуетопределенная частота колебаний.Диапазону радиоволн от 3000 до 10м (длинные, средние и короткие) соответствует высокая частота колебанийот 100 кГц до 30 МГц (ВЧ) диапазону от 10 до 1м-ультравысокая частота колебаний от 30 до 300МГц (УВЧ ) идиапазону от 1м до 1мм (деци-, санти- и миллиметровые волны) -сверхвысокая частота колебанийот 300 до 30000МГц(СВЧ).
Судовые радиолокационные станции и радиопередатчики являютсяисточниками сверхвысоких(СВЧ) и высоких частот(ВЧ), причем поля ВЧ и СВЧ могут возникатьи за счет вторичного излучения.
При проникновении в живой организм электромагнитные волныспособны оказывать на него неблагоприятное воздействие. Действиеэлектромагнитных колебаний и в частности радиоволн, зависит от длины волны,интенсивности и длительности облучения. Следствия облучения — расстройства изаболевания центральной нервной и сердечнососудистой систем, ухудшения зрения идр.
Для предупреждения вредного воздействия ВЧ и СВЧМинистерством здравоохранения разработаны соответствующие правила при работе систочниками таких излучений, установлены предельные интенсивности полей ВЧ иСВЧ на рабочих местах (в зависимости от времени нахождения человека в зонеоблучения).
При проектировании судна определяются необходимыеконструктивные меры, с тем чтобы облучение рабочих мест не превышалонормативов, поэтому при приемке судна из постройки обязательно проверяютэффективность принятых мер. Проверку излучения по интенсивности ВЧ и СВЧпроизводят также после каждого капитального ремонта или модернизациирадиоустройств судна. Кроме того, лица судового экипажа, работающие сгенераторами радиочастот (судовые радиооператоры, штурмана), регулярно проходятнеобходимую медицинскую проверку (освидетельствование).
Известны случаи, когда на отдельных судах интенсивностьизлучения ВЧ и СВЧ на открытых палубах надстройки и рубки (вблизи антенныхшахт, снижения антенн), а также на навигационном мостике достигает весьмабольших величин.
Для оповещения членов экипажа об интенсивности излучениявывешивают предупреждающие таблички с надписями.
6.3 Статическое электричество
До последнего времени фактор статического электричества наморских судах во внимание не принимался и не учитывался, в том числе и приоценке условий обитаемости экипажа.
Однако в связи с широким применением пластмасс и новыхлакокрасочных материалов для отделки жилых и служебных помещений, дляизготовления мебели и ее обивки, изготовления деталей арматуры и т.п. зарядыстатического электричества стали достигать величины, не учитывать которую или незамечать невозможно.
Необходимость учитывать фактор статического электричествапоявилась еще и потому, что при перевозке легковоспламеняющихся и опасныхгрузов статическое электричество может стать той «искрой», которая приведет кпожару и гибели судна.
Нельзя не принимать во внимание и того обстоятельства, чтоодежда членов экипажа претерпела определенные изменения — вместо натуральныхстали использоваться ткани из искусственного волокна.
Проявление статического электричества на судах, гдеприменяются синтетические материалы, выражается в неприятных порой дажеболевых, ощущениях при разрядах статического электричества, накапливающегося наповерхностях, отделанных пластиком.
Вопрос о биологическом воздействии статического электричествана человека (как на весь организм в целом, так и на отдельные органы, системы иткани) в настоящее время находится в стадии изучения. Определена весьмаприближенно только норма допустимого заряда, которая не должна превышать200В/см.
Трудность в решении проблемы защиты от действия статическогоэлектричества на организм человека заключается в том. что при образованииэлектрических полей возникает еще и ионизация воздуха.
При влажности в 90% статическое электричество практическиисчезает, «стекает» с поверхности полимерных материалов. Максимального значениязаряды статического электричества достигает при влажности 20%.
В настоящее время исследуется возможность добавки впластмассы особых веществ, так называемых антистатиков, которые резко снижаютспособность пластмасс накапливать заряды статического электричества.
Для борьбы со статическим электричеством, возникающим приперекачивании нефтепродуктов (на танкерах), сжиженных газов (на газовозах), атакже при переработке сыпучих грузов разработан целый комплекс технологическихи конструктивных мер. которые изложены в «Правилах по защите от статическогоэлектричества на морских судах», введенных в действие приказом министраморского флота с 1 августа 1973 года.
Соблюдение указанных Правил гарантирует находящихся на судахлюдей и грузы от опасного воздействия статического электричества. В Правилах,кроме технологических и конструктивных требований, обращается внимание на то,что на таких судах, как танкеры и газовозы, не должны применяться одеяла,занавеси и коврики из синтетических материалов; в случае применения их следуетобрабатывать антистатиком. Не рекомендуется членам экипажа пользоватьсяэлектризующимся бельем и одеждой.
Чтобы предупредить образование зарядов статическогоэлектричества на синтетических швартовых канатах, их перед швартовкойобязательно необходимо смачивать забортной водой.
7. Экономическое обоснование внедрения АИС
В последние годы крайне активно растут технологические иинформационные разработки в сфере обеспечения безопасности и повышенияэффективности морских и речных перевозок. Это связано не только с увеличениемгрузооборота портов и интенсивности судоходства, но и с реальной угрозойэкологических бедствий вследствие аварий с крупнотоннажными танкерами и другимисудами с опасными грузами.
Одна из базовых инновационных технологий, позволяющих снизитьриски и повысить контролируемость судоходства, параллельно оптимизировавпроцесс перевалки грузов – применение Автоматической информационной системы(АИС ).
В безопасной эксплуатации морских судов заинтересован весьспектр участников торгового мореплавания: судовладельцы, отправители груза,фрахтователи, получатели, страховые компании, а также федеральный органисполнительной власти в области транспорта — Минтранс РФ. Несмотря на всеусилия вышеназванных организаций, полностью избежать аварийных случаев (далее — АС) при перевозке грузов морем весьма затруднительно, но сократить их доминимума – достижимая задача.
Согласно Закону РФ «Об ответственности за нарушение порядкапредоставления государственной статистической отчетности» от 13.05.92 № 2761-1,сведения судовладельцев об аварийности на море отнесены к конфиденциальнымданным, что ограничивает доступ к данной информации других заинтересованныхлиц. Поэтому точные данные статистики по аварийности найти практически невозможно.
Таблица 7.1Основные показатели Годы 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 Количество кораблекрушений 3 6 7 7 7 7 3 Количество аварий 4 1 4 1 3 4 1 Количество аварийных происшествий 55 35 37 56 64 66 43 Всего аварийных случаев 62 42 48 64 74 77 47
На морском транспорте общееколичество аварийных случаев уменьшилось на 37,7% (в 2008 г. произошло 48аварийных случаев, в 2007 г. – 77 аварийных случаев).
На 57,1% уменьшилось количество кораблекрушений, связанных сгибелью судов (в 2008 г. произошло 3 кораблекрушения, в 2007 г. – 7кораблекрушений).
На 75,0% уменьшилось количество аварий, связанных с гибельюлюдей (в 2008 г. произошла 1 авария, в 2007 г. – 4 аварии).
На 95,0% уменьшилось количество погибших в результате тяжелыхаварийных случаев (в 2008 г. погиб 1 человек, в 2007 г. – 20 человек).
Несмотря на снижение роста аварийности, на морском и речномтранспорте сохраняются риски возникновения тяжелых транспортных происшествий последующим объективным причинам:
1. Средний возраст морских судов, плавающих подГосударственным флагом Российской Федерации, составляет 25 лет. Большая частьсудов эксплуатируется с превышением нормативного срока эксплуатации.
2. В отдельных случаях отмечается снижение требований ксудам, особенно превышающим нормативные сроки эксплуатации, со стороныроссийских классификационных органов.
3. Недостатки в организации государственного портовогоконтроля в морских портах, которые позволяют в отдельных случаях осуществлятьвыпуск из российских морских портов российских и иностранных субстандартныхсудов.
4. Значительное количество судоходных компаний,эксплуатирующих менее 3 судов (более 6 тыс. судовладельцев). Как правило, этиорганизации эксплуатируют суда, значительно превышающие нормативные срокислужбы. В этих организациях суда имеют значительное количество недостатков вобласти обеспечения безопасной эксплуатации и предупреждения загрязненияокружающей среды. Именно эти организации несвоевременно внедряют международныестандарты в области безопасности мореплавания (Правило 21 МАРПОЛ-73/78, глава VСОЛАС-74 – внедрение АИС).
5. Недостатки в деятельности организаций, оказывающих вморских портах услуги по обеспечению безопасности мореплавания (деятельностьоператоров СУДС, лоцманское обеспечение).
6. Недостатки в несении аварийно-спасательной готовности иготовности сил и средств к ликвидации аварийных разливов нефтепродуктов,связанных с отсутствием достаточных сил и средств.
По данным на 1 января 2009 года, в морских портахзарегистрировано 3166 судов (кроме судов рыбопромыслового флота), из нихстроящихся – 21 судно.
Подойдя вероятностным методом попробуем примерно рассчитатьэкономическую эффективность внедрения АИС.
Проанализировав предложения рынка было установлено, что в п.Петропавловск-Камчатский на один комплект системы АИС с встроенным приемником GPS и Глонас фирмы Samyong и его установкунеобходимо 220000 рублей.
Предположим единовременную установку АИС на всех судахторгового флота и найдем затраты на это внедрение.
К=3 166*220 000=696 520000 рублей.
Предположим что внедрение АИС позволит повысить безопасностьмореплавания на столько, что обеспечит спасение хотя бы одного, даже не нового,среднетоннажного судна. Примерная стоимость такого судна 2 млн. долларов США(60 млн. рублей).
Имея данные о затратах на внедрение (К) и предположительнуювыгоду (Э) можем рассчитать срок окупаемости (Т) данной инновации:
К/Э=Т
696 520000 / 60000000 = 11,6 года
Найдем коэффициент эффективности:
Э /К = Е; 60000000 / 696 520000 = 0,08
Или
1 / Т = Е; 1 / 11,6 = 0,08
По справочным данным находим нормативный коэффициентэффективности для районов крайнего севера Енорм=0,08 (12 лет).
Из всех расчетов следует, что коэффициент эффективностивнедрения АИС удовлетворяет экономическим нормам и установка АИС являетсяцелесообразной.
А сколько бесценных человеческих жизней возможно спасти, этоне выразишь в рублях.
Также ущербы от возможных экологических катастроф в следствиистолкновений или посадок на мель могут быть также колоссальны.
Необходимо отметить, что прогнозирование возможных негативныхситуаций на флоте и разработка профилактических мер для их недопущения,являются неблагодарным занятием ввиду отсутствия четкого сравненияимеющегося/полученного результата с возможными убытками/событиями. Человекусвойственно склоняться к таким областям, где все можно «потрогать руками».Мысль о том, что аварийность морских судов возможно снизилась сама по себе, ане в результате работы аналитиков и затрат на предупреждение АС, может отравитьжизнь не одного человека. Однако предотвращение хотя бы одного АС, подобногопосадке на мель т/к «Tropic Brilliance» в Суэцком канале, окупит всевышеназванные расходы за несколько десятков лет.
Также Уменьшение вдвое дистанции расхождения судовсоответствует уменьшению в четыре раза количества маневров, предпринимаемых дляпредотвращения столкновений или чрезмерного сближения. Результатом уменьшенияколичества маневров будет как экономия времени на переходе, так и экономиятоплива.
А при большой плотности движения судов маневрирование любогосудна сказывается не только на расхождении с конкретной целью, но и на движениидругих судов. Уменьшение маневров судов как по их количеству, так и по величинеположительно сказывается на устойчивости потоков.
Наличие полной информации о всех судах в зоне действия СУДСпозволит операторам СУДС предпринять эффективные меры к упорядочиванию движениявсех судов, заблаговременному предотвращению чрезмерного сближения и сведениюдо минимума значительных маневров судов как курсом так и скоростью.
Остается надеяться, что внедрение АИС повсеместно даст своиположительные результаты, что позволит сократить аварийность на море, приведетк сохранению у отечественных организаций морской индустрии существенных финансовыхресурсов.
/>Заключение
В данном дипломном проекте были изложены принципыиспользования Автоматической идентификационной системы для предупреждениястолкновений судов. Были рассмотрены преимущества и недостатки АИС в сравнениис обычными средствами радиолокационного наблюдения и возможность совместногоиспользования АИС и РЛС.
В результате можно сформулировать окончательный вывод о том,что АИС значительно расширяет возможности стандартных информационных средств, иоказывает большое влияние на безопасность мореплавания.
В ближайшее время следует ожидать увеличения числа судов,оснащенных мобильными станциями АИС, что сведет к минимуму один из основных недостатковсистемы.
/>Списоклитературы
1. Маринич А, Н, Проценко И. Г., Резников В. Ю… Устинов Ю М… Черняев Р.Н., Шигабутдииов А. Р. Судовая автоматическая идентификационная система.«Судостроение». 2004г.
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 дляВУЗов.-М.: 1998 г.
3. Руководства по радиосвязи для использования в Морской Подвижной Службе ив Морской Подвижной Спутниковой Службе. Международный Союз Электросвязи.Женева. 1999 г.
4. Дуров А. А., Кан В. С., Ничипоренко Н. Т., Устинов Ю. М. Судоваярадиолокация. Судовые радиолокационные системы и САРП. Учебник для ВУЗов. — Петропавловск-Камчатский: КГТУ, 2000 г.
5. Ю.М. Устинов, А.А. Дуров, Д.А. Бакеев, А.Г. Абдрашитов, В.С. Кан, А.В.Безумов, А.Н. Маринич Электронная навигация и ГМССБ для судоводителей — Петропавловск-Камчатский, 2008г.