Состав системы

Термин НИС охватывает многочисленные комбинации различных средств, образующих судовые информационные системы, предназначенные для навигационных целей.

Рис. 1.1. Блок-схема НИС с периферийными устройствами

НИС выпускаются в разных конфигурациях, обеспечивающих приспособление образцов этих систем к различным типам судов и к особенностям решаемых ими задач. Различают НИС для крупнотоннажных судов, пассажирских лайнеров, для судов специального назначения (рыболовных, гидрографических и т.д.), для прогулочных катеров и яхт и ряда других.

Основными частями всех этих НИС являются:

• аппаратные средства;

• информационное обеспечение (данные);

• программное обеспечение;

• средства общения НИС с оператором.

Аппаратное обеспечение НИС состоит из главного модуля, резервного блока и периферийного оборудования (Рис. 1.1). Базовая конфигурация НИС включает только главный модуль и основные датчики информации.

Главный модуль - это в общем случае установленный в специальной консоли высокопроизводительный персональный компьютер, имеющий каналы для соединения с навигационными приборами и устройствами управления судном.

Главный модуль НИС устанавливается в рулевой рубке. Он включает в себя системный блок, монитор, управляющую панель.

В системном блоке находятся: процессор, сопроцессор, оперативная память, накопитель на жестком магнитном диске, дополнительные блоки памяти, устройства для ввода информации с гибких магнитных и оптических дисков, порты ввода/вывода информации и др. устройства.

Процессор управляет съемом информации с датчиков, контролирует информационные потоки между частями системы, выполняет обработку информации, подготавливает и выдает данные на отображение и устройства управления.

Накопители и дополнительные блоки памяти служат для хранения информации, необходимой для выполнения функций НИС.

Дисплей главного модуля служит для отображения навигационной карты, места судна на ней, кинематических параметров своего судна, его запланированного пути и представления других данных.

Дисплей обычно имеет два режима отображения процесса судовождения: в истинном и в относительном движении.

В истинном режиме изображение карты неподвижно, а условный знак судна движется по экрану в соответствии с путевым углом и путевой скоростью судна. При подходе символа судна к краю экрана изображение карты сдвигается, чтобы судно оставалось на экране.

В относительном режиме центр символа нашего судна на дисплее неподвижен и находится в средине экрана, а карта «плывет» ему навстречу. При необходимости, условный знак судна может быть смещен с центра для увеличения на экране дистанции обзора по носу судна. Для реализации режима относительного движения компьютер должен быть достаточно мощным, способным быстро пересчитать и отобразить новые позиции всех объектов карты за малый (1с. и меньше) интервал времени, выбранный для представления движения.

Дисплей может показывать обстановку с разной ориентацией карты, чаще всего «по норду» и «по курсу». Ряд НИС позволяют ориентировать карту по любому заданному направлению.

На управляющей панели расположен манипулятор (обычно трекбол), дополненный несколькими клавишами. Может использоваться и клавиатура.

Общий вид главного модуля НИС фирмы Litton Marine Systems приведен на рис. 1.2.

Рис. 1.2. Главный модуль НИС.

Резервный блок НИС в полном или в ограниченном объеме выполняет функции главного модуля системы при выходе последнего из строя. Резервной системе обеспечивается возможность получения всей необходимой информации от навигационных датчиков, результатов предварительной прокладки, данных корректур.

Периферийная аппаратура. Навигационно-информационная система использует данные, поступающие из различных источников, и передает свои сведения другим системам и устройствам. На рис. 1.1 приведена одна из возможных конфигураций НИС с периферийными приборами.

Датчики навигационной информации. НИС получает курс от гирокомпаса, скорость - от лага, глубину - от эхолота, обсервованные координаты - от приемоиндикаторов спутниковых и береговых РНС.

Кроме указанных на рисунке датчиков, к НИС могут подключаться: указатель скорости поворота, электронный магнитный компас, датчик параметров ветра и ряд других приборов.

Одним из обязательных признаков НИС является автоматический ввод координат места от приемника спутниковой навигационной системы GPS или ГЛОНАСС, обеспечивающий возможность мониторинга точной позиции судна на электронных картах во всех районах Мирового океана. Эта возможность - одно из основных достоинств НИС.

На изображение ЭК может накладываться информация от РЛС, цели от САРП и бортовой аппаратуры АИС, а также получаемые по каналам спутниковой связи метеорологические данные и карты. Через спутниковые каналы в память НИС могут поступать корректуры и другая информация, включая новые ЭК. На дисплее НИС показываются и предупреждения, передаваемые по линии НАВТЕКС.

Интерфейсный модуль РЛС (ИМР) предназначен для совмещения РЛС с компьютерами НИС. Это аппаратно-программный блок, обеспечивающий НИС возможность работы с РЛС в требуемых диапазонах: Зх-сантиметровом: X-band (9300÷9500 Мгц), 10ти-сантиметровом: S-band (2900÷3100 Мгц).

ИМР преобразовывает эхосигналы РЛС в цифровую форму, передает их в ПК и позволяет наложить радиолокационное изображение на электронную карту. Кроме того, это устройство дает возможность передавать радиолокационное изображение через сеть Ethernet (или через волоконнооптический канал) на любые другие компьютеры.

С другой стороны, ИМР предоставляет персональному компьютеру функции для управления РЛС. Интерфейсный модуль позволяют соединить с компьютером любую РЛС, отвечающую требованиям ИМО, и обеспечить управление ей с любого компьютера системы, главного, резервного или вспомогательного, где бы он ни находился на судне.

Ряд современных РЛС (RadarPC) сами выполняют функции ИМР и полностью совместимы с НИС.

Дополнительный модуль отображения НИС представляет собой снабженный органами управления монитор, который устанавливается на мостике. Он предназначен для возможности параллельного с главным модулем отображения данных в одном либо в разных режимах (ориентации, масштабирования, содержания данных). Этот блок также полезен в ситуациях, когда при управлении судном задействовано несколько человек. На мостике, если необходимо, может устанавливаться несколько дополнительных мониторов НИС.

Выносной модуль. Ряд НИС позволяет по каналу Ethernet передавать изображение с главного ПК на дисплеи компьютеров, находящихся в других помещениях (в штурманской рубке, в каюте капитана и т.д.). Эти компьютеры становятся как бы выносными блоками НИС. Имея такой выносной модуль в своей каюте, капитан может в любое время проконтролировать процесс судовождения.

Вывод информации из НИС может производиться на авторулевой, принтер и в другие устройства и системы.

Информационное обеспечение (данные) - это хранящиеся в памяти НИС элементы карт, корректур к ним, сведения из различных навигационных пособий, полученные через каналы связи от внешних источников данные и другая информация, необходимая при выполнении задач проводки судна из порта отхода в порт назначения. Данные НИС хранятся в ее памяти в виде информационных массивов (баз данных и иных структурированных наборов).

Информационные базы помещаются во внешней памяти компьютера. Для хранения в основном используются жесткие магнитные и компактные оптические диски, причем последние являются наиболее подходящими для навигационных систем. Они содержат больший объем данных, нечувствительны к магнитным полям, выдерживают значительные физические нагрузки.

Базы данных НИС разделяются на статические и динамические.

Информация статических баз находится в памяти НИС долгое время в неизменном виде. Корректуры к ней получаются сравнительно редко и хранятся отдельно от статических баз.

Динамические базы содержат информацию, которая достаточно быстро теряет свою ценность. При обновлении динамических баз полностью заменяется их содержание.

Ниже приведен ряд статических баз, данные которых используются в НИС:

Картографическая база;

База сведений о навигационных средствах;

База рекомендованных маршрутов;

Климатическая база;

База данных для расчета приливных явлений;

База сведений о портах;

База данных о судне.

Основной из статических баз является картографическая база, которая может содержать данные электронных карт в растровом или векторном формате. Ряд систем имеет несколько таких баз, хранящих разные коллекции ЭК.

В динамических базах НИС хранятся сведения о:

ледовом покрытии;

переменных течениях;

океанографических явлениях;

погоде.

Программное обеспечение навигационно-информационной системы - это совокупность всех программ и пакетов программ, находящихся в ее памяти. Если проанализировать вес программного и аппаратного обеспечений в стоимости современных НИС, то можно установить, что НИС - это главным образом программное обеспечение.

Оно состоит из:

■ операционной системы;

■ программных средств, обеспечивающих съем данных с навигационных приборов и выдачу информации другим техническим устройствам;

■ прикладного программного обеспечения (библиотеки прикладных
программ для решения навигационных и других относящихся к навигации
задач).

Операционная система представляет собой комплекс программ, которые организуют работу компьютера и управление его ресурсами.

Программы для приема и выдачи данных (драйверы) обеспечивают съем информации с навигационных приборов и передачу данных на средства отображения, управления и другим физическим устройствам.

Прикладное программное обеспечение состоит из отдельных программ и программных пакетов, предназначенных для выполнения функций, ради которых создана НИС. Прикладное программное обеспечение, в зависимости от активации кнопок, ключей и иных элементов пользовательского интерфейса, позволяет решать различные навигационные задачи, управлять изображением электронной карты, сигнализировать о возникновении ситуаций, требующих внимания и/или действий вахтенного помощника, получать различные справки и т.д.

Средства общения НИС с оператором включают пользовательский интерфейс, методы и формы отображения информации, звуковую сигнализацию, визуальные и голосовые предупреждения.

Пользовательский интерфейс НИС представляет собой среду организации взаимодействия оператора с системой. Он позволяет судоводителю изменять системные параметры, вводить данные, выбирать виды сервиса и функции, которые должна выполнить система.

Методы и формы отображения информации обеспечивают концентрированное, наглядное, точное представление требуемых вахтенному помощнику данных, способствуют глубокому пониманию им ситуаций, складывающихся при судовождении, и помогают принимать верные решения по управлению судном.

Звуковая сигнализация, визуальные и голосовые предупреждения привлекают внимание судоводителя к ситуациям, требующих быстрой оценки и принятия действий.

Типы НИС.

В зависимости от уровня автоматизации операций, информационных ресурсов и функциональных возможностей, НИС разделяют на три группы:

• ЭКДИС;

• ЭКС;

• ЭКДИС/ЭКС.

ЭКДИС - это навигационно-информационная система, удовлетворяющая специальным требованиям ИМО, МГО, МЭК и являющаяся согласно СОЛАС74 альтернативой бумажных навигационных карт. Эти системы представляют основное направление развития судовых навигационно-информационных систем.

Поиск по сайту: