Тема. ИСПОЛНИТЕЛЬНАЯ ПРОКЛАДКА В ECDIS 1.Счисление, обсервации, прокладка пути. 2. Мониторинг прохождения маршрута. 3. Контроль навигационных опасностей. 4. Использование информации РЛС и АИС 5. Прогнозирование траектории маневра судна. 6. Ведение электронного судового журнала.

1. Счисление, обсервации, прокладка пути. Исполнительная прокладка является основным режимом работы ECDIS. Она включает решение следующих задач: прием и обработку данных от внешних навигационных систем; непрерывное отображение символа судна и параметров его движения на электронной карте; контроль навигационной безопасности плавания; контроль движения судна по заданному маршруту; регистрацию и хранение информации о текущих навигационных параметрах и обстоятельствах плавания; и ряд других

Отображаемые в ECDIS текущие координаты места судна соответствуют CCRP. CCRP - это точка на собственном судне, к которой отнесены все измерения горизонтальных параметров, таких как дистанция до «целей», пеленг, относительные курс/скорость, дистанция и время кратчайшего сближения. Счисление пути В ECDIS возможны следующие варианты счисления: по данным компаса и лага и вводимым вручную значениям начальных координат; по данным компаса и вводимым вручную значениям начальных координат и путевой скорости; по данным лага и вводимым вручную значениям начальных координат и путевого угла; по всем параметрам, вводимым вручную. Базовая точке отсчета координат (CCRP - Consistent Common Reference Point).

Обсервации Автоматические определения. В ECDIS обеспечивается выбор средств для определения места (EPFS - Electronic Position Fixing System): одной системы (GPS, DGPS, ГЛОНАСС, Loran–C) или нескольких позиционных систем одновременно. Для ведения исполнительной прокладки обычно одна из систем EPFS выбирается в качестве первичной (основной), а другая – вторичной (дополнительной). Чаще всего основной EPFS служит GPS или DGPS. Основной и вторичной системой навигации может быть и РЛС, автоматически определяющая место судна по опорным ориентирам. Таким ориентиром может служить любая сопровождаемая стационарная «цель». Во многих ECDIS для определений места по нескольким или всем позиционным и для счисления датчикам применяется фильтр Калмана. Он учитывает свойства погрешностей этих датчиков и позволяет получать сглаженное наилучшим образом место судна. Минимальное количество датчиков: один позиционный и ГК. Обсервации по вводимым вручную значениям пеленгов и дистанций навигационных ориентиров. Последовательность такого определения места судна включает: –выделение ориентиров на карте; –ввод результатов измерений навигационных параметров (пеленгов и дистанций) ориентиров; –расчет обесрвованного места и, по усмотрению, принятие его к счислению.

Пример обсервации по пеленгу и дистанции и по 3-м пеленгам - Обсервованное место (EP -Estimated Position)

Режим параллельной прокладки в ECDIS «NavMarine» Режимы прокладки пути: Основной; Аварийный; Параллельный.

2. Мониторинг прохождения маршрута. Данные, характеризующие прохождение маршрута: название отслеживаемого маршрута (Route); номер и название активной путевой точки (WPT); направление активного отрезка отслеживаемого маршрута (CRS, CUR); фактическое боковое отклонение от активного отрезка маршрута (XTD); пеленг на активную путевую точку (BTW); ожидаемое UTC или судовое время прибытия в активную путевую точку с учетом оставшегося расстояния до нее и текущей скорости судна (UTC/ETA); расстояние до активной путевой точки (DTG); время хода до активной путевой точки, вычисленное по оставшемуся расстоянию до нее и фактической скорости судна (TTG); номер следующей путевой точки (Next WPT); направление следующего отрезка маршрута (Next CRS); радиус поворота на следующий отрезок маршрута (Radius); длина следующего отрезка маршрута (Distance).

Возможная организация тревог: прохождение последней путевой точки на отслеживаемом маршруте (End of route); отклонение судна от линии пути на величину, большую установленного значения (Out of XTL); отставание или опережение расписания (Out of schedule); подход к путевой точке за установленный период времени (WPT approach); расхождение текущего курса и направления отрезка маршрута на значение, большее заданного (Off leg course).

3. Контроль навигационных опасностей Задачи: выделение на карте выбранной безопасной изобаты, отметок опасных глубин и других навигационных препятствий; автоматическая установка ближайшей большей изобаты в качестве безопасной, если выбранная пользователем такая изобата отсутствует на текущей карте; индикация автоматической смены безопасной изобаты, а также индикация невозможности выбора ее программой; контроль пересечения судном безопасной изобаты через заданный промежуток времени или приближения к ней на заданное расстояние; контроль опасностей в выделяемой специальной зоне, связанной с судном; контроль пересечения судном границы района, запретного для навигации, или зоны с особыми условиями плавания; использование «опасных» объектов карты пользователя.

Примеры зон для контроля навигационных препятствий При попадании опасного объекта в пределы зоны (независимо от того, показывается она на экране или нет) автоматически подается сигнал предупреждения. Название опасного объекта появляется на специальной панели сообщений и в ряде ECDIS дублируется голосом. а) в) б)

Зона для контроля опасностей в ECDIS «NS4000»

4. Использование информации РЛС и АИС Выгоды от наложения РЛ изображения на ENC включают: возможность решения задач предотвращение столкновений; мониторинг положения судов, идентификацию «целей»; контроль работы РЛС; обнаружение смещения объектов; выявление ложных РЛ объектов; снижение нагрузки на судоводителя; обеспечение информационной избыточности и др. РЛ информация делится на первичную и вторичную. Первая представляет собой РЛ образ обстановки вокруг собственного судна (совокупность РЛ отметок надводных объектов). Вторая содержит данные РЛ сопровождения «целей». ТТ (tracked target) – сопровождаемая РЛ « цель ». Включение информации AIS в ECDIS также существенно улучшает эффективность этой системы как инструмента предотвращения столкновений. В том числе это обеспечивает избыточность информации по отношению к РЛС, возможность получения в реальном времени и отображения на экране информации от оборудованных AIS береговых станций и средств навигационного ограждения, увеличивает коммуникационные способности ECDIS.

Требования к презентации РЛ изображения в ECDIS: картографическое и РЛ изображение должны совпадать по масштабу, проекции и ориентации; РЛ изображение и координаты судна, полученные от позиционного датчика, должны автоматически приводиться к CCRP, т.е. учитывать отстояние антенн РЛС и датчика позиции от этой точки; необходимо иметь возможность смещения отображаемого положения судна вручную так, чтобы РЛ изображение совпадало с SENC; должна быть возможность снять РЛ изображение одним действием оператора. Размер рабочей области< 250 mm 250 mm 320 mm Кол-во активированных « целей » Кол-во « спящих целей » Размер рабочей области< 250 mm 250 mm 320 mm Кол-во «целей» Миним. кол-во отображаемых «целей» (от размера экрана) AIS ТТ

Применение РЛ информации для определений места РЛС является одним из датчиков позиции. Полученная от нее в стесненных водах первичная информация при ее наложении на ENC может рассматриваться как второй независимый способ контроля позиции, так как, в сущности, это определения по РЛС без участия судоводителя. Если РЛ отметки неподвижных точечных объектов не совпадают с положением последних на ENC и смещены на некоторое расстояние, то, очевидно, есть ошибка основной EPFS, в частности - несовпадение геодезических систем координат GPS и карты. Для автоматического определения места судна по РЛС необходимо указать один или несколько неподвижных точечных объектов карты. На основе их сопровождения как «целей» в ECDIS будет получаться место, курс и скорость собственного судна. В ряде ECDIS реализован метод автоматического определения места судна путем совмещения РЛ образа внешней для судна обстановки с изображением карты. Этот метод получил название «Radar-Map matching».

Пример наложения РЛ изображения на ENC

Использование РЛ и AIS информации для предупреждения столкновений Интеграция данных РЛС и AIS в ECDIS позволяет использовать эту систему в качестве средства предотвращения столкновения. ECDIS в этом случае обеспечивает функции задания ограничений на параметры процесса расхождения, обнаружения опасности столкновения, анализа коллизионных ситуаций, выбора маневров расхождения. Режимы отображения «целей»: AIS «цели»; сопровождаемые радарные «цели» (ТТ –tracked targets); TT и AIS «цели» (раздельное отображение ТТ и AIS отметок); ассоциированные TT и AIS «цели» (объединение ТТ и AIS отметок одной и той же физической «цели»).

Типы РЛ «целей» в ECDIS : 1.«цель» в период ее захвата на сопровождение; 2.«цель» в режиме сопровождения; 3. опасная «цель»; 4. потерянная «цель»; 5. выделенная (для отображения детальной информации) «цель»; 6. эталонная «цель» («цель» в режиме сопровождения, используемая в качестве эталонной, обозначается буквой «R») Типы AIS «целей» в ECDIS: пассивная «цель»; активная «цель»; опасная «цель»; потерянная «цель»; выбранная (для отображения детальной информации) «цель».

Перечень представляемых в цифровом виде данных о выбранной ТТ: источник(и) информации о « цели » ; измеренное расстояние до « цели » ; измеренный пеленг « цели » ; рассчитанная CPA; рассчитанное TCPA; рассчитанный CTW « цели » (или COG при стабилизации по грунту); рассчитанная STW « цели (или SOG при стабилизации по грунту).

Перечень представляемых в цифровом виде данных о выбранной AIS «цели»: Для каждой выбранной « цели » AIS требуется отображать в буквенно-цифровой форме следующие сведения: источник(и) данных по « цели » ; идентификатор « цели » (например, MMSI, позывной, имя судна и т.д.); сообщенная позиция и, где доступно, ее качество; рассчитанная дальность до « цели » ; рассчитанный пеленг « цели » ; рассчитанная CPA; рассчитанное ТСРА; сообщенный COG (или рассчитанный курс « цели » при стабилизации по морю); сообщенная SOG (или рассчитанная скорость цели, при стабилизации по морю); сообщенный навигационный статус.

Отображение РЛ и АИС целей в «NS 4000» Таблица данных «целей»

Для привлечения внимания судоводителя к тем или иным ситуациям, возникаемым при движении судов, в ECDIS могут выделяться специальные зоны. В ECDIS разных производителей эти зоны могут быть разными по форме. В режиме отображения AIS «целей» может задаваться их зона видимости и зона активации. Для своевременного выявления «целей», представляющих опасность столкновения, устанавливаются предельные безопасные значения дистанции (LIM CPA) и времени (LIM ТCPA) кратчайшего сближения, которые являются едиными для РЛ и AIS «целей». Пример охранной зоны Изображение ТТ и AIS символов одной «цели» на экране ECDIS «NS4000»

Вызов данных AIS «цели» на экран ECDIS

Схема отображения ситуации с помощью PAD для облегчения выбора маневра курсом (ECDIS «VisionMaster FT» компании «Sperry Marine»)

Применение сектора опасных относительных курсов для выбора маневров расхождения (ECDIS Navmarine) Сектор опасных относительных курсов K0K0 KJKJ A Вектор скорости для расхождения на D KPЗ путем изменения курса и скорости J 0 B2B2 B0B0 Курс для расхождения с целью на дистанции D KPЗ с пересечением ее курса по корме D КРЗ

Отображение с помощью СООК ситуации с пятью «целями»

5. Прогнозирование траектории маневра судна Один из способов представления траектории поворота B A (WOP) M P θ Дуга окружности с радиусом D T /2 Прогноз изменения курса в ECDIS «NS4000» Для выполнения прогноза поворота необходимо задать: New CTW - курс судна после поворота; Radius - радиус поворота судна; Length - длину линии ожидаемого движения судна; Delay - расстояние от места судна до точки WOP начала выполнения маневра; F dist - дистанцию от WOP до начала движения по окружности. Упрощенное представление траектории поворота

Прогноз поворота для обеспечения точного захода в ворота порта с помощью имитационной модели движения судна (ECDIS «dKart Navigator 9000») - исходное место судна; - точка начала перекладки руля и точка окончания прогноза; - рекомендуемая точка начала одерживания.

5. Ведение электронного судового журнала Основывается на требованиях Правила V/28 СОЛАС74 года и Резолюции IMO A.916 (22), «Руководство по регистрации событий, связанных с навигацией». Особенности электронного судового журнала: организация, подобная бумажному журналу; автоматическая запись относящихся к рейсу данных; возможность внесения события вручную, их редактирования и внесения комментариев к ним. несколько вариантов распечаток записанного материала, в том числе с использованием различных фильтров, например, фильтра дат; защита от несанкционированных записей; возможность просмотра всех изменений, внесенных вахтенным помощником; архивирование судового журнала на период, не меньший одного года возможность экспортирования судового журнала; и ряд других. Редактирование событий и внесение комментариев обычно защищено паролем.

Классы записей Записи в журнале могут разделяться на определенные классы. Это может быть: информация об открытии и закрытии журнала при запуске системы и выходе из нее; стандартные записи при смене вахты; координаты места судна и параметры его движения; оперативные текстовые записи, вносимые судоводителем; события, связанные с движением судна по маршруту; параметры «целей» РЛС+СРП или AIS; сигналы и сообщения, вырабатываемые системой. Процедуры работы с журналом: При работе с журналом могут использоваться процедуры: вывод содержимого журнала в текстовый файл; просмотр информации журнала на карте; выбор начального момента для воспроизведения обстоятельств плавания; создание маршрута по пройденному пути; распечатка таблицы журнала; импорт файлов журнала; экспорт файлов журнала.

Возможные колонки журнала No Date Time Event POSN1 POSN2 Latitude Longitude COG (°) SOG (kn) Heading (°) Log /STW (kn) Av. Speed 4h (kn) Av. Speed 24h (kn) Voyage DIST.(G)(NM) Voyage DIST.(W)(NM) Charts, Set (°), Drift (kn) Wind Dir. (°) Wind Speed (m/sec) Wave Dir. (kn) Wave Height (m) Air Press. (hPa) Air Temperature ( ) Water Temperature ( ) Engine Rev. (rpm) Comment

Таблица судового журнала ECDIS «NS4000»