Содержание к диссертации
Введение
1. Анализ основных характеристик транспортного потока движения международных и отечественных маломерных судов и путей повышения безопасности судоходства в акватории Невской губы и устье реки Нева 12
1.1 Нормативно-правовые основы развития и управления движением маломерного международного и отечественного флота 15
1.2 Анализ основных характеристик транспортного процесса маломерного флота в акваториях Европы и Северо-запада Российской Федерации 30
1.3 Анализ системы обеспечения безопасности и нормативно-правового обеспечения мореплавания круизных, прогулочных и спортивных маломерных судов в акваториях Санкт-Петербурга и Ленинградской области 66
Выводы по разделу 1 85
2. Исследование современных акваториальных и речных АСУ ДС в структурах морских и речных информационных служб. Структура АСУ ДМФ Невской губы, её взаимодействие с другими системами отрасли 86
2.1 Современное состояние и основные направления развития СУДС и Автоматизированной системы управления движением морского и речного флота 86
2.2 Системы управления движением судов на ВВП 105
2.3. Особенности построения системы управления движением флота в акваториях Европы
2.4. Предпосылки создания АСУ ДМФ 118
2.5. Синтез структурно-логической схемы автоматизированной системы управлением движения маломерного флота в Невской губе и реки Нева 126
Выводы по разделу 2 146
3. Модели и алгоритмы построения аналоговых информационных систем УКВ радиосвязи для АСУ ДМФ. Оптимизация структуры и математическое обеспечение построения подсистемы УКВ радиосвязи. Топология подсистемы 147
3.1 Стохастические модели и алгоритмы для аналоговых информационных каналов АСУ ДМФ 148
3.2 Алгоритмы оптимизации топологической структуры аналоговых информационных систем АСУ ДМФ. Топология подсистемы 154
Выводы по разделу 3 182
4. Математическое обеспечение, оптимизация структуры и топология построения подсистемы АИС 183
4.1 . Назначение и принципы функционирования автоматизированных идентификационных систем в интересах АСУ ДМФ. Особенности мониторинга 183
4.2. Математическое обеспечение построения подсистемы АИС в АСУ ДМФ 198
4.3. Топология зон действия береговых базовых станций АИС в акватории Финского залива 225
Выводы по разделу 4 230
Основные результаты работы 231
Литература 233
- Нормативно-правовые основы развития и управления движением маломерного международного и отечественного флота
- Современное состояние и основные направления развития СУДС и Автоматизированной системы управления движением морского и речного флота
- Стохастические модели и алгоритмы для аналоговых информационных каналов АСУ ДМФ
- Назначение и принципы функционирования автоматизированных идентификационных систем в интересах АСУ ДМФ. Особенности мониторинга
Введение к работе
Актуальность темы исследований. Эффективность международного и отечественного яхтинга в значительной мере определяется условиями мониторинга и управления судоходством в ограниченных акваториях. Северо-западный регион России уже давно стремится стать лидером российского и европейского яхтинга. В феврале 2009 года правительство Санкт-Петербурга приняло «Отраслевую схему развития и размещения объектов базирования и обслуживания маломерного флота на территории Санкт-Петербурга». Схема предусматривает размещение в 12 районах Петербурга 90 объектов базирования и обслуживания маломерных судов.
В настоящее время только в Петербурге зарегистрировано свыше 44 тысяч маломерных судов. Петербург обладает выгодным географическим положением и уникальной сетью акваторий, способствующих развитию маломерного флота. При самых пессимистичных прогнозах, ежегодный прирост судов маломерного флота, даже с учетом экономического спада, составит от 2% до 5%. Таким образом, к 2025 году количество маломерных судов увеличится на 37% и составит около 60 тысяч. Санкт-Петербург имеет все шансы войти в европейскую сеть яхтенных портов. Для решения этой задачи требуется создать современную надёжную АСУ по контролю за перемещением судов маломерного флота, мониторингу процесса их движения и управления этим процессом. В составе такой АСУ, как правило, имеются системы УКВ-радиосвязи, радиолокационного контроля, сотовой и транкинговой связи, автоматизированной идентификационной системы (АИС), видео-наблюдение и другие информационные подсистемы.
Настоящая работа посвящена решению новой актуальной научной задачи по повышению уровня безопасности судов маломерного флота на основе создания Автоматизированной системы управления движением маломерного флота (АСУ ДМФ) для ограниченных акваторий (на примере Невской губы и устье реки Нева).
Для обеспечения решения такой задачи необходимо выполнить исследования по следующему кругу вопросов.
Цель и задачи исследований
-
Повышение уровня безопасности движения судов маломерного флота в ограниченных акваториях. Изучение административно-транспортной базы и нормативно-правовых предпосылок к повышению уровня безопасности маломерного флота и созданию АСУ ДМФ. Анализ европейского и отечественного опыта по уменьшению аварийности катеров и яхт на основе создания систем управления движением маломерного флота.
-
Разработка концептуальной модели автоматизированной системы управления движением маломерного флота.
-
Выявление моделей для описания закономерностей и разработка методики решения многопараметрических стохастических задач, оптимизирующих зоны и дальность действия УКВ-радиостанций и базовых станций АИС с учётом воздействия помех в информационных каналах, влияния заграждающего рельефа между яхтенным транспондером и базовой станцией (БС), а также перемещения яхтенного транспондера относительно БС.
-
Синтез алгоритмов и разработка методики для количественного анализа оптимальных зон действия УКВ-радиостанций и базовых станций АИС при флюктуационных и взаимных помехах в информационных каналах, влияниях заграждающего рельефа и перемещении яхтенного транспондера относительно БС.
-
Разработка предложений по развитию и оптимизации рациональной топологической структуры сети базовых УКВ-радиостанций и базовых станций АИС в районе Невской губы, устья р. Невы и восточной части Финского залива.
Методологической основой исследований являются методы системного анализа и управления технологическими процессами, теория массового обслуживания, теория алгоритмов, теория случайных процессов и статистических решений, теория управления и принятия решений, основы программной инженерии, теория управления базами данных.
Научная новизна работы и положения, выносимые на защиту:
-
Результаты анализа европейских и отечественных данных по безопасности плавания, уменьшению аварийности транспортного процесса малого флота с помощью систем управления движением маломерного флота.
-
Структурно-логическая модель автоматизированной системы управления движением маломерного флота для ограниченных акваторий.
-
Модели описания закономерностей и методики решения многопараметрических стохастических задач, оптимизирующих зоны и дальность действия УКВ-радиостанций и базовых станций АИС с учётом воздействия помех в информационных каналах, влияния заграждающего рельефа между яхтенным транспондером и базовой станцией, а также перемещения яхтенного транспондера относительно БС.
-
Алгоритмы и методика для количественного анализа оптимальных зон действия УКВ-радиостанций и базовых станций АИС при флюктуационных и взаимных помехах в информационных каналах, влияниях заграждающего рельефа и перемещении яхтенного транспондера относительно БС.
-
Предложения по рациональной топологии зон действия УКВ-радиостанций и базовых станций АИС в восточной части Финского залива, Невской губы и устья р. Невы.
Практическая ценность работы состоит в том, что разработана концептуальная модель автоматизированной системы управления движением маломерного флота и инструментарий построения её структурных составляющих. АСУ ДМФ в своём полном виде или её отдельные элементы могут быть использованы в достаточно широком спектре предложений для реализации требований программ Правительства Санкт-Петербурга по повышению качества транспортного процесса маломерного флота. Кроме решения задач обеспечения безопасности плавания в акватории Невской губы, АСУ ДМФ может быть задействована в защите экономических, иммиграционных, таможенных и других интересов России.
АСУ ДМФ, взаимодействуя с другими системами, службами, и участниками движения, повышает эффективность работы государственных служб, которые отвечают за борьбу с различными нарушителями.
Проект внедрения АСУ ДМФ поможет подойти к решению острых вопросов по облегченному пересечению морской границы России, что будет способствовать развитию яхтенного туризма во всем регионе Балтийского моря. Кроме того, на практике АСУ ДМФ может быть составляющей частью Речных информационных Служб, Автоматизированных систем управления движением судов или интегрирована в любую другую необходимую структуру.
Реализация научных результатов. Элементы диссертационной работы реализованы в Санкт-Петербургском государственном университете водных коммуникаций при выполнении государственных контрактов «Управление-река» и «Испытания-река». Отдельные положения диссертационной работы применялись при проведении Санкт-Петербургского этапа международной регаты учебных парусников “THE TALL SHIP’ RACES 2009”, а также в практической деятельности Научно-промышленного предприятия «МАРИНЕРУС» при выполнении мониторинговых исследований в регионах Балтийского и Средиземного морей.
Публикации и апробации. По тематике работы опубликованы 14 научных статей, в том числе 2 статьи в изданиях, рекомендованных Высшей аттестационной комиссией РФ. Основные положения и результаты докладывались на Международных форумах «Связь на море и реке-2007, 2008», на Международной конференции «Развитие яхтинга в России-2008», в материалах X Международного экологического Форума “День Балтийского Моря”, на Международной научно-практической конференции «Водные пути России- 2009».
Объём и структура работы. Диссертация включает в себя 245 страниц текста, 63 рисунка, 21 таблицу, состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка опубликованных источников, содержащего 108 отечественных и зарубежных работ.
Нормативно-правовые основы развития и управления движением маломерного международного и отечественного флота
Концепция развития территории яхт-клуба г. Кронштадта являясь начальным этапом разработки комплексной проектной документации по проблеме развития яхт-клуба в г. Кронштадте, позволяет расширить представление об экономических и водно-туристических возможностях о. Котлин.
Кронштадт - это город среди моря, территория которого ограничена береговой линией острова Котлин. Основан 18 мая 1704 года по указанию Петра I и развивался как город-форпост Санкт-Петербурга и морской торговый порт.
До наших времен сохранились постройки тех времен: форты, расположенные как на искусственно созданных островках в заливе, так и на самом острове Котлин. Сохранились также портовые сооружения в гаванях г. Кронштадта, рассчитанные на суда XVIII века. До наших дней сохранились старые, требующие реконструкции, постройки. В перестроенном виде сохранилось самое грандиозное здание города - Морской собор, одновременно являясь храмом, памятником культуры и хорошим навигационным ориентиром. Купола Морского собора виднеются на значительном расстоянии от острова, высота с крестом составляет 70,6м.
Исключительно благоприятное экономико-географическое положение острова Котлин определяется близостью к материку, наличием дамбы (18 км - северная часть и 7 км - южная), наличием в непосредственной близости мощного промышленного и транспортного потенциала Санкт-Петербурга и Ленинградской области, а также существованием минимальной городской инфраструктуры, которая может служить основой для на пального этапа развития Кронштадта как центра туризма и отдыха, а реконструируемый в соответствии с современными требованиями яхт-клуб должен обеспечить необходимые удобства для захода яхт и катеров и создания условий для отдыха отечественных и иностранных туристов.
Остров Котлин (рис. 1.2.) расположен в Финском заливе всего в 29 км к северо-западу от Санкт-Петербурга, что делает его удобным промежуточным яхтенным портопунктом. Он вытянут в направлении с севера-запада на юго-восток, и имеет укрытия от ветров любых направлений. Длина острова составляет 12 км, наибольшая ширина - 2 км, площадь - 15 кв. км. Число жителей г.Кронштадта, расположенного на острове Котлин и прилегающих 14 фортах, составляет около 50 тыс.человек, что позволяет судить о изначально развитой инфраструктуре острова. К северо-востоку и югу от острова расположены искусственные островки, которые могут использоваться водно-туристической индустрией.
Между северными островками и параллельно им тянется несколько рядов ряжевых, каменных и свайных преград, между южным берегом Финского залива и островом, к западу от группы южных островков, пролегают четыре линии ряжевых преград. Наличие этих препятствий требует проведения ряда мер по навигационной безопасности.
Концепция развития Кронштадта предусматривает существенное увеличение потока иностранных туристов, по мере создания рекреационного центра международного класса, ввода в действие нового отеля, объектов сервиса, отдыха и спорта, проведения соответствующей рекламной компании. Этому объективно может способствовать и то, что Кронштадт на протяжении всей истории был закрыт для посещения иностранными гражданами. Возрастающее значение острова Котлин как туристического центра связано также с перенасыщением водно-моторных и яхтенных зон в Московском и Северо-западном регионах, а также с потерей традиционного яхтенного отдыха жителей России в странах ближнего зарубежья. Кронштадтский яхт-клуб располагается в восточной оконечности острова, в непосредственной близости от Морского канала-фарватера, и защищен от наиболее частых и сильных ветров, направленных с юго-запада и запада, массивом острова. Акватория яхт-клуба вполне позволяет беспрепятственному передвижению и стоянке нескольких десятков маломерных судов, удовлетворяет требованиям для проведения моторных и парусных соревнований различного уровня, в том числе международного. Связь с южным побережьем (г. Ломоносов) происходит при помощи паромной переправы, также используются катера типа "Метеор" для прямой связи с Санкт-Петербургом. Существующий на острове Котлин аэродром (длина взлетно-посадочной полосы 800 м) может уже сейчас принимать легкие винтовые самолеты и вертолеты. Это позволяет обеспечить контролем с воздуха операции по поиску и спасению, ведение экологического мониторинга в Невской Губе, доставку в Санкт-Петербург и другие близлежащие регионы с помощью вертолетной техники и малых винтовых самолетов, а также обеспечить туристические обзорные вертолетные маршруты. В перспекти ве при необходимой реконструкции для увеличения пропускной способности, возможно, использовать аэродром как коммерческий аэродром малого класса с двумя-тремя взлетно-посадочными полосами.
Основная идея Концепции развития рассматриваемой территории -полномасштабная реализация ее богатейшего потенциала путем создания комплекса активно функционирующих объектов морского международного туризма, а именно: интенсивное освоение и планомерное развитие территории посредством создания туристического и рекреационного центра маломерного флота; обеспечение высокого уровня сервисной и технической оснащенности водных объектов.
Основные цели и задачи, применительно к концепции развития это-строительство нового здания яхт-клуба с целью размещения в нем административного центра, а также реконструкция площади перед яхт-клубом, расширение и углубление гавани, восстановление и строительство новых причальных стенок для одновременного принятия до 100 яхт различного класса, а также прогулочных лодок и катеров; строительство на территории яхт-клуба спортивно-рекреационного центра с группой вспомогательных (служебных) зданий с полным комплектом оборудования, включающих здание диспетчерской службы контроля за движением маломерного флота строительство четырехзвездочного гостиничного комплекса на 36 номеров и 5 номеров типа "люкс"; реконструкция и благоустройство пляжа; реконструкция и строительство стадиона на 10 тыс. зрителей и спортивно-оздоровительного комплекса; разработка концепции развития водного туризма с включением в нее плана развития комплекса фортов и схемы взаимодействия с яхт-клубами Санкт-Петербурга и Ленинградской области.
Современное состояние и основные направления развития СУДС и Автоматизированной системы управления движением морского и речного флота
Системы управления движением судов (СУДС/VTS) созданы более полувека назад для обеспечения максимальной навигационной безопасности судоходства при максимально допустимой интенсивности движения. Целью создания СУДС являлось снижение аварийности судов, повышение эффективности работы флота и предупреждение загрязнения акваторий. СУДС создаются в соответствии с международными требованиями, нормами и правилами, как правило, на государственном уровне. Соответствующие регламентирующие документы издаются под контролем Международной морской организации (IMO), в которой существует специальный Комитет по СУДС в составе Международной Ассоциации Маячных служб.
Современная система управления движением судов (СУДС) представляет собой совокупность зданий (сооружений), технических средств, персонала и организационных мер, которые создаются и действуют в целях повышения уровня безопасности мореплавания и эффективности судоходства, охраны жизни на море, защиты морской среды и побережья, береговых и шельфовых сооружений. Являясь неотъемлемой частью Государ ственной системы обеспечения безопасности мореплавания, СУДС создаются и действуют на акваториях морских портов и на подходах к ним, во внутренних морских водах, в территориальном море и прилежащей зоне. В России создание и функционирование СУДС в морских портах и на подходах к ним в соответствии с международными нормативно-правовыми документами и законодательством находится в ведении Министерства транспорта, которое выступает компетентным органом по реализации международных договоров РФ в области мореплавания. Органом Министерства транспорта РФ, отвечающим за техническую политику в области СУДС и разработку нормативно-технических документов для СУДС в соответствии с международными нормами и правилами, является ФГУП «Морсвязьс-путник». Указанные нормы и правила создаются Комитетом по СУДС в составе Международной Ассоциации маячных служб (МАМС /IALA), действующей в рамках Международной морской организации (ИМО).
Создание и работа СУДС регламентируется следующими основными документами: Конвенция SOLAS, Глава 5, Правило 12 «Службы управления движением судов»; Резолюция Международной морской организации (IMO) А.857(20) «Руководство по службам движения судов» от 27.11.1997 г.; «Руководство по службам движения судов» Международной Ассоциации маячных служб (IALA VTS Manual); «Рекомендации по внедрению служб движения судов» Международной Ассоциации маячных служб (IALA Recommendation V-l 19); «Рекомендации по эксплуатационным процедурам СУДС» Международной Ассоциации маячных служб (IALA Guidelines on VTS Operating Procedures); «Рекомендации по стандартам подготовки и сертификации операторов служб движения судов» Международной Ассоциации маячных служб (IALA Recommendation V-103); контроль за движением судов и за положением судов на якорных стоянках; передача судам навигационной, оперативной и иной информации; организация движения судов; оказание помощи в судовождении. К дополнительным функциям СУДС относят: Взаимодействие с морским спасательно-координационным центром (МСКЦ) при проведении аварийно-спасательных и поисковых операций. Взаимодействие с администрациями портов в вопросах охраны окружающей среды и ликвидации последствий загрязнений. Взаимодействие с лоцманскими, диспетчерскими, буксирными и ледокольными службами портов. Содействие буксировочным, дноуглубительным и другим специальным работам в районе действия СУДС. Содействие в установлении связи между судами и береговыми службами. Взаимодействие со смежными СУДС. Взаимодействие с подразделениями Министерства обороны РФ, комитета и другими государственными органами в соответствии с установленным порядком. Существует и ряд вспомогательных функций СУДС, необходимых для выполнения основных и дополнительных функций: получение информации о состоянии акватории, навигационной обстановке и судах в районе действия СУДС; обработка и анализ полученной информации; документирование и хранение обработанной информации и статистических данных. Информация, используемая СУДС, подразделяется на три уровня: Первый - информация о фарватере (ИФ) содержит географические, гидрологические и административные сведения о водных путях (фарватерах) в зоне РИС, которые необходимы пользователям РИС для планирования, осуществления и контроля за рейсом. Информация о фарватере носит односторонний характер: она передается от береговой службы судну или от береговой службы в офис (пользователя). Второй - тактическая информация о движении (ТИД) - это информация, которая позволяет судоводителям или операторам СДС незамедлительно принимать решения, касающиеся судовождения в реальных условиях движения судов на ограниченном географическом пространстве. Тактическая картина движения содержит информацию о местоположении судна и важную для судна информацию обо всех объектах, обнаруженных радиолокатором и отображенных на электронной навигационной карте и -при наличии - дополняется внешней информацией о движении, например информацией, поставляемой АМС. ТИД можно получать как на борту судна, так и на берегу, например, в центре СДС. Третий - стратегическая информация о движении (СИД) представляет собой сведения, которые помогают пользователям РИС принимать среднесрочные и долгосрочные решения. Стратегическая картина движения улучшает возможности принятия решений на стадии планирования, обеспечивая безопасное и эффективное плавание.
Стохастические модели и алгоритмы для аналоговых информационных каналов АСУ ДМФ
Движение маломерных судов на реках Германии, по согласованию с Германской ассоциацией яхтенных клубов контролируется СУДС с использованием радиолокаторов и УКВ-радиосвязи. В последние годы крупные яхты устанавливают АИС.
Администрация Региональной СУДС реки Эльба находящаяся в Гамбурге с центрами управления в Куксхавене и Брюнсбюттеле отслеживает движение маломерного флота.
Крупнейшая в Европе магистраль-река Рейн - простирается на 950 км. Системой каналов Рейн объединяется с другими водными бассейнами Европы. По территории 4-х государств - Швейцарии, Франции, Германии и Голландии курсируют десятки тысяч яхт и катеров. Каждая из этих стран создала свою СУДС в зависимости от интенсивности движения судов.
На всём протяжении немецкого участка Рейна введены две региональных системы с центральными постами в Обервезеле и Дуйсбурге. На Рейне, исключительно для службы информационной радиосвязи выделены 18-й и 22-й радиоканалы. Ими пользуются и маломерные суда. Входные шлюзы ближайших путей обслуживает 20-й канал. Радиостанции расположены друг от друга, приблизительно, в 30-ти километрах. Этим предупреждается слишком частая смена радиоканалов во время связи при движении.
Реки Рейн и Шельда при впадении в Северное море через сеть рукавов (Ваал, Лек, Недержин) и каналов (Амстердам-Рейн, Шельда-Рейн) образуют сложную водную систему с чрезвычайно напряженным движением крупнотоннажных и маломерных судов. Управление судоходством осуществляется через Центры УДС, оборудованные мощными береговыми радиолокаторами. Информация от постов в ЦУДС передаётся по телефонным каналам связи со скоростью 64 кБит/сек. По каждой цепи передаются данные о месте нахождении, физических размерах, курсе, скорости" и транспортного средства.
Германская ассоциация яхтенных клубов совместно с Центральной комиссией Рейнского судоходства (ZKR) выпустила инструкцию-памятку для маломерных судов по информационной радиосвязи, обеспечивающей судоходство.
Служба Рейнской радиосвязи обслуживает только речное судоходство, включая малые суда. Суда несут радиовахту на 10-м канале (156-162 МГц). Инструкции по использованию средств связи являются международными.
Река Эльба от Гамбурга до впадения в Балтийское море контролирует СУДС с использованием радиолокаторов и УКВ-радиосвязи. Введён в действие АИС. Администрация РСУДС находится в Гамбурге, центры управления - в Куксхавене и Брюнсбюттеле.
Крупнейшая в Европе магистраль-река Рейн - простирается на 950 км. По территории 4-х государств-Швейцарии, Франции, Германии и Голландии. Каждая из этих стран создала свою СУДС в зависимости от интенсивности движения судов. Системой каналов Рейн объединяется с другими водными бассейнами Европы.
На всём протяжении немецкого участка Рейна введены две региональных системы с центральными постами в Обервезеле и Дуйсбурге. На Рейне, исключительно для службы информационной радиосвязи выделены 18-й и 22-й радиоканалы. Входные шлюзы ближайших путей обслуживает 20-й канал. Радиостанции расположены друг от друга, приблизительно, в 30-ти километрах. Этим предупреждается слишком частая смена радиоканалов во время связи при движении.
Четыре радиолокационные станции охватывают в районе Лорелей пятикилометровый участок Рейна Обервезель-Сен-Гоар, который узок, скалист и извилист. Большое количество поворотов дополняется высокой скоростью течения. В качестве радиолокационных установок были использованы обычные судовые радиолокаторы. Радиолокационная картина передаётся на центральный пост Обервезель по оптико-волоконному кабелю со скоростью 2,048 Мбит/сек.
Реки Рейн и Шельда при впадении в Северное море через сеть рукавов (Ваал, Лек, Недержин) и каналов (Амстердам-Рейн, Шельда-Рейн) образуют сложную водную систему с чрезвычайно напряженным судоходством. Управление судоходством осуществляется через Центры УДС, оборудованные мощными береговыми радиолокаторами. Информация от постов в ЦУДС передаётся по телефонным каналам связи со скоростью 64 кБит/сек. По каждой цепи передаются данные о месте нахождении, физических размерах, курсе, скорости и др.
Центральная комиссия Рейнского судоходства (ZKR) выпустила инструкцию-памятку по информационной радиосвязи, обеспечивающей судоходство. Данная информация предложена в рамках положения о "Региональном соглашении о службе информационной радиосвязи", которое было заключено в 1976 году государствами, расположенными на Рейне. Федеральное постановление о судоходной радиосвязи 1980 года расширяет влияние регионального соглашения на все федеральные морские пути.
С 1 августа 2000 г. в Западной Европе введено в действие "Региональное соглашение в отношении радиотелефонной службы на внутренних водных путях", заключенное в Базеле (Швейцария) 6 апреля 2000 года. Этот документ заменил все предыдущие соглашения по этому вопросу. Российская Федерация к указанному соглашению пока не присоединилась.
Служба Рейнской радиосвязи обслуживает только речное судоходство, включая малые суда. Суда несут радиовахту на 10-м канале (156-162 МГц). Инструкции по использованию средств связи являются международными. Так, например, нидерландский корабль, оснащенный Рейнскими приборами связи, может без проблем вызвать немецкие радиостанции. В Рейнской службе радиосвязи используется так называемый открытый метод вызова. В Германии для расширения радиуса действия информационной радиосвязи не было построено какой-то новой, независимой радиослужбы, а были переделаны и расширены возможности обычной УКВ-радиостанции на шлюзах.
Назначение и принципы функционирования автоматизированных идентификационных систем в интересах АСУ ДМФ. Особенности мониторинга
Автоматизированная Идентификационная Система - поколение морских технологий, предназначенное для безопасности мореплавания. АИС служит для повышения безопасности мореплавания в открытом море и прибрежных водах путем автоматического обмена навигационной, статической и рейсовой информацией между судами и береговыми станциями. Авиа-средства, используемые для надзора за судами, также могут наблюдать отметки АИС на специализированной бортовой электронно-картографической системе.
Согласно определению IMO: AIS - это судовая вещательная транс-пондерная система, работающая в VHF диапазоне морской связи. Она может отправлять информацию о судне (идентификатор, координаты, курс, скорость, длина, осадка, класс судна) и информацию о грузе на другие суда и берег. Она может обрабатывать свыше 2000 донесений в минуту и обновлять сообщения каждые две секунды. AIS использует технические средства самоорганизующегося множественного доступа с временным уплотнением (STDMA), обеспечивая устойчивую и надёжную работу судна с судном при высокой скорости обмена сообщениями.
Система обеспечивает обратную совместимость с DSC системами, что позволяет береговым GMDSS создавать каналы на рабочей частоте AIS и опознавать их.
Координаты и данные синхронизации обычно поступают от встроенного или внешнего приемника глобальной спутниковой системы (GNSS) (например, от GPS), в том числе от MF приемника дифференциальной GNSS (DGNSS), используемого для точного определения координат в прибрежных и внутренних водах. Информация о направлении движения обычно передается всеми судами, оборудованными AIS. Другая информация - курс и скорость относительно дна моря, скорость поворота, угол крена, килевая и бортовая качка, порт назначения и расчётное время прибытия - могут потребоваться только от некоторых судов.
Автоматизированная Идентификационная Система (АИС) внедрена в рамках проводимых Международной Морской Организации (ИМО) работ по пересмотру Главы V «Навигационная безопасность» Конвенции по охране человеческой жизни на море (СОЛАС) на морском флоте и предназначена для: передачи данных о судне и его грузе в береговые системы; передача с судна навигационных данных в береговые системы; управления движением судов (СУДС) и обеспечения более точной и надежной его проводки в зоне действия системы. обеспечения контроля за судами со стороны береговых служб в прибрежных водах; обмена навигационными данными между судами, а также между судами и береговыми службами (передача данных о судне и его грузе, пассажирском составе, маршруте плавания, порте назначения и времени прибытия). Глобально, система представляет собой совокупность работающих станций АИС, установленных на судах, береговых центрах, навигационных объектах. Отдельная станция АИС выполняет следующие функции: автоматическую идентификацию судов (номер судна IMO, MMSI, позывной и название); прием и передачу по радиоканалам АИС навигационной (координаты, курс, скорость, скорость поворота и т.д.), маршрутной (или рейсовой) (пункт назначения, ожидаемое время прибытия, тип груза) и статической (название и позывной судна, габариты и осадка судна, положение антенны) информации, выдачу этой информации для отображения на дисплее АИС и электронных картах; получение координат судна и параметрах его движения от внешнего источника (GNSS, лага, компаса или интегрирующее их устройство вроде ECDIS); определение координат судна при помощи внутреннего GNSS приемника, в том числе с использованием дифференциального режима. В соответствии с проектом Главы V Конвенции СОЛАС (документ NAV.45/5) и другими документами ИМО начиная с 2002 года, предусмат 186 ривается обязательное оборудование универсальными АИС судов валовой вместимостью более 300 регистровых тонн. При наличии соответствующей береговой инфраструктуры обеспечивается визуальный и документальный контроль за движением судов в зоне обслуживания, что значительно повышает порог безопасности плавания. Также улучшается управление движением, что в свою очередь увеличивает пропускную способность всего водного пути. В соответствии с правилом V/19 Международной конвенции по безопасности жизни в море SOLAS 1974 с поправками не только суда свыше 300 тонн, совершающие международные рейсы, но и все пассажирские суда независимо от размера должны быть оборудованы АИС. Основные функциональные требования к судовой АИС зафиксированы в основополагающей Резолюции IMO MSC. 74(69), 1998. Технические стандарты к АИС разработаны в Рекомендации ITU-R М.1371, 1998. Руководство по использованию судовой АИС дано в Резолюции IMO 917(22), 2001. Суда и яхты с меньшим водоизмещением также могут быть оборудованы прибором класса Б. С учетом того, что в соответствии с указанными решениями ИМО и суда «река», и «река-море» оснащаются универсальными АИС, а также из-за значительных преимуществ использования данной технологии в СУДС, использование АИС на реках Европы внедряется полным ходом. Таким образом, наблюдается внедрение АИС в общий воднотранспортный процесс управления безопасностью. Следовательно, АИС может быть применён для маломерных и «мега-маломерных» прогулочных и пассажирских судов. Актуальность внедрения АИС технологий важна особенно в местах повышенной осторожности плавания и насыщенного судоходства, где требуется особый контроль за перемещением большого количества малых плавсредств.
