Содержание к диссертации
ПЕРЕЧЕНЬ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ 6
1.1 Анализ структуры речной информационной иерархической триады. 13 1.1.1. Реализация концепции Корпоративных Речных
Информационных Систем. Речные информационные службы 14
Основные принципы управления информационными потоками
1.2.4 Обеспечение входящего информационного потока в АСУ ДС....31
2.1 Исследование информационного обеспечения в автоматизированных
информационных системах 43
Основные рекомендации по информационному обеспечению АСУ ДС данными АИС на ВВП 72
Построение алгоритма расчета зон действия береговых станций при учете случайных перемещений судового транспондера
относительно базовой станции 87
3.1.3. Оптимизация алгоритма расчета зон действия БС АИС при
использовании моделей заграждающего рельефа 88
Алгоритм приближенного вычисления дальности и зон действия БС речных АИС при релеевской модели перемещения судового транспондера относительно береговой станции 96
Анализ влияния заграждающего рельефа на расчетную дальность
действия БС АИС 101
4. МЕТОДИКА РАСЧЕТА ЗОН ДЕЙСТВИЯ БЕРЕГОВЫХ И СПУТНИКОВЫХ СТАНЦИЙ АИС ДЛЯ ОТДЕЛЬНЫХ УЧАСТКОВ И
РЕГИОНОВ ВВП РОССИИ 114
Построение непрерывного информационного поля АИС для зоны
большой Волги (РИС 4) 127
4.2.4. Построение поля АИС для зоны РИС 7 - ФГУ "Камводпуть"...130
4.3.1. Методика расчета зон зон действия ССРНС ГЛОБАЛСТАР для целей передачи сообщений АИС по каналам связи «судно-спутник» 134 4.3.2 Расчет зон действия ИСЗ «ГЛОБАЛСТАР» для целей передачи
сообщений АИС 135
ПЕРЕЧЕНЬ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ. На русском языке:
АИС- автоматизированная идентификационная система
АРМ - автоматизированное рабочее место
АСУ ДС -автоматизированная система управления движением судов
БРЛС- береговая радиолокационная станция
ВВП- внутренние водные пути
ГЛОНАСС - глобальная навигационная спутниковая система
ГМССБ- Глобальная Морская Система Связи при Бедствии и для обеспечения безопасности мореплавания
ЕГС ЕЧ РФ- Единая глубоководная система Европейской части Российской Федерации
ИМО- Международная Морская организация
КЕМ комитет по безопасности на море
КРИС — корпоративная речная информационная система
МАМС- Международная Ассоциация маячных служб
МПС - Морская Подвижная Служба;
НЛРВП и С- Невско-Ладожский район водных путей и судоходства
РИС - речная информационная служба
РС- радиостанция
РТП -радиотехнический пост
ССС - система спутниковой связи
ССРНС —система спутниковой радионавигации и связи
СУБД - система управления базой данных
СУДС- система управления движением судов
ЦУДС- Центр управления движением судов
РИС- Речная Информационная Служба
РРСКЦ- Речной Региональный спасательно-координационный центр
ЭКС- электронная картографическая система
ЭКДИС электронная картографическая диспетчерская информационная система
На английском языке:
AIS- Automatic Identification System
GMDSS- Global Maritime Distress and Safety System
IMO- International Maritime Organisation
DGPS- Differential Global Positioning system
ECDIS- Electronic Chart and Display Information system
ETA- Estimated Time of Arrival
ETD- Estimated Time of Departure
GLONASS- Global Orbiting Navigation Satellite System
GPS- Global Positioning System
LRIT -Long Range Identification and Tracking System
RIS- River Information Services
SOLAS - International Convention on Safety of Life at Sea
SOTDMA AIS- Self Organising Time Division Multiple Access AIS
TDMA -Time Division Multiple Access
UTC - Universal Time Co-ordinated
VHF - Very High Frequency
VTC- Vessel Traffic Centre
VTMIS- Vessel Traffic Management and Information Services
(maritime navigation)
VTS- Vessel Traffic Services
Введение к работе
Актуальность темы исследования.
Потенциальные возможности речного транспорта Российской Федерации весьма значительны, а географические и технические возможности создают перспективную основу включения РФ в Европейскую систему внутренних водных путей, что требует повышения безопасности и эффективности транспортных сообщений, развития и совершенствования технических средств и систем, занятых в процессе мониторинга и управления движением судов.
В соответствии с требованиями Федеральной целевой программы "Модернизация транспортной системы России (2002-2010 годы)" (подпрограмма "Внутренние водные пути") и "Концепции развития внутреннего водного транспорта", утвержденной Распоряжением Правительства Российской Федерации от 3 июля 2003 г. № 909-р, обеспечение безопасности судоходства и экологической безопасности на внутренних водных путях является одним из приоритетов государственной политики.
!
Новейшие информационные системы, такие как "Автоматизированная идентификационная система (АИС)", позволяют решить поставленную задачу при интеграции их в состав действующих береговых систем управления движением судов, в том числе для построения национальных и глобальных систем мониторинга и управления движением флота. Для регионов, входящих в Единую Глубоководную Систему РФ (ЕГС РФ), основным направлением определено именно развитие береговой инфраструктуры, в частности за счет построения цепей станций и ретрансляторов АИС. В то же время для других регионов и в особенности для протяженных рек Сибири и Дальнего Востока, вероятно, вследствие необходимости значительных финансовых вложений
такой подход не будет применен в качестве основного, что подтверждается подписанием Федеральным агентством морского и речного транспорта Министерства транспорта РФ распоряжения от 7 июля 2006г.: "О развитии технологических сетей связи на внутренних водных путях" № АД-103-p, в соответствии с которым спутниковое оборудование спутниковой системы радионавигации и связи (ССРНС) «Глобалстар» и спутниковой системы связи (ССС) «ИНМАРСАТ» рекомендовано использовать на речных судах удаленных районов внутренних водных путей Сибири, Дальнего Востока и малонаселенных районов Европейской части России для обеспечения технологической связью и в целях повышения безопасности судоходства.Кроме того, с 31 декабря 2008 года вступил в силу закон о внедрении технологии дальнего мониторинга LRIT (Long Range Identification and Tracking System - система дальней идентификации и контроля за местоположением судов) и обязал страны отслеживать суда, находящиеся в зоне их ответственности.
В связи с изложенным, целью диссертационной работы является решение задач математического и информационного обеспечения повышения эффективности мониторинга и управления движением судов с использованием возможностей береговых станций АИС и ССРНС на ВВП России. Решение такой задачи невозможно без использования математических методов моделирования влияния различного вида факторов для определения перспектив использования АИС в составе автоматизированных систем управления движением судов (АСУ ДС).
Для достижения сформулированной цели в работе поставлены, обоснованы, решены и выносятся на защиту следующие научные результаты:
1. Оценка существующего мирового и отечественного опыта построения береговых сетей АИС, а также перспектив развития АСУ ДС в иерархической триаде "Корпоративная Речная информационная система (КРИС) - Речные информационные службы (РИС) - АСУ ДС" и предметной области в части принципов функционирования и особенностей информационного обеспечения, а также структуры системы базовых станций АИС как подсистемы речной АСУ ДС.
Методика, модели и алгоритмы решения многопараметрических стохастических задач, оптимизирующих структуру зон действия береговых и спутниковых станций АИС.
Аналитические решения для определения оптимальных радиусов и зон действия базовых и спутниковых станций АИС с учетом заграждающего рельефа, особенностей передачи сигналов по каналам связи и взаимного перемещения судов относительно базовых станций.
Научно-обоснованные предложения по созданию информационных полей АИС на ЕГС Европейской части России, а также для ВВП с низким уровнем развития инфраструктуры (Восточная Сибирь).
Методологической основой исследования являются принципы системного анализа и управления технологическими процессами, экспертные оценки и методы их обработки, теория АСУ, теория радиосвязи, радиолокации, спутниковой навигации, методы формирования алгоритмов проектирования систем связи и управления.
Научная новизна работы состоит:
В разработке методики и синтезе алгоритмов решения многопараметрических стохастических задач расчета зон действия береговых и спутниковых станций АИС при раздельном и совместном влиянии трех вероятностных факторов: взаимного перемещения транспондера АИС относительно базовой станции, вариаций высот заграждающего рельефа и особенностей передачи сигналов АИС по каналам связи;
В получении аналитических решений для определения оптимального радиуса и зон действия береговых станций АИС для создания сплошных информационных полей АИС в зонах РИС Беломоро-Балтийского канала, большой Волги, ГБУ "Волго-Дон", ФГУ "Камводпуть";
В разработке схемы интеграции системы дальнего мониторинга и управления движением судов в АСУ ДС для передачи сообщений АИС по каналам ССРНС «Глобалстар»;
В разработке методики определения зон действия спутниковых АИС для целей информационного обеспечения протяженных рек с низким уровнем развития инфраструктуры.
Практическая ценность работы состоит в том, что сформулированные выводы и предложения могут быть использованы при реализации проектов создания комплексных систем управления движением судов и безопасности судоходства на внутренних водных путях России. Разработанные методы и модели использования АИС могут явиться базой для модернизации существующих и построения новых АСУ ДС' на различных участках внутренних водных путей, а также существенно уменьшить риски, связанные с некорректным построением информационных полей АИС.
Реализация научных результатов. Отдельные положения диссертационной работы реализованы в Санкт-Петербургском Государственном Университете водных коммуникаций, а также в составе систем мониторинга движения судов морского агентства ООО «РУСМАРИН».
Публикации и апробации работы. По тематике работы опубликовано 8 научных статей, в том числе 2 статьи в изданиях, предусмотренных "Перечнем изданий ВАК". Осуществлен доклад на межвузовской научно-практической конференции студентов и аспирантов «Водный транспорт России: история и современность», посвященной 200- летию транспортного образования в России (СПГУВК, 2009).
Объем и структура работы Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка опубликованных источников, содержащего 107 отечественных и зарубежных работ, включает в себя 154 страницы текста, 49 рисунков, 12 таблиц.
1. АНАЛИЗ СТРУКТУРЫ И ОСНОВНЫХ ПРИНЦИПОВ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ РЕЧНОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ ИЕРАРХИЧЕСКОЙ ТРИАДЫ.
Похожие диссертации на Математическое и информационное обеспечение мониторинга и управления движением судов с использованием АИС на внутренних водных путях России
