Дипломная работа (бакалавр/специалист) на тему Анализ новых стандартов для судовых электронно-картографических навигационно-информационных систем (ECDIS/ЭКНИС)

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………… 4
1 ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ И ОСОБЕННОСТИ СУДОВЫХ ЭКНИС………. 6
1.1. Понятие судовых ЭКНИС…………………………………………… 6
1.2. Роль системы электронной картографии в судовождении……….. 9
1.3. Типы судовых ЭКНИС……………………………………………… 12
1.4. Особенности работы ЭКНИС………………………………………. 17
2 СУЩЕСТВУЮЩИЕ СТАНДАРТЫ ЭКНИС………………………….. 21
2.1. Стандарт IMO A.694 (17)……………………………………………. 21
2.2. Стандарт IMO A.817 (19)…………………………………………….. 23
2.3. Стандарт МЭК 61174………………………………………………… 25
2.4. Стандарт S-52………………………………………………………… 27
2.5. Стандарт S-57………………………………………………………… 30
2.6. Стандарт S-58………………………………………………………… 32
2.7. Стандарт S-61………………………………………………………… 33
2.8. Стандарт S-62………………………………………………………… 34
2.9. Стандарт S-63………………………………………………………… 35
2.10. Стандарт S-64………………………………………………………. 37
2.11. Стандарт S-65………………………………………………………. 38
2.12. Стандарт S-66………………………………………………………. 39
3 НОВЫЕ СТАНДАРТЫ ЭКНИС………………………………………… 40
3.1. Стандарт S-100………………………………………………………. 40
3.2. Стандарт S-101………………………………………………………. 43
3.3. Стандарт S-102………………………………………………………. 46
3.4. Разрабатываемые стандарты ЭКНИС……………………………… 47
4 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ…………………………. 51
4.1. Экологическая безопасность бункеровки на реке………………… 51
4.2. Правила техники безопасности при выгрузке пассажиров на
необорудованный берег при плавании по рекам…………………..
57
ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………….. 62
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ……………………….. 64

Введение:

Электронная картографическая навигационно-информационная система (ЭКНИС) — навигационная система, отвечающая соответствующему стандарту и объединяющая информацию технических средств навигации (ТСН) и других систем (РЛС, САРП, АИС) для отображения навигационных параметров местоположения и движения судна, навигационно-гидрографической, гидрометеорологической и другой обстановки на электронной навигационной карте, а также предназначенная для автоматизированного решения основных задач судовождения.
ЭКНИС соответствует Правилам IMO V / 19 и V / 27 Конвенции SOLAS с внесенными в него поправками, отображая выбранную информацию из Системной электронной навигационной карты (SENC). Оборудование ECDIS, соответствующее требованиям SOLAS, может использоваться в качестве альтернативы бумажным картам. Помимо повышения безопасности навигации, ЭКНИС значительно облегчает работу штурмана благодаря его широким возможностям, таким как планирование маршрута, мониторинг маршрута, автоматический расчет ETA и обновление ENC. Кроме того, ECDIS предоставляет множество других сложных функций навигации и безопасности, включая непрерывную запись данных для последующего анализа.
Также есть система отображения электронной навигационной карты и информации для внутренних водных путей (СОЭНКИ ВВП), которая представляет собой навигационную информационную систему, которая вместе с соответствующими средствами резервирования обеспечивает отображение информации на основе данных СЭНК и места судна по данным технических средств навигации, облегчая задачи судоводителя по планированию маршрута и контролю за движением судна.
ЭКНИС также включает в себя и отображает информацию, содержащуюся в других морских публикациях, таких как таблицы приливов и отливов, и включает в себя дополнительную морскую информацию, такую как радиолокационная информация, погода, ледовые условия и автоматическая идентификация судна.
Электронно-картографические системы ЭКНИС/СОЭНКИ/ЭКС NavCom Voyager – одни из наиболее эффективных средств навигационного оборудования, автоматизирующих процесс судовождения, обеспечивая судоводителя полной информацией от всех подключенных навигационных датчиков. Совмещение всей информации на одном дисплее позволяет оценить обстановку и принять решение в кратчайшее время.
ЭКНИС – это современная система, которая помогает судоводителю оперировать с информацией, необходимой для эффективной проводки судна из пункта отхода в пункт назначения, и предоставляет ему результаты обработки в надлежащем виде, облегчающем судовождение. Поэтому изучение ее особенностей и, в частности, нового стандарта основного формата навигационных электронных карт, представляется весьма актуальной задачей для будущего судоводителя.
Объектом исследования являются судовые электронно-картографические навигационно-информационные системы.
Предметом исследования в работе являются стандарты представления данных, спецификации содержимого карты и форматов навигационных карт для исследуемой системы.
В соответствии с поставленной целью, в работе необходимо решить следующие задачи:
1. Изучить особенности судовых ЭКНИС и СОЭНКИ.
2. Рассмотреть существующие стандарты электронной картографии.
3. Проанализировать новые стандарты и провести сравнение со старыми.
4. Изучить технику безопасности при бункеровке на реке и правила техники безопасности при выгрузке пассажиров на необорудованный берег при плавании на внутренних водных путях.

Заключение:

В целях обеспечения безопасности мореплавания национальные гидрографические службы проводят большую работу по гидрографическим съемкам и измерениям, обслуживанию и мониторингу СНО, созданию цифровых наборов картографических, навигационно-гидрографических данных и поддержке их на уровне современности, хранению и архивации материалов. Банк данных Национальной гидрографической службы на обслуживаемый регион является наиболее полным, достоверным и современным. Поэтому для создания современного и достоверного банка данных на весь Мировой океан обмен информацией между национальными гидрографическими службами имеет очень важное значение.
ЭКНИС позволяет пользователю изменять обозреваемую картографическую систему. Этот выбор картографической системы ничего не меняет внутри ЭКНИС для процесса навигационных расчетов или процесса отображения электронной морской карты. Но он изменяет цифровые значения позиций, указываемые на экране ЭКНИС в выбранной пользователем картографической системе. Это очень удобно, особенно если вы предпочитаете выполнять графические построения с ЭКНИС на традиционной бумажной карте.
Кодирование цифровых наборов данных может осуществляться различным образом. Поэтому в целях обеспечения обмена электронной картографической информацией между национальными гидрографическими службами и предоставления такой информации на суда, оборудованные ЭКНИС, МГО совместно с IMO разработан международный стандарт обмена картографической информацией и унификации предоставления информации на суда — S-57.
Таким образом, ECDIS может быть использована как эквивалент бумажных навигационных карт и пособий для плавания. Это означает не физическую эквивалентность прокладок на электронной и бумажной картах, а юридическое признание использования ECDIS без применения бумажных карт на район плавания.
В процессе дипломной работы были выполнены следующие задачи:
— изучены особенности судовых ЭКНИС;
— рассмотрены существующие стандарты электронной картографии;
— проанализированы новые стандарты и проведено сравнение со старыми;
— изучены положения техники безопасности при бункеровке на реке и правила техники безопасности при выгрузке пассажиров на необорудованный берег при плавании на внутренних водных путях.
Применение технологий ЭКНИС снижает требования к наличию длительного опыта проводок у капитанов, штурманов и лоцманов, и позволяет им обеспечивать необходимое качество управления судами после меньшего стажа работы. Интеграция ЭКНИС с береговыми системами для управления движением уменьшает потребность в лоцманских проводках.
С помощью ЭКНИС значительно повышается скорость и качество планирования перехода. Планирование перехода может быть сделано без обращения к различным публикациям, так как большая часть необходимой для этого информации доступна в самой ЭКНИС. Реализуемая в ЭКНИС возможность обращения к различным электронным информационным ресурсам, в том числе береговым, делает легко доступной дополнительную относящуюся к судовождению информацию.
Однако, необходимо помнить, что ЭКНИС – это только техническое средство, как и любые другие навигационные приборы. Оно не освобождает судоводителя от обязанности выполнения непрерывного визуального наблюдения, как это требуется СОЛАС74, от анализа качества карт и получаемой информации, от необходимости оценки навигационных ситуаций, от принятия решений по управлению судном и от ответственности за эти решения.

Фрагмент текста работы:

1. ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ И ОСОБЕННОСТИ СУДОВЫХ ЭКНИС

1.1. Понятие судовых ЭКНИС

Электронно-картографическая навигационно-информационная система (ЭКСНИС) предназначена для отображения электронных навигационных карт и предоставления информации о местоположении судна. Система определяет данные с помощью глобальных спутниковых навигационных систем, таких как ГЛОНАСС, GPS, ГАЛИЛЕО и с помощью навигационных параметров, таких как цели АИС/САРП, относительная/абсолютная скорость, скорость/направление ветра и параметры магнитного и гироскопического компасов.
Система электронной картографии ведёт отображение информации из навигационных электронных карт (называемых ENC), цифровых карт (называемых DNC) и производит интеграцию информации, связанной с местоположением с позиций курса, а также скорости посредством систем отсчета количества воды и, если необходимо, других навигационных датчиков. Другие датчики, взаимодействующие с ЭКНИС — это радар, система Navtex, и система автоматической идентификации судна (AIS), а также эхолоты. [1]
По сути, ЭКНИС — это компьютер, запрограммированный соответствующим образом для отображения электронных карт либо на самом устройстве, если оно автономно, либо на экране навигационной системы. ЭКНИС может использоваться для двух задач — для планирования перехода и для оперативной навигации. Когда оба этих действия выполняются судоводителями на борту, это дает преимущества, но многие модели ЭКНИС позволяют импортировать готовые планы переходов, а не вводить их вручную.
Идея состоит в том, что план перехода может быть подготовлен в береговом офисе и передан в виде файла данных. Это очень удобно, но при этом может быть опасным, если были даны неверные параметры для судна (например, осадка, длина или какие-либо навигационные параметры), либо данные не были включены и проверены. Некоторые модели ЭКНИС способны изменять план перехода одним нажатием кнопки. Полезная функция для некоторых судов на регулярных маршрутах, но необходимо учесть системы разделения движения судов. Экран судовой системы электронной картографии показан на рисунке 1.1. [2]

Рисунок 1.1 – Экран системы электронной картографии

Помимо того, что ЭКНИС станет обязательной системой на борту судов, внедрение и использование ЭКНИС обеспечивает широкий спектр преимуществ. Это упрощает планирование рейса, позволяя оптимизировать его по времени, скорости и другим параметрам, а любое изменение выполняется простым действием перетаскивания или щелчком и вставкой измененного значения. Это обеспечивает большую безопасность при планировании рейса, принимая во внимание проект судна при планировании маршрута и сочетая его с опасными зонами или зонами особого внимания. Частью работы по планированию является управление диаграммами, что облегчается использованием официальных электронных навигационных карт (ENC) или ARCS. Обновление карт может осуществляться либо с CD-диска, полученного от поставщика карт, либо через спутник с использованием промежуточного ПК на борту, либо через прямое соединение с ЭКНИС через сервисный контакт. Если требуются дополнительные графики, их можно получить по электронной почте или напрямую через интернет, находясь на борту. Все это экономит время и ресурсы на мостике, который можно использовать для других важных задач.
При выполнении рейса ЭКНИС может дать информацию судоводителю о том, находится ли он на запланированном маршруте и приближается ли он к мелководью или опасным районам. ЭКНИС контролирует данные, полученные от многих датчиков навигационных данных, подключенных к системе, проверяет данные и выдает предупредительный сигнал или сигнал тревоги в случае, если ЭКНИС обнаруживает, что навигационные данные повреждены. Кроме того, ЭКНИС может быть предварительно запрограммирован, чтобы показывать штурману, если судно достигло положения или района, которые требуют особого внимания со стороны самого судоводителя или запланированных действий. [3]
ЭКНИС регистрирует навигационные данные и данные использования карты во время рейса, и эти данные доступны для отчетов после завершения рейса.

1.2. Роль системы электронной картографии в судовождении

Основная роль ЭКНИС заключается в отображении навигационных карт, а также всех деталей на этих картах. Как бумажные диаграммы, так и их электронный эквивалент составляются с использованием одной и той же информации. Но в то время как первое является не чем иным, как графическим представлением определенной области с отмеченными контурами глубины и опасностями, и информации о том, когда карта была создана, или добавлена судоводителями с использованием информации из извещений мореплавателям, электронные навигационные карты (ЭНК) предназначены для интерактивных элементов.
Этап мониторинга с использованием ЭКНИС намного точнее и проще, но, с другой стороны, приводит к тому, что судоводитель теряет ситуационную осведомленность из-за ложного чувства безопасности. Аварийные сигналы, используемые для предупреждения, часто игнорируются или в худшем случае переводятся в бесшумный режим, также настройка ЭКНИС судоводителем может быть выполнена неправильно.
Судоводители должны понимать, что ЭКНИС является полезным инструментом. Однако одна ЭКНИС не может использоваться вместо всех остальных систем на судне или исправлять ошибки судоводителя. Эту систему можно использовать только для того, чтобы помочь штурманам лучше и проще ориентироваться. Подготовьте рейс, спланируйте маршруты, проверьте план, следите за планом, используя новые современные способы, но сохраняйте ответственность и ситуационную осведомленность, которая должна быть и с традиционными навигационными инструментами. Это то, как на самом деле необходимо пользоваться навигацией с ЭКНИС. [2]
Национальные гидрографические бюро являются единственным официальным источником картографических данных для СОЛАС, а электронные карты, выпускаемые официальными гидрографическими бюро для использования с ЭКНИС, должны быть векторными картами, которые