Эксплуатационные требования к интегрированным системам ходового мостика

Размещено на http://www.allbest.ru/

Понятие системы

мостик ходовой система интегрированный

Основные определения. Под системой в общем случае понимается совокупность частей, совместно выполняющих определенную задачу, и обладающую свойствами, которых нет у частей системы в отдельности. Главное, что определяет систему - это взаимосвязь и взаимодействие частей (компонентов, элементов множества) в рамках целого, а также наличие характерных свойств, присущих только системе и отсутствующих у отдельных её компонентов.

Множество внешних элементов любой природы, оказывающих влияние на систему или находящихся под ее воздействием в условиях рассматриваемой задачи, называют внешней средой либо окружением системы.

Существуют системы различного вида: социальные, биологические, производственные, экономические и т.д. Ниже рассматриваются только представители технических электронных систем. Такие системы создаются человеком для решения конкретных задач, и их функционирование направлено на достижение определенных целей.

Автоматической называется система, в которой процессы получения, преобразования, передачи и использования энергии, вещества или информации выполняются без непосредственного участия человека.

Автоматизация систем может рассматриваться как задача алгоритмизации и программирования. Алгоритм представляет собой логическую схему решения задачи системы. Запись алгоритма на том или ином формализованном языке называется программой. Запрограммировав некоторые процессы, можно поручить их выполнение роботу, автомату или программной системе с целью улучшения надёжности выполнения этого процесса или повышения его эффективности.

Автоматизированными именуют системы, в которых одни функции выполняют технические средства, а другие возложены на человека. Такие системы называются также человеко-машинными или эргатическими системами.

Обеспечение эффективности систем. Важным требованием ко всем системам является обеспечение их эффективности. Под эффективностью (качеством) системы понимается соответствие функционирования системы ее целям. Задача обеспечения продолжительного эффективного функционирования систем имеет три основные составляющие: надежность, целостность, удобство эксплуатации и обслуживания. Ее решение предполагает, в первую очередь, борьбу с нарушениями в работе системы: ошибками и неисправностями, порождаемыми отказами, сбоями и другими причинами.

Надежность - это способность системы работать без отказов. Улучшение надежности электронных систем основано на принципе предотвращения неисправностей путем:

снижения интенсивности отказов и сбоев за счет применения электронных схем и компонентов с высокой и сверхвысокой степенью интеграции,

уменьшения уровня помех,

использования облегченных режимов работы схем,

обеспечения благоприятных тепловых режимов работы,

совершенствования аппаратуры системы и методов ее сборки.

Числовым показателем надежности является среднее время наработки на отказ.

Целостностью системы называют неизменность такого ее состояния, при котором значения всех эксплуатационных характеристик системы находятся в заданных пределах. Она заключается в сохранности всех присущих системе полезных свойств. Целостность обычно рассматривают, как готовность системы в полном объеме качественно выполнять свои функции в любой момент времени.

Повышение готовности предполагает своевременное обнаружение нарушений в ее работе, подавление, в определенных пределах, влияния ошибок, отказов и сбоев на функционирование системы. Это осуществляется с помощью средств контроля, диагностики, коррекции ошибок, устройств защиты, а также средств автоматического восстановления работоспособности после проявления неисправности, включая аппаратурную и программную избыточность, на основе которой реализуются различные варианты отказоустойчивых архитектур. Повышение готовности - способ сокращения времени простоя системы.

Количественно целостность оценивается показателем, называемым коэффициент готовности. Этот коэффициент определяет вероятность пребывания системы в работоспособном состоянии в любой момент времени. Статистически коэффициент готовности системы определяется как среднее время восстановления, иначе говоря, среднее время между моментом неисправности и моментом возврата системы к полноценному функционированию. Существуют и другие, частные количественные оценки целостности систем. Способность системы своевременно обнаруживать нарушения в своей работе может характеризоваться вероятностью предоставления оператору данных о своем неправильном функционировании в пределах определенного интервала времени.

Большое значение для обеспечения целостности систем (повышения готовности) имеет их контроле пригодность, способность обнаруживать ошибки в работе, приспособленность для диагностики, к восстановлению функций.

Удобство эксплуатации и обслуживания также существенно влияет на основные характеристики систем. Оно предотвращает неверные действия оператора при работе с системой, уменьшает вероятность неправильной интерпретации ее данных, облегчает и ускоряет принятие решений.

Понятие сложной системы. Среди систем различных видов выделяют сложные системы. Сложная система характеризуется большим числом элементов и, что наиболее важно, большим числом взаимосвязей между элементами. Специфика такой системы определяется разнообразностью взаимосвязей, множеством частных целей, иерархичностью, многоаспектностью и рядом других свойств.

1.Интегрированные системы

Понятие интегрированной системы. Под интеграцией систем понимается целенаправленное объединение их программных и аппаратных средств в целостную систему, реализующую заданную функцию и удовлетворяющую предусмотренным требованиям.

Интегрированная система (ИС) состоит из нескольких частей, причем целью объединение этих частей является выполнение новой задачи, для решения которой требуется использовать функции объединяемых частей.

При построении современных ИС применяется системный подход. Основной общий принцип этого подхода заключается в рассмотрении частей системы с учётом их взаимодействия. Системный подход включает в себя выявление структуры системы, типизацию связей, определение атрибутов, анализ влияния внешней среды. Применительно к процессу судовождения системный подход состоит в учете всех особенностей этого процесса, всех существенных связей между различными частями системы вождения судна, между ней и внешней средой, между системой и оператором с целью достижения максимальной эффективности в решении задач судовождения.

Эффективность интегрированной системы определяется не только качеством разработки и реализации каждого ее уровня, но и оптимальностью их взаимодействия.

Интегрированные системы именуют также комплексными системами.

Конфигурация ИС - это совокупность из определенного числа частей, образующих интегрированную систему той или иной мощности. Под мощностью ИС понимается характеристика объема решаемых системой задач. Минимальный комплект интегрированной системы, при котором она еще отвечает своим основным целям, называется ее базовой конфигурацией. Совокупность частей интегрированной системы, участвующих в данный момент при решении задач, называют используемой конфигурацией ИС.

Открытость интегрированных систем. Интеграция систем является одним из основных механизмов повышения уровня автоматизации различного рода процессов. Чтобы обеспечить совершенство этого механизма, к ИС предъявляются определенные требования.

Пожалуй, самым важным требованием к интегрированным системам является обеспечение их открытости. Она состоит в том, что должна быть возможность подключения к системе дополнительного оборудования и организации его работы в составе ИС. Это требование определяет способность ИС к расширению функций, к модернизации, к дальнейшей автоматизации процессов в той или в другой предметной области.

Открытость систем в настоящее время обеспечивается использованием единой дискретной основы построения аппаратуры, стандартизацией оборудования, применением магистрально-модульного и модульно иерархического принципа формирования структуры и рядом других мер.

Единая дискретная основа означает, что все отдельные части ИС должны управляться микропроцессорной техникой, преобразовывать данные и выдавать их в цифровой форме. Такое построение аппаратуры позволяет более просто и надежно организовывать информационное взаимодействие между частями системы, а также между системой и другим оборудованием.

Когда все части имеют микропроцессорную основу, то для образования ИС они объединяются в сеть с помощью информационного канала и специального программного обеспечения и взаимодействуют в соответствии с определенным протоколом.

Стандартизация оборудования направлена на обеспечение требуемых эксплуатационных, технических характеристик ИС и совместимости различного вида входящей в ИС аппаратуры, выпускаемой различными фирмами и организациями.

Различают конструктивную, информационную и энергетическую совместимость аппаратуры.

Конструктивная совместимость предполагает согласованность конструктивных параметров частей ИС, позволяющая соединять функциональные устройства в единое конструктивное целое.

Информационная совместимость определяется условиями для единообразной передачи сообщений между частями системы.

Энергетическая совместимость состоит в обеспечении, по возможности, одинакового электропитания объединяемых частей.

Касаясь интегрированных систем ходового мостика, необходимо отметить следующее.

Минимальные эксплуатационные требования к морским навигационным приборам и системам определяются Международной морской организацией - ИМО (IMO - International Maritime Organization).

На основе эксплуатационных требований Международная электротехническая комиссия вырабатывает технические стандарты к электрическому и электронному оборудованию. МЭК также определяет протоколы взаимодействия входящих в ИСМ устройств.

Отдельные части ИСМ должны удовлетворять и касающихся их требованиям других международных организаций. Например, необходимо, чтобы система с электронными картами ECDIS отвечала стандартам Международной гидрографической организации - МГО (IHO - International Hydrographic Organization). Бортовая аппаратура автоматической идентификационной системы должна соответствовать требованиям Международного телекоммуникационного союза (ITU - International Telecommunication Union).

Создание интегрированных систем базируется на международных стандартах, определяющих, как должны работать друг с другом компоненты этих систем. Во всех странах стандарты информационного взаимодействия называются протоколами.

Протокол в информационной системе - это документ, четко определяющий процедуры и правила взаимодействия входящих и подключаемых к системе устройств. Протоколом устанавливается список команд, которыми могут обмениваться устройства, порядок передачи команд, правила взаимной проверки работы, размеры передаваемых блоков информации и т.д. Протоколы создаются для того, чтобы изготавливаемые разными объединениями и фирмами устройства могли работать друг с другом.

Стандарты взаимодействия (интерфейса) навигационной аппаратуры изложены в протоколе МЭК 61162. Этот документ совпадает по содержанию с протоколом NMEA-0183 национальной морской электронной ассоциации США (NMEA - National Maritime Electronic Association).

Условия стандарта на интерфейс включают:

вид и количество сигналов,

систему кодирования,

название и действие управляющих сигналов,

значения напряжения для сигналов «О» и «1»,

тип соединительного элемента (штекерный разъем, пайка и т.п.),

распределение сигналов в соединительном элементе и др.

Модульность состоит в построении аппаратуры и/или программного

обеспечения из отдельных, в определенной мере автономных структур (модулей, блоков, подсистем), которые могут функционировать как отдельно при выполнении своих локальных задач, так и совместно при решении общей задачи. Модульное построение облегчает приспособление систем к особенностям судов и к отличиям выполняемых ими задач и облегчает расширение функций систем при их совершенствовании.

Применение эффективных методов интеграции систем. Автоматизация производственных процессов на начальном этапе привела к применению микропроцессоров (компьютеров) для управления отдельным оборудованием. При дальнейшей автоматизации появилась необходимость создания локальных объединений компьютеризованных устройств с целью централизации управления, совместного использования информационных ресурсов и для решения комплексных задач. Такое объединение по существу сводится к обеспечению информационного взаимодействия между компьютерами, управляющими отдельными устройствами. При магистрально-модульном методе отдельные части объединяются в интегрированную систему путем подсоединения компьютеров, управляющих этими частями, к коммуникационной среде в виде магистрального канала.

В небольших по размерам сетях, в частности в судовых, для обеспечения взаимодействия отдельных ЭВМ обычно используется один магистральный канал (моноканал), замкнутый в виде петли (кольца), в которой циркулирует информация. Приборы, обеспечивающие подключение микропроцессорных систем к каналу, называются блоками доступа к нему, либо интерфейсными устройствами.

При использовании модульно-иерархического метода части (модули), из которых образуется ИС, располагаются по уровням их значимости. Модули на низшем уровне решают узкие задачи, а другие модули, высшие по иерархии, обеспечивают решение задач более высокого уровня путем управления и коррекции модулей низшего уровня.

2. Интегрированные системы ходового мостика. Состав интегрированных систем ходового мостика

Интегрированная система ходового мостика (Integrated Bridge System) - это включающий в свой состав несколько систем программно-аппаратный комплекс, в котором применен системный подход к автоматизации процессов сбора, обработки, отображения информации, к выполнению функций навигации, управления судном, радиосвязи и обеспечения безопасности с целью достижения максимальной эффективности вахты на мостике квалифицированным персоналом. Сокращенно интегрированная система ходового мостика обозначается ИСМ

Интегрированная система ходового мостика относится к классу информационно-управляющих систем. ИСМ образуется путем установки связей между отдельными ее частями с применением специальных программ для обеспечения их совместной работы.

Интеграция систем ходового мостика позволяет:

автоматизировать выполнение комплексных задач судовождения;

создать единую информационную среду как основу эффективной поддержки решений вахтенного помощника;

организовать централизованный контроль работы оборудования, от которого зависит безопасность судна и груза;

обеспечить централизованное управление силовыми средствами и другим оборудованием судна.

Основными в функционировании ИСМ являются параметры, характеристики и содержание внешних и внутренних информационных взаимодействий. Это определяет и построение ИСМ как информационной сети, в которой взаимодействие между частями производится в соответствии со специальным протоколом.

Выпускаемые разными фирмами образцы ИСМ имеют определенные отличия по составу, выполняемым функциям, дизайну.

Типовой интегрированный мостик включает в себя:

*Систему навигационных датчиков (Navigation Sensors);

*Навигационно-информационную систему НИС (Navigation and Information

System);

*Систему для предупреждения столкновений - СПС (Collision Assessment and Avoidance System);

Систему оценки и оптимизации мореходности - COM (Vessel Seaworthiness Assessment and Optimization System);

Систему планирования и оптимизации пути - СПП (Voyage Planning and Route Optimization System);

Станцию управления движением судна - СУД (Maneuvering Control Station);

Централизованную систему мониторинга и сигнализации - ЦСМ (Centralized Monitoring and Alarm System);

Интегрированную систему радиосвязи - ИСР (Integrated Radio Communication System - IRCS);

Регистратор данных рейса - РДР (Voyage Data Recorder - VDR);

Консоль управления движением с крыла мостика (Bridge Wing Console).

Рис.1. Интегрированная система ходового мостика

Интегрированные мостики, предназначенные для скоростных паромов, снабжаются системами ночного видения - СНВ (Night vision system).

ИСМ могут поставляться в разных конфигурациях.

Современные ИСМ отвечают требованиям к управлению судном одним человеком (One man bridge operations - OMBO). У них один пульт управления с двумя рабочими местами (рис.1).

Основой практически всех систем, входящих в ИСМ, является персональный компьютер, монитор которого вмонтирован в специальную консоль. До недавнего времени в ИСМ использовались обычные ЭЛТ- дисплеи. Однако на современном этапе им на смену приходят плоские жидкокристаллическими (ЖК) мониторы (LCD - liquid crystal display).

Тонкие (3^-10 см.) ЖК-мониторы становятся все совершенней. Уже сейчас они обеспечивают качественное контрастное, яркое, отчетливое изображение. Раньше жидкокристаллические технологии были медленнее (обладали большой инерционностью, особенно заметной при просмотре динамических изображений), их уровень контрастности был низок. В настоящее время применение LC-технологий имеет преимущества перед традиционными ЭЛТ дисплеями. По сравнению с ЭЛТ-дисплеями, ЖК- монитор не подвержен влиянию магнитных полей, не имеет сферических искажений, меньше отражает свет, что улучшает видимость в солнечных условиях. Так как при LC-технологии каждый пиксель управляется отдельным транзистором, четкость получаемого на жидкокристаллическом дисплее изображения выше в сравнении с ЭЛТ-монитором. В отличие от ЭЛТ-дисплеев, у жидкокристаллической панели не может быть ни несведения лучей, ни расфокусировки.

К этому следует еще добавить малые габариты и вес, более низкую стоимость и меньшее энергопотребление.

Рис 2.

ИСМ, использующая плоскоэкранную технологию

Именно по этой причине в аппаратуре ИСМ переходят с традиционных ЭЛТ-мониторов на жидкокристаллические. В качестве примера ИСМ, в которой использованы ЖК-мониторы, можно привести систему “MANTA” фирмы «Kelvin Hughes», общий вид которой приведен на рис.2.

Плоские ЖК-дисплеи применяются также в отдельно выпускаемом оборудовании: в навигационно-информационных системах с электронными картами (например, ECDIS 900, фирмы MARIS) и в РЛС-ПК (Radar PC), представляющих собой интеграцию радиолокационного приемопередатчика с персональным компьютером.

Требования к ИСМ

Интегрированная система ходового мостика должна рассматриваться как средство помощи капитану и штурманскому составу в решении задач судовождения. Она не освобождает судоводительский персонал от необходимости принятия решений по управлению судном, обеспечению его безопасности, чистоты окружающей среды, а также от ответственности за эти решения. Судоводители должны уметь эффективно использовать ИСМ, знать ограничения и недостатки этих средств, использовать малейшую возможность для контроля их работы и правильности получаемой от них информации.

Требования ИМО. Эксплуатационные требования к интегрированным системам ходового мостика устанавливаются ИМО и национальными классификационными обществами. Касаясь стандартов ИМО, необходимо отметить следующее.

Общие требования к электронным навигационным средствам определены Резолюцией ИМО А.694(17) - Recommendation on General Requirements for Shipbom Radio Equipment Forming Part of the Global Maritime Distress and Safety System (GMDSS) and for Electronic Navigational Aids. - 1991. Содержание этого документа включает общие замечания по дизайну пультов, размерам и количеству органов управления, требования к настройке, к освещению, к шумности, к излучению, к работоспособности при различных погодных условиях и при изменении параметров электропитания, и т.д. В полной мере эти требования относятся и к интегрированным системам ходового мостика.

Специальные требования к ИСМ изложены в Приложении 1 резолюции ИМО MSC.64(67) Рекомендации по эксплуатационным требованиям к интегрированным системам ходового мостика. Эта резолюция была принята 5 декабря 1996 года.

Анализируя рекомендации ИМО в отношении интегрированных систем ходового мостика, можно выделить требования:

· К объединяемому оборудованию,

· К интеграции,

· К взаимодействию,

· К контролю работы,

· К электропитанию,

· К функционированию после перерывов в электропитании.

Требования к объединяемому оборудованию. Компоненты ИСМ должны удовлетворять условиям, которые освещены ниже.

Необходимо, чтобы каждая часть ИСМ соответствовала общим требованиям к электронным навигационным средствам (резолюция А.694(17)) и стандартам технических испытаний (публикация МЭК 60945). Здесь под «частью» ИСМ подразумевается индивидуальный блок, оборудование или подсистема.

Составные части ИСМ обязаны отвечать требованиям к каждой индивидуальной функции, которую они отслеживают, выполняют или которой они управляют.

Отказ одной части ИСМ не должен затрагивать функциональность других ее компонентов, за исключением тех функций, которые прямым образом зависят от информации, поступающей от неисправной части.

Требуется, чтобы каждая подлежащая интеграции часть ИСМ обеспечивала подробности ее эксплуатационного состояния, латентности и действительность важнейшей информации.

Применяемые датчики информации должны быть совместимы с другим оборудованием ИСМ и удовлетворять международным требованиями к морским интерфейсам (протокол МЭК 61162). Они также обязаны информировать о своем эксплуатационном состоянии, латентности и действительности важнейших данных.

Требования к интеграции. При объединении систем в ИСМ необходимо учитывать следующие положения.

ИСМ предназначена обеспечивать работу систем, решающих две или более из следующих задач:

выполнение перехода;

связь;

управление механизмами;

погрузка, выгрузка и управление грузовыми операциями;

безопасность и охрана.

Работа ИСМ должна быть такой же эффективной, как и отдельных ее компонентов.

В ИСМ следует иметь возможность отображения полной и используемой конфигурации системы.

ИСМ должна позволять оперировать данными и информационными ресурсами каждой ее части.

В интегрированной системе необходимо дублировать средства для выполнения важных функций, а также обеспечивать альтернативные источники важнейшей информации. ИСМ обязана указывать на потерю любого информационного датчика.

Сведения, поступающие от источника (информация измерительного устройства, результаты расчета средств обработки или вводимые вручную данные), должны отображаться в ИСМ непрерывно или по требованию.

Если в ИСМ используются средства отображения неисправностей и устройства управления функциями, необходимыми для безопасной эксплуатации судна, то это оборудование должно дублироваться и быть взаимозаменяемым.

Требования к взаимодействию включают стандарты обмена данными и необходимость учета человеческого фактора.

К обмену данными предъявляются такие требования.

Необходимо, чтобы обмен данными отвечал безопасной

эксплуатации судна.

Интерфейс ИСМ должен соответствовать международным требованиям к взаимодействию морского оборудования (протокол МЭК61162).

Следует обеспечивать целостность потока данных в информационной сети ИСМ.

Отказ в проводимости информации не должен затрагивать функциональность системы.

Человеческий фактор. С целью обеспечения эффективного взаимодействия с оператором, необходимо следующее.

Требуется, чтобы ИСМ могла эксплуатироваться персоналом, обладающим соответствующими дипломами.

ИСМ следует проектировать единообразно для всех функций, чтобы работа с ней была легко понятной.

Если используются устройства отображения неисправностей, то они должны быть цветными, непрерывно отображать информацию и функциональные области. Различные меню следует представлять единообразно.

Требуется, чтобы ИСМ запрашивала подтверждение оператора для действий, которые могут вызвать внеплановые результаты.

Непрерывно отображаемую информацию в ИСМ нужно сводить к минимуму, необходимому для безопасной эксплуатации судна. Дополнительную информацию следует иметь под рукой и представлять по требованию;

Всегда должно быть ясно, откуда может активироваться исполнение важнейших функций.

Требование к контролю работы. Необходимо обеспечивать эффективный контроль работы ИСМ.

Управление аварийно-предупредительной сигнализацией в ИСМ, как минимум, должно отвечать требованиям резолюции ИМО А.830(19) - Кодекс по аварийно-предупредительной сигнализации и индикаторам.

Управление аварийно-предупредительной сигнализацией требуется обеспечить по приоритету и функциональным группам.

Количество типов аварийно-предупредительной сигнализации и фактов ее срабатывания следует иметь как можно меньшим. С этой целью для информации меньшей важности рекомендуется применять индикацию.

Сообщения аварийно-предупредительной сигнализации должны быть такими, чтобы вызвавшая ее причина и функциональные результирующие ограничения могли быть легко понятыми. Следует обеспечивать ясность и доходчивость указаний и рекомендаций.

Требования к электропитанию. Требования ИМО к энергоснабжению отдельных частей интегрированной системы должны оставаться в действии при работе этих частей в составе ИСМ.

Электропитание ИСМ необходимо производить:

· от основного и аварийного источников с обеспечением, при необходимости, автоматического переключения через местный распределительный щит (возможность непреднамеренного вывода из работы должна быть исключена);

· от переходного источника электроэнергии в течение не менее 1 мин;

· где требуется, части ИСМ должны получать энергию от резервного источника.

Требования к функционированию после перерывов в электроснабжении. При включении после нормального вывода из работы ИСМ должна приходить в начальное состояние без вмешательства оператора.

Необходимо, чтобы после перерывов в электропитании полная функциональность ИСМ обеспечивалась сразу же после восстановления функций ее компонентов. При подаче энергии ИСМ не должна увеличивать время прихода в готовность функций индивидуальных подсистем.

После возобновления прерванного по той или иной причине электропитания ИСМ должна поддерживать используемую конфигурацию и продолжать автоматическую работу, насколько это практически возможно.

Автоматические функции, связанные с безопасностью, после перерывов в энергоснабжении необходимо восстанавливать только после подтверждения оператором.

Требования к навигационному комплексу ОМВО-судов.

Следует отметить, что изготавливаемые разными фирмами ИСМ отвечают также требованиям к управлению судном одним человеком. Они имеют один пульт управления с двумя рабочими местами и аппаратуру, определяемую требованиями классификационных обществ к ОМВО-судам.

Обобщенный перечень обязательных навигационных приборов и систем, которые должны быть на мостике судна класса OMBO-ship, выглядит таким образом: радиолокатор, САРП, измеритель угловой скорости, гирокомпас, магнитный компас, лаг, эхолот, электронная система навигации (приемоиндикаторные РНС и СНС), авторулевой, автоматический приемник NAVTEX, автопрокладчик, система электронных карт, автоматическая система управления движением на траектории.

Некоторые из требований к автоматизированному комплексу судовождения ОМВО-судов охарактеризованы ниже.

Пульт управления ИСМ должен иметь два рабочих места, одно для вахтенного штурмана, второе - для капитана или подвахтенного помощника. Требуется, чтобы конструкция мостика и его оборудование позволяли одному вахтенному штурману обеспечивать управления судном и соблюдение навигационной безопасности плавания в открытом море и в прибрежных водах. В стесненных водах и в районах лоцманской проводки ИСМ должна предоставлять возможность обеспечения безопасного плавания при взаимодействии двух судоводителей.

На крыльях мостика требуется иметь бортовые пульты управления (посты швартовки), обеспечивающие управление главным двигателем, рулем и подруливающими устройствами. Посты швартовки должны быть оборудованы средствами внутренней и внешней связи, а также иметь органы управления устройствами подачи звуковых сигналов.

ИСМ должна непрерывно следить за безопасностью движения судна, контролировать работу устройств управления и датчиков информации. Она обязана подавать тревожные сигналы в следующих ситуациях:

При отклонении судна от заданного курса и/или траектории на величину, большую установленной;

При приближении к точке поворота;

При выполнении поворота, когда угловая скорость превысит допустимую величину;

При возможности посадки на грунт, прежде чем глубина моря, измеренная эхолотом, станет недостаточной для плавания по заданному курсу;

При опасности столкновения с другими судами или объектами.

Штурманскому составу должна быть предоставлена возможность

установки времени (в пределах от 6 до 30 мин) срабатывания предупредительной сигнализации до возможной посадки на мель, или до момента столкновения.

Если в течение одной минуты принятие любого из тревожно-предупредительных сигналов не будет подтверждено вахтенным штурманом, то этот сигнал должен ретранслироваться подвахтенному помощнику и капитану. Они в этом случае обязаны в минимально-возможный срок подняться на мостик.

На ходовом мостике следует иметь двухстороннюю телефонную связь с другими постами управления и со всеми жилыми помещениями штурманского персонала. Эта система связи должна быть независимой от основного источника электроэнергии на судне. Система внешней связи должна удовлетворять требованиям GMDSS.

Интегрированная система судна и место в ней ИСМ.

Морское судно является подвижным плавучим объектом, предназначенным для выполнения определенной целевой функции (перевозки грузов, пассажиров, лова рыбы, прокладки различного вида кабелей, выполнения гидрографических работ и т.д.). Оно оснащено оборудованием для :

обеспечения движения и маневрирования,

осуществления внешней и внутренней радиосвязи,

снабжения энергией различных ее судовых потребителей,

поддержания условий обитаемости экипажа и функционирования судовых механизмов,

борьбы за живучесть судна и за предотвращение потери эксплуатационных свойств,

достижения предписанных целей функционирования,

выполнения других функций.

Совокупность судового оборудования, выполняющего указанные функции, называют судовыми техническими средствами (ТС). К ним относят механизмы движительно-рулевого комплекса, источники выработки разных видов энергии, механизмы, агрегаты, установки всех судовых систем и устройств.

Управляющие судовыми техническими средствами комплексы представляют собой сложные эргатические (человеко-машинные) системы. Как всякая эргатическая система, управляющий судовой комплекс включает в себя две части: “человека” и искусственную систему (средства автоматики). На современных судах для решения задач управления судовым оборудованием на всех уровнях используются средства микропроцессорной техники (СМТ).

Интегрированная микропроцессорная система, управляющая судовыми процессами (судовождением, выработкой энергии, и т.д.) с целью обеспечения безопасности и выполнения задачи функционирования судна, ниже называется интегрированной системой судна (ИСС). Ее объект управления включает в себя корпус судна и совокупность всех судовых технических средств.

ИСС является многоконтурной системой и включает разного вида и различного уровня управляющие устройства и системы, осуществляющие сбор и обработку информации о состоянии различных управляемых судовых объектов и внешней среды, выработку решений о воздействии на объекты и их исполнение.

Автоматизация судовых процессов на базе СМТ производилась поэтапно. Вначале автоматизировались простейшие операции. Затем создавались подсистемы управления одним или совокупностью технических средств для выполнения определенных функций (функционально ориентированные подсистемы). Примером может служить система управления судном по курсу и ряд других. Затем функционально ориентированные подсистемы интегрировались в системы для решения более сложных задач (проблем). В свою очередь полученные интегрированные системы объединялись в проблемно- ориентированные управляющие системы более высокого уровня.

Микропроцессорные средства позволили отойти от организации систем управления, основанной на жестких пространственных связях между частями системы. Единый способ преобразования и передачи информации в СМТ позволяет интеграцию устройств управления нижнего уровня с целью создания системы для решения задач более высокого уровня обеспечивать с помощью программных средств и информационных каналов между интегрируемыми объектами. Это освобождает судно от различного вида механических, электрических, пневматических, гидравлических и другого вида «жестких» передач между интегрируемыми устройствами и позволяет резко уменьшить стоимость судовых систем управления и их установки на судне.

Объем задач, решаемых электронными управляющими комплексами различных судов, и структура этих комплексов неодинаковы. Это зависит от степени автоматизации задач управления судном. Электронные управляющие судном комплексы могут состоять из отдельных несвязанных подсистем, решающих определенные локальные задачи. На современных судах электронные проблемно- ориентированные подсистемы объединяются в единую интегрированную систему судна. Эта система также называется судовым интегрированным управляющим комплексом.

Типовая интегрированная система судна включает в себя:

административную систему;

интегрированную систему ходового мостика,

систему управления электроснабжением (Power supply system),

систему дистанционного управления главной движительной установкой - ГДУ (Main engine control system),

систему дистанционного управления рулем судна (Rudder control system),систему дистанционного управления подруливающими устройствами (Thruster control system),

систему управления грузовыми операциями. Например, для танкера это системы: управления погрузкой/выгрузкой (Tank handling system), замера уровней в танках (Tank sounding system), разогрева груза (Tank heating system) и др.,

систему управления балластировкой судна (Anti heeling system),

и ряд других.

Объединение названных систем в ИСС обычно производится с помощью магистрального кольцевого информационного канала.

По существу ИСС представляет собой локальную информационную сеть, чаще всего основанную на фиброоптической технологии. Отдельные входящие в ИСС системы также могут иметь структуру сетей.

Выход из строя одной из систем в сети ИСС не влияет на работоспособность других систем, если только выполнение их функций не зависит напрямую от информации вышедшей из строя части. Сетевое построение также обеспечивает открытость ИСС, позволяющую расширять ее состав путем подключения к магистрали новых систем и сетей.

Интегрированная система ходового мостика является главной в ИСС и исполняет роль ее управляющего центра.

3. Регистратор данных рейса

Регистратор данных рейса, он же «черный ящик», выполняет на судне одну из важнейших функций -- сбор и хранение информации, с последующим её предоставлением необходимому кругу лиц. 

Регистратор Данных Рейса - «черный ящик», обеспечивающий безопасность на борту судна. УРДР предназначен для записи и хранения различного рода информации: навигационной (дата и время, скорость и направление ветра, координаты и курс судна, а также глубина под килем), разговоров на мостике, по ПВ/КВ и УКВ связи. Собранные сведения используются для изучения и анализа происшествий во избежание в дальнейшем возможных аварийных ситуаций.

Упрощенный регистратор данных рейса является упрощенной версией РДР, предназначенной для использования на малых судах с возможностью записи основных показателей. РДР характеризуется стабильностью, надежностью, небольшими и компактными размерами, простотой монтажа и технического обслуживания.

Одна из главных задач по обеспечению безопасности судовождения -- это принятие мер к устранению причин, ведущих к нештатным ситуациям. Превентивные меры достигаются путем предотвращения повторения ситуаций, привлекших к аварийности. Для этого проводится анализ уже имеющих место быть происшествий и вырабатываются рекомендации непосредственно для недопущения повтора в будущем аналогичных случаев. Аналитика производится посредством сбора и оценки имеющихся данных. Дабы эта картина была полной, есть потребность в снятии навигационных и других параметров непосредственно с судна. Для этого и ввели обязательным порядком применение регистраторов данных рейса на судне. Многие морские классификационные общества вменяют их установку на суда, при этом одобрение Российского Морского Регистра Судоходства на данный момент уже имеют многие производители регистраторов данных рейса. Стандарты под них были утверждены требованиями SOLAS Международной электротехнической комиссией, с учетом Резолюции А.861(20), и они получили наименование Международный стандарт МЭК 61996. Данные стандарты устанавливают технические характеристики и методики проведения испытаний, в том числе результаты данных испытаний при установке на судах в условиях их эксплуатации.

Требования к РДР

Установленные стандарты предполагают сохранность регистраторов данных рейса и данных, записанных ими при различных внешних воздействиях, а также способ записи, хранения информации и каналы связи.

Внешние факторы должны быть не менее:

· ударной нагрузки 50 g на протяжении импульса 11 мс;

· проникновением массой 250 кг с площадкой давления 100 мм при падении с высоты не менее 3 метров;

· выдерживать повышение температуры до 260 градусов в течении 10 часов или 1 000 градусов в течении часа;

· при погружении в воду давление 60 МПа, что равно давлению водных масс в 6 000 м., или пребывание на глубине до 3-х метров в течение 720 часов.

Сохранение данных должно производиться постоянно, не прерываясь на срок более чем 10 минут. Период времени, на который производится запись данных, должен составлять не менее 12 часов. При этом обновление записывается поверх старой информации. При прекращении питания от аварийного источника питания, РДР должен производить запись звуковых сигналов от специального источника питания в течение 2-х часов. А по истечении срока в два часа, запись данных может быть прекращена.

При этом как защита, так и параметры записи являются одной из важнейших характеристик регистратора данных рейса. В соответствии с установленными стандартами РДР должен фиксировать следующие данные:

1. Точное время и дата. Данный параметр измеряется Всемирным скоординированным временем, и записывается или с отдельного независимого источника, или с встроенного в РДР источника времени. Характеристики восстановления истории должны быть не более 1 секунды.

2. Местоположение судна в определенный момент времени, с учетом используемых систем координат. Туда входит широта, долгота. Режим работы навигационных приборов, при которых происходили измерения своих координат, записываются так же. При этом точность записываемых данных должна быть не менее 0,0001 минуты дуги.

3. Абсолютная и относительная скорость судна, так же с указанием методов производимых измерений. Точность должна составлять не менее 0,1 узла.

4. Курс судна, как истинный, так и магнитный. Данные считываются с судового гирокомпаса или магнитного компаса. При этом точность метода исчисления должна составлять 0,10 градусов.

5. Аудиозаписи на мостике, в которые входят все голосовые команды, звуковые сигналы, речь экипажа, переговоры и другие звуки. Также записи аудио производятся со всех мест управления и принятия важных решений. Это могут быть: крылья мостика, радиолокационные станции, штурманская рубка с прокладочным столом, местонахождения рулевого у штурвала, рубка связи, место капитана, место вахтенного и другие. При возможности команды, подающиеся по ГГС и линиям трансляции, записываются в том числе.

6. Все переговоры по средствам связи, включая УКВ связь, ПВ/КВ связь, спутниковую и другие виды связи.

7. Данные, отображаемые с РЛС, а также с ЭКНИС и других средств технического судовождения. При этом необходимо учитывать необходимость отображения информации при считывании таким же образом, как она поступала на средствах индикации, включая все помехи и искажения.

8. Данные, поступающие с эхолота, включая глубину под килем, шкала, установленная на приборе индикации данных и режим работы непосредственно самой системы подачи эхосигнала.

9. Работа аварийно-предупредительной сигнальной системы, её состояние, подача всех предписанных ИМО сигналов тревог, поступающих в пост управления судном. По возможности ведется запись параметров сигналов.

10. Ведется запись всех команд управления рулевой машиной, их выполнение, скорость отработки рулем, режим работы машины, угол перекладки руля, работа системы управлением курса и траектории движения судна.

11. Работа машинного телеграфа и машинного отделения. Все команды, поступающие относительно движителей, их отработка, режимы работы подруливающих устройств. Записывается положение машинных телеграфов, число оборотов в минуту гребного вала, а также работа органов его управления. Фиксируется работа подруливающих устройств, режимы, в которых они находятся, и их параметры.

12. Состояние герметизации отсеков, переборок, водонепроницаемых дверей и люков, а также противопожарных дверей. В себя эта информации включает все состояния данных дверей, поступающие на ходовой мостик.

13. Положение забортных отверстий в корпусе судна.

14. Запись данных с приборов, контролирующих напряжение и ускорение на корпусе судна, и реакции его на внешнее воздействие, все данные, поступающие с этих приборов к оператору.

15. Направление и скорость ветра, снимающиеся с анемометров. Рывки ветра и другое изменение в движении воздушных масс.

При проведении 79-ой сессии КБМ, были подняты вопросы внесения поправок к 5 главе 29-х правил Конвенции СОЛАС, касающиеся "Регистраторов данных рейса". На данной сессии были приняты правила оснащения грузовых судов упрощенными регистраторами данных рейса. Было установлено, что находящиеся в эксплуатации грузовые суда должны оснащаться РДР (либо У-РДР):

· грузовые суда валовой вместимостью 20000 и более, построенные до 1 июля 2002 г., - во время первого планового докования после 1 июля 2006 г., но не позднее 1 июля 2009 г.

· грузовые суда валовой вместимостью 3000 и более, но менее 20000, построенные до 1 июля 2002 г., - во время первого планового доковацния после 1 июля 2007 г., но не позднее 1 июля 2010 г.

· Администрации могут предоставлять грузовым судам изъятия из вышеуказанных правил, в случае если суда будут постоянно выведены из эксплуатации в течение двух лет с даты применения требований.

Пример РДР

NSR NVR-9000 - регистратор данных рейса производства компании NSR - высококачественный РДР с возможностью записи информации более чем 720 часов. Регистратор фиксирует маршрутные данные, по которым легко восстанавливается траектория движения судна, а также поданные команды, ситуацию вокруг судна, что позволяет в экстренных случаях проанализировать наступление тех или иных событий, например, кораблекрушение. Регистратор данных рейса поставляется в составе нескольких блоков, каждый из которых отвечает за определенные задачи: блоки сбора информации DAU, расширения DEU, удаленной сигнализации RAU, интерфейса видео VIU (до четырех блоков), микрофонные IMU/OMU внутр./внеш. (4/2 шт), стационарная капсула FPC, всплывающая капсула FFC, соединительная коробка NEB.

Память капсул регистратора NSR NVR-9000 рассчитана на 64 гигабайта данных, записываемых в память на срок порядка 720 ч для стационарной и порядка 48 ч - для всплывающей. К РДР для записи информации может быть подключено два радара, две ЭКНИС, четыре внутренних и два внешних микрофона, две радиостанции VHF-диапазона. Система работает в среде Linux, удобна в использовании и может контролироваться удаленно. Кроме перечисленных систем, РДР может записывать данные АИС, ГНСС-приемника, эхолота, компаса, лага и другого цифрового или аналогового оборудования, совместимого с расширительным блоком DEU или видеоинтерфейсом VIU. Регистратор имеет 24-канальный порт подключения DAU и DEU (8 и 16), 64-канальный цифровой порт и 8-канальный аналоговый. Блок RAU имеет сенсорный контрастный 7-дюймовый дисплей, при помощи которого работа РДР воспринимается визуально.

Все блоки РДР NSR NVR-9000 защищены от проникновения воды по стандартам, соответствующим предполагаемому месторасположению блока на судне. Самую высокую защиту имеет всплывающая капсула (IP67), стационарная капсула защищена по стандарту IP56. Комплектация регистратора данных рейса подбирается исходя из имеющегося на судне оборудования и должна выполняться специалистами.

Достоинства-преимущества РДР NSR NVR-9000:

· Гибкий состав оборудования

· Защищенные от воды блоки

· Память не менее 720 часов

· Запись данных всех судовых систем

· Высокая надежность и качество NSR

Размещено на Allbest.ru

...