Глава 26. Функции электронных картографических систем

Картографические данные стандартного отображения состоят из следующей информации: базовой нагрузки; линии осушки; неподвижных и плавучих средств навигационного ограждения; границ фарватеров, каналов и т. д.; визуальных и радиолокационных ориентиров; запретных и ограниченных для плавания районов; границ масштаба карты; предупреждений, помещенных на карте.

3. Полная (дополнительная) информация — вся возможная информация СЭНК, вызываемая по требованию оператора, и включающая: отметки глубин; подводные кабели и трубопроводы; паромные маршруты; сведения о всех отдельных опасностях; сведения о средствах навигационного ограждения; содержание предупреждений; дату издания ЭНК; систему координат; магнитное склонение; картографическую сетку; географические названия.

При первом, после включения системы, отображении карты ЭКНИС должна обеспечивать стандартное отображение в самом крупном масштабе из всех СЭНК, имеющихся для отображаемого района.

Дополнение или удаление информации на дисплее ЭКНИС должно выполняться не более чем тремя однократными действиями оператора. Возможность удаления информации базового отображения должна быть исключена.

Глава 26

ФУНКЦИИЭЛЕКТРОННЫХКАРТОГРАФИЧЕСКИХ СИСТЕМ

26.1Отображение электронной карты на экране дисплея ЭКНИС

Электронные карты могут отображаться как в масштабе, которому соответствуют ее данные в КБД, так и в других масштабах.

Масштаб карты — компиляционный масштаб ЭНК, т. е. масштаб, зашифрованный в ЭНК и установленный организациейпроизводителем (Гидрографической службой, выпустившей карту),

при котором картографическая информация отвечает требованиям МГО в точности оригинала карты.

По масштабам электронные карты делятся на следующие категории:

World (карты мира) — 1:2 500 001 и мельче;

General (генеральные карты) — 1:300 001−1:2 500 000; Coastal (прибрежные карты) — 1:80 001−1:300 000; Approach (подходы) — 1:40 001−1:80 000;

Harbor (гавани) — 1:10 001−1:40 000; Plan (планы) — 1:10 000 и крупнее.

Масштаб изображения — соотношение между расстоянием на экране ЭКНИС и истинным расстоянием, нормализованным и выраженным в условном виде.

Отображение на экране дисплея района в более крупном масштабе, чем тот, в котором он записан в базе данных, называется перемасштабированием; соответственно изображение в более мелком масштабе — недомасштабированием. При изменении масштабов размеры отображаемых символов, цифр и букв должны оставаться постоянными. Наибольший (наименьший) масштаб ЭНК — это значение самого крупного (мелкого) масштаба, в котором в системе может представляться определенная карта. Следует, однако, иметь в виду, что перемасштабирование электронной карты означает лишь большее увеличение имеющегося изображения, но не сопровождается вводом большей детальности отображаемого участка, что потенциально опасно для судовождения. Поэтому на экране должны указываться нижний и верхний пределы масштаба данной электронной карты, а в случае нарушения этих пределов судоводителем должно загораться соответствующее предупреждение ("неприемлемый масштаб карты"). В этом случае, пользуясь электронным каталогом, следует найти другую электронную карту данного района с нужным масштабом.

Помимо представления основной картографической и нави- гационно-гидрографической информации на экране дисплея, для обеспечения безопасности судовождения в ЭКНИС предусмотрена возможность отображения и других данных: картографической сетки; маркера с географическими координатами, дающего возможность выполнять различные функции; условного знака собственного судна и траектории его движения; операционной информации, вводимой с

пульта оператора; планируемого и запасного маршрута; данных подъема карты (безопасной изобаты собственного судна и др.); условных знаков сопровождаемых САРП судов и векторов их скорости и ряда других данных (рис. 26.1).

Рис. 26.1. Информация на экране дисплея ЭКНИС

Допускается наложение на дисплей ЭКНИС радиолокационной или другой навигационной информации, однако она не должна ухудшать информационное содержание СЭНК и должна быть четко отличима от нее. Радиолокационное изображение и картографическая информация должны совпадать по масштабу, ориентации и проекции.

Безопасная изобата собственного судна — это изобата, соответствующая наименьшей безопасной, по мнению капитана, глубине для его судна при данной осадке. Значение этой глубины вводится в

память системы судоводителем и служит для отличия на дисплее опасных вод от безопасных и для выработки сигнала об опасности посадки на мель.

Знак собственного судна в некоторых системах может выбираться в виде выраженного в масштабе карты его контура либо символа. Отображение судна в виде контура в соответствии с максимальной длиной и шириной корпуса производится при использовании карты крупного масштаба для оценки на дисплее свободного пространства при плавании в узкостях и по фарватерам и расстояния до опасности.

СЭНК допускает возможность ориентации изображения карты по "меридиану", "по курсу" или "по направлению" в режимах относительного или истинного движений. При использовании режима истинного движения (символ собственного судна перемещается по неподвижной карте) смена отображаемого участка карты должна производиться автоматически (а при необходимости — вручную) при приближении символа судна на установленное оператором предельное расстояние от границ экрана дисплея.

Картографические данные должны четко различаться и не должны затеняться другой отображаемой информацией.

26.2 Предварительная и исполнительная прокладки

Пользуясь электронным каталогом, судоводитель имеет возможность подобрать на предстоящий переход электронные карты всех необходимых масштабов, проверить полноту подбора карт с точки зрения как удобства электронной прокладки, так и достаточной детальности изображения. На один и тот же участок перехода может быть подобрано несколько электронных карт — из разных масштабных слоев (генеральные, прибрежные, подходные, планы).

При планировании пути ЭКНИС обеспечивает:

•возможность планирования маршрута, включающего как прямые, так и криволинейные участки;

•отображение списка маршрутов и выбор любого из них;

•отображение списков транзитных и подходных к портам (от-

ходных от портов) участков маршрута по районам;

•цифровой ввод и корректировку: координат поворотных точек, скорости на отрезках маршрута, времени прибытия в поворотные точки, а также расчет по опорным значениям всех интересующих судоводителя элементов маршрута;

•отображение выбранного маршрута на ЭК для зрительной оценки с предоставлением возможности графического редактирования положения поворотных точек с помощью маркера;

•контроль безопасности маршрута при планировании пути на ЭК, используя следующие предупреждения: область опасных глубин; пересечение опасной изобаты; запретный для плавания район; район ограниченного плавания; район с особыми условиями плавания и др.;

•представление списка карт на переход;

•печать опорных и расчетных данных выбранного маршрута;

•занесение новых маршрутов в базу данных с предоставлением возможности коррекции ошибок ввода;

•подключение программ имитации маневров для включения в маршрут участков изменения режима хода и поворотов с одного отрезка маршрута на другой;

•свободный выбор любой точки на линии выбранного пути для расчета пеленга и дистанции на интересующую точку или для расчета дистанции и времени следования до любой следующей точки на линии пути и др.

При ведении исполнительной прокладки ЭКНИС имеет возможность обеспечивать:

•ввод географических координат любой точки и ее отображение на экране;

•выбор на экране дисплея любого объекта, символа или точки и отображение ее географических координат;

•отображение на дисплее районов, не охватывающих местоположение судна. При реализации указанной функции на дисплее, используемом для осуществления исполнительной прокладки, эти действия не должны прерывать функций автоматического контроля плавания по маршруту (процесса контроля за текущими координатами судна, подачу тревожных и предупредительных сигналов). Возврат к отображению района, в котором находится судно, должен осуществляться од-

но и использовать данные в оперативных расчетах по запрограммированным алгоритмам.

Реализация функции САРП. Средство автоматической радиолокационной прокладки, реализованное в ЭКНИС, обрабатывает информацию с разрешением не хуже, а зачастую и лучше, чем стационарное САРП. Погрешности определения параметров целей определяются погрешностями датчиков информации: радиолокационной станции, гирокомпаса и лага. В свою очередь на экране индикатора РЛС могут быть отображены выбранные объекты системной электронной навигационной карты. При этом отображаемая информация СЭНК должна включать следующие объекты: береговую линию, безопасную изобату собственного судна, навигационные опасности, береговые и плавучие средства навигационного ограждения.

Проигрывание маневра. Основным достоинством проигрывания маневра является то, что реализация такого проигрывания происходит в режиме истинного движения, а это значительно более информативно на фоне электронной карты.

Использование данных приемника НАВТЕКС. Специаль-

ное программное обеспечение автоматически считывает поступающие из Международной автоматизированной службы навигационных и метеорологических предупреждений сообщения, обрабатывает их, выделяет координаты, регион, передающую станцию, тему и некоторые другие параметры, сохраняет сообщение на диске и отображает отметку сообщения на электронной карте немедленно по получению. Отметка непрочитанного сообщения отображается более ярким цветом до тех пор, пока оно не будет прочитано.

26.3Сигнализация и индикация

вэлектронных картографических системах

ВЭКНИС предусмотрена сигнализация и предупредительная индикация, где под сигнализацией понимается сообщение акустическими или акустическими и визуальными средствами об условиях и ситуациях, требующих внимания оператора, а под индикацией — визуальное представление оператору определенной информации о функционировании системы или оборудования.

Согласно требованиям ИМО в ЭКНИС имеется:

•сигнализация о выходе за границы фарватера, пересечении безопасной изобаты, превышении заданного отклонения от маршрута, приближении к критической точке (например, к точке поворота), разных геодезических основах систем определения места и карты;

•сигнализация или индикация о перемасштабировании, прохождении пути через районы с особыми условиями плавания, неправильном функционировании системы;

•индикация о том, что есть карта более крупного масштаба, что информация ЭК и добавочная (например, от РЛС) в разных координатных системах, о планировании маршрута через безопасную изобату, о планировании маршрута через особый район плавания, о выходе из строя системы определения места, об ошибках при тестировании системы.

Районами с особыми условиями плавания считаются: зона разделения движения; зона разделения движения с пересекающимися и обходными полосами; район, предупреждающий зону разделения движения; двусторонний путь; глубоководный маршрут; рекомендованная полоса движения; зона прибрежного плавания; фарватер; канал; районы ограниченного плавания, с действующими предупреждениями, морских нефтяных промыслов, военных учений, гидроаэродромов, прохождения подводных лодок, рыболовства, в которых рыболовство временно запрещено, подводных трубопроводов, подводных кабелей, в которых якорная стоянка запрещена, захоронения отходов, дноуглубления, рейдовой перегрузки судов, сжигания отходов; специально охраняемые районы; ледовый район.

26.4 Корректура электронных навигационных карт

Для поддержания ЭНК на уровне современности предусмотрены операции по их обновлению (корректуре). Основными документами, определяющими корректуру электронных карт в ЭК-НИС, являются Стандарт IHО S-57 - "Стандарт передачи IHO цифровых гидрографических данных" и издание IHO S-52 "Стандарт содержания карт и отображения в ECDIS". Обобщенные результаты нашли отражение в Резолюции ИМО А.817(19) "Стандарты исполнения

ECDIS".

Согласно Стандарту IHO S-57 вся информация о навигационной обстановке хранится в векторной форме. Векторное представление дает существенную экономию объема памяти, требуемого для хранения карты. При этом необходимо минимальное время для перестроения карты на экране.

Структура системы корректуры ЭНК соответствует следующим принципам:

•обновлению подвергается СЭНК, исходная КБД сохраняется

внеизменном виде;

•корректуры стандартизованы по структуре, системе классификации и кодирования; формат передачи данных соответствует формату DX-90;

•обновление СЭНК включает использование не только постоянных, временных и предварительных Извещений мореплавателям, но также относящихся к карте навигационных пре-

дупреждений NAVAREA и NAVTEX;

•вносимая корректура не ухудшает СЭНК. Сведения о внесенной корректуре хранятся в памяти системы и отображаются по запросу оператора;

•ответственность национальных гидрографических организаций за корректуры эквивалентна ответственности, которую они несут по корректуре бумажных навигационных карт.

ВСтандарте S-52 вопросам корректуры посвящено приложение 1 — "Руководство по корректуре электронных навигационных карт". Там изложены требования к корректуре и сервису распространения корректурной информации:

а) официальные корректуры МГО должны отличаться от местных, выпущенных портовыми властями;

б) ЭКНИС минимальной способности должна отражать различные методы корректуры.

Руководство определяет следующие категории сервиса:

1)сервис по расписанию — передача корректуры в определенные интервалы времени, заранее известные отправителю и получателю;

2)сервис по требованию — передача корректуры по запросу пользователя;

3) чрезвычайный сервис — любая передача корректуры, не использующая регулярное расписание и содержащая срочную информацию, касающуюся электронной навигационной карты.

Стандарт S-52(5) предполагает выполнение и распространение корректуры в строго структурированной системе с использованием элементов проверки надежности и достоверности исходной информации, процедур контроля составления, пересылки и получения корректурной информации (рис. 26.2).

Все методы корректуры ЭК подразделяются на три группы: ручную, полную автоматическую и полуавтоматическую.

Ручная корректура основана на неформатированной информации корректуры (ИМ, передача голосом по радио и т. д.) и предполагает ввод корректурных данных оператором с пульта с использованием специальных программных средств, облегчающих выполнение этой задачи. Корректурная информация вводится в структурированной форме, соответствующей стандарту ЭКНИС, в котором определен формат ввода и операции корректур. Набор таких операций может включать в себя перечень картографических объектов (КО), редактирование характеристик КО, удаление КО либо его характеристики, включение КО либо его характеристики; переименование объектов.

Создаваемые судоводителем корректурные файлы нумеруются и хранятся в определенной последовательности. Обычно информация последующих файлов включает информацию предыдущих. Это позволяет периодически уничтожать предыдущие файлы.

Ручная корректура должна рассматриваться только как временная мера и должна быть заменена при первой возможности на корректуру ЭНК издающей организацией.

Автоматическая корректура считается наиболее целесообразным режимом внесения официальных корректур в ЭК. Она предполагает доставку данных корректуры в ЭКНИС напрямую от дистрибьютора, без какого-либо вмешательства человека. Это может быть достигнуто через передачу по радио, Интернет и т. д. Следуя процедурам подтверждения или приема ЭКНИС автоматически производит корректуру СЭНК. Судоводитель при этом не предпринимает никаких действий, а только отслеживает дату последней корректуры карт судовой коллекции, убеждаясь в том, что корректура прошла и карты откорректировались. В качестве стандартного формата

автоматической корректуры электронных карт МГО предложен фор-

мат MACDIF.

Рис. 26.2. Структурная схема прохождения корректурной инфор-

мации:

ГБД ГО − главная база данных гидрографической организации; БД ЭНК − база данных электронных навигационных карт

В некоторых странах мира (США, Германия, Япония) разработаны и прошли испытания радиосистемы автоматической корректуры судовых СЭНК. Эта радиосистема обеспечивает прямую передачу корректурной информации в судовые базы данных от официальных гидрографических служб. Текущая корректурная информация, а также все прошлые корректуры могут быть получены от этой системы в любое время суток и в любой точке Земли.

При полуавтоматической корректуре корректурная инфор-

мация может передаваться двумя способами: путем доставки на носителях в портах, по почте; либо на судно путем записи передаваемой по линиям телекоммуникационной связи корректурной информации на носитель. Информация на носителе должна быть записана в формате, который соответствует цифровой организации данных в КБД.

При полуавтоматической корректуре действия оператора ограничиваются установкой носителя корректурной информации (дискеты, оптического диска) в считывающее устройство.

При вводе корректур применяются методы защиты и контроля целостности получаемой информации — получаемая корректурная информация регистрируется, а оператору выдается сообщение о принятых и пропущенных номерах извещений.

Как правило, информацию о корректуре можно получить, используя сеть Интернет и имея доступ к корректурным файлам карт судовой коллекции. Это осуществляется посредством заключения договора между фирмой-производителем корректуры и судовладельцем.

Откорректировать карты можно также, заказав через агента или представителя компании в порту диск CD с обновленной коллекцией карт или дискету с набором корректурных файлов на судовую коллекцию электронных карт. Наложение информации с дискеты на электронные карты производит их обновление. Карты с диска CD полностью заменяют коллекцию карт на откорректированные. Периодичность издания новых дисков CD обычно составляет три месяца.

Некоторые фирмы предлагают сервис корректуры, используя каналы телефонной связи. Для этого судоводитель в порту должен дозвониться до фирмы-производителя корректуры и получить кодированную информацию по корректуре для своей судовой коллекции по каналу телефонной связи.

Координация действий по распространению ЭНК и корректурной информации осуществляется специальным комитетом МГО по мировой базе данных электронных навигационных карт (WEND).

26.5Некоторые рекомендации по практическому использованию ЭКНИС

ЭКНИС и вся сопряженная с ней навигационная аппаратура, в том числе и приемоиндикатор (ПИ) глобальной навигационной спутниковой системы (ГНСС), должны быть приведены в рабочее состояние как минимум за час до отхода судна. На дисплей должна быть вызвана крупномасштабная карта стоянки. По результатам многократных определений координат места судна уточняется привязка

кним символа судна на экране дисплея. Для этого:

•с интервалом 20—30 с принимается десять—двадцать отсчетов координат по ПИ ГНСС;

•вычисляются средние значения широты и долготы;

•на дисплей с помощью маркера наносятся координаты места судна и проверяется их совпадение с символом судна на дисплее.

Наиболее вероятной причиной несовпадения может быть расхождение в координатных системах электронной карты и ГНСС. Как правило, указанное расхождение легко устраняется приведением ЭК и ГНСС к одной координатной системе.

Окончательный контроль положения символа судна на ЭК производится с использованием альтернативных методов определения места судна — визуальных или радиолокационных. Если ЭКНИС имеет режим работы с наложением на ЭК радиолокационного изображения, полученного от судовой РЛС, то этот вариант более предпочтителен.

Для контроля за правильностью работы системы и датчиков навигационной информации необходимо не реже одного-двух раз в час выполнять обсервации с помощью альтернативных средств навигационного оборудования судна. Кроме того, в ЭКНИС предусмотрен контроль основных функций системы и проверка правильности данных, поступающих от внешних датчиков, с помощью специальных встроенных средств.

При надежной работе системы и высокоточных датчиках навигационной информации ЭКНИС становится важнейшим техническим средством навигации не только в прибрежном плавании, но и в стесненных водах, так как обеспечивает мгновенный контроль за местоположением и движением судна, прогнозирование развития навигационной ситуации, оперативное планирование и контроль маневров, безошибочность опознания наблюдаемых навигационных и радиолокационных ориентиров.

Помимо имеющихся несомненных преимуществ перед бумажными картами ЭКНИС имеют и недостатки: они отражают примерно 1/6 часть бумажной карты, что требует их более частой смены; работа с ЭКНИС сопровождается повышенной утомляемостью оператора; для работы с автоматизированными системами необходима специальная подготовка судоводительского состава; кратковременная неисправность или отказ ЭКНИС могут привести к полной потере контроля за обстановкой и, как следствие, к навигационной аварии.

Судоводители должны также четко представлять опасность использования электронных карт, на которые не получены гарантии на официальном уровне.

Кроме всего прочего, потребуется определенное время на переход от традиционной технологии работы с бумажными картами и пособиями к новой — информационной, под которой понимаются не только сами процедуры, но и весь процесс управления судном -от анализа обстановки и выработки решения до непосредственного исполнения команд механизмами и приборами. При этом, естественно, судоводитель, выступающий в роли оператора ЭКНИС, должен знать инструкцию по ее эксплуатации, прекрасно ориентироваться во всех функциональных возможностях системы и иметь соответствующее свидетельство на допуск к эксплуатации аппаратуры такого класса (типа) после одобренной тренажерной подготовки.