1.4. Існуючі аналоги навігаційно-управляючих геоінформаційних систем.

Сучасний розвиток техніки дозволив створювати інтелектуальні системи, у яких на основі ГІС і баз даних, пов'язаних з ними, проводиться аналіз даних та здійснюється підтримка прийняття рішень. Найбільш близькі за призначенням системи такого класу розроблені підрозділом TASC фірми Litton (США). Основною особливістю цих систем є те, що деякі з них функціонують у режимі реального часу й можуть виконувати функції систем оперативного контролю, взаємодії й керування на основі візуалізації оперативних даних із прив'язкою до картографічного фону. Особливий інтерес у цьому плані викликає така розробка як “Enterprise Solutions – Traking Analyst Integration” [5,6] – “Виробничі рішення – інтегрована система аналізу трас”, що реалізує можливості пакета розробок фірми Litton на базі компонента Traking Analist, ліцензованого фірмою-продавцем ESRI (Environmental Systems Research Institute, Inc.), який є розширенням пакета ArcVeiw (версія 3.1). Traking Analist – потужний інструмент, котрий дозволяє переглядати в режимі реального часу інформацію й історію її розвитку (руху) стосовно географічного оточення. При цьому дані, що надходять у систему в режимі реального часу, можуть передаватися від різних джерел – GPS-пристроїв, які розміщені в автономних рухомих об'єктах (Automated Vehicle Location – AVL systems), наземних датчиків руху, телеметричних систем літаків і т.д., через відповідні інтерфейси, що поставляються до даного компонента. В описуваній системі здійснюється візуалізація накопичуваних даних про траєкторії динамічних об'єктів у режимі реального часу. Інформаційне поле монітора в такій системі розподілено на декілька областей: власне, область відображення даних, область основного інструментарію пакета ArcVeiw і область супутньої інформації для конкретного додатка, що функціонує в середовищі цього пакета. Інформація про рухливі об'єкти виводиться в стандартному довідковому вікні пакета ArcVeiw, ідентифікація об'єкта виробляється на підставі заданого для даного типу об'єктів топографічного символу (тобто у вигляді статичного зображення), який надається системою. Недоліком є те, що відсутня можливість показу динаміки руху символів по відображуваних траєкторіях.

З подібних за призначенням розробок у країнах СНД відрізняється контролер "МІКСТ", розроблений у науково-виробничій фірмі "ЕКРАН" [5], який вирішує завдання суміщення та відображення радіолокаційної (від локатора) і знакографічної (формується ПЗ, що функціонує на ЕОМ) інформації. Контролер "МІКСТ" є пристроєм розширення, що підключається до шини ISA персонального комп'ютера, який входить до складу автоматизованого робочого місця диспетчера УПР “КОРИНФ”. Контролер "МІКСТ" формує знакографічну інформацію з кадровою частотою до 85 Гц при роздільній здатності екрана 1280x1024 крапки. Зміна радіолокаційного зображення при зміні його масштабу або зсуві центра виконується менш ніж за 200 мс. Можливий круговий поворот радіолокаційного зображення на будь-який кут. Центральним вузлом контролера є спеціалізований радіолокаційний процесор, що здійснює прийом інформації від радіолокатора, її перетворення та наступне сполучення зі знакографічною інформацією. Зображення радіолокаційної обстановки формується в спеціалізованому відео-ОЗП. Знакографічна інформація може формуватися або графічним адаптером у складі комп'ютера, або ж в самому контролері. Радіолокаційний простір відображається у радіусі від 40 до 1400 км. Пристроєм введення вихідної інформації про об'єкти, які рухаються, є радіолокатор. В дослідженій роботі [5] зазначено, що перспективною вважається розробка контролера з повністю автономними функціями графічного адаптера SVGA. Суттєвим недоліком цієї системи є відсутність геоінформаційного забезпечення.

Наявним прикладом використання сучасних геоінформаційних технологій можна навести розробку Центру аеронавігаційного забезпечення авіації Збройних Сил України – ГІС-додаток "Навігатор" [49,134], який дозволяє визначати місцеположення повітряного судна завдяки підключенню GPS-приладів; відображати його у реальному часі на фоні електронних версій радіонавігаційних карт для оперативного коригування курсу польоту, рис. 1.1; інформувати екіпаж про наближення до заборонених зон, рубежів передачі управління, поворотних пунктів; зберігати маршрут польоту у файл з координатами шляху або у вигляді графічного об'єкту на карті для подальшого контролю маршруту польоту тощо. В цьому ГІС-додатку організована пошукова система, яка надає можливість оператору за короткий час отримати потрібну інформацію по будь-якому об'єкту, як з бази даних, так і шляхом його графічної візуалізації на карті. Даний ГІС-додаток, який розроблено в програмному середовищі Delphi 6 із застосуванням бібліотеки візуальних компонентів GisToolKit, демонструє варіант використання створених у базовій геоінформаційній системі "Карта 2005" (компанії "КБ Панорама", Росія) електронних карт для цілей аеронавігації.

Ще одним прикладом створення програмних додатків з інтеграцією в них картографічних продуктів спеціального призначення в області аеронавігації може слугувати інформаційна система “R.I.S.K. Air”, яка успішно експлуатується в Азербайджанській аеронавігаційній службі (AZANS) при держконцерні “Азербайджанські Авіалінії” (AZAL) [134]. Система реалізована на основі ArcView GIS (продукт фірми ESRI, США) та призначена для моделювання коридорів повітряного простору, планування схем виходів, підходів, посадки в районі аеровузла з подальшою генерацією різних радіонавігаційних карт і схем.

Дуже цікава онлайн-система «STANLY_Track», рис. 1.2, яка дозволяє в будь-якій точці земної кулі через інтернет відслідковувати ситуацію у небі над Дюссельдорфом, Кельном/Бонном, Гамбургом, Мюнхеном й Франкфуртом (аеропорти Німеччини) [134]. Її недоліком є те, що в ній в якості фону використовуються космічні знімки натомість електронних карт, що знижує ефективне сприйняття користувачем загальної картини обстановки. Із міркувань безпеки дані передаються в інтернет із півгодинною затримкою. Розширена і дороблена у 2007 році версія цієї програмної системи, яка створена на базі мови програмування високого рівня Java, доповнена новими функціями, які надають можливість відвідувачам сайту запитувати «сліди», які були залишені літаками у небі, за останні два тижні. Коло споживачів такого роду інформації варіюється від жителів населених пунктів, над якими літаки заходять на посадку або набирають висоту, до туристів і мандрівників.

Рис. 1.1. Головне вікно інтерфейсу програмного забезпечення "Навігатор"

Рис. 1.2. Вигляд вікна інтерфейсу системи STANLY_Track, в якому відображується повітряна ситуація над Франкфуртом

Рис. 1.3. Вигляд символів літаків на дисплеї авіадиспетчера

Також можна виділити серед відомих прототипів та аналогів НУ ГІС, які експлуатуються для УПР, наступні: комплекс засобів автоматизації УПР «Альфа»; АС спостереження повітряної обстановки «Топаз 2000»; перспективна АС УПР "Москва Консоль - 2000"; АС УПР «XENYA» [101]. Одним із недоліків цих систем є те, що на екрані рух ПС представляється у виді простих символів (квадратики, рис. 1.3, кружечки із напрямними векторами, рис. 1.4), які разом із «приклеїними» до них формулярами переміщуються на фоні деякого плана-схеми, що візуалізує лише кордони областей спостереження (територій аеропортів, міст і т.д.). Так, рис. 1.3 ілюструє, як на дисплеї авіадиспетчера відображуються два літака, які слідують зустрічним курсом, розділені по висоті. Ліве число в нижньому рядку в мітці літака – його ешелон в сотнях футів.

В таких системах в якості джерел радіолокаційних даних можуть виступати такі, як радіолокаційна станція 1Л118, радіолокаційний комплекс «Утес-94», радіолокаційний екстрактор А1000-М, аеродромний радіолокаційний комплекс «ЛІРА-А10» тощо [28,29,43].

Розробка Інституту кібернетики імені В.М. Глушкова НАН України – базовий комплекс засобів конфігурування і управління розподіленими інтерактивними геоінформаційними комплексами оперативної взаємодії (ІГК ОВ) «Геокарта», заслуговує окремої уваги для вивчення, структура якого наведена на рис. 1.5. Комплекс «Геокарта» складається з системи введення та первинної обробки даних про об'єкти та параметри їхніх зображень, центрального обчислювального комплексу і системи оперативної взаємодії [4,7,129].

Система введення і первинної обробки даних про об'єкти (у світових координатах) містить радіолокаційні засоби – 1, засоби оперативного введення картографічних даних та даних про зображення символів рухомих об'єктів – 2, засоби введення реальних сцен за допомогою телевізійних пристроїв ТП – 3 та засоби введення даних аерофотозйомки і прецизійних знімків – 4.

Рис. 1.4. Приклад представлення повітряних суден у вигляді кружечків із напрямними векторами

Рис. 1.5. Структурна схема інтерактивного геоінформаційного комплексу оперативної взаємодії «Геокарта»

Система оперативної взаємодії містить засоби відображення символів, які рухаються на кольоровому картографічному фоні, як на звичайних моніторах – 9, так і на екрані колективного користування – 11, а також засоби, що дозволяють забезпечити введення-виведення зображень: редакційно-видавнича система на базі лазерного гравіювального автомата ЛГА, необхідного для створення твердих копій динамічних сцен, 12 – Мозаїка – пристрій друку кольорових зображень великих форматів і роздільної здатності, графічний пристрій – ПАГ-500, необхідний для викреслювання точних зображень, які містять картографічний матеріал та координатну сітку, пристрій друку знакосинтезуючий – ПДЗ. За допомогою системи оперативної взаємодії оператор чи група операторів-фахівців здійснюють взаємодії, що забезпечують роботу комплексу в інтерактивному режимі (10 – пристрій видачі мовних сигналів). Як система генерації кольорової статичної і динамічної інформації та її відображення на екрані колективного користування застосовується система «Унікон», яка призначена для підтримки інтерактивної взаємодії оператора з комплексом та для відображення в реальному часі повітряної обстановки, дані про яку видаються з імітатора, зібраного на базі касетного модуля зовнішньої пам'яті. В свою чергу, система «Пластікон» здійснює відображення картографічної інформації.

Завдяки інтерфейсу 8 забезпечується одночасне функціонування описаних вище двох складових комплексу, які здатні виконувати введення й первинну обробку, по-перше, даних про рухомі об'єкти, і, по-друге, картографічних зображень та їх сумісне відображення у вигляді динамічної сцени.

В такому випадку ІГК ОВ працює в інформаційному режимі, що дозволяє відображати динамічну сцену, але не надає можливості оператору здійснювати управляючі дії, необхідні для вирішення основних прикладних задач. Такі дії стають можливими при підключенні центрального обчислювального комплексу (ЦОК), який забезпечує управляючий (основний) режим роботи ІГК ОВ. ЦОК містить могутні обчислювальні засоби, відмінною особливістю яких є наявність значних обсягів пам'яті 6 і 7 для зберігання карт різних масштабів та призначення, а також прикладні програми і апаратуру, що забезпечують розв’язання основних задач у реальному часі.

Макет комплексу «Геокарта» складається з пристрою відображення інформації на великому екрані колективного користування розміром 2,5 м по діагоналі в режимі SVGA 1024x768, з палітрою 256 кольорів та яскравістю 150 кд/м2. Засоби обміну з аналогічними віддаленими комплексами передбачають модемний зв'язок, який надає можливість з'єднання цих комплексів у відповідну мережу.

Даний комплекс розроблявся для: центрів оперативного управління повітряними, наземними і морськими системами або об'єктами, а також систем оперативного управління промисловістю, транспортом, сільським господарством, економікою та екологією, наприклад, при побудові автоматизованої системи агроекологічного моніторингу і паспортизації земельних територій, що звільняються в процесі конверсії [4].

Однак, не дивлячись на свої переваги, які полягають, перш за все, в тому, що комплекс «Геокарта» дозволяє у реальному часі візуалізувати процес переміщення складних символів рухомих об’єктів на кольоровому картографічному фоні, він має ряд недоліків, а саме: наявність обмежень в розмірі матриць (від до ), які складають символи різної конфігурації; його апаратна підтримка орієнтована на застарілу техніку, а ПЗ не функціонує під управлінням сучасних операційних систем. Разом з тим закордонні системи, що реалізують відображення поточної обстановки у режимі реального часу шляхом представлення рухомих об’єктів у вигляді динамічних символів на картографічному фоні, за допомогою закладеного в них ПЗ, коштують великих грошей, вихідні коди такого ПЗ захищені від змін, бо є таємницею фірм-розробників, а це унеможливлює широке впровадження таких систем в ДП центрів УПР та ДП аеропортів нашої країни [101].