Подход к выбору ЭКНИС

ЭКНИС - (Электронно-Картографическая и Навигационно-Информационная Система)
ECDIS - (Electronic Chart Display and Information System)

ЭКС - (Электронно-Картографическая Система)
ECS - (Electronic Cartographic System)

Для того, чтобы разобраться в большом количестве различных Электронно-Картографических Систем, предлагаемых на Мировом рынке, мы предлагаем обратить Ваше внимание на нижеследующие факторы, которыми следует руководствоваться, при выборе той или иной Системы.

Понятие ECDIS включает в себя Три основных составляющих:

1. Компьютер в Морском исполнении Одобренного типа с соответствующим Сертификатом, выдаваемым специальным Надзорным Органом (в России это Российский Морской Регистр Судоходства).

2. Сертифицированное Программно - Математическое Обеспечение, отвечающее всем Требованиям IMO, IEC & IHO.

3. Векторные Карты - только от Официальных Производителей, какими являются Национальные Государственные Гидрографические Службы (Департаменты) или иные Организации, уполномоченные на то Правительствами соответствующих Государств.

Примечание:

В ECDIS допускается использование Растровых карт, но только в том случае, когда не обеспечивается полное покрытие предстоящего рейса Официальными Векторными картами (данными).

Счисления пути судна по Растровой карте необходимо дублировать на Бумажной карте.

(См. так же ниже в разделе Электронные карты).

Отсутствие хотя бы одной из вышеизложенных составляющих не даёт права ни одной Системе называться ЭКНИС / ECDIS.

Прежде всего надо помнить, что любая Система состоит из двух главных частей:

1. Непосредственно сама Программа;

2. Электронные карты, с которыми может работать выбранная Вами система.

Как вы понимаете, одна Программа никому не нужна и карты сами по себе - то же.

Выбор Программы:

1. Интерфейс Программы. Удобство Главного Меню, его наглядность и расположение (в виде Набора кнопок по краю экрана или наличие постоянного Меню). Можно ли включить любую функцию Программы одним нажатием, или для этого надо выполнить ряд последовательных действий, что в свою очередь приводит к потере Оперативности при работе с Программой, это становится особенно важным в условиях Экстремальной Навигации.

2. Какие и сколько Навигационных Приборов (Датчиков) можно подключить к компьютеру. Например, наличие интерфейса для САРП, АИС, Компаса, Лага, Эхолота, Авторулевого и так далее.

3. Количество Навигационных Функций реализованных в выбранной Вами Программе и обеспечивают ли они Мореплавателю выполнение решения всех ежедневых задач по Судовождению, например:

Наличие функции выполнения Предварительной Прокладки,

Возможность Автоматических и Ручных записей в Судовой Журнал,

Возможность наложения на карту и сохранения в отдельном файле своей собственной информации (Площади, Линии или Точеченые Объекты), так называемый Пользовательский Слой (User Layer),

Наличие в программе Базы Данных Таблиц Приливов,

Возможность отображения на карте одновременно двух символов судна от двух разных навигационных Систем - Параллельное Счисление, эта функция особенно важна, так как обеспечивается постоянное определение места судна по двум разным навигационным системам с отображением соответствующих символов на электронной карте.

4. Наличие в Программе Системы Предупреждений:

О приближении к Точке Поворота;

К Опасности с глубиной, равной или меньшей, чем Безопасная Глубина, устанавливаемая Мореплавателем;

К району с Особыми Условиями Плавания;

К району с Опасными Глубинами;

О нарушении связи с внешними Навигационными Системами;

5. Качество Функций:

Быстрота Доступа к тем или иным Функциям. Другими словами, сколько надо сделать нажатий на кнопки для того, что бы включить или выключить необходимую функцию.

Удобство ввода соответствующих параметров для решения тех или иных Навигационных задач. Например, ввод Пеленгов и Дистанций, измеренных внешними приборами (Визуальный Пеленг с репитера Гиро компасса и Дистанция с Радара) для определения Обсервованного места суда с постановкой соответствующего символа.

Наличие всей необходимой информации в окне функции для обеспечения постоянного и полного контроля за её работой.

Электронные Карты:

Прежде всего необходимо знать, что все Электронные карты делятся на две Основные группы:

1. Векторные Карты (Vector Charts).
2. Растровые Карты (Raster Charts).

Все Навигационные Программы, соответственно, делятся на Три группы по типу карт, с которыми они могут работать:

1. Векторные Систеты
2. Растровые Системы
3.Смешанные Системы с возможностью использования как Векторных, так и Растровых карт. Здесь следует Особо Предупредить пользователей таких Систем о том, что Ваш ECDIS будет всякий раз автоматически превращаться в обыкновенную Электронно - Картографическую Систему (ЭКС / ECS), как только счисление пути Судна перейдёт с Векторной карты на Растровую и Вы должны будете, начиная с этого момента, дублировать всю прокладку на обыкновенной Бумажной карте до тех пор, пока счисление снова не перейдёт на Векторную карту.

Главное отличие Векторных карт от Растровых заключается в том, что Векторная карта имеет свою собственную Базу Данных с Описанием и Координатами Географических Объектов. База Данных позволяет соответствующей Программе:

Решать такие Задачи Безопасности как приближение к Опасным Подводным Объектам (затонувшие Суда, Подводные Препятствия, Сооружения и так далее с глубинами над ними равными или меньшими чем Безопасная Глубина, устанавливаемая Мореплавателем);

Изменять размер различных Символов карты (Тексты, Средства навигационного Оборудования, отметки Глубин);

Выделять Опасные Объекты,

Удалять от отображения Неопасные Объекты,

Изменять состав Информации на карте.

Пётр Татаринцев, Капитан Дальнего Плавания

Компьютеры коренным образом изменили картографию, упростив сбор и показ всего комплекса данных, предназначенных для составления карты. Информация по геоморфологии и рельефу местности, полученная с надземных и спутниковых съемок, может быть выражена в цифрах и введена в компьютер для дальнейшего использования при составлении карт.

Точно так же уже существующие карты могут быть просканированы и выражены в цифровой форме в виде компьютерных данных. Картографические базы данных могут также включать информацию о городах, автомобильных и железных дорогах, флоре и хозяйственной деятельности человека на данной территории. Поскольку вся информация записана в компьютер в цифровой форме, она может быть реорганизована различными способами в зависимости от предназначения карты. К примеру, карта городской водопроводной сети и сточных труб может быть использована для анализа работы канализационной сети и разработки мер по ликвидации утечки воды. Такая карта может включать также схему газовых труб, электрической сети и всех подземных коммуникаций. Когда город строит новые сети, компьютерная карта может быть легко изменена без необходимости составления новых чертежей.

Трехмерные данные могут быть введены в Стерео-цифровую программестическую станцию (СЦПС) с использованием параллаксовых или зрительных смещений на надземных фотографиях, снятых разными камерами.

Данные преобразуются в цифры либо при помощи мыши, которой водят по карте, либо на основе структурного чертежа и введения координат для каждого элемента карты.

Компьютерная картография

Картографические данные из различных источников могут быть представлены в виде цифр и записаны в памяти компьютера. Затем данные могут быть обработаны для составления карт различного назначения.

Картографическая база данных. Разделяется на Пласты базы данных, данные о дорогах, данные о строительстве, данные о трубах и т.д. Различные типы картографической информации могут быть собраны и записаны в отдельные пласты компьютерной базы данных. При необходимости информация может быть извлечена по отдельности или в комбинации.

Рабочая станция для картографической информационной системы.

Городская планировка может быть усовершенствована с помощью карты, содержащей существенную информацию о домах и зданиях, как это показано на карте одного из японских городов.

Строительные планы могут опираться на карты, содержащие информацию о трубах и других подземных сетях, чтобы строители знали, где можно и где нельзя копать.

От карт к графике

Данные, привлеченные к составлению карты, могут быть использованы для создания компьютерной графики, нанесенной на карту местности. Эта способность компьютера наглядно демонстрирует многогранность компьютерной картографии.

Требования по эксплуатации судовой электронной

Изменения гл. V Конвенции SOLAS-74 естественным образом вносит изменения к требованиям проверок судов службами Port State Control и Flag State Control.

Конвенционное оборудование ЭКДИС должно проверяться по аналогии с проверками другого конвенционного оборудования. Исходя из того, что оно используется для отображения электронных карт, которые могут заменять бумажные, требования к проверкам включают и эту составляющую. Как известно, проверка любых карт определяется не только проверкой их наличия, но и проверкой даты и качества корректуры, ее оформления, статистики хранения, оформления прокладки и проработки перехода.

Основным руководящим документом является «Port State Control Committee instruction 35/2002/02. Guidelines for PSCOs on electronic chart», в котором изложены основные требования, предъявляемые при проверках.

Формализованные отношения между судоводителем, судовладельцем и сервисной службой при работе с бумажными картами всем понятны. Для обслуживания электронных картографических систем многие вопросы остаются открытыми и требуют подготовки более определенной нормативной базы. Учитывая развития этого направления, необходимо предусматривать периодическую корректировку разрабатываемых требований. Подобная динамика наблюдается и в развитии аналогичных береговых систем. Исходя из этого, проблемы сервисной поддержки приобретают большую актуальность. Аналогичные вопросы могут возникать и при проверках неконвенционного оборудования, т.е. RCDS и ECS, которое также эффективно используется на судне для решения вопросов безопасности судовождения.

Рассмотрим перечень требований, которые могут быть предъявлены к вахтенному помощнику, отвечающему за эксплуатацию электронной картографической системы. Независимо от того, какая электронная картографическая система находится на борту судна, судоводитель должен знать основы ее работы и требования к современной профилактике для поддержания системы в рабочем состоянии.

Основное внимание в нем уделяется минимальным знаниям по следующим вопросам обеспечения корректурной информацией электронных навигационных карт и дополнительных баз данных.

1. Какой тип электронной картографической системы находится на борту судна (RCDS, ECS, ECDIS)?

2. Статус картографической системы (конвенционное или дополнительное оборудование).

3. Наличие документации на картографическую систему.

4. Судовая документация по учету технического обслуживания, наличие на борту руководств пользователям.

5. Наличие договора с официальным дистрибьюторами на обновление и добавление коллекции электронных карт.

6. Наличие договора с фирмой, обеспечивающей сервисное обслуживание.

7. Наличие резервного комплекта оборудования, решение технических вопросов сопряжения основного и резервного комплекта оборудования на судне (только для оборудования ЭКДИС).

8. Наличие сертификатов у членов экипажа по работе с картографической системой.

9. Электронные карты, имеющиеся в базе данных картографической системы, статус карт (официальные или нет).

10. Дополнительные электронные базы данных (лоции, пособия, таблицы и т. д.), имеющиеся в картографической системе, статус баз данных (официальные или нет).

11. Способ доставки на судно электронных карт и дополнительных электронных баз данных.

12. Способ доставки на судно корректуры для электронных карт и для дополнительных электронных баз данных.

13. Возможность конвертирования данных электронной карты в SENC средствами картографической системы.

14. Определение даты последней корректуры электронных карт на запрашиваемый район.

15. Наличие знаний и навыков корректуры электронных карт судовой коллекции в ручном и полуавтоматическом режиме.

16. Общие представления о структуре WEND и RENC.

17. Адреса официальных представителей RENC для планируемого района плавания.

18. Принципы системы кодирования электронных ячеек, принятые в мире и в России.

19. Просмотр и анализ данных ячеек ENC (только для оборудования ECDIS) и информации по принятой корректуре.

20. Наличие на судне дополнительных программ для решения вопросов сервисной поддержки и обеспечения корректурной информацией, знания работы с ними.

21. Основные положения «Руководства по корректуре ENC» стандарта S-52 и резолюция IМО А.817(19) (только для оборудования ECDIS).

Первые навигационные картографические системы сразу заинтересовали моряков и международные организации, ответственные за безопасность судовождения. В связи с ожидаемыми от них перспективами за короткий срок была разработана международная концепция построения навигационных картографических систем для морской навигации.

Появление навигационных картографических систем стало возможным в результате интеграции современных интеллектуальных технологий в виде спутниковой , компьютерной электроники и электронной картографии. Эти «три кита» образовали прочную основу эффективных и удобных в использовании многочисленных электронных картографических систем, нашедших применение в подвижных транспортных объектах.

Если в начале своего появления такие картографические системы использовались в основном в морской навигации, то в последнее время картографические системы стали интенсивно внедряться в наземный транспорт для контроля и слежения за перемещением транспортных средств. Но главной целью их использования по-прежнему является повышение безопасности перевозок на транспорте и снижение нагрузки на оператора, особенно в морских и авиационных сообщениях.

Именно в указанных областях общепризнаны настоятельная необходимость повышения безопасности навигации с целью сохранения жизни людей, дорогостоящих грузов и предотвращения экологических катастроф. Возросшая интенсивность движения на международных трассах привела к необходимости регулирования соответствующими международными институтами внедрения систем навигации с электронными картами и выработки для них единых стандартов. Особо остро встал этот вопрос на морском флоте.

В результате многолетней работы ряда комитетов Международной гидрографической и Морской организаций (IHO, IMO) был разработан и утвержден ряд стандартов на систему отображения электронных карт и навигационной информации. Такие картографические системы получили название Электронных картографических навигационных информационных систем (ЭКНИС/ECDIS — Electronic Chart Display and Information System). Эти системы автоматизируют процесс судовождения, обеспечивая штурмана при работе с электронной картой полной информацией от всех подключенных навигационных датчиков. Совмещение всей информации на одном дисплее позволяет оценить обстановку и принять решение в кратчайшее время. К ЭКНИС согласно стандартам предъявляются следующие требования:

— Для исключения отказа ЭКНИС должна быть резервирована, например, путем установки двойного комплекта оборудования.
— В ЭКНИС должны использоваться карты официальных форматов, выпущенные уполномоченными государством гидрографическими службами.
— Должна быть предусмотрена автоматическая корректура электронных карт.
— ЭКНИС должна пройти процедуру сертификации (одобрения типа) и иметь сертификат от соответствующего классификационного общества.

Согласно Международной Конвенции SOLAS при использовании электронных картографических навигационных информационных систем, удовлетворяющей таким условиям, можно отказаться от работы на борту судна с бумажными картами. Важность разработанной концепции ЭКНИС состоит в том, что она в совокупности с базой данных официальных электронных карт, поддерживаемой автоматической корректурой, может рассматриваться как юридический эквивалент откорректированной бумажной карты. Это означает необязательность наличия на борту судна коллекции бумажных карт, что ведет к экономии средств.

Также из этого определения следуют два практических вывода для потенциальных пользователей ЭКНИС. Первый - возможность предъявления судоводителем иска к гидрографической службе в случае посадки судна на мель из-за недостоверности данных официальной электронной карты. А второй вывод касается иска к сертифицирующему органу, который может быть предъявлен в случае аварии из-за отказа сертифицированной электронной картографической навигационной информационной системе.

Казалось бы, после того как были разработаны и согласованы стандарты на ЭКНИС, должно начаться их широкое распространение. Но этого не произошло по ряду причин. Главной из них является недостаточное покрытие официальными картами акваторий Мирового океана, по ряду оценок оно составляет 3-7% ходового времени для типичного грузового судна. А второй причиной явилась разработка класса более дешевых альтернативных систем в виде электронных картографических систем (ЭКС). Чем же последние отличаются от ЭКНИС?

Ответ прост — в функциональном отношении ничем. Существенно другое, а именно что ЭКС используют либо коммерческие базы данных векторных карт, либо растровые карты. В большинстве стран для электронных картографических систем не требуется сертификат одобрения типа, да и международного эксплуатационного стандарта IMO на ЭКС не существует. Конечно, при установке электронных картографических систем на судно прокладка должна по-прежнему вестись на бумажной карте, что требует наличия на борту судна коллекции бумажных карт.

Основные функции электронных картографических навигационных информационных систем и электронных картографических систем.

— Обеспечение судоводителя навигационной информацией о координатах и векторе скорости судна на фоне электронной карты в реальном масштабе времени.
— Отображение электронных карт на экране дисплея, максимально приближенное к бумажному оригиналу.
— Управление отображением карты с изменением масштаба и ориентации карты, панорамирование.
— Совмещение на экране картографической и радиолокационной информации.
— Определение и отображение навигационных опасностей с выдачей данных о направлении и дистанции до них.
— Определение и отображение безопасных курсов.
— Отображение на карте целей САРП и АИС.
— Оперативное изменение состава отображаемых на карте объектов.
— Получение информации об объектах карты из базы данных.
— Получение информации по портам из базы данных.
— Выполнение исполнительной и предварительной прокладки.
— Выполнение автоматизированной корректуры электронных карт.
— Планирование и расчет маршрута.
— Контроль прохождения маршрута.
— Проигрывание маршрута и определение опасностей.
— Проигрывание маневра.
— Определение дистанции и пеленга до заданной точки.
— Выдача предупреждений в виде текстовых сообщений и звуковых сигналов.
— Ведение записей в судовой журнал.
— Подбор карт из каталога.
— Изменение цветовой палитры отображаемой карты.

САРП — система радиолокационной автоматической прокладки. АИС — автоматическая идентификационная система (Транспондер).

Производители электронных картографических систем.

Производством электронных картографических систем занимается свыше 90 фирм по всему миру, цена многих из них составляет $10-15 тысяч. В то же время стоимость ЭКНИС значительно выше и достигает $60 тысяч. Из наиболее известных зарубежных производителей навигационного оборудования отметим лишь некоторых: Furuno, Interphase, JRC, MAXSEA, NAVMAN USA, Raymarine, Simrad/Shipmate, SEIWA, Standard Horizon.

По материалам книги «Все о GPS-навигаторах».
Найман В.С., Самойлов А.Е., Ильин Н.Р., Шейнис А.И.

На протяжении нескольких тысячелетий основными инструментами для навигации были компас, карта и секстант. Достигнув в ходе развития совершенства, эти три кита, на которых покоилось судовождение , стали, тем не менее, преградой на пути технического прогресса в судовождении. Возросшие размеры и скорости судов, повышение интенсивности судоходства потребовали внедрения новых навигационных технологий, автоматизации судовождения, повышения безопасности судов - того, чего не могли обеспечить традиционные орудия судоводителя.

Для того, чтобы преодолеть тупик, требовался качественный скачок в картографии, и он произошел в конце прошедшего столетия. Новые высокопроизводительные компьютеры дали возможность переводить бумажные карты в цифровую форму, хранить их, записывать на компактные носители, передавать по линиям связи и вновь восстанавливать на дисплеях компьютеров.

Вершиной современных навигационных и компьютерных технологий стало создание мозга современного судна - электронной картографической информационной системы , осуществляющей отображение карт и места судна, прокладку трассы движения и контроль отклонений от заданного маршрута, вычисление безопасных курсов, предупреждение судоводителя об опасности, ведение судового журнала, управление автопилотом и т. п.

Современная электронно-картографическая навигационная информационная система состоит из трех основных элементов - цифровых карт, записанных на каких-либо носителях (в основном на компакт-дисках), приемника спутниковой навигации, компьютера и соответствующего программного обеспечения. Такая система применяется на больших судах профессионального флота и способна выполнять следующие функции:

• Проведение различных операций с картами;
• Автоматическое ведение судового журнала;
• Получение информации по навигационным объектам;
• Планирование перехода;
• Учет течений и погодных условий;
• Тревожная сигнализация;
• Создание планов поисково-спасательных операций;
• Работа с оборудованием автоматической идентификации судов (АИС);
• Режим истинного/относительного движения;
• Работа с системами автоматической радиолокационной прокладки (САРП);
• Отображение трехмерного отображения рельефа дна.

В системе имеется возможность подключения различных навигационных датчиков лага, эхолота, датчика ветра, дрейфа и т. п.

ЭКНИС обладает очень высокими возможностями для навигации, но на малых судах - катерах, моторных и парусных яхтах, небольших рыболовных ботах - ее использование связано с большими трудностями, как правило, из-за недостатка места и необходимости защиты компьютера от воды, влаги, морской соли.

Поэтому для малого флота были созданы специальные приборы, имеющие разные названия - картплоттеры , навигационно-картографические системы, навигационные центры, содержащие в своем герметичном корпусе приемник GPS, компьютер с установленной на заводе программой и миниатюрный носитель картографической информации (картридж).

Носителями картографической информации для навигационных систем малых судов (картплоттеров) являются мини-картриджи. Если на лазерных компакт-дисках обычно записывается мировая база электронных карт , то на мини-картриджах записывается набор карт различного масштаба отдельных районов, объем которого зависит от емкости картриджа.

Существует несколько электронно-картографических систем , используемых для записи карт на картриджи - С-Мар NT+, С-Мар NT MAX, Blue Chart, Navionics Nav-Charts™ и некоторые другие. Наибольшим покрытием Мирового Океана обладает коллекция картриджей С-Map NT МАХ и, что самое важное, в ее состав входят электронные карты отечественных акваторий - Ладожского и Онежского озер, Финского залива, Баренцева, Белого, Азовского, Черного и Каспийского морей и пр.

Аналогичные карты внутренних водных путей есть и в коллекции Blue Chart. Источниками данных электронных карт являются официальные карты, производимые гидрографическими службами, собственное производство данных по договорам с гидрографическими службами, оцифровка материалов съемки малых гаваней при отсутствии официальных бумажных карт (по заказу местных властей).