СПОСОБ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ СУДОВ И СПАСАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2018 года по МПК G08B23/00 

Изобретение относится к области жизненных потребностей человека, а более конкретно - к способам и устройствам сигнализации, реагирующей на незаданные заранее нежелательные или ненормальные условия, и может быть использовано для обеспечения живучести терпящих бедствие судов, в том числе - в сложных гидрометеорологических условиях открытого моря: при низкой облачности, штормовых условиях, снежных зарядах и т.д.

Известен способ поиска и спасания терпящих бедствие судов, при котором выявляют сигнал бедствия (SOS), посылаемый с потерпевшего аварию судна, определяют координаты источника сигнала, или пеленг этого источника, и направляют к этому источнику сигнала спасательные средства (например, другое судно), на которое переправляют людей (Наставление для торговых судов по поиску и спасанию (МЕРСАР). - СПб.: Изд. АОЗТ «ЦНИИМФ»: ТОО «ТРИАС», 1995, с. 28-32 [1]).

Этот известный способ широко применяется на море, однако он обладает низкой оперативностью и эффективностью. Также в этом способе невозможно получить какие-либо рекомендации по обеспечению живучести судна и экипажа в пределах срока подхода спасательного судна, особенно при отсутствии данных о незаданных заранее нежелательных или ненормальных условиях.

Известен также способ обеспечения безопасности судна, при котором формируют базу знаний по обеспечению безопасности каждого судна, базы данных по информационной поддержке борьбы за живучесть каждого судна, базы данных по интерактивным электронным техническим руководствам по эксплуатации (ИЭТР), базы данных по картографической информации, базы данных по физическим полям каждого судна, базы данных по диагностике технических средств и корпусных конструкций, при этом обеспечивают взаимный обмен информацией аварийных судов по защищенным каналам связи со спасательными службами и спасательными судами (заявка на изобретение RU №2006105423А, 10.10.2007 [2]). Этот способ обладает низкой эффективностью, поскольку может быть использован только на каждом конкретном судне и при условии отсутствия аварийной ситуации в информационно-управляющем компьютерном центре этого судна. Кроме того, низкая эффективность обусловлена необходимостью содержать на каждом конкретном судне не только сам компьютерный центр, но и обслуживающих его высокообразованных специалистов, что повышает стоимость эксплуатации этого судна. Кроме того, низкая эффективность обусловливается тем, что связь с береговыми спасательными службами не обеспечивает нужной оперативности, а связь со спасательными судами не дает возможности получения нужных рекомендаций по поддержке живучести судна ввиду отсутствия на этих спасательных судах нужной информации по терпящему бедствие судну.

Спасательная система судна, как следует из описания заявки [2], содержит размещенный на этом судне компьютерный центр, содержащий совокупные базы данных по обеспечению безопасности и программы анализа аварийных ситуаций и расчетов безопасности.

Аналогичные недостатки имеют, также известные технические решения (патенты: RU №2244343 С2, 10.01.2005 [3], RU №40296 U1, 10.09.2004 [4], RU №2059423 С1, 10.05.1996 [5], KR №100852957 В1, 19.08.2008 [6], CN №101059910 А, 24.10.2007 [7], заявка US №2009/0271054 А1, 29.10.2009 [8]).

Техническим результатом также известного изобретения является повышение эффективности спасательных работ за счет выработки на мобильном спасательном судне практических рекомендаций по обеспечению живучести аварийного судна до подхода этого мобильного спасательного судна, в том числе - в сложных гидрометеорологических условиях (патент RU №2468442 С2, 27.11.2012 [9] - прототип).

В известном техническом решении формируют базу знаний по обеспечению безопасности каждого судна, базы данных по информационной поддержке борьбы за живучесть каждого судна, базы данных по интерактивным электронным техническим руководствам по эксплуатации (ИЭТР), базы данных по картографической информации, базы данных по физическим полям каждого судна, базы данных по диагностике технических средств и корпусных конструкций, при этом обеспечивают взаимный обмен информацией аварийных судов по защищенным каналам связи со спасательными службами и спасательными судами.

При этом отличия известного способа [9] от аналогов [1-8] состоят в том, что указанную базу знаний формируют в компьютерном центре мобильного спасательного судна, единого для данного региона, включая в эту базу знаний технические данные всех судов обслуживаемого региона, а при возникновении аварийной ситуации анализируют в компьютерном центре мобильного спасательного судна все данные по аварийному судну, как исходные данные, так и полученные данные об аварии, и вырабатывают оптимальные рекомендации для поддержания аварийного судна на плаву до подхода спасательного судна или иные решения по спасению людей, судна, груза и по предотвращению загрязнения окружающей среды.

Отличия состоят также в том, что в условиях отсутствия конкретной базы данных по аварийному судну выработку оптимальных рекомендаций осуществляют по совокупности статистических данных по классу судов, к которому принадлежит аварийное судно.

Отличия состоят также в том, что после получения сигнала об аварии направляют к аварийному судну беспилотный летательный аппарат (БПЛА) вертолетного типа и после его зависания над аварийным судном обеспечивают оперативную передачу информации, преимущественно - видео- и инфракрасных изображений с этого аппарата, на мобильное спасательное судно по оперативному отдельному каналу связи с этим спасательным судном, например через БПЛА - ретранслятор, а объективную оперативную информацию с этого летательного аппарата используют для выработки оптимальной стратегии спасания.

Спасательная система для реализации известного способа [9] включает в себя размещенный на судне компьютерный центр, содержащий совокупные базы данных по обеспечению безопасности и программы анализа аварийных ситуаций и расчетов безопасности.

При этом отличия спасательной системы состоят в том, что она размещена на отдельном мобильном спасательном судне, едином для обслуживаемого региона, и содержит оперативные каналы связи со всеми судами в регионе и постоянно функционирующий отдельный канал приема информации, типа SOS, об авариях обслуживаемых судов.

Отличия спасательной системы состоят также в том, что она дополнительно содержит не менее двух управляемых этой системой беспилотных летательных аппаратов вертолетного типа, базирующихся на мобильном спасательном судне, содержащих системы видео- и инфракрасного наблюдения и связанных отдельным оперативным каналом связи с этой спасательной системой.

В качестве одного из недостатков аналога в известном способе и системе для его реализации [9] отмечается, что аналог «обладает низкой эффективностью, поскольку может быть использован только на каждом конкретном судне и при условии отсутствия аварийной ситуации в информационно-управляющем компьютерном центре этого судна. Кроме того, низкая эффективность обусловлена необходимостью содержать на каждом конкретном судне не только сам компьютерный центр, но и обслуживающих его высокообразованных специалистов, что повышает стоимость эксплуатации этого судна». Данное утверждение может быть опровергнуто таким фактом, как тем, что практически все современные суда, особенно грузовые, оснащены процессорами, входящими в состав, как систем судовой автоматики, так и навигационных систем. Кроме того, соответствующее современное программно-математическое обеспечение решения тактико-технических задач мореплавания не требует наличия высокообразованных специалистов.

Кроме того, при принятой организации связи по схеме «аварийное судно - спасательное судно - аварийное судно» требует существенного временного интервала для передачи информации.

Также недостатком является то, что «после получения сигнала об аварии направляют к аварийному судну беспилотный летательный аппарат (БПЛА) вертолетного типа и после его зависания над аварийным судном обеспечивают оперативную передачу информации, преимущественно - видео- и инфракрасных изображений с этого аппарата, на мобильное спасательное судно по оперативному отдельному каналу связи с этим спасательным судном, например через БПЛА - ретранслятор, а объективную оперативную информацию с этого летательного аппарата используют для выработки оптимальной стратегии спасания». При неблагоприятных погодных условиях в районе аварии эта миссия может быть не выполнима.

Задачей заявляемого технического решения является повышение безопасности мореплавания в критических ситуациях.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе обеспечения безопасности судов, при котором формируют базу знаний по обеспечению безопасности каждого судна, базы данных по информационной поддержке борьбы за живучесть каждого судна, базы данных по интерактивным электронным техническим руководствам по эксплуатации, базы данных по картографической информации, базы данных по физическим полям каждого судна, базы данных по диагностике технических средств и корпусных конструкций, при этом обеспечивают взаимный обмен информацией аварийных судов, а при возникновении аварийной ситуации анализируют в компьютерном центре все данные по аварийному судну, как исходные данные, так и полученные данные об аварии, и вырабатывают оптимальные рекомендации для поддержания аварийного судна на плаву до подхода спасательного судна или иные решения по спасению людей, судна, груза и по предотвращению загрязнения окружающей среды, включают в базу знаний технические данные всех судов данного класса, характеристики перевозимого груза, фактическую загрузку по палубам и трюмам, данные об аварии судна получают в режиме реального времени, посредством систем наблюдения, установленных на надстройках судна и мобильных самоходных или телеуправляемых малогабаритных аппаратах, передвигающихся в надводном и подводном положении, а в спасательной системе, включающей размещенный на судне компьютерный центр, содержащий информационно-поисковую систему, центр хранения баз данных и аналитический центр с программами анализа аварийных ситуаций и расчетов безопасности, и содержит оперативные каналы связи со всеми судами в регионе и постоянно функционирующий отдельный канал приема информации, например, типа SOS, об авариях обслуживаемых судов и содержащая системы видео- и инфракрасного наблюдения и связанных отдельным оперативным каналом связи с этой спасательной системой, системы видео- и инфракрасного наблюдения установлены надстройках судна и мобильных самоходных или телеуправляемых малогабаритных аппаратах, передвигающихся в надводном и подводном положении, системы наблюдения, установленные на мобильных аппаратах дополнительно содержат оптическое устройство, работающее в зеленом диапазоне (532 нм) волн, аналитический центр с программами анализа аварийных ситуаций и расчетов безопасности выполнен виде многофункциональной экспертной системы. Способ реализуют следующим образом.

При возникновении аварийной ситуации дежурный оператор аварийного судна запускает информационно-поисковую систему и вводит оперативные данные о характере аварии.

Информационно-поисковая система на основании информации, имеемой в центре хранения базы данных, которая включает тактико-технические данные, данные по информационной поддержке борьбы за живучесть этого судна, данные по интерактивным электронным техническим руководствам по эксплуатации (ИЭТР) данного судна, данные по картографической информации, данные по физическим полям данного судна, данные по диагностике технических средств и корпусных конструкций, данные по аналогичным авариям для судов данного типа, с учетом перевозимого груза и его размещения, посредством программных средств анализа этой информации, посредством соответствующих программ вырабатывает рекомендации по поддержанию живучести аварийного судна. Эти рекомендации передают через устройство передачи информации, например, прямое радиопередающее устройство или спутниковую систему, на диспетчерский пункт спасательной службы данного региона, на котором в результате экспертного анализа утверждают предложенный алгоритм спасения судна.

Одновременно по сигналу компьютерного центра запускают наблюдательную аппаратуру системы видео- и инфракрасного наблюдения установленную на надстройках аварийного судна. Одновременно направляют с аварийного судна мобильные самоходные или телеуправляемые малогабаритные аппараты, передвигающиеся в надводном и подводном положении и оснащенные наблюдательной аппаратурой, посредством которых выполняют надводную и подводную съемку аварийного судна. Полученные данные по каналу передачи видео- и ИК-изображений передают на отдельное устройство приема, откуда эти данные поступают в блок расшифровки видео- и ИК-изображений. Получаемые в этом блоке числовые и анимационные данные поступают на многофункциональную экспертную систему, которая включает возможные ситуационные модели, где они анализируются совместно со всеми имеющимися исходными данными об аварийном судне.

В предлагаемом способе все требуемые функции разработки рекомендаций по спасению любого судна из обслуживаемого региона и по обеспечению его живучести осуществляются непосредственно на аварийном судне, что повышает эффективность спасательных работ.

Спасательная система для осуществления способа включает в себя процессор типа ADSP-21990, размещенный на аварийном судне и содержащий информационно-поисковую систему, центр хранения баз данных по всем судам данного типа, аналитический центр содержащий программы анализа аварийных ситуаций и расчетов безопасности. Система также содержит оперативные каналы связи со всеми судами в регионе и постоянно функционирующий отдельный канал приема информации, например, типа SOS, об авариях обслуживаемых судов. В качестве резервного варианта может быть использован ноутбук с соответствующим программным обеспечением.

Спасательная система функционирует следующим образом.

После получения сигнала об аварии, оператор запускает информационно-поисковую систему (ИПС) требуемые базы данных по аварийному судну.

ИПС выявляет их в центре хранения баз данных - базы данных по информационной поддержке борьбы за живучесть аварийного судна, базы данных по интерактивным электронным техническим руководствам по эксплуатации (ИЭТР) данного типа судов, базы данных по картографической информации, базы данных по физическим полям аварийного судна, базы данных по диагностике технических средств и корпусных конструкций.

Эти базы данных поступают на многофункциональную экспертную систему, где с учетом поступивших данных об аварии обрабатываются по имеющимся программам.

Для получения более полной информации об аварии запускают наблюдательную аппаратуру системы видео- и инфракрасного наблюдения установленную на надстройках аварийного судна. Одновременно направляют с аварийного судна мобильные самоходные или телеуправляемые малогабаритные аппараты, передвигающиеся в надводном и подводном положении и оснащенные наблюдательной аппаратурой, посредством которых выполняют надводную и подводную съемку аварийного судна. Полученные данные по каналу передачи видео- и ИК-изображений передают на отдельное устройство приема, откуда эти данные поступают в блок расшифровки видео- и ИК-изображений. Получаемые в этом блоке числовые и анимационные данные поступают на многофункциональную экспертную систему, которая включает возможные ситуационные модели, где они анализируются совместно со всеми имеющимися исходными данными об аварийном судне.

Анализ ситуации непосредственно на аварийном судне позволяет разработать нужные рекомендации борьбы за живучесть аварийного судна.

Наблюдательная система обеспечивает получение изображений в оптическом и инфракрасном диапазонах. Видеоизображение позволяет точно определить характеристики крена аварийного судна и гидрометеорологическую обстановку в районе аварии, а инфракрасное изображение - характеристики пожара и опасные зоны возможного образования новых очагов пожаров, наличие пробоин и их габариты и местоположение.

Сканирование в инфракрасном диапазоне обеспечивается с помощью установки на мобильные аппараты сканирующего ИК-радиометра с системой зеркал, повороты которых обеспечивают качание линии визирования в нужном направлении и лазерного батиметра, работающего, в зеленом диапазоне (532 нм) волн для определения пространственного положения точек отражения от морского дна. Аналогом является лазерный батиметр типа «HawkEyell» компании АНАВ. Вся дополнительно полученная информация, обработанная в блоке расшифровки видео- и ИК-изображений, поступает, например, в анимационном виде на многофункциональный экспертный модуль, где его накладывают на неаварийный вариант положения судна. В результате надежно определяют аварийные характеристики и разрабатывают объективные рекомендации по борьбе экипажа теплохода за живучесть до подхода спасательного судна.

Предлагаемое техническое решение способа обеспечения безопасности судов и спасательной системы для его осуществления в своей неразрывной совокупности признаков позволяет получить важный технический результат - повышение эффективности спасательных работ, в том числе - в сложных гидрометеорологических условиях.

Источники информации

1. Наставление для торговых судов по поиску и спасанию (МЕРСАР). - СПб.: Изд. АОЗТ «ЦНИИМФ»: ТОО «ТРИАС», 1995, стр. 28-32.

2. Заявка на изобретение RU №2006105423, 10.10.2007.

3. Патент RU №2244343 С2, 10.01.2005.

4. Патент RU №40296 U1, 10.09.2004.

5. Патент RU №2059423 С1, 10.05.1996.

6. Патент KR №100852957 В1, 19.08.2008.

7. Патент CN №101059910 А, 24.10.2007.

8. Заявка US №2009/0271054 А1, 29.10.2009.

9. Патент RU №2468442 С2, 27.11.2012.

Изобретение относится к обеспечению безопасности судов. Техническим результатом является повышение безопасности мореплавания в критических ситуациях. В способе формируют базу знаний по обеспечению безопасности каждого судна, базы данных, при этом обеспечивают взаимный обмен информацией аварийных судов, а при возникновении аварийной ситуации анализируют в компьютерном центре все данные по аварийному судну, как исходные данные, так и полученные данные об аварии, и вырабатывают оптимальные рекомендации для поддержания аварийного судна на плаву до подхода спасательного судна или иные решения по спасению людей, судна, груза и по предотвращению загрязнения окружающей среды, при этом дополнительно включают в базу знаний технические данные всех судов данного класса, характеристики перевозимого груза, фактическую загрузку по палубам и трюмам, данные об аварии судна получают в режиме реального времени посредством систем наблюдения, установленных на надстройках судна и мобильных самоходных или телеуправляемых малогабаритных аппаратах, передвигающихся в надводном и подводном положениях. 2 н.п. ф-лы.

1. Способ обеспечения безопасности судов, при котором формируют базу знаний по обеспечению безопасности каждого судна, базы данных по информационной поддержке борьбы за живучесть каждого судна, базы данных по интерактивным электронным техническим руководствам по эксплуатации, базы данных по картографической информации, базы данных по физическим полям каждого судна, базы данных по диагностике технических средств и корпусных конструкций, при этом обеспечивают взаимный обмен информацией аварийных судов, а при возникновении аварийной ситуации анализируют в компьютерном центре все данные по аварийному судну, как исходные данные, так и полученные данные об аварии, и вырабатывают оптимальные рекомендации для поддержания аварийного судна на плаву до подхода спасательного судна или иные решения по спасению людей, судна, груза и по предотвращению загрязнения окружающей среды, отличающийся тем, что дополнительно включают в базу знаний технические данные всех судов данного класса, характеристики перевозимого груза, фактическую загрузку по палубам и трюмам, данные об аварии судна получают в режиме реального времени посредством систем наблюдения, установленных на надстройках судна и мобильных самоходных или телеуправляемых малогабаритных аппаратах, передвигающихся в надводном и подводном положениях.

2. Спасательная система, включающая размещенный на судне компьютерный центр, содержащий информационно-поисковую систему, центр хранения баз данных и аналитический центр с программами анализа аварийных ситуаций и расчетов безопасности, и содержащая оперативные каналы связи со всеми судами в регионе и постоянно функционирующий отдельный канал приема информации, например, типа SOS об авариях обслуживаемых судов, и содержащая системы видео- и инфракрасного наблюдения и связанных отдельным оперативным каналом связи с этой спасательной системой, отличающаяся тем, что системы видео- и инфракрасного наблюдения установлены на надстройках судна и мобильных самоходных или телеуправляемых малогабаритных аппаратах, передвигающихся в надводном и подводном положениях, системы наблюдения, установленные на мобильных аппаратах дополнительно содержат оптическое устройство, работающее в зеленом диапазоне (532 нм) волн, аналитический центр с программами анализа аварийных ситуаций и расчетов безопасности выполнен виде многофункциональной экспертной системы.