Интегрированная система навигации кораблей и судов обеспечения Военно-Морского Флота Российский патент 2022 года по МПК G06C21/00 G05D1/00 

Изобретение относится к области навигации и может найти применение для обеспечения навигационной безопасности плавания и выработки требуемых данных корабельным потребителям.

Наиболее близкими по технической сущности аналогами предлагаемого устройства являются: навигационный комплекс высокоскоростных судов [1] и корабельная интегрированная мостиковая система [2].

Известно решение навигационного комплекса для высокоскоростных судов [1], состоящего из приемоиндикатора, измерителей скорости и курса, автопрокладчика, вычислителя, навигационного пульта управления, эхолота и индикатора, в котором навигационный пульт управления соединен с радиолокационной станцией и авторулевым, при этом комплекс дополнительно содержит электронную картографическую навигационную систему, блок сопряжения с рулевым приводом и магистраль обмена информацией, соединенную своими входами-выходами с входами-выходами приемоиндикатора, измерителями скорости и курса, автопрокладчиком, вычислителем, навигационным пультом управления, электронной картографической навигационной системой, радиолокационной станцией, блоком сопряжения с рулевым приводом и эхолотом, при этом приемоиндикатор выполнен в виде совмещенного приемоиндикатора радионавигационных и спутниковых навигационных систем.

Анализ состава и функциональных возможностей аналога [1] выявил следующие недостатки:

- предназначен для использования на отдельном классе кораблей и имеет узконаправленное применение, преимущественно в качестве навигационного измерительного оборудования;

- не обеспечивается сопряжение с пеленгаторными устройствами, гидрометеорологическим комплексом, астронавигационным комплексом, автоматической идентификационной системой, аппаратурой международной автоматизированной системы оповещения (далее NAVTEX), средствами освещения подводной обстановки;

- не обеспечиваются возможности комплексного контроля основных навигационных параметров, прогнозирования состояния морских средств навигации и их дистанционной диагностики;

- не обеспечивается дополнительное электропитание от резервной корабельной электросети и источников бесперебойного питания.

Известно решение корабельной интегрированной мостиковой системы [2], содержащей пульт управления с устройством отображения информации, соединенные с корабельными обеспечивающими системами основным и резервным контурами сопряжения, включающими соединенные между собой внутренней интерфейсной магистралью и локальной вычислительной сетью центральный процессор, модуль мультиплексных каналов обмена, сетевой адаптер и коммутаторы локальной вычислительной сети, причем внешние сетевые входы-выходы коммутаторов локальной вычислительной сети контуров сопряжения подключены к устройствам корабельной системы управления и корабельным обеспечивающим системам, выполнена многосекционной, содержащей набор пультовых секций, каждая из которых состоит из функционально объединенных аппаратно-программных средств и модулей, связанных между собой по основному и резервному каналам локальной вычислительной сети, конструктивно объединенных в интегрированный пульт, включающий, по меньшей мере, одну общую для контуров сопряжения секцию системы питания и по две пультовые секции, подключенные к сопрягаемым корабельным обеспечивающим системам и устройствам корабельной системы управления в каждом из контуров сопряжения.

Анализ состава и функциональных возможностей аналога [2] выявил следующие недостатки:

- не обеспечивается резервирование интегрированного пульта и цифрового табло навигационных параметров;

- не обеспечивается сопряжение с пеленгаторными устройствами, астронавигационным комплексом, автоматической идентификационной системой, аппаратурой NAVTEX;

- не обеспечивается дистанционный контроль основных навигационных параметров и дистанционная диагностика состояния морских средств навигации;

- не обеспечивается дополнительное электропитание от резервной корабельной электросети.

Целью заявляемого технического решения является создание интегрированной системы навигации для кораблей и судов обеспечения Военно-Морского Флота (далее ИСН ВМФ), обладающей высокой надежностью, универсальностью и расширенными функциональными возможностями.

В представленном изобретении имеются следующие отличия от аналогов:

- схема ИСН ВМФ предусматривает установку пультовых секций не на одном командном пункте, а на каждом командном пункте (43-45) корабля или судна обеспечения (далее корабля), объединенных между собой не основным и резервным каналами, а тремя серверами (20-22) и локально-вычислительной сетью (19), которая оснащена основным и резервными каналами передачи навигационных данных, исключающими потерю информации при боевых и аварийных повреждениях;

- пульт управления с устройством отображения информации выполнен не многосекционными, каждая из секции которого состоит из функционально объединенных аппаратно-программных средств, а состоит из: блоков отображения и управления (38, 39, 41), дополненных автоматизированными мобильными комплектами (далее АМК) должностных лиц (33-36); автоматизированных рабочих мест (далее АРМ) в составе интегрированной мостиковой системы (далее ИМС) (42) и интегрированной системы управления кораблем (40), которые построены с использованием принципа модульности;

- в качестве устройств хранения навигационной информации используются не пультовые секции, каждая из которых состоит из функционально объединенных аппаратно-программных средств и модулей, а серверы (20-22), включающие в себя дополнительную электронно-компонентную базу: аналогово-цифровые преобразователи (далее АЦП) (18), устройства получения пеленга (далее УПП) (27), дополнительные оперативные запоминающие устройства (далее ОЗУ) (28), блоки вычисления (29), устройства извлечения (далее УИ) (31) и устройства уничтожения (далее УУ) запоминающих устройств (30);

- обеспечение ИСН ВМФ и корабельных потребителей цифровой картографической информацией (далее ЦКИ) реализуется за счет внедрения в схему единой электронной картографической системы (далее ЕЭКС) (26), осуществляющей получение электронных навигационных карт (далее ЭНК), баз геопространственных данных (далее БГД) и другой ЦКИ через унифицированный картографический сервер из ее состава от автоматизированной системы обеспечения Военно-Морского Флота цифровой картографической информацией (далее АСО ВМФ ЦКИ), а также хранение ЦКИ и ее трансляцию всем потребителям корабля;

- бесперебойное электропитание системы обеспечивается не источниками бесперебойного питания (далее ИБП), представляющими из себя блок с аккумуляторной батареей, а наличием в схеме системы обеспечения бесперебойным питанием от основной (1) и резервной (2) корабельной электросети (далее КЭС), дополненной автоматическими переключателями сети (далее АПС) (3) и ИБП (4), гарантирующих непрерывную работоспособность всех элементов ИСН ВМФ.

Технический результат представляет собой свойство изобретения обеспечивать с его применением навигационную безопасность плавания и выработку требуемых данных корабельным потребителям с повышением надежности, универсальности системы в целом и расширением ее функциональных возможностей.

Существенными признаками, достаточными для достижения изобретением технического результата, являются:

- построение блоков отображения и управления ИСН ВМФ (38, 39, 41), в том числе на АРМ ИМС (42) и интегрированной системы управления кораблем (40) с использованием принципа модульности, позволяющих реализовать функции обеспечения навигационной безопасности плавания и выработки расчетных данных в системе управления кораблем на каждом командном пункте корабля (43, 44, 45);

- наличие в схеме пульта (52) с органами управления режимами счисления, осуществляющего регулировку настроек, отображение данных от морских средств навигации и других корабельных систем, обеспечивающих изобретение навигационной информацией, совмещенного с системой сигнализации;

- соответствие блока отображения и управления ИСН ВМФ (38, 39, 41) антропометрическим требованиям при проектировании рабочих мест машин [3], требованиям к расположению рабочей станции и осанке оператора [4];

- наличие в схеме интерактивной доски (60) с проектором (61), выполняющей функции навигационного монитора с сенсорным управлением (59);

- наличие в схеме ЕЭКС (26), получающей ЦКИ через унифицированный картографический сервер из ее состава от АСО ВМФ ЦКИ, а также осуществляющей хранение и трансляцию ЦКИ всем потребителям корабля;

- преобразование в цифровой вид и передачей по коду NMEA всей информации от морских средств навигации (далее МСН), средств освещения обстановки и технических средств;

- наличие в схеме трех контуров: МСН и средств освещения обстановки (5); обработки и обеспечения сохранности информации (17); моделирования, решения навигационных задач кораблевождения (далее НЗК) и выработки расчетных данных (32), объединенных между собой локально-вычислительной сетью (далее ЛВС) (19);

- включение в состав ЛВС резервных каналов передачи навигационных данных;

- наличие в схеме серверов (20-22), осуществляющих получение, обработку, обеспечение сохранности и трансляцию требуемой информации по проводным и беспроводным каналам связи корабельным потребителям;

- оборудование каждого сервера однообразным программным обеспечением и дополнительной электронно-компонентной базой: дополнительным ОЗУ (28), блоком вычисления (29), УПП (27), УИ (31), УУ (30), АЦП (18);

- наличие в схеме АМК должностных лиц (33-36), обладающих положительной плавучестью и стойкостью к внешним воздействующим факторам;

- наличие в схеме системы обеспечения бесперебойным питанием от основной (1) и резервной КЭС (2), дополненной АПС (3) и ИБП (4), обеспечивающими непрерывную работоспособность всех элементов ИСН ВМФ.

Техническая сущность изобретения заключается в совершенствовании технического состояния ИСН ВМФ относительно аналогов до уровня, обеспечивающего высокую надежность, универсальность и более широкие функциональные возможности системы, а также интеграцию аппаратно-программного комплекса ИСН ВМФ в состав ИМС (42) и интегрированной системы управления кораблем (40).

Техническая реализация изобретения поясняется чертежом структурно-логической схемы ИСН ВМФ (фиг. 1), представляющим один из возможных вариантов выполнения ИСН ВМФ. При этом, для различных проектов кораблей допускается изменение количественного состава структурно-логической схемы ИСН ВМФ.

Система условно разделена на три контура: МСН и средств освещения обстановки (5); обработки и обеспечения сохранности информации (17); моделирования, решения НЗК и выработки расчетных данных (32).

В состав контура МСН и средств освещения обстановки (5) входят: пеленгаторы системы курсоуказания (6), оснащенные АЦП (18); астронавигационный комплекс (7); гидрометеорологический комплекс (8); средства коррекции по наземным и спутниковым радионавигационным системам (9); система курсоуказания (10); лаги (11); навигационные эхолоты (12); аппаратура NAVTEX (13); данные от внешних источников дополнительной навигационной информации: автоматической идентификационной системы (14), средств освещения надводной обстановки (15), средств освещения подводной обстановки (16), системы единого времени (46). Функциями контура являются: расчет вектора состояния корабля, определение параметров движения целей, освещение ближней морской обстановки, получение навигационной информации и выработка навигационных данных.

В состав контура обработки и обеспечения сохранности информации (17) входят: серверы ИСН ВМФ (20, 21, 22), совмещенные с системными блоками и печатающее устройство (37). Представляемая схема ИСН ВМФ предусматривает оптимальное количество серверов, но в зависимости от проекта корабля их число может быть изменено до количества постов обслуживания МСН, но не менее двух. Функциями контура являются: получение, отображение, обработка, обеспечение сохранности информации, единого корабельного времени, ЦКИ, БГД, реализованные в СПМО; трансляция требуемой информации корабельным потребителям, а также в контур моделирования, решения НЗК и выработки расчетных данных (32).

В состав контура моделирования, решения НЗК и выработки расчетных данных (32) входят: ЕЭКС (26), блоки отображения и управления ИСН ВМФ (38, 39, 41); АРМ ИМС (42) и интегрированной системы управления кораблем (40), АМК командира корабля (33), АМК досмотровой группы (34), АМК штурмана (35), АМК флагманского штурмана (36). Функциями контура являются: взаимодействие ИСН ВМФ с оператором, установка режимов коррекции и управление системой, отображение навигационной информации, информации по объектам маневрирования, решение НЗК, выработка расчетных данных, документирование обстоятельств плавания, осуществление контроля за МСН, автоматизированный анализ навигационной и морской обстановки, обоснование предложений командиру корабля на маневрирование.

Решение задач обеспечения навигационной безопасности плавания и выработка требуемых данных корабельным потребителям осуществляется в блоках отображения и управления ИСН ВМФ (38, 39, 41), АРМ (40, 42), АМК (33-36).

Блок отображения и управления ИСН ВМФ выполнен в виде аппаратно-программного комплекса, объединяющий информацию от МСН и технических средств для автоматического контроля за их работоспособностью, комплексной обработки, анализа достоверности и целостности получаемой информации, наглядного отображения навигационной информации, надводной и подводной обстановки, решения навигационных задач кораблевождения и документирования обстоятельств плавания. Блок отображения и управления ИСН ВМФ должен быть оборудован поручнем. Его исполнение и место крепления зависит от проекта корабля.

Блок отображения и управления ИСН ВМФ может быть реализован в двух исполнениях: оборудованный навигационным монитором с сенсорным управлением, оборудованный интерактивной доской с проектором, выполняющей функции навигационного монитора с сенсорным управлением.

Блоки отображения и управления ИСН ВМФ, оборудованные навигационным монитором с сенсорным управлением (фиг. 2) и интерактивной доской с проектором (фиг. 3) обладают преимуществом по сравнению с пультами управления аналогов [1, 2]. В ИСН ВМФ решение НЗК осуществляется с использованием морских навигационных карт, а навигационная информация, информация по целям, ЦКИ, БГД и иная информация, применяемая в целях обеспечения навигационной безопасности плавания и выработки требуемых данных корабельным потребителям, представляется судоводителю в привычном для восприятия объеме и размере, выполненном в формате морской навигационной карты.

Интерактивная доска с проектором обладает большей надежностью по отношению к навигационному монитору с сенсорным управлением, поскольку при повреждении поверхности доски она выходит из строя не полностью, а только на том участке, который поврежден.

Блок отображения и управления ИСН ВМФ, оборудованный навигационным монитором с сенсорным управлением (фиг. 2) состоит из: ящиков для хранения морских навигационных карт (46); ящика для хранения средств малой механизации и прокладочного инструмента (47); четырех зажимов для крепления морской навигационной карты (48), могут быть выполнены в различных исполнениях; универсального дисплея отображения навигационной и гидрометеорологической информации (49); универсального маневренного дисплея (50); морских часов (51); пульта (52) с постоянно отображающимися данными от МСН и других корабельных систем, совмещенного с системой сигнализации (фиг. 4), обеспечивающих ИСН ВМФ навигационной информацией; монитора электронного навигационного журнала (53); кнопки включения (выключения) сенсоров навигационного монитора под защитной крышкой (54); кнопки включения (выключения) навигационного монитора под защитной крышкой (55); кнопки включения (выключения) ИСН ВМФ (56); клавиатуры (57); манипулятора (58); навигационного монитора с отключающимся сенсорным управлением, постоянно отображающейся электронной навигационной картой и обстоятельствами плавания, имеющего степени защиты не менее IK-09 и IP-68 (59).

Блок отображения и управления ИСН ВМФ, оборудованный интерактивной доской с проектором (фиг. 3) состоит из: ящиков для хранения морских навигационных карт (46), ящика для хранения средств малой механизации и прокладочного инструмента (47), четырех зажимов для крепления морской навигационной карты (48), могут быть выполнены в различных исполнениях, универсального дисплея отображения навигационной и гидрометеорологической информации (49); универсального маневренного дисплея (50); морских часов (51), пульта (52) с постоянно отображающимися данными от МСН и других корабельных систем, обеспечивающих ИСН ВМФ навигационной информацией, совмещенного с системой сигнализации (фиг. 4), монитора электронного навигационного журнала (53), кнопки включения (выключения) сенсоров навигационного монитора под защитной крышкой (54), кнопки включения (выключения) навигационного монитора под защитной крышкой (55), кнопки включения (выключения) ИСН ВМФ (56), клавиатуры (57), манипулятора (58), интерактивной доски (60) с проектором (61), выполняющих функции навигационного монитора с сенсорным управлением.

Универсальный дисплей отображения навигационной и гидрометеорологической информации (49) выполнен в виде монитора, отображающего приемоиндикатор гидрометеорологического комплекса с функцией переключения на отображение приемоиндикатора NAVTEX.

Универсальный маневренный дисплей (50) выполнен в виде монитора, графически отображающего движение корабля на ЭНК с функцией переключения отображения данных от средств освещения надводной и подводной обстановки и их совмещения с местоположением корабля на ЭНК.

Пульт (52) выполнен в виде устройства с органами управления режимами счисления, осуществляющее регулировку настроек, отображение данных от морских средств навигации и других корабельных систем, обеспечивающее ИСН ВМФ навигационной информацией, совмещенное с системой сигнализации. Вариант индикации на мониторе представлен на фиг. 4. При этом, отображаемая на мониторе информация зависит от состава МСН и технических средств корабля. Пульт включает в себя: органы управления и настройки системы (62), обеспечивающие включение (выключение) монитора, выбор режимов счисления, регулировку яркости и управление сигнализацией; настройки звуковой сигнализации (63) и яркости отображения (64); настройки корабельного времени (65), обеспечивающие отображение и коррекцию корабельного времени в автоматическом режиме или по данным вводимым вручную; настройки режима счисления (66), обеспечивающие счисление в ИСН ВМФ и его отображение на ЭНК в автоматическом или ручном режиме; координаты места корабля (67) от МСН и других корабельных систем (слева направо: от спутниковых радионавигационных систем (далее СРНС), от радионавигационных систем (далее РНС), от системы спутниковой связи «ИНМАРСАТ», от навигационного комплекса (далее НК), при его наличии, от автоматической идентификационной системы (далее АИС), вероятнейшее место корабля (далее ВМК)); глубина под килем (68) по данным навигационного эхолота (далее НЭЛ); поправки лагов (69), соответствующие величине скорости движения корабля (70), выработанной лагами (слева направо: гидроакустическим лагом (далее ГАЛ), индукционным электрическим лагом (далее ИЭЛ), морским гидродинамическим лагом (далее МГЛ), а также по данным от навигационного комплекса (далее НК), РНС и СРНС)); поправки систем курсоуказания (71), соответствующие величине курса корабля (72) по данным от систем курсоуказания (слева направо: от гирокомпаса-1 (далее ГК-1), ГК-2, от гироскопического курсоуказателя (далее ГКУ), от магнитного компаса (далее МК), а также по данным от НК, при его наличии, РНС и СРНС; время (73) по данным корабельной системы точного времени или по данным приемоиндикатора СРНС. Избранные оператором данные от МСН и других корабельных систем, предназначенные для обеспечения навигационной безопасности плавания и выработки требуемых данных корабельным потребителям подсвечивается на мониторе зеленым цветом и выделяется полужирным шрифтом (74). Изменение выбранных данных осуществляется с применением органов управления и настройки системы (62). Навигационная информация, не использующаяся для обеспечения навигационной безопасности плавания и трансляции корабельным потребителям, цветом не выделяется и постоянно отображается (75) на мониторе в информационно-справочных целях. Исключение составляет световая сигнализация неисправностей (76), отображающаяся на мониторе красным цветом и сопровождающаяся звуковым сигналом. Принцип подачи команды на срабатывание сигнализации основан на сравнении каждой из оцениваемой величины навигационных данных, исправленной поправками с ее математическим ожиданием.

Эргономика построения Блока отображения и управления ИСН ВМФ (38, 39, 41) (фиг. 5), его основные размеры, расположение органов управления и средств отображения отвечает антропометрическим требованиям при проектировании рабочих мест машин [3], требованиям к расположению рабочей станции и осанке оператора [4]. Основные размеры составляют: 900 мм (77, 83), 210 мм (78), 750 мм (80), 1000 мм (81), 1300 мм (82) и 30° (79)

АРМ (40, 42) выполнен в виде аппаратно-программного комплекса, объединяющего информацию от МСН и технических средств, для решения навигационных задач кораблевождения и документирования обстоятельств плавания. АРМ (40, 42) реализуются в виде многофункциональной стойки, соответствующей архитектуре автоматизированных мест ИМС и интегрированной системы навигации применимо к конкретному проекту корабля.

АМК (33-36) выполнен в виде планшета, обладающего положительной плавучестью и стойкостью к внешним воздействующим факторам, обеспечивающего решение навигационных задач кораблевождения. Счисление места корабля осуществляется, как по навигационным данным от ИСН ВМФ, поступающим в АМК (33-36) по беспроводным каналам связи, так и по сигналам встроенной антенны приема сигналов от спутниковых радионавигационных систем.

Обеспечение ИСН ВМФ бесперебойным электропитанием осуществляется от основной (1) и резервной КЭС (2) переменного тока 127 В, оснащенной АПС (3) и ИБП (4), обеспечивающими работоспособность всех элементов системы.

В контуре МСН и средств освещения обстановки (5) осуществляется расчет параметров, характеризующих положение корабля, его перемещение, управляющие воздействия и влияние внешней среды на него с учетом погрешностей, навигационной обстановки и объектов маневрирования в текущий момент времени. Выработанные значения навигационной информации от МСН и технических средств (6-13), внешних источников дополнительной навигационной информации (14, 15, 16, 46) непрерывно транслируется в контур обработки и обеспечения сохранности информации (17), а также в контур моделирования, решения НЗК и выработки расчетных данных (32). Передача навигационной информации осуществляется в коде NMEA по каналам связи, как от аналоговых устройств через АЦП (18), так и от цифровых устройств, в навигационную ЛВС (19), объединяющую серверы ИСН ВМФ (20, 21, 22). (19) состоит из основного и резервных каналов передачи навигационных данных (23-25). В схеме ИСН ВМФ предусмотрено два резервных канала, но при этом допускается изменение их количества в зависимости от проекта корабля и подключаемого оборудования.

Загрузка ЭНК, БГД и другой ЦКИ в серверы и корабельным потребителям осуществляется заблаговременно из ЕЭКС (26).

В дополнение к системным блокам, обеспечивающим выполнение вычислительных процессов в ИСН ВМФ, серверы включают: УПП (27), обеспечивающее получение значения пеленга или азимута из ПГК в ИСН ВМФ через АЦП (18); дополнительное ОЗУ (28), обеспечивающее бесперебойную работу блока размножения информации от средства освещения надводной обстановки (16); блок вычисления (29), обеспечивающий их прием и обработку; УУ (30), обеспечивающее уничтожение запоминающих устройств при угрозе захвата корабля; УИ (31), обеспечивающее извлечение запоминающих устройств из сервера для обеспечения сохранности информации, составляющей государственную тайну.

В дополнение к указанным функциям серверы осуществляют получение, обработку, обеспечение сохранности навигационной информации, данных по объектам маневрирования, единого корабельного времени, ЦКИ; трансляцию требуемой информации по проводным каналам связи корабельным потребителям, а так же в контур (32); по беспроводным каналам связи - в автоматизированные мобильные комплекты (АМК) командира корабля (33), досмотровой группы (34), штурмана (35), ФШ (36), печатающее устройство (37).

В контуре (17) вырабатываются дополнительные параметры, характеризующие положение и перемещение корабля относительно навигационной обстановки, объектов маневрирования, ЦКИ и БГД. Указанными параметрами являются: направления и расстояния до навигационных опасностей и морских целей, их координаты, элементы движения целей и др. Данные параметры, навигационная информация, ЦКИ, БГД и данные по объектам маневрирования транслируются в контур (32) и представляется оператору на мониторах блоков отображения и управления ИСН ВМФ (38, 39, 41), АРМ (40, 42), установленных на каждом командном пункте корабля. Схема предусматривает наличие на корабле трех командных пунктов, например: ходовой командный пункт (далее ХКП) (45), главный командный пункт (далее ГКП) (44), запасной командный пункт (далее ЗКП) (43). Дополнительно блоки отображения и управления ИСН ВМФ (38, 39, 41), АРМ (40, 42) устанавливаются на командных пунктах и боевых постах корабля, в которых осуществляется управление маневрами корабля, ведение навигационной прокладки, а также использование электронной картографической информации.

В (38-42), с целью обеспечения навигационной безопасности плавания и выработки требуемых данных корабельным потребителям, должностными лицами осуществляется управление ИСН ВМФ в соответствии с методами кораблевождения. В контуре (32) выполняется: установка режимов коррекции; контроль за работоспособностью МСН; комплексная обработка, анализ достоверности и целостности получаемой информации; ведение автоматизированной навигационной прокладки; наглядное отображение совокупности навигационной информации, ЦКИ, БГД, гидрометеорологической обстановки, данных по объектам маневрирования; анализ действующей навигационной обстановки; ввод в ИСН ВМФ упрежденного момента времени и моделирование обстановки на заданный момент времени с учетом информации БГД, воздействия внешней среды и погрешностей; решение НТЗ; выработка расчетных на текущий и упрежденный момент времени; документирование обстоятельств плавания; управление трансляцией навигационных данных корабельным потребителям.

Вырабатываемый в контуре (32) массив информации, транслируется в контур (17), где осуществляется его хранение, структуризация на блоки и последующая трансляция в интегрированную систему управления кораблем, ИМС и другие корабельные системы. Вырабатываемая в ИСН ВМФ совокупность информации является достаточной для обеспечения навигационной безопасности плавания и выполнения поставленных кораблю задач. Она характеризуют положение, перемещение корабля, данные по объектам маневрирования и другую расчетную информацию на упрежденный момент времени с учетом оказываемых на корабль управляющих воздействий, воздействий внешней среды, действующей и моделируемой обстановки, ЦКИ, БГД, обеспечивающих безопасный и своевременный выход корабля в заданную позицию, заданным курсом и скоростью, его движение по заданной траектории в соответствии с поставленной кораблю задачей.

Схема ИСН ВМФ обеспечивает универсальность, расширенные функциональные возможности, многократное резервирование, гарантирующие стойкость системы к повреждениям различного характера и повышение надежности функционирования на аппаратно-программном, информационном и конструктивном уровнях.

Информационный уровень обеспечивается применением ЕЭКС (26), получающей ЦКИ через унифицированный картографический сервер из ее состава от АСО ВМФ ЦКИ, а также осуществляющей хранение и трансляцию ЦКИ всем потребителям корабля.

Аппаратно-программный уровень обеспечивается:

- построением блоков отображения и управления ИСН ВМФ (38, 39, 41), в том числе на АРМ ИМС (42) и интегрированной системы управления кораблем (40) с использованием принципа модульности, объединенных тремя серверами (20-22) и ЛВС (19);

- преобразованием всей информации от МСН, средств освещения обстановки и технических средств в цифровой вид и передачи ее в коде NMEA.

Конструктивный уровень обеспечивается:

- включением в схему трех серверов (20-22) и ЛВС (19), оснащенной основным и резервными каналами передачи навигационных данных (23-25), исключающих потерю информации при боевых и аварийных повреждениях;

- наличием в схеме пульта (52) с органами управления режимами счисления, осуществляющего регулировку настроек, отображение данных от морских средств навигации и других корабельных систем, обеспечивающего ИСН ВМФ навигационной информацией, совмещенного с системой сигнализации;

- соответствием блока отображения и управления ИСН ВМФ (38, 39, 41) антропометрическим требованиям при проектировании рабочих мест машин [3], требованиям к расположению рабочей станции и осанке оператора [4], эргономическим принципам при проектировании производственных систем [5];

- наличием в схеме интерактивной доски с проектором, выполняющей функции навигационного монитора с сенсорным управлением;

- наличием в схеме АМК (33-36), обладающих положительной плавучестью и стойкостью к внешним воздействующим факторам;

- оборудованием серверов (20-22) дополнительной электронно-компонентной базой: АЦП (18), УПП (27), дополнительным ОЗУ (28), блоком вычисления (29), УУ (30), УИ (31);

- наличием в схеме системы обеспечения бесперебойным питанием от основной (1) и резервной КЭС (2), дополненной АПС (3) и ИБП (4), гарантирующих непрерывную работоспособность всех элементов ИСН ВМФ.

Надежность системы в целом достигается за счет многократного резервирования блоков отображения и управления ИСН ВМФ (38, 39, 41) и АРМ (40, 42), установленных на каждом командном пункте корабля (43-45), реализующих функции обеспечения навигационной безопасности плавания и выработки требуемых данных корабельным потребителям, а также за счет применения в схеме ЛВС (19) с основным и резервными каналами передачи навигационных данных (23-25) и тремя серверами (20-22), обеспечивающих полноценное функционирование системы с вероятностью безотказной работы Р_Б=0,987.

Универсальность обеспечивается применением принципа модульности.

Расширение функциональных возможностей реализуется за счет визуализации на каждом блоке отображения и управления ИСН ВМФ (38, 39, 41) всей навигационной информации от морских средств навигации, данных от корабельных систем, ЭНК, БГД и другой ЦКИ, а так же применении в целях обеспечения навигационной безопасности плавания и выработки требуемых данных корабельным потребителям в привычном для восприятия судоводителем объеме и размере, выполненном в формате морской навигационной карты; совмещением блоков отображения и управления ИСН ВМФ (38, 39, 41) с системой сигнализации и органами управления режимами счисления.

Таким образом, предлагаемая интегрированная система навигации кораблей и судов обеспечения Военно-Морского Флота обладает высокой надежностью, универсальностью и расширенными функциональными возможностями. Реализация представленных технических решений позволяет решать задачи обеспечения навигационной безопасности плавания и выработки требуемых данных корабельным потребителям на каждом рабочем месте ИСН ВМФ.

Наличие таких признаков, как универсальность, расширенные функциональные возможности, многократное резервирование, гарантирующие стойкость системы к повреждениям различного характера и повышение надежности функционирования на аппаратно-программном, информационном и конструктивном уровнях позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «существенные отличия».

Использование в комплексе: АМК (33-36), пульта (52) с органами управления режимами счисления, осуществляющего регулировку настроек, отображение данных от морских средств навигации и других корабельных систем, обеспечивающего ИСН ВМФ навигационной информацией, совмещенного с системой сигнализации, навигационного монитора с сенсорным управлением (59) или интерактивной доски (60) с проектором (61), ЕЭКС (26), ЛВС (19) с основным и резервными каналами передачи навигационных данных (23-25), трех серверов (20-22), блоков отображения и управления ИСН ВМФ (38, 39, 41) и АРМ (40, 42), установленных на каждом командном пункте корабля (43-45) в целях обеспечения навигационной безопасности плавания и выработки требуемых данных корабельным потребителям ранее не производилось. Это позволяет утверждать, что представленное техническое решение удовлетворяет критерию «изобретение» и может быть реализовано на кораблях и судах обеспечения Военно-Морского Флота.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Патент №2260191 от 01.10.2005 г. «Навигационный комплекс высокоскоростных судов».

2. Патент №105755 от 20.06.2011 г. «Корабельная интегрированная мостиковая система».

3. ГОСТ Р ИСО 14738-2007 Безопасность машин. Антропометрические требования при проектировании рабочих мест машин. - М.: Госстандарт, 2007. - 49 с.

4. ГОСТ Р ИСО 9241-5-2009 Эргономические требования к проведению офисных работ с использованием видеодисплейных терминалов. Часть 5. Требования к расположению рабочей станции и осанке оператора. - М.: Госстандарт, 2010. - 38 с.

5. ГОСТ Р ИСО 6385-2007 Эргономика. Применение эргономических принципов при проектировании производственных систем - М.: Стандартинформ, 2007. - 23 с.

Изобретение «Интегрированная система навигации кораблей и судов обеспечения Военно-Морского Флота» относится к области навигации, к приборам навигационных расчетов. Технический результат представляет собой обеспечение навигационной безопасности плавания и выработку требуемых данных корабельным потребителям с повышением надежности, универсальности системы и расширении ее функциональных возможностей. Существенными признаками является использование в комплексе: единой электронной картографической системы, блоков отображения и управления; навигационным монитором с сенсорным управлением; автоматизированных рабочих мест; автоматизированных мобильных комплектов должностных лиц; принципа модульности его элементов, основанных на программном обеспечении электронных картографических навигационных информационных систем на всех блоках отображения и управления на каждом командном пункте корабля, объединенных тремя серверами, осуществляющими получение, обработку, обеспечение сохранности и трансляцию требуемой информации по проводным и беспроводным каналам связи корабельным потребителям, локально-вычислительной сетью, оснащенной основным и резервными каналами передачи навигационных данных, исключающими потерю информации при боевых и аварийных повреждениях. 5 ил.

Интегрированная система навигации кораблей и судов обеспечения Военно-Морского Флота, содержащая морские средства навигации, средства освещения надводной и подводной обстановки, локальную вычислительную сеть, серверы, автоматизированные мобильные комплекты должностных лиц, печатающее устройство, единую электронную картографическую систему, систему единого времени, блоки отображения и управления, автоматизированные рабочие места в составе интегрированной мостиковой системы и интегрированной системы управления кораблем, автоматический переключатель сети и источники бесперебойного электропитания, отличающаяся тем, что выполнена интегрированной на каждый командный пункт корабля с использованием принципа модульности, оснащенных пультом с органами управления режимами счисления, осуществляющим регулировку настроек, отображение данных от морских средств навигации и других корабельных систем, обеспечивающих ИСН ВМФ навигационной информацией, совмещенных с системой сигнализации, навигационным монитором с сенсорным управлением или интерактивной доской с проектором, автоматизированных рабочих местах в составе интегрированной мостиковой системы и интегрированной системы управления кораблем, автоматизированные мобильные комплекты должностных лиц, обеспечиваемые цифровой картографической информацией от единой электронной картографической системы, объединенные тремя серверами и локально-вычислительной сетью, оснащенной основным и резервными каналами передачи навигационных данных, исключающими потерю информации при боевых и аварийных повреждениях.