БОРТОВОЙ ЦЕНТР УПРАВЛЕНИЯ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИМ СУДНОМ РОСРЫБОЛОВСТВА

Полезная модель относится к бортовым центрам управления научно-исследовательских судов Росрыболовства.
Бортовой центр управления научно-исследовательским судном найдет применение в оснащении больших, средних и малых научно-исследовательских суден (НИС), способных осуществлять научные исследования и мониторинг морских биоресурсов в различных районах Мирового океана.
Бортовой центр управления научно-исследовательским судном предназначен для:
- оптимизации управления судном и оборудованием в процессе морских рыбохозяйственных исследований, контроля промышленного рыболовства, охраны водных биоресурсов и управления рациональным их использованием;
- сбора и обработки научных данных, данных о состоянии судовых систем и оборудовании;
- интеграции данных о навигационной и промысловой обстановке;
- передачи научных данных в сырьевые исследовательские институты и подразделения Росрыболовства.
Известны различные технические решения в рассматриваемой области. Так, известно устройство автоматизированной обработки судовой навигационной информации (патент на изобретение RU №2444782, МПК G06F 19/00, опубл. 10.03.2012). Устройство содержит унифицированные автоматизированные рабочие места (АРМ), основной и резервный интеграторы корабельных данных, радиолокационные станции (РЛС), сетевые радар-процессоры и расширитель видеосигнала, подсистему управления техническими средствами (УТС), общую шину данных, к которой подключены АРМ, интеграторы корабельных данных и подсистема УТС, причем к входам интеграторов корабельных данных подключены датчики сопрягаемых систем: навигационный комплекс, лаг, компас, эхолот, GPS, GLONASS, LORAN-C, гидрометеокомплекс, система единого времени, средства автоматической радиолокационной прокладки, гидроакустическая станция, оптико-электронные визиры и телекамеры, при этом аналоговые выходы видеосистем подключены через расширитель видеосигнала к видеовходам АРМ, РЛС подключены к общей шине через сетевые радар-процессоры, датчики технических средств - через подсистему УТС, а к интеграторам корабельных данных подключены дополнительные датчики сопрягаемых систем: устройства измерения крена и дифферента, регистратор рейса и автоматическая идентификационная система. Устройство обладает расширенными функциональными возможностями и повышенным уровнем живучести за счет программно-аппаратной унификации АРМ, интеграции сопрягаемых систем в единый аппаратно-программный комплекс на уровне навигационного контура, контура управления техническими средствами корабля и организации самоорганизующейся архитектуры с автоматической управляемой реконфигурацией набора АРМ.
Известна также автоматизированная система управления движением рыболовного судна (патент на полезную модель №99887, МПК: G08G 3/00, B63H 25/04, опубл. 27.11.2010), которая выбрана в качестве прототипа. Система содержит блок управления, гидроакустический блок, навигационный блок и систему датчиков трала и окружающей среды, подсоединенные через последовательно соединенные интерфейсный и вычислительный блоки к блоку индикации, блоку автоматического управления и блоку выдачи рекомендаций, блок ввода и коррекции параметров судна и орудий лова, блок решения навигационных задач, блок построения 3D изображений подводной ситуации лова, блок чтения и отображения электронных карт и промысловых планшетов и блок электронного промыслового журнала, соединенные с вычислительным блоком и блоком индикации. Основной целью известного решения является выдача "рекомендаций" судоводителю для прицельного облова рыбных скоплений при траловом и кошельковом лове, а также безопасное маневрирование судном с орудиями лова при работе в группе судов.
Однако, известные решения не обладают возможностью сбора и обработки научных данных.
Задачей предлагаемой полезной модели является создание бортового центра управления научно-исследовательским судном, обеспечивающего сбор и обработку научных данных.
Технический результат, достигаемый при использовании предлагаемой полезной модели, заключается в расширении функциональных возможностей бортового центра управления научно-исследовательским судном за счет сбора и обработки научных данных, интеграции с интегрированным навигационно-промысловым комплексом (ИНПК) или интегрированной навигационной системой (ИНС), автоматизированной системой управления технологическими процессами (АСУ ТП) судна, а также за счет информационного обмена с другими НИС, береговыми научными институтами, центром мониторинга и ситуационным центром Росрыболовства.
Достигается технический результат за счет того, что бортовой центр управления научно-исследовательским судном Росрыболовства, характеризуется тем, что, согласно полезной модели, содержит шину данных, к которой подключены вычислительный блок, сервер интеграции данных, соединенный с базой данных, блок информационно-справочной системы (ИСС), блок специализированных датчиков, блок электронно-измерительных приборов, блок геоинформационной системы (ГИС) и электронно-картографической системы (ЭКС), сервер связи, соединенный со средствами связи, блок решения исследовательских и прикладных задач, АРМ пользователя, АРМ начальника рейса, АРМ администратора, ИНПК/ИНС, АСУ ТП судна.
Сущность полезной модели поясняется фиг., на которой изображена структурная схема бортового центра управления научно-исследовательским судном, где:
1 - вычислительный блок;
2 - сервер интеграции данных;
3 - база данных;
4 - блок ИСС;
5 - блок специализированных датчиков;
6 - блок электронно-измерительных приборов;
7 - блок ГИС и ЭКС;
8 - сервер связи;
9 - средства связи;
10 - блок решения исследовательских и прикладных задач;
11 - АРМ пользователя;
12 - АРМ начальника рейса;
13 - АРМ администратора;
14 - шина данных;
15 - ИНПК/ИНС;
16 - АСУ ТП.
Бортовой центр управления научно-исследовательским судном Росрыболовства состоит из шины данных 14, к которой подключены вычислительный блок 1, сервер 2 интеграции данных, соединенный с базой данных 3, блок 4 ИСС, блок 5 специализированных датчиков, блок 6 электронно-измерительных приборов, блок 7 ГИС и ЭКС, сервер 8 связи, соединенный со средствами связи 9, блок 10 решения исследовательских и прикладных задач, АРМ 11 пользователя, АРМ 12 начальника рейса, АРМ 13 администратора, ИНПК/ИНС 15, АСУ ТП 16 судна. За счет средств связи 9 осуществляется информационный обмен с другими НИС, береговыми научными институтами, центром мониторинга и ситуационным центром Росрыболовства.
Интегрированный навигационно-промысловый комплексом 15 обеспечивает выполнение следующих задач: осуществление поиска водных биоресурсов, оценка их промысловой значимости; ведение капитаном судна и начальником экспедиции собственных электронных журналов, способствующих созданию электронных рыболовных карт и планшетов промысловых районов Мирового океана; постановка трала в оптимальной точке и вывод на заданную глубину, наведение трала на наиболее плотную часть скопления; предотвращение аварий трала при работе в непосредственной близости от грунта или на сложных промысловых участках путем учета профиля дна, влияния течений и гидрометеорологических условий на движение судна и трала; управление процессами судовождения и маневрирование на переходах в районах проведения исследований; выработка данных для системы управления динамическим позиционированием в точке при выполнении научных работ; выработка данных для системы управления движением судна под активными средствами по заданной траектории.
База данных 3 обеспечивает автоматизированный сбор, обработку, регистрацию, архивирование и представление научных данных, получаемых в ходе выполнения рейсового задания, а также от приборов и комплексов, интегрированных в бортовой центр управления научно-исследовательским судном.
Сервер 2 обеспечивает выполнение следующих задач: интеграция конвенционного оборудования и данных, связанных с обеспечением безопасности мореплавания с научным оборудованием и данными; импорт навигационных и научных данных с отображением на универсальных дисплеях.
Блок 10 решения исследовательских и прикладных задач обеспечивает решение следующих задач: управление и координация научными рыбопромысловыми исследованиями; сбор, обработка, хранение и передача результатов научных исследований; информационная поддержка начальника рейса в целях гармонизации процедур проведения научных исследований; обобщенное преставление надводной и подводной обстановки в стилизованном и формализованном виде; определение точных границ «ядра» скопления объектов лова в процессе тралово-акустических съемок; определение параметров движения объектов лова; определение глубины залегания объектов лова; определение направления и дистанции до объектов лова; расчет времени подхода рыбного скопления к орудию лова и других параметров, характеризующих промысловую обстановку; качественный анализ рыбных скоплений; выбор объектов лова; автоматическое сопровождение объектов лова; автоматический контроль основных параметров трала; экологический мониторинг.
Автоматизированное рабочее место 12 начальника рейса обеспечивает автоматизацию следующих процессов: составление «Программы рейса» перед выходом в море; разработка рабочих планов и маршрутов; обеспечение организации и контроля за подготовкой к выходу в море; планирование задач; распределение обязанностей.
Автоматизированное рабочее место 13 администратора обеспечивает управление аппаратно-программный комплексом бортового центра и разграничение доступа персонала к данным.
Каждое из АРМ представляет собой набор стандартных аппаратных средств в виде электронно-вычислительной машины, мониторов, клавиатуры, графического манипулятора, органов управления специального назначения.
Блок 7 ГИС и ЭКС предназначен для: сбора, хранения, анализа и графической визуализации пространственных и атрибутивных данных и связанной с ними информацией о необходимых объектах; картографирования объектов происходящих и прогнозируемых событий и явлений; автоматизации процесса работы с картами; создания трехмерных моделей; выполнения запросов о свойствах объектов, расположенных на карте.
В качестве специализированных датчиков блока 5 могут быть использованы, например:
- датчики для измерения промыслово-значимых факторов среды: датчики температуры, автономные регистраторы температуры, датчики электропроводности, датчики гидростатического давления; датчики растворенного кислорода, датчики и измерители pH; измерители биолюминисценции, классические флюориметры, нелинейные флюориметры (продукциометры), спектральные флюориметры, флюоресцентные датчики растворенного кислорода, спектральные измерители ослабления направленного света, измерители размерно-количественных характеристик мезопланктона;
комплексы и системы для измерения: зондирующие комплексы, пробоотборники для зондирующих комплексов, возвратные сбрасываемые зонды; измерительные системы для работы на ходу судна (см. Левашов Д.Е. Техника экспедиционных исследований среды в промышленном рыболовстве: дис… д.т.н. - М., 2004).
Предлагаемая полезная модель обеспечивает выполнение следующих задач:
- выполнение многовидовых тралово-акустических съемок по оценке запасов промысловых гидробионтов;
- изучение океанологических условий формирования биологической и промысловой продуктивности вод в районах исследований;
- осуществление мониторинга среды обитания промысловых гидробионтов;
- проведение оценки состояния и характера распределения кормовой базы, пищевой обеспеченности основных промысловых рыб;
- автоматизированный сбор, обработка и отображение информации от судового научного оборудования и приборов;
- подготовка и представление научному персоналу и судоводителям НИС текущей и обобщенной формализованной и графической информации о результатах выполненных исследований, а также формирование баз данных, необходимых для принятия оперативных и долгосрочных решений;
- информационное обеспечение промысловой навигации и динамическое управление судном;
- сбор, нанесение (регистрация) и редактирование на электронной карте промысловых событий и объектов и объемной визуализацией рельефа дна в интересах повышения эффективности промысла;
- количественная оценка промысловой значимости обнаруживаемых рыбных скоплений;
- поиск, разведка, исследование и оценка ожидаемой продуктивности промысловых районов Мирового океана;
- мониторинг состояния морской поверхности и оценки степени загрязненности в районах интенсивного рыболовства и нефтедобычи;
- мониторинг ледовой обстановки;
- съемка рельефа дна на обследуемой акватории;
- формирование массивов данных для подготовки к изданию электронных навигационно-промысловых карт Мирового океана и внутренних морей Российской Федерации;
- создание комплексной информационно-справочной системы «НИС-центр», включающей проблемно-ориентированные системы управления базами данных по научным лабораториям судна;
- информационный обмен с Отраслевой системой мониторинга Росрыболовства;
- использование данных спутникового дистанционного зондирования океана.
Таким образом, предлагаемый бортовой центр управления научно-исследовательским судном обладает расширенными функциональными возможностями за счет сбора и обработки научных данных, программно-аппаратной унификации АРМ, интеграции с ИНПК/ИНС, АСУ ТП судна, а также за счет информационного обмена с другими НИС, береговыми научными институтами, центром мониторинга и ситуационным центром Росрыболовства. Предлагаемая полезная модель позволяет сократить трудозатраты личного состава, повысить надежность и эффективность выполнения ими своих функций, снизить риски технических аварий и ошибок экипажа.