КОРАБЕЛЬНАЯ ИНТЕГРИРОВАННАЯ МОСТИКОВАЯ СИСТЕМА

Полезная модель относится к вычислительной технике и является управляющей системой, предназначенной для сбора информации от корабельных систем и комплексного представления информации на мониторах, а также, для управления поворотными устройствами электронно-оптических визиров.
Известна корабельная управляющая система [1], состоящая из нескольких электронно-вычислительных машин (ЭВМ), системных интерфейсных магистралей, мультиплексных каналов информационного обмена (МКИО). Основным недостатком этой системы является отсутствие аппаратных средств сопряжения с объектами управления (ОУ) и системами обеспечивающими использование ОУ.
Известна корабельная система выработки данных и управления [2], содержащая накопитель, пульт управления (ПУ), устройство сопряжения с источниками информации и обеспечивающими системами - аппаратно-программный контур сопряжения с источниками информации и обеспечивающими системами (АПКС с ИИ и ОС), внешнюю радиальную информационную сеть (ВРИС), два устройства сопряжения с ОУ - аппаратно-программного контура сопряжения с ОУ (АПКС с ОУ), восемь каналов ввода-вывода и имитатор ОУ, в которой:
- в состав ПУ входят сенсорный манипулятор, ключи блокировки, клавиатура, НГМД, монитор;
- в состав ВРИС входят первый и второй коммутаторы ВРИС и радиальные каналы связи;
- АПКС с ИИ и ОС состоит из двух микропроцессорных вычислительных устройств (ЭВМ), каждое из которых содержит центральный процессор (ЦП), оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство (ППЗУ), контроллер мультиплексного канала информационного обмена (МКИО), контроллер релейного обмена (РО), два контроллера ВРИС, две локальные сети (ЛС), и двух комплектов блоков сопряжения, каждый из которых содержит три блока МКИО и один блок РО;
- каждый АПКС с ОУ содержит ЭВМ, состоящую из ЦП, контроллера каналов ARINC, ОЗУ, ППЗУ, двух контроллеров ВРИС и двух ЛС, комплект блоков сопряжения, содержащего четыре блока канала ARINC;
- каждый канал ввода-вывода содержит блок блокировки цепей связи (ЦС), модуль контроля аналоговых параметров, коммутатор цепей связи и блок усилителей релейных сигналов (PC).
Основными недостатками данной системы являются:
- невозможность взаимодействовать с разнотипными ОУ;
- малое количество одновременно подготавливаемых к работе ОУ;
- перегрузка ВРИС при данной организации системы и, как следствие, невозможность одновременной подготовки к работе и использования большого количества ОУ.
Известна интегрированная мостиковая система (ИМС) разработки группы компаний «Транзас» [3], включающая несколько радаров соединенных с многофункциональными дисплеями, интегратор навигационной информации с комплексом датчиков навигационных данных, коммутатор радиосвязи, несколько автоматизированных рабочих мест операторов (судоводитель, инженер-механик, штурман и т.д.), снабженных гибкоперестраиваемыми многофункциональными дисплеями, несколько электронно-вычислительных машин связанных между собой посредством системных интерфейсных магистралей и мультиплексных каналов информационного обмена. К числу недостатков данной системы следует отнести ограниченный набор подключаемого оборудования в соответствии с требованиями, устанавливаемыми для торговых судов гражданского назначения. К числу недостатков данной системы следует отнести, тот факт, что система не обеспечивает сопряжения с электронными визирами, навигационным комплексом по мультиплексному каналу, сопряжение с гидроакустической станцией обнаружения подводных объектов и метеорологическим комплексом, а также отсутствие возможности контролировать состав особо важных навигационных параметров при нахождении командира на ходовом посту корабля, т.е. вне операторского места.
Известно решение навигационного комплекса для высокоскоростных судов [4], 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, измерителей скорости и курса, автопрокладчика, вычислителя, навигационного пульта 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 [4]. Данный комплекс имеет узкое применение в качестве преимущественно навигационного-измерительного оборудования и предназначен для использования на отдельном классе судов. Система также как и в предыдущем случае не обеспечивает сопряжения с системами внешнего наблюдения, системой обнаружения подводных объектов, возможности полного и комплексного контроля основных навигационных параметров и прогнозирования состояния судового оборудования и его дистанционной диагностики.
Также известны вычислительные устройства и системы различного назначения для передачи информации между узлами распределенных вычислительных систем, например, многопроцессорная корабельная система обработки данных [5], содержащая микропроцессоры, устройство обмена информацией, блоки ввода-вывода, внешние запоминающие устройства, первую и вторую интерфейсные магистрали обмена, пульт управления, блоки ввода данных от корабельных источников. Система имеет недостаточную надежность в случае отказа отдельных элементов, а также очевидные недостатки тестового контроля, не полностью проверяющего функционирование входящих в состав системы узлов.
Известна также корабельная автоматизированная система управления [6], содержащая центральный прибор управления и связи, в состав которого входят две ЭВМ, адаптер цифрового ввода-вывода, адаптер мультиплексного канала, адаптер последовательного канала обмена, каналы релейного обмена, адаптеры локальной вычислительной сети. Указанное устройство имеет следующие недостатки:
- структурная организация не обеспечивает высокого уровня надежности устройства, т.к. при отказе ЭВМ пропадает связь с источниками и объектами управления.
- отсутствует дублирование внешних связей корабельных обеспечивающих систем и связей с объектами управления.
Наиболее близким по технической сущности аналогом (прототипом) к заявляемой полезной модели является устройство корабельной системы управления [7], содержащее центральный прибор управления соединенный с основным и резервным контурами сопряжения с корабельными системами, в каждый из которых включены объединенные между собой по внутренней интерфейсной магистрали модуль вычислитель, модуль мультиплексных каналов обмена, модуль релейного обмена, адаптер переключения локальной вычислительной сети, модуль коммутатор локальной вычислительной сети, причем внешние входы-выходы модуля мультиплексных каналов обмена основного и резервного контуров сопряжения подключены соответственно к основным и резервным мультиплексным каналам корабельной обеспечивающей системы, внешние входы-выходы модулей релейного обмена основного и резервного контуров сопряжения объединены и подключены к исполнительным механизмам и сигнализаторам корабельной системы, первый и второй сетевые входы-выходы адаптера переключения локальной вычислительной сети каждого из контуров сопряжения подключены соответственно ко входам модулей коммутаторов локальной вычислительной сети своего и параллельного контуров сопряжения, внешние сетевые входы-выходы модуля коммутатора локальной вычислительной сети основного и резервного контуров сопряжения через основную и резервную радиальные локальные вычислительные сети соответственно подключены к устройствам корабельной системы управления.
К недостаткам известной корабельной системы управления с устройством сопряжения следует отнести недостаточную эффективность при обработке и трансляции информации в режиме реального времени, заключающуюся в том, что данные от корабельных обеспечивающих систем принимаются в формате мультиплексного канала, преобразуются в устройстве сопряжения в формат данных локальной вычислительной сети, по которой передаются в устройства сопряжения с объектами управления. Такая организация обработки загружает модуль вычислитель и приводит к перегрузке локальной вычислительной сети и снижению потоковой скорости передачи данных. Также недостатком устройства являются невозможность приема переменных аналоговых данных от датчиков корабельной обеспечивающей системы и устройств корабельной системы управления, преобразования их в цифровую форму и обработки вычислителем устройства, отсутствие сопряжения с системами внешнего наблюдения, системой обнаружения подводных объектов, и невозможность осуществления полного и комплексного контроля основных навигационных параметров, прогнозирования состояния судового оборудования и его дистанционной диагностики, вследствие перегрузки локальной вычислительной сети сложность в изменении конфигурации системы и подключения новых функциональных модулей и корабельных обеспечивающих систем.
Целью заявляемого технического решения является создание интегрированной мостиковой системы обладающей универсальностью и более широкими функциональными возможностями.
Технический результат, достигаемый заявленной полезной моделью, заключается в повышении отказоустойчивости и надежности функционирования, возможности наращивания системы и расширения спектра подключаемых внешних и обеспечивающих корабельных систем.
Заявленный технический результат достигается тем, что корабельная интегрированная мостиковая система содержащая 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 внешним корабельным обеспечивающим системам, при этом, в отличие от прототипа, 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 объединенные в интегрированный пульт, включающий, по меньшей мере, одну общую для контуров сопряжения секцию системы питания и по две пультовые секции, подключенные к сопрягаемым внешним корабельным системам и устройствам корабельной системы управления в каждом из контуров сопряжения.
Система может дополнительно содержать цифровое табло навигационных параметров, которое может быть выполнено как встроенным в пультовую секцию, так и выполнено в виде выносного устройства и/или отдельной секции, с устройством отображения информации, выполненным с гибкоперестраиваемым монитором с сенсорным и/или аппаратным управлением и/или в виде многоэкранного блока систем отображения информации, объединенных общей шиной питания с секцией питания системы и соединенных по стандартным интерфейсам связи с пультовыми секциями системы, с возможностью отображения информации от любой пультовой секции основного или резервного контура, а также сопрягаемых корабельных обеспечивающих систем по выбору оператора цифрового табло навигационных параметров.
Одна из пультовых секций подключенных к сопрягаемым корабельным обеспечивающим системам и устройствам корабельной системы управления основного и резервного контуров может содержать связанные между собой по стандартным интерфейсам связи монитор, клавиатуру, манипулятор и устройство вычислительное электронной картографической системы, выполненное с обеспечением возможности вывода и отображения на мониторе текущей информации об основных навигационных параметрах, а также содержит коммутатор локальной вычислительной сети и устройство распределения электропитания вход которого связан с секцией системы питания, а выходы соединены со входами остальных модулей обеих пультовых секций контура сопряжения. При этом, вторая пультовая секция контура сопряжения, может содержать связанные между собой по стандартным интерфейсам связи монитор, клавиатуру, манипулятор и центральный прибор, входы-выходы которого выполнены с обеспечением возможности сопряжения с корабельными обеспечивающими системами, сбора, передачи и вывода на монитор информации, по меньшей мере, о состоянии судового оборудования, причем центральные приборы основного и резервного контуров соединены между собой по резервному каналу локальной вычислительной сети, а один из выходов соединен с цифровым табло навигационных параметров.
Пультовые секции интегрированного пульта могут быть сопряжены, по меньшей мере, с одной навигационной радиолокационной станцией, системой автоматизированной автопрокладки, оптико-электронными системами видеонаблюдения, навигационного комплекса и/или некомплекскированных навигационных приборов, метеокомплексом, гидроакустической станцией, корабельной системой управления техническими средствами, с обеспечением возможности сбора, передачи и отображения текущей информации от сопряженных систем на мониторах пультовых секций и цифровом табло навигационных параметров.
Центральные приборы основного и резервного контуров сопряжения состоят из, соединенных между собой и с объединительной платой, по стандартным интерфейсам связи процессорной платы, выполненной с обеспечением возможности осуществления общего управления вычислительными процессами основного и резервного контуров сопряжения, передачи текущих данных от сопрягаемых внешних систем на цифровое табло навигационных параметров через выход и мониторы пультовых секций, а также, периферийных плат сопряжения с корабельными обеспечивающими системами, включающих по меньшей мере, две платы сопряжения с последовательными каналами, входы-выходы которых соединены по меньшей мере с двумя навигационными радиолокационными системами, корабельными системой единого времени и метеокомплексом, и поворотным устройством электронно-оптического визира правого и левого борта; плату сопряжения с мультиплексным каналом, входы-выходы которой сопряжены с навигационным комплексом; плату радар-процессора, входы-выходы которой сопряжены по меньшей мере с двумя радиолокационными станциями; плату видеозахвата, сопряженную с электронно-оптическим визиром правого и левого борта, а также плату-адаптера локальной вычислительной сети, соединенной через коммутатор локальной вычислительной сети с корабельной системой управления техническими средствами и гидроакустической станцией, при этом процессорные платы основного и резервного контуров сопряжения соединены между собой по резервному каналу локальной вычислительной сети, а коммутаторы по основному каналу локальной вычислительной сети
При этом платы сопряжения с последовательными каналами выполненные с обеспечением возможности передачи команд управления от сопряженных пультовых секций на поворотное устройство электронно-оптического визира, прием данных от корабельной системы единого времени с обеспечением возможности и передачи их по стандартным каналам интерфейса на вход объединительной платы и дальнейшей синхронизации интегрированного пульта с корабельными обеспечивающими системами, и прием формуляров целей (значения пеленга на цель и дистанции до цели) от навигационной радиолокационной станции, приема данных по формулярам целей от навигационной радиолокационной станции, а также, прием данных от корабельного метеокомплекса, включающего по меньшей мере набор данных о текущем значением истинного ветра, текущем значении кажущегося ветра, давлении воздуха, температуре воздуха, влажности воздуха, высоте облаков и видимости; платы радар-процессора, выполненной с обеспечением возможности приема первичной радиолокационной информации; платы видеозахвата, выполненной с обеспечением возможности приема видеоизображения от электронного визира левого и правого борта; платы сопряжения с мультиплексным каналом, выполненной с обеспечением возможности приема навигационных данных включающего по меньшей мере набор данных о текущем значении курса, скорости, координат, глубины под килем, значения бортовой качки и килевой качки, от навигационного комплекса по основному и резервному каналам, платы-адаптера локальной сети
При этом, основной и резервные контуры могут быть выполнены с симметричной схемой вычислительных средств и содержать идентичный набор пультовых секций в каждом из контуров, с обеспечением возможности вывода на мониторы пультовых секций основного и резервного контура информации по выбору оператора, осуществляемому раздельно на каждой пультовой секции, программно-аппаратным образом.
Сущность полезной модели поясняется чертежами (фиг.1, фиг.2 и фиг.3). представляющих один из возможных вариантов выполнения ИМС, и для специалиста очевидно не являющимся исчерпывающим.
Фиг.1 - Структурная схема ИМС
Фиг.2 - Функциональная схема вычислительных устройств ИМС
Фиг.3 - Основные информационные поля интерфейса пользователя.
Как представлено на структурной схеме (фиг.1) ИМС в рассматриваемом примере реализации, состоит из 9 пультовых секций (С1-С9), конструктивно объединенных в интегрированный пульт (ПИ) и цифрового табло навигационных параметров 11.
Основу ИМС составляет аппаратура, установленная в пультовых секциях, обозначаемых Сn, где n - порядковый номер пультовой секции:
Пультовая секция С3 содержит монитор 1, клавиатуру 2, манипулятор, выполненный в частности в виде трекбола 3, устройство 4 вычислительное (УВ) электронной картографической системы, коммутатор 5 локальной вычислительной сети и устройство 6 распределения электропитания.
Пультовая секция С4 содержит монитор 7, клавиатуру 8, трекбол 9 и первый центральный прибор 10.
Пультовая секция С7 содержит монитор 12, клавиатуру 13, трекбол 14, устройство 15 вычислительное (УВ) электронной картографической системы резервной системы, коммутатор 16 локальной вычислительной сети и устройство 17 распределения электропитания.
Пультовая секция С8 содержит монитор 18, клавиатуру 19, трекбол 20 и второй центральный прибор 21.
Общая секция С9 содержит систему электропитания, включающую блок 22 бесперебойного электропитания и аккумуляторные батареи 23.
Пультовые секции С1, С2, С5, С6 обеспечивают место для штатной установки в интегрированный пульт дополнительного встраиваемого оборудования, определяемого проектом корабля или функциональной необходимостью.
При включении системы блок 22 питания обеспечивает преобразование внешнего электропитания 220 В переменного тока во вторичное электропитание 24 В постоянного тока. Одновременно происходит подзаряд аккумуляторных батарей 23. При пропадании внешнего электропитания, блок 22 питания автоматически переключается на электропитание от батарей. Краткое время переключения обеспечивает продолжение работы всех устройств ИМС без перезагрузки.
Для распределения электропитания потребителей служат распределительные устройства 6 и 17.
Распределительное устройство 6 обеспечивает электропитанием монитор 1, устройство 4 вычислительное, коммутатор 5, монитор 7, первый центральный прибор 10.
Распределительное устройство 17 обеспечивает электропитанием монитор 12, устройство 15 вычислительное, коммутатор 16, монитор 18, второй центральный прибор 21.
Коммутаторы 5 и 16 обеспечивают сопряжение ИМС с внешними системами по интерфейсу Ethernet 100 Base/TX, а также - сопряжение двух центральных приборов 10 и 21 по основному каналу локальной сети.
Устройство 4 вычислительное обеспечивает функционирование электронной навигационной информационной системы (ЭНИС), с обеспечением отображения на мониторе 1 сформированные электронной картографической системой параметры текущего положения корабля на электронной навигационной карте и управления функциями программного обеспечения ЭНИС с помощью клавиатуры 2 и трекбола 3..
Устройство 15 вычислительное аналогично с устройством 4 обеспечивает функционирование электронной картографической системы, с обеспечением отображения на мониторе 12 текущих параметров местоположения корабля и управления с помощью клавиатуры 13 и трекбола 14.
Центральный прибор 10 обеспечивает сопряжение с различными корабельными обеспечивающими системами, с отображением данных о текущем состоянии данных корабельных обеспечивающих систем и окружающей обстановки, а также, полученных по каналам связи, изображений на мониторе 7 графического интерфейса пользователя (см. рис.3) и управления функциями программного обеспечения (ПО) центрального прибора с помощью клавиатуры 8 и трекбола 9.
Центральный прибор 21 обеспечивает сопряжение с различными корабельными обеспечивающими системами, с обеспечением возможности отображения данных о текущем состоянии корабельных обеспечивающих систем и окружающей обстановки, а также полученных по каналам связи изображений, на мониторе 18 и управления с помощью клавиатуры 19 и трекбола 20.
Функциональная схема вычислительных устройств ИМС - центральных приборов приведена на фиг.2.
Центральный прибор (ЦП) основного и резервного контура сопряжения представляет собой промышленный компьютер с функциональным программным обеспечением, осуществляющим общее управление вычислительными процессами ИМС. При этом, наличие двух ЦП обеспечивает резервирование и бесперебойность работы ИМС в случае выхода из строя одного из контуров.
Первый центральный прибор 10 состоит из процессорной платы 24, первой платы 25 сопряжения с последовательными каналами, второй платы 26 сопряжения с последовательными каналами, платы 27 радар-процессора, платы 28 видеозахвата, платы 29 сопряжения с мультиплексным каналом, платы-адаптера 30 локальной сети, объединительной платы 31.
К первому центральному прибору 10 подключены клавиатура 8, трекбол 9, монитор 7.
Второй центральный прибор 21 состоит из процессорной платы 33, первой платы 34 сопряжения с последовательными каналами, второй платы 35 сопряжения с последовательными каналами, платы 36 радар-процессора, платы 37 видеозахвата, платы 38 сопряжения с мультиплексным каналом, платы-адаптера 39 локальной сети, объединительной платы 40.
Ко второму центральному прибору 21 подключены клавиатура 19, трекбол 20, монитор 25.
К центральным приборам 10 и 21 подключено цифровое табло 11 навигационных параметров.
К первому прибору ЦП подключен коммутатор 32 первой локальной сети.
Ко второму прибору ЦП подключен коммутатор 41 второй локальной сети.
Схема функционирования вычислительных средств симметрична, поэтому далее будет описана работа только одной, «левой части» схемы.
Плата 25 сопряжения с последовательными каналами №1 обеспечивает передачу данных на цифровое табло 11 навигационных параметров через первый выход, передачу команд управления на поворотное устройство электронно-оптического визира левого борта (поз.А1, фиг.2), прием данных от корабельной системы единого времени (поз.А2, фиг.2) через второй вход, прием формуляров целей (значения пеленга на цель и дистанции до цели) от первой навигационной радиолокационной станции (НРЛС) (поз.A3, фиг.2) через третий вход.
Оператор ИМС может осуществлять наведение телекамер наружного наблюдения и выбор текущей подключенной камеры (левый борт или правый борт корабля) с помощью соответствующих команд, вырабатываемых программой ЦП при воздействии оператора с помощью трекбола на соответствующие элементы графического интерфейса отображенного на мониторе соответствующей пультовой секции.
Плата 26 сопряжения с последовательными каналами №2 обеспечивает прием данных по формулярам целей от НРЛС (поз.А4 фиг.2) через первый вход, а также, прием данных от корабельного метеокомплекса (текущее значение истинного ветра, текущее значение кажущегося ветра, давление воздуха, температура воздуха, влажность воздуха, высота облаков, видимость) (поз.А5, фиг.2) через второй вход, при этом плата 26 сопряжения с последовательными каналами передает в ЦП метеопараметры окружающей среды, которые далее программно-аппаратным способом обрабатываются в ЦП и представляются на мониторе в комплексном виде. С помощью предустановленного программного обеспечения ЦП осуществляется контроль основных метеопараметров и выдача световой сигнализации в случае превышения заданных допустимых параметров.
Плата 27 радар-процессора обеспечивает прием первичной радиолокационной информации (ПРЛИ) - отраженные сигналы, принимаемые после излучения передатчика РЛС (очертания берегов, надводные цели, буи на фарватере, радиолокационные ответчики и т.д.).
ПРЛИ от первой НРЛС (поз.А6, фиг.2) принимается на первый вход, ПРЛИ от второй НРЛС (поз.А7, фиг.2) принимается на второй вход. Переключение приема между первым и вторым входами осуществляется оператором вручную, при помощи выбора соответствующего элемента управления на графическом интерфейсе пользователя.
Плата 28 видеозахвата обеспечивает прием видеоизображения от электронного визира левого борта (поз.А8, фиг.2) телекамер наружного наблюдения на первый вход и электронного визира правого борта (поз.А9, фиг.2) на второй вход. С помощью предустановленного программного обеспечения ЦП аналоговые сигналы от телекамер наружного наблюдения оцифровываются и передаются на мониторы операторов ИМС
Плата сопряжения с мультиплексным каналом 29 обеспечивает прием навигационных данных (курс, скорость, координаты, глубина под килем, значение бортовой качки и килевой качки) от навигационного комплекса (поз.А10, фиг.2) по основному каналу на первый вход и резервному каналу на второй вход. Полученные навигационные данные обрабатываются программно-аппаратным образом ЦП и представляются на мониторах операторов в комплексном виде. Основные навигационные параметры дополнительно отображаются на цифровом табло навигационных параметров.
Первый коммутатор 32 обеспечивает прием информации от корабельной системы управления техническими средствами (КСУ ТС) (поз.А11, фиг.2) на первый вход и от гидроакустической станции обнаружения подводных объектов и средств (ГАС) на второй вход.
КСУ ТС передает в ИМС информацию по срабатыванию датчиков пожарной и охранной сигнализации (охраняемых помещений корабля), а также данные по срабатыванию датчиков уровня воды, корабельным запасам топлива, воды, масла.
Гидроакустическая станция обнаружения подводных объектов и средств передает в ИМС первичную гидроакустическую информацию по подводной обстановке и данные по формулярам целей подводных объектов и средств, выделенных оператором ГАС. Первичная информация представляет собой видеокадры ГАС, сохраняемые раз в 2 сек. с оригинальным разрешением и компрессируемых на стороне ГАС для уменьшения объема графика при их передаче. На стороне ИМС (в ЦП) данные видеокадры распаковываются и отображаются в соответствующем окне графического интерфейса оператора без обработки. Формуляры целей, выделенных оператором ГАС, отображаются в другом окне графического интерфейса оператора ЦП - на планшете ГАС. При этом, вахтенный офицер корабля имеет наглядную информацию по ближней подводной обстановке, что повышает качество и скорость принимаемых им решений по защите корабля от подводных объектов и средств.
Кроме того, первый коммутатор 32, вместе со вторым коммутатором 41 обеспечивает сопряжение центральных приборов 10 и 21 по основному каналу локальной вычислительной сети.
Основной канал локальной вычислительной сети строится на базе двух неуправляемых коммутаторов 32 и 41 локальной сети.
Резервный канал связи между ЦП реализован с помощью прямой связи между процессорными платами двух ЦП по интерфейсу Ethernet 100 Base/T типа «точка-точка». В данном сегменте локальной вычислительной сети передается весь массив информации, имеющийся на внутренней шине данных.
Обеспечение возможности выбора состава и характеристик контролируемой информации осуществляется с помощью программного модуля взаимодействия «человек-машина», реализованного на базе процессорной платы, выполненного с возможностью:
1. Формирования изображения на экране монитора.
2. Осуществления команд управления путем интерпретации действий оператора с трекболом и мышью, с отображением изменений в графическом интерфейсе. Команды связаны с выбором текущих источников информации путем нажатия виртуальных кнопок модуля «Средства наблюдения и планшет» (фиг.3), управлением поворотных устройств электронно-оптических визиров.
3. Ввода предельных значений для параметров, отображаемых в модулях «Навигация» и «Метео» (фиг.3) для активизации звуковой сигнализации в случае их превышения.
4. Обеспечения установки приоритетов источников информации.
Внешний вид основных информационных полей интерфейса пользователя показан на фиг.3.
Корабельная интегрированная мостиковая система (ИМС) работает следующим образом (фиг.1).
После подачи питания на ИМС и пультовые секции, образующие автоматизированные рабочие места командира и вахтенного офицера производится выполнение центральными приборами 10 и 21 процедур самотестирования и процедур тестирования подключенных к ним устройств, после чего соответствующие процессорные и периферийные платы-сопряжения центральных приборов 10, 21 начинают принимать данные от сопряженных с ними корабельных обеспечивающих систем (системы единого времени, первой и второй навигационной РЛС, корабельного метеокомплекса, электронно-оптического визира правого борта, электронно-оптического визира левого борта, навигационного комплекса, ГАС, КСУ ТС), а также команды и данные, вводимые пользователем при помощи клавиатур 8 и 19 и трекболов 9, 20. Полученные данные отображаются на мониторах 7 и 18. Пользователи на основании представленных данных получают информацию:
- о внешней обстановке вокруг корабля (погодные условия, наличие других судов и кораблей, представляющих возможную опасность для кораблевождения), о текущих навигационных параметрах (координаты, курс, скорость, глубина под килем, значение текущего крена и дифферента), о текущем времени и принимают решения по управлению кораблем с целью обеспечения его безопасности при выполнении задач корабля при нахождении в море;
- по аварийным ситуациям на корабле (пожар, поступление воды) и принимают решения по борьбе с аварийными ситуациями;
- о наличии в радиусе действия ГАС подводных объектов и средств и принимают решения по защите.
Информация, принимаемая ЦП от сопрягаемых систем, транслируется в локальную шину данных ИМС, реализованную на двух коммутаторах локальной вычислительной сети (5 и 16).
Локальная шина данных ИМС обеспечивает резервирование получение информации центральными приборами от основных и резервных каналов сопрягаемых систем, выдачу навигационной информации (координаты, курс, скорость, глубина под килем, время), формуляров целей (пеленг и дистанция до цели) и первичной радиолокационной информации (ПРЛИ) в первое и второе устройства 4 и 15 вычислительные (УВ).
Включение первого и второго УВ производится одновременно с включением центральных приборов после подачи питания на ИМС и автоматизированные рабочие места командира и вахтенного офицера. После выполнения процедур самотестирования и процедур тестирования подключенных к ним устройств, первое и второе УВ начинают принимать из локальной шины данных ИМС от коммутаторов 5 и 16 информацию по текущим координатам, курсу, скорости, глубине под килем, времени), формулярам целей и ПРЛИ. Полученные данные отображаются на мониторах 1 и 12, вместе с отображением электронной навигационной карты, воспроизводимой из базы данных электронных карт, хранящейся в УВ. Пользователи на основании представленных данных получают информацию о текущем положении корабля на фоне навигационной карты, о навигационной безопасности плавания по проложенному маршруту, а также, о положении других надводных целей, что обеспечивает принятие решений по безопасному управлению кораблем.
Ввод команд пользователей в УВ осуществляется с помощью клавиатур 2 и 13 и трекболов 3 и 14.
Корабельная интегрированная мостиковая система согласно полезной модели обеспечивает несколько уровней резервирования, обеспечивающих бесперебойность работы системы в целом и повышение надежности функционирования:
- Аппаратный. Оба ЦП находятся в одном интегрированном пульте, поэтому, при выходе из строя (например, перегорел внутренний блок питания или вышла из строя процессорная плата) одного из ЦП, все функции по получению информации на ИМС продолжают быть доступны на мониторе второго ЦП.
- Информационный - по приему данных от внешних систем. При обрыве связи с одной из внешних корабельных обеспечивающих систем, например, основного канала связи от корабельной системы единого времени (А2 на рис.2) эти данные физически перестают поступать в прибор ЦП (10 на рис.2), при этом, аналогичные данные (дата и время) поступают и на второй ЦП (21 на рис.2) по резервному каналу (А14 на рис.2). Кроме использования этих данных непосредственно в ЦП (14 на рис.2), они еще передаются и в общую шину данных, где являются доступными и для ЦП (1 на рис.2). Таким образом, обеспечивается непрерывность поступления данных на оба ЦП даже при обрыве одного из каналов связи.
- Информационный - по устройству самой шины данных. Как видно на рис.2, физически информационная шина имеет 2 канала: основной - показан внизу и резервный - показан вверху, таким образом, если один из каналов шины выйдет из строя, она будет работать по другому, обеспечивая единство данных между 2-мя машинами, а также распределение приоритетов по управлению поворотными устройствами электронно-оптических визиров камер наружного наблюдения.
Таким образом, предлагаемая корабельная интегрированная мостиковая система обладает универсальностью, широкими функциональными возможностями и повышенной надежностью функционирования и отказоустойчивостью. Корабельная интегрированная мостиковая система позволяет наращивать функциональные возможности за счет установки дополнительных плат сопряжения в центральные приборы, а также, подключения дополнительных преобразующих устройств, что позволит расширить состав сопрягаемых корабельных систем.
Источники информации:
1. Патент РФ на изобретение №2163392, кл. МПК GO6F 15/16, 2000 г
2. Патент РФ на полезную модель №41382, кл. МПК GO6F 15/16, 2004 г.
3. Сайт Российской группы компаний Транзас (г.Санкт-Петербург) в сети Интернет: http://www.transas.ru/products/onboard/produce/ins/ibs/structure/
4. Патент РФ на изобретение №2260191, кл. МПК GO1S 7/08, 2004 г.
5. Патент РФ на полезную модель №4395, кл. МПК G06F 15/16, 1997 г
6. Патент РФ на полезную модель №27871, кл. МПК G06F 15/16, 2002 г.
7. Патент РФ на полезную модель №51248, кл. МПК G06F 15/16, 2006 г