СИСТЕМА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКИМИ СРЕДСТВАМИ МНОГОКОРПУСНОГО СКОРОСТНОГО ПАССАЖИРСКОГО СУДНА

Полезная модель относится к области судовой автоматики, в частности к системам управления техническими средствами судна. Полезная модель предназначена для использования членами экипажа многокорпусных скоростных пассажирских судов, в качестве средства комплексного управления и контроля движением судна, основными и вспомогательными техническими средствами судна, обеспечением безаварийной эксплуатации и предупреждения поломок и отказов работы технических средств судна.
Из существующего уровня техники известны системы управления техническими средствами судна, в частности информационно-управляющий комплекс для автоматизации судовождения и динамического позиционирования судна (RU 138640 11.06.2013), содержащий блок измерителей параметров движения судна (ИПДС), блок датчиков внешних воздействий (ДВВ), блок объектов управления (ОУ), информационные входы которых подключены к вычислительному блоку (ВБ). При этом блок ИПДС включает блок судовых навигационных приборов (СНП) в составе эхолота, лага и гирокомпаса, навигационную радиолокационную станцию (НРЛС) и навигационный модуль (НМ). Блок управления выполнен в виде модуля судоводителя (МС) и включает блок управления и контроля (БУК), связанный информационно-управляющим входом-выходом с блоком отображения информации (БОИ), выход которого подключен к блоку регистрации (БР), блок отображения информации БОИ и блок регистрации БР являются устройствами визуализации, хранения и вывода текстовой и графической информации…. Блок БУК связан информационно-управляющим входом-выходом с центральным процессором ЦП вычислительного блока ВБ, а управляющие выходы блока БУК подключены к входам блоков ИПДС, ДВВ, ОУ, при этом модуль судоводителя выполнен в виде стационарного оборудования в рулевой рубке судна, а также в виде дополнительных переносных модулей пользователей на базе персональных компьютеров типа ноутбук, включающий средства сопряжения с бортовой локальной вычислительной сетью (ЛВС), вычислительный блок ВБ модуля судоводителя МС с соответствующим программным обеспечением подключен к бортовой ЛВС судна или взаимодействует с судовыми техническими системами и устройствами посредством беспроводной ЛВС.
Недостатком указанного устройства является относительно высокая стоимость, а также низкие надежность и безопасность применения локальных беспроводных сетей и переносных модулей для управления и контроля судном. Применение локальных беспроводных сетей и переносных модулей на пассажирских судах, являющихся объектами повышенной опасности, повышает риски, обусловленные технической возможностью несанкционированного проникновения в локальную вычислительную сеть, а также относительную легкость завладения и использования переносными модулями посторонними лицами, что особенно опасно в условиях эксплуатации скоростных пассажирских транспортных судов и возросшей угрозой террористических актов.
Также известно устройство «Система автоматического централизованного контроля и управления техническими средствами судна» (RU 90043 U1; 11.09.2009), содержащее датчики технических параметров судна, соединенные с соответствующими мнемосхемами, органы дистанционного управления вспомогательными механизмами, органы дистанционного управления главными двигателями, переключатель питания с основного на резервное. При этом пульт судоводителя содержит органы дистанционного управления главными двигателями и вспомогательными механизмами, прибор сигнализации, контроля и управления содержит мнемосхемы, соединенные через модуль сигнализации с пожарными извещателями, расположенными во всех помещениях судна.
Недостатками указанного устройства системы является раздельное выполнение пожарной и охранной сигнализации, отсутствие аварийно-предупредительной сигнализации.
Недостатками приведенных в качестве аналогов устройств по сравнению с заявляемой полезной моделью, является отсутствие интегрированной аварийно-предупредительной сигнализации (ИАПС), а также отсутствие учета специфики эксплуатации и назначения пассажирских скоростных судов. В частности, отсутствие децентрализованной единой подсистемы управления техническими средствами и устройствами, связанными с обеспечением комфорта, безопасности, пассажиров, а также системы видеонаблюдения.
Задача, решаемая полезной моделью, заключается в повышении уровня безопасности и безаварийной эксплуатации скоростных пассажирских судов, а также повышении комфорта пассажирских перевозок осуществляемых скоростными пассажирскими судами.
Достигаемый технический результат характеризуется оптимизацией информационных потоков и управляющих функций между членами экипажа - операторами системы управления техническими средствами скоростного многокорпусного пассажирского судна, снижением уровня напряженности судоводителя, улучшением обратной связи между пассажирами и экипажем скоростного пассажирского судна, сокращением общей численности экипажа при сохранении высокого уровня безопасности.
Указанный технический результат характеризуется тем, что система представляет собой автоматизированную систему управления техническими средствами включающую два уровня автоматизированного управления, центральное управление, осуществляемое из центрального поста управления судоводителя, а также местное управление, осуществляемое с местных постов управления.
Центральный пост управления судоводителя, располагаемый в ходовой рубке содержит центральный информационно-вычислительный комплекс системы управления и контроля техническими средствами скоростного многокорпусного пассажирского судна, органы дистанционного управления и средства отображения информации, соединенные информационными шинами с общесудовыми системами, вспомогательным оборудованием, датчиками технических параметров судна, датчиками внешних воздействий, исполнительными органами, а также с вычислительным блоком интегрированной аварийно-предупредительной сигнализации.
В частности центральный пост управления судоводителя объединяет в единое информационное поле, управление и контроль главными двигателями; дизель-генераторами; пожарными, осушительными, бытовыми и перекачивающими насосами; уровнем цистерн судовых энергетических запасов, бытовой и пресной воды; якорно-швартовным устройством, движительным комплексом, главным распределительным щитом, судовыми навигационными приборами, датчиками внешних воздействий; навигационными огнями; внешними камерами видеонаблюдения.
Дистанционное управление и контроль может осуществляться из центрального поста управления судоводителя, так и с местных постов управления.
Центральный пост управления судоводителя включает возможность контроля управляющих функций (полномочий) местных постов управления. В частности с помощью модуля управления системы, осуществляется активация/блокировка органов управления расположенных на местных постах управления.
При активации местных постов управления происходит автоматическая блокировка соответствующих органов дистанционного управления расположенных в ЦПУ судоводителя.
Локальная система управления комфортом и безопасностью пассажиров объединяет в локальный электроэнергетический и информационный контуры, технические средства и устройства конструктивно или функционально расположенные в объемах помещений предназначенных для постоянного пребывания пассажиров на судне, и связанные с обеспечением их безопасности, комфортом пребывания, а также посадкой и высадкой.
Местный пост управления комфортом и безопасностью пассажиров, представляет собой конструктивно обособленный блок управления, располагаемый в пространстве пассажирских помещений, и объединяющий в единое информационное поле оператора, модули органов дистанционного управления и средств отображения информации соединенных по каналам связи с объектами управления, включенными в локальную систему управления.
В частности, местный пост управления комфортом и безопасностью пассажиров объединяет управление и контроль, освещением пассажирских помещений; системой кондиционирования воздуха; открытием и закрытием судовых дверей, окон и люков; камерами видеонаблюдения салонов и прогулочных палуб судна; средствами голосового и текстового оповещения; аварийными сигнализаторами и информационными табло; системой обратной связи с пассажирами; включением/выключением электропотребителей локальной системы управления.
Включение в архитектуру комплексной системы управления техническими средствами судна, локальной системы управления комфортом и безопасностью пассажиров снабженной местным постом управления, позволяет снизить напряженность судоводителя, улучшить обратную связь между пассажирами и экипажем, тем самым, повысить уровень сервиса и безопасности пассажирских перевозок, осуществляемых скоростным пассажирскими судном.
Локальные системы управления корпусами многокорпусного судна объединяют в локальную систему управления, функциональный комплекс технических средств, сосредоточенных в водонепроницаемом объеме каждого корпуса многокорпусного скоростного пассажирского судна.
Местный пост управления корпусом многокорпусного судна представляет собой конструктивно обособленный блок управления, располагаемый на верхней водонепроницаемой палубе соответствующего корпуса, в месте, максимально обеспечивающем оператору возможность непосредственного восприятия и оценки, условий внешней среды, и иных условий в которых находится управляемая подсистема корпус.
Местный пост управления корпусом многокорпусного судна объединяет модули органов дистанционного управления и средства отображения информации.
Использование местных постов управления корпусами многокорпусного судна предпочтительно осуществляется в аварийном и внештатном режимах. При этом активация постов управления корпусов осуществляется оператором из центрального поста управления судоводителя либо автоматически по сигналу от информационно-вычислительного блока интегрированной аварийно-предупредительной сигнализации.
Включение в архитектуру системы управления техническими средствами местного поста управления корпусами многокорпусного судна позволяет повысить безопасность судна, организовать оперативное реагирование экипажа на возникшие аварийные и внештатные ситуации, принимать активные меры по их устранению и локализации.
Интегрированная аварийно-предупредительная сигнализация включает датчики аварийных параметров, аварийные и пожарные сигнализаторы, вычислительный блок, и аварийный блок питания.
Интеграция аварийно-предупредительной сигнализации с системой управления и контроля техническими средствами скоростного многокорпусного пассажирского судна осуществляется посредством параллельной обработки и передачи данных и сигналов между вычислительным блоком ИАПС и центральным вычислительным блоком системы управления и контроля техническими средствами скоростного многокорпусного пассажирского судна.
Включение ИАПС в систему управления и контроля техническими средствами скоростного многокорпусного пассажирского судна обеспечивает предоставление судоводителю обобщенной информации о положении судна, состоянии внешней среды, технических параметрах судна с учетом различных аварийных параметров в режиме реального времени, что способствует своевременному предупреждению и устранению аварийных и пожарных ситуаций.
Предлагаемый уровень интеграции аварийно-предупредительной сигнализации и системы управления техническими средствами судна, позволяет сохранить их относительную энергетическую и коммуникационную автономность.
Заявляемая полезная модель поясняется с помощью схемы, где на фиг. 1 изображена функциональная схема заявляемой в качестве полезной модели автоматизированной системы управления и контроля техническими средствами скоростного пассажирского судна.
Предлагаемая схема раскрывает заявляемую полезную модель на примере двух корпусного судна.
Система управления включает два уровня автоматизированного управления и контроля, на уровне комплексного управления и контроля - центральный пост управления судоводителя - 1 располагаемый в ходовой рубке.
На уровне локальных систем управления, местный пост управления пассажирскими помещениями - 2, местный пост управления левого корпуса - 3, местный пост управления правого корпуса - 4.
Центральный пост управления судоводителя включает дистанционные контроль и управление основными и вспомогательными техническими средствами судна, включая управление и контроль главными двигателями - 5 и 6; дизель-генераторами - 7 и 8, судовыми насосами 9 и 10; судовыми цистернами 11 и 12; движительным комплексом - 13, якорно-швартовным устройством - 14, блоком судовых навигационных приборов - 15, блоком датчиков внешних воздействий - 16, навигационными огнями - 17, ночным видением - 18, внешними камерами видеонаблюдения - 19; интегрированной аварийно-предупредительной сигнализацией - 20, блоком главного распределительного щита - 21.
Местный пост управления пассажирских помещений объединяет в единое информационное поле оператора контроль и управление функциональным комплексом технических средств и устройств, предназначенных для обеспечения комфорта и безопасности пассажиров, включая систему кондиционирования воздуха - 22, открытие/закрытие судовых дверей, окон, люков - 23, средства голосового и текстового оповещения пассажиров - 24, аварийные и информационные сигнализаторы и табло - 25, мультимедийной системой - 26, камерами наблюдения салонов и прогулочных палуб - 27, включением/выключением электропотребителей - 28.
Система работает следующим образом:
Сигналы от датчиков внешних воздействий, а также датчиков технических параметров судна поступают в модули сбора цифровых и аналоговых сигналов. Преобразованные сигналы по информационным шинам через релейные модули поступают в центральный вычислительный блок системы управления и контроля, включенный в состав ЦПУ судоводителя, а также в вычислительный блок ИАПС.
При этом на уровне локальных систем управления сигналы от технических средств и устройств по локальным информационным шинам выводятся на средства отображения информации без предварительной обработки центральным вычислительным блоком.
Сигналы, поступившие в вычислительный блок ИАПС, подвергаются обработке и анализу. В зависимости от полученных результатов обработки и анализа входных сигналов, вычислительный блок ИАПС формирует выходные сигналы и данные. Выходные сигналы от вычислительного блока ИАПС по информационной шине ИАПС передаются на расположенные во всех помещениях судна пожарные и аварийные сигнализаторы и извещатели. Выходные данные от вычислительного блока ИАПС передаются в центральный вычислительный блок.
Центральный вычислительный блок осуществляет комплексный сбор и обработку входных сигналов поступивших от различных датчиков, а также данных полученных от ИАПС. При помощи программного обеспечения центральный вычислительный блок, производит обобщение выходных данных, и их преобразование и вывод на соответствующие средства отображения информации расположенные в ЦПУ судоводителя и в МПУ комфорта и безопасности пассажиров, в удобной для восприятия оператора форме.
Обратная связь с управляемыми объектами, осуществляется следующим образом:
В автоматическом режиме. Управляющие воздействия оператора на соответствующие контроллеры органов дистанционного управления ЦПУ обрабатываются центральным вычислительным блоком, где с помощью программного обеспечения осуществляется их оптимизация и корректировка, обработанные сигналы по шинам обратной связи передаются на (приводы) объектов управления.
В режиме ручного (дистанционного) управления управляющие воздействия судоводителя по шинам обратной связи передаются на управляющие органы управляемых объектов, без предварительной обработки и корректировки центральным вычислительным блоком.
На местном уровне локальных систем управления управляющие воздействия операторов передаются на органы управления без предварительной обработки и корректировки центральным вычислительным блоком.