АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ (АИС)

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АИС

Основные сведения об ЛИС, понятия и определения

Автоматизированные информационные системы являются, с одной стороны, разновидностью ИС (информационных систем - систем хранения, обработки и передачи информации), с другой - АС (автоматизированных систем - систем, в которых для выполнения технологических операций используются современные технические средства, заменяющие труд человека).

Автоматизация - это замена физического и умственного труда человека работой технических средств, обеспечивающих выполнение работ с заданной производительностью и качеством без вмешательства человека, за которым остаются функции наблюдения и подготовки технических средств к эксплуатации.

Слово «система» происходит от греч. system - целое, составленное из частей или множества элементов, связанных друг с другом и образующих определенную целостность, единство. Система - это совокупность взаимодействующих (взаимосвязанных) элементов, объединенных единством цели и общими целенаправленными правилами взаимоотношений.

Наличие взаимосвязей определяет организационную сложность системы. Локализация системы определяет границы системы, выделение ее элементов и связей (существенных и несущественных). Часто встречаются две ошибки: исключение существенных связей и учет несущественных связей. При построении системы должна быть определена целевая функция и разработаны алгоритмы структуры и функции системы. В ГОСТ 34.003-90 (приложение 1) дано следующее определение АИС.

«Автоматизированная система - система, состоящая из персонала и комплекса средств автоматизации его деятельности, реализующая информационную технологию выполнения установленных функций».

«Информационная технология - приемы, способы и методы применения средств вычислительной техники при выполнении функций сбора, хранения, обработки и использования данных» (ГОСТ 34.003-90). Следует четко знать разницу между информационной системой и информационной технологией.

При рассмотрении систем выделяют три основных научных направления.

Системный подход - основные задачи системного подхода состоят в разработке методов анализа и синтеза объектов, описания их целостных характеристик, исходя из целенаправленности поведения исследуемой системы и ее частей, имеющегося взаимодействия ее с окружающей средой.

Общая теория систем - основная задача общей теории систем состоит в том, чтобы, опираясь на понимание системы в виде комплекса взаимосвязанных элементов, найти совокупность законов, объясняющих поведение, развитие и функционирование системы.

Системный анализ - совокупность методов и методик выработки и принятия решений при проектировании, конструировании и управлении сложными объектами (социальными, экономическими, техническими и т. д.).

В вычислительной технике информационная система представляет собой программный комплекс, который предоставляет возможность надежного хранения данных в памяти, выполнения преобразований информации и вычислений, а также удобный и легко осваиваемый интерфейс. Таким образом, использование информационных систем позволяет:

• работать с большим объемом данных (причем прослеживается преобладание логической обработки над математической);
• хранить данные в течение длительного временного периода;
• связать несколько компонентов, имеющих свои локальные цели, задачи и приемы функционирования, в единую систему для работы с информацией;
• значительно снизить затраты на хранение и доступ к необходимым данным;
• достаточно быстро находить требуемую информацию и т. д.

Классические примеры информационных систем: банковские, фондового рынка, таможенной службы, статистические, резервирования авиационных или железнодорожных билетов и т. д.

Автоматизированная информационная система (АИС) - информационная система, использующая электронно-вычислительную машину на этапах ввода, подготовки и выдачи информации, т. е. она является развитием информационных систем, занимающихся поиском с помощью прикладных программ. Автоматизированные информационные системы относятся к классу сложных систем, как правило, в связи не столько с большой физической размерностью, сколько с многозначностью структурных отношений между их компонентами. Повышение эффективности функционирования предприятий невозможно без внедрения современных методов управления, базирующихся на АИС управления предприятиями. АИС позволяют:

• повышать производительность работы персонала, улучшать качество обслуживания клиентов;
• снижать трудоемкость и напряженность труда персонала, минимизировать ошибки в его действиях.

Таким образом, можно сделать вывод о том, что в общем виде автоматизированная информационная система - совокупность аппаратных (технических) средств, математических средств (математические модели, алгоритмические способы обработки информации, методы поиска и описания объектов программирования), телекоммуникационных средств, средств сбора и хранения информации.

Широко распространены АСУ, которым присущи многие функции АИС, но кроме них еще и функции управления различными объектами и процессами.

Таким образом, АИС - комплекс информационных, программных, технических, организационно-методических и других необходимых средств, обеспечивающих сбор, обработку, хранение, передачу данных, а также манипулирование ими для решения различных задач.

Управление - целенаправленное воздействие на любой са- модвижущийся объект или процесс, в результате чего происходит как качественное, так и количественное изменение переменных, определяющих состояние объекта или процесса.

Выделяют два вида управления: предметами и людьми. В первом случае это управление орудиями производства и различными технологическими процессами. Во втором случае это управление группой людей (коллективом), обеспечивающее единство действий в целенаправленной работе.

Автоматизированная система управления (АСУ) - человеко-машинная система, реализующая автоматизированный сбор и переработку информации, необходимой для принятия решений по управлению объектом. АСУ создают для оптимального управления в различных сферах деятельности.

Автоматизированные информационные системы можно разделить на:

• системы информационного обеспечения, имеющие самостоятельное целевое назначение и область применения;
• системы (подсистемы) информационного обеспечения, входящие в состав автоматизированных систем управления (АСУ).

АИС первой группы, как правило, содержат информационную базу, используемую различными потребителями для удовлетворения информационных потребностей при принятии решений. Примером таких систем могут служить электронные библиотечные каталоги, АИС по законодательству («КонсультантПлюс», «Гарант» и др.), системы электронного документооборота финансовых документов («Система электронной обработки данных местного уровня» для автоматизации работы районных налоговых инспекций и др.).

К этой группе можно отнести следующие системы:

• информационно-справочные и информационно-поисковые;
• автоматизации документооборота;
• обучающие;
• экспертные;
• искусственного интеллекта;
• геоинформационные;
• гипертекстовые и др.

Информационно-справочные и информационно-поисковые системы (ИСС и И ПС) делят на документальные и фактографические.

Документальные системы - системы, предназначенные для поиска, обработки и вывода списков документов по определенным темам и признакам, полных текстов документов или их рефератов, справок различного назначения. Примером могут служить поисковые возможности системы «КонсультантПлюс».

Фактографические системы - системы, предназначенные для поиска, накопления, хранения, обработки и вывода данных по каким-либо фактам, событиям, сведениям или отдельному из них, выделенному из прочих.

Системы автоматизации документооборота - совокупность методов и средств для перевода документооборота из бумажной формы в электронную. Например, электронные депозитарии - базы данных, в которых хранятся записи об акционерах.

Обучающие системы - системы тренировочные и контролирующие, наставнические, имитационные и моделирующие, развивающие игры.

Тренировочные и контролирующие системы предназначены для закрепления умений и навыков на основе пройденного теоретического материала. Обучение идет за счет ответов обучаемых на предлагаемые вопросы. Если ответы неправильны, предлагаются подсказки.

Наставнические системы предназначены для изучения теоретического материала путем диалога человек-машина. Если ответы обучаемого неверны, программа предлагает повторно изучить материал.

Имитационные и моделирующие системы используют гра- фически-иллюстративные и вычислительные возможности компьютерных программ и предназначены для построения моделей и ситуаций с возможностью изменения их параметров.

Развивающие игры предлагают обучаемому воображаемую среду, в которой он может участвовать, реализуя те или иные условия и комбинации.

Наиболее известные отечественные обучающие программы: «Урок», «Магистр», «Адонис» и др., зарубежные - Linkway, TeachCad и др. Многие из обучающих систем являются мультимедийными.

Экспертные системы (ЭС) - системы, которые с помощью ЭВМ и ПО выполняют функции экспертов при решении задач в области их компетенции. В экспертных системах накапливаются и могут долго храниться ценные данные и знания. В состав ЭС обычно входят база знаний и подсистемы вывода, объяснения, приобретения знаний и др. Экспертные системы могут проводить анализ ситуации, выдавать советы и консультации, ставить объективный диагноз. Они решают задачи, которые решает специалист в результате проведения экспертизы. ЭС решают задачи на основе дедуктивных рассуждений с помощью эвристик (интуитивно найденных правил), поэтому могут находить решения задач, которые плохо определены и неструктурированны.

По степени автоматизации ЭС делят на:

• информационные - системы, включающие необходимую информацию для выработки решений, не затрагивая самой сути решений, которые после анализа принимает человек;
• информационно-советующие - системы, представляющие информацию для принятия решений и содержащие элементы оценки решений, но окончательное решение принимает человек;
• управляющие - системы, осуществляющие по заданным программам целенаправленное воздействие на производственный объект или процесс на основе исходной информации и выработанных решений;
• самонастраивающиеся - системы, которые могут в рамках заданного алгоритма изменить программу при ситуациях, не заданных в ней.

ЭС помогают организациям повышать квалификацию специалистов и эффективность работы. В настоящее время уже имеются тысячи экспертных систем, охватывающих самые разные предметные области. В качестве примеров можно привести Dendral - старейшая ЭС в области химии в мире, PROSPECTOR - система для коммерчески оправданного поиска полезных ископаемых, MYCIN - ЭС в области медицинской диагностики и многие другие.

Системы искусственного интеллекта - системы, в которых с помощью ЭВМ решаются сложные исследовательские задачи. Это задачи машинного перевода с одного естественного языка на другой, автоматического доказательства теорем, распознавания изображений, алгоритмы и стратегии игр, планирование действий роботов и др.

Искусственный интеллект - совокупность научных дисциплин, изучающих методы решения интеллектуальных (творческих) задач с использованием ЭВМ.

Геоинформационные системы - системы, в которых все данные об объектах привязаны к общей электронной топографической основе. Эти системы предназначены для использования в тех предметных областях, в которых структура объектов и процессов имеет пространственно-географическую привязку.

Гипертекстовые системы - системы с ассоциативным связыванием текстов, так называемым гипертекстом. Гипертекст - обычный текст, который содержит ссылки на связанные по смыслу фрагменты текста того же или другого документа. Гипертекстовые информационно-поисковые системы основаны на идее ассоциативно-навигационного подхода к анализу текстовой информации. Широкое применение они нашли в сети Интернет. С помощью текстового редактора (например, MultiEdit) или интернет-браузера пользователь, щелкнув мышью по выделенному цветом слову (по гиперссылке), может открыть связанный с этой ссылкой текст. Техника гипертекста стала в настоящее время основой для создания разных компьютерных справочных и учебных систем и энциклопедий.

АИС второй группы являются важнейшей составляющей различных АСУ:

• АСУП - АСУ предприятия;
• АСУТП - АСУ технологическими процессами;
• АСУТО - АСУ территориальными организациями и др.;
• О ГАС - общегосударственной автоматизированной системы;
• АСПР - автоматизированных систем плановых расчетов;
• АСГС - АС государственной статистики;
• САПР - систем автоматизированного проектирования;
• АСНИ - АС научных исследований и др.

В АСУ вычислительная техника используется в процессах не только сбора, хранения и обработки данных, но и принятия управленческих решений. АСУ базируются на использовании экономико-математических методов, средств вычислительной техники, средств получения и передачи данных. Особенностью является использование средств телекоммуникаций для получения данных с мест их возникновения, а также для отправки информации исполнителям и потребителям.

АСУ можно классифицировать по признакам назначения, ранга, характера действия, сложности и др.:

• по назначению: АСУ движущимися объектами, диспетчерские, организационные, предприятия, энергетическими установками, технологическими процессами и др.;
• по рангу (уровню управления): локальные (в рамках одной организации), региональные, отраслевые, межотраслевые, республиканские, общегосударственные и международные;
• по характеру действия: непрерывные и дискретные;
• по сложности: малые, средние, большие; и др.

В нашей стране действуют тысячи АСУ во всех отраслях экономики, культуры, образования, медицины.

Эффективно работает и совершенствуется, например, АСУ «Экспресс» - система обслуживания пассажиров и управления перевозками на железнодорожном транспорте. Эта АСУ представляет собой комплекс технических, программных, информационных, технологических и административных средств. Система базируется на ЭВМ единой серии, на единой международной нумерации пассажирских станций и на единой нумерации поездов. Система продажи билетов включает десятки тысяч касс и десять вычислительных центров (ВЦ). ВЦ имеют машинные вычислительные системы, устройства связи и коммутации (телеобработки). Билетные кассиры имеют возможность с помощью периферийной аппаратуры на своих автоматизированных рабочих местах (АРМ) выполнять различные операции по обслуживанию пассажиров.

АСУ «Сирена» - система обслуживания пассажиров Аэрофлота. Она предназначена для резервирования и учета мест на авиалайнерах, продажи билетов и выдачи информации о работе Аэрофлота в крупных городах. Система базируется на больших ЭВМ, взаимодействующих с большим количеством АРМ в пунктах продажи билетов на самолеты. Базы данных «Сирены» хранят годовое расписание авиарейсов, связывающих столицы СНГ и крупных городов России, данные о стоимости перевозок, данные о наличии свободных мест на каждый авиарейс и другую информацию. Обеспечивается актуализация баз данных.

Контрольные вопросы

• 1. Что такое автоматизация, система, управление?
• 2. Что понимается под совокупностью элементов, их взаимосвязанностью?
• 3. Что такое локализация системы и ее организационная сложность?
• 4. В чем заключается разница между информационной системой и информационной технологией?
• 5. Каково определение автоматизированной информационной системы?
• 6. На какие группы можно разделить автоматизированные информационные системы?
• 7. Какие системы можно отнести к каждой группе АИС?

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования

« СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Реферат

Красноярск 2015

Введение 3

Основная часть 5

История создания и развития автоматизированных информационных систем. 5

Классификация автоматизированных информационных систем 8

Введение

Автоматизация и создание информационных систем являются на данный момент одной из самых ресурсоемких областей деятельности техногенного общества. Причиной развития данной области является то, что автоматизация служит основой коренного изменения процессов управления, играющих важную роль в деятельности человека и общества. Возникают системы управления, действие которых направлено на поддержание или улучшение работы объекта с помощью устройства управления (комплексы средств сбора, обработки, передачи информации и формирования управляющих сигналов или команд).

Информационная система (ИС) - это система, обеспечивающая персонал данными или информацией, имеющими отношение к организации. Информационная система управления, в общем случае, состоит из четырех подсистем: системы обработки транзакций, системы управленческих отчетов, офисной информационной системы и системы поддержки принятия решений, включая информационную систему руководителя, экспертную систему и искусственный интеллект.

Автоматизированная информационная система (АИС) - взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, используемых для хранения, обработки и выдачи информации в интересах достижения поставленной цели.

Таким образом, автоматизированная информационная система (АИС) представляет собой совокупность информации, экономико-математических методов и моделей, технических, программных, технологических средств и специалистов, предназначенная для обработки информации и принятия управленческих решений.

Автоматизированная система (согласно ГОСТу) – это система, состоящая из взаимосвязанной совокупности подразделений организации и комплекса средств автоматизации деятельности, реализующая автоматизированные функции по отдельным видам деятельности.

Целью данной работы является рассмотрение истории создания, основных понятий и классификации автоматизированных информационных систем.

Основная часть

История создания и развития автоматизированных информационных систем.

Индустрия создания автоматизированных систем (автоматизированных информационных систем управления, АИСУ) родилась в 1950–1960-е годы в процессе создания автоматических и автоматизированных производственных систем и механизмов. К концу XX века методы их разработки приобрели вполне законченные формы. Несмотря на имеющиеся различия в реализации функциональных модулей АИСУ и АИС, для создания АИС используют аналогичные подходы, что позволяет применить имеющийся опыт при разработке АИС и включить первые этапы развития АИСУ в этапы развития АИС.

Этапы развития АИС:

1 этап. Первые информационные системы появились в 1950-х г. В эти годы они были предназначены для обработки счетов и расчёта зарплаты, а реализовывались на электромеханических бухгалтерских счётных машинах. Это приводило к некоторому сокращению затрат и времени на подготовку бумажных документов. Такие системы называют системами обработки транзакций. К транзакциям относят следующие операции: выписка счетов, накладных, составление платёжных ведомостей и другие операции бухгалтерского учёта.

2 этап. В 1960-е г. средства вычислительной техники получили дальнейшее развитие. Появляются операционные системы, дисковая технология, улучшаются языки программирования. Развитие вычислительной техники обусловило появление новых возможностей в автоматизации различных видов деятельности, например, подготовки отчётной документации.

Изменяется отношение к информационным системам. Полученная с их помощью информация применяется для периодической отчётности по многим параметрам. Для этого организациям требовалось компьютерное оборудование широкого назначения, способное обслуживать множество функций, а не только обрабатывать счета и считать зарплату, как было ранее.

Появляются системы управленческих отчётов, ориентированные на менеджеров, принимающих решения.

3 этап. В 1970-х – начале 1980-х гг. информационные системы начинают широко использоваться в качестве средства управленческого контроля, поддерживающего и ускоряющего процесс принятия решений.

В 1970-е г. информационные системы продолжают активно развиваться. В это время появляются первые микропроцессоры, интерактивные дисплейные устройства, технология баз данных и дружественное по отношению к пользователю программное обеспечение (средства, позволяющие работать с программой, не изучая её описания). Эти достижения создали условия для появления систем поддержки принятия решений (СППР). В отличие от систем управленческих отчётов, которые предоставляют информацию по заранее установленным формам отчётности, СППР предоставляют её по мере возникновения необходимости.

В 1970–80-х гг. в офисах применяют разнообразные компьютерные и телекоммуникационные технологии, расширяющие область применения информационных систем. К таким технологиям относят: текстовую обработку, настольное издательство, электронную почту и др. Интеграцию этих технологий в одном офисе называют офисной информационной системой. АИС начинают широко использоваться в качестве средства управленческого контроля, поддерживающего и ускоряющего процесс принятия решений.

4 этап. 1980-е г. характеризуются тем, что информационные технологии начинают претендовать на новую роль в организации. АИС этого периода, предоставляя вовремя нужную информацию, помогают организации достигать успеха в своей деятельности, создавать новые товары и услуги, находить новые рынки сбыта, обеспечивать достойных партнеров, организовывать выпуск продукции по низкой цене и многое другое.

К концу 1980-х г. концепция использования информационных систем вновь изменяется. АИС становятся стратегическим источником информации и используются на всех уровнях организации любого профиля.

5 этап. В 1990-е г. весомые преимущества создаются за счёт использования телекоммуникаций, локальных, корпоративных, и глобальных компьютерных сетей. Они, во-первых, позволяют привлекать клиентов сокращением времени обслуживания или предоставления им комфорта, во-вторых, повышают качество и оперативность работы специалистов в процессе принятия решений за счёт скоростного сбора данных от региональных подразделений и оперативного анализа данных. Появляются автоматизированные офисы.

6 этап связывают с началом XXI века. Он характеризуется дальнейшим развитием информационных технологий, которые приводят к появлению методов и средств, обеспечивающих интегрированные решения по автоматизации различных информационных процессов и офисов, позволяющих автоматизировать ручные операции и поиск документов, автоматически передавать и отслеживать перемещение документов и контролировать выполнение поручений, связанных с документами и других. Так же он характеризуется объектно-ориентированным подходом к проектированию АИС, автоматизацией проектирования, использованием функционально-распределенных информационных (как правило, корпоративных) технологий, а также геоинформационных и интеллектуальных информационных технологий.

Классификация автоматизированных информационных систем

Классификация (от лат. «Classis» – группа и «Facere» – делать) – это система распределения объектов по классам в соответствии с определённым признаком (основание классификации).

Основанием классификации называется признак сходства или различия, положенный в основу классификации множества элементов.

Под классификацией понимается условное расчленение множества элементов информации на подмножества на основании сходства или различия по какому-то признаку.

Объекты необходимо классифицировать для:

· выявления общих свойств информационного объекта, который определяется информационными параметрами (реквизиты);

· для разработки правил, алгоритмов обработки информации.

Реквизит – это элементарная информационная совокупность, дальнейшее расчленение (деление) которой приводит к потере смысла данных. Реквизиты представляются числами (год, стоимость), или признаками (фамилия, цвет).

При классификации нужно соблюдать требования полноты охвата, однозначности реквизитов, возможности включения новых объектов.

Существует две системы классификации объектов: иерархическая и фасетная.

При иерархической системе множество объектов разбивается на соподчиненные подмножества. Каждый объект на определённом уровне определяет конкретное значение выбранного признака классификации. Для последующей классификации нужно задавать новые признаки. Количество уровней классификации называется глубиной классификации .

Положительными качествами иерархической системы являются простота построения, использование независимых классификационных признаков в различных ветвях иерархической структуры. Отрицательными являются следующие: жесткая структура – сложно ввести изменения, невозможно группировать объекты по заранее не предусмотренным сочетаниям признаков.

Фасетная система позволяет выбирать признаки классификации (фасеты) независимо друг от друга. Каждый фасет содержит совокупность однородных значений данного классификационного признака.

Положительными качествами фасетной системы являются: использование большого числа признаков классификации; возможность модификации всей системы без изменения структуры группировок. Отрицательным является сложность построения – нужно учитывать все многообразие фасетов.

Классифицировать огромное количество информационных систем можно по:

По степени автоматизации.

По степени автоматизации информационных процессов классифицируются на: ручные, автоматические и автоматизированные.

Ручные ИС характеризуются отсутствием современных технических средств переработки информации и выполнением всех операций человеком.

В автоматических ИС все операции по переработке информации выполняются без участия человека.

Автоматизированные ИС предполагают участие в процессе обработки информации и человека, и технических средств, причём главная роль в выполнении рутинных операций обработки данных отводится техническим средствам, например, компьютеру. Именно этот класс информационных систем соответствует понятию «автоматизированная информационная система».

Масштаб применения АИС определяется уровнем организации и решаемых ей задач, территориальным расположением организации и её филиалов, спектром информационного обслуживания, объёмом информационных потоков и массивов. В этом случае АИС делятся на системы для:

организации или её подразделения;

локальных (региональных или отраслевых) структур;

глобальных (межотраслевых, межрегиональных) служб.

Последние служат для предоставления удалённым пользователям доступа к информации по телекоммуникационным сетям.

По типу принимаемого решения АИС делятся на:

информационно-справочные системы, которые просто сообщают информацию («экспресс-информация», «09» и др.);

информационно-советующие (справочные) системы, представляющие варианты и оценки по различным критериям этих вариантов;

информационно-управляющие системы, в которых выходной результат не совет, а управляющее воздействие на объект.

По назначению АИС делятся на:

Военные АСУ;

Экономические системы (предприятия, конторы, управляющие властные структуры);

Информационно-поисковые системы и др.

По областям человеческой деятельности АИС делятся на:

Медицинские системы;

Экологические системы;

Системы телефонной связи и др.

В зависимости от характера обработки данных АИС делятся на информационно-поисковые и информационно-решающие.

Информационно-поисковые системы позволяют осуществлять ввод, систематизацию, хранение, выдачу информации по запросу пользователя без сложных преобразований данных.

Информационно-решающие системы осуществляют, кроме того, операции переработки информации по определённому алгоритму. По характеру использования выходной информации такие системы принято делить на управляющие и советующие.

По характеру обрабатываемой информации АИС делят на: управленческие, информационно-справочные, фактографические, документальные и иные. В свою очередь каждая из них может иметь собственные разновидности. Так, например, информационно-справочные системы могут быть непосредственного или удалённого доступа (информаторы и различные табло на вокзалах и в библиотеках, телефонные и иные автоматические справочные системы, например, в Интернете и др.).

Управленческие АИС предназначены для решения управленческих и технико-экономических задач. Обычно они функционируют как отдельные модули в рамках общей автоматизированной системы организации для решения задач отдельных служб: собственно управления организацией, бухгалтерского учёта, отдела кадров, материально-технического снабжения и т.п.

АИС научных исследований обеспечивают высокое качество и эффективность межотраслевых расчётов и научных опытов. Методической базой таких систем служат экономико-математические методы, технической базой – разнообразная вычислительная техника и технические средства для проведения экспериментальных работ моделирования. Системы научных исследований могут включать в свой контур системы автоматизированного проектирования работ (САПР).

Обучающие АИС также используют при подготовке специалистов в системе образования, а также при переподготовке и повышении квалификации работников разных отраслей.

Информационно-справочные системы предназначены для удовлетворения запросов пользователей. Найденная в соответствии с запросом информация выдаётся пользователю, который и использует её в своих целях вне самой АИС

Фактографические АИС обычно используют табличные реляционные БД с фиксированной структурой данных (записей). Хранимая и обрабатываемая в них информация представляет собой сведения фактического характера (справочные, статистические, социальные данные и т.п.). Часто эта информация требует оперативного обновления.

Документальные системы отличаются неопределённостью или переменной структурой данных (документов). Объектами обработки являются определённые документы (книги, статьи и др. информационные материалы).

В зависимости от сферы применения различают следующие классы АИС.

АИС организационного управления предназначены для автоматизации функций управленческого персонала как промышленных предприятий, так и непромышленных объектов (гостиниц, банков, магазинов и пр.).

Основными функциями подобных систем являются: оперативный контроль и регулирование, оперативный учёт и анализ, перспективное и оперативное планирование, бухгалтерский учёт, управление сбытом, снабжением и другие экономические и организационные задачи.

АИС управления технологическими процессами (ТП) служат для автоматизации функций производственного персонала по контролю и управлению производственными операциями. В таких системах обычно предусматривается наличие развитых средств измерения параметров технологических процессов (температуры, давления, химического состава и т.п.), процедур контроля допустимости значений параметров и регулирования технологических процессов.

АИС автоматизированного проектирования (САПР) предназначены для автоматизации функций инженеров-проектировщиков, конструкторов, архитекторов, дизайнеров при создании новой техники или технологии. Основными функциями подобных систем являются: инженерные расчёты, создание графической документации (чертежей, схем, планов), создание проектной документации, моделирование проектируемых объектов.

Интегрированные (корпоративные) АИС используются для автоматизации всех функций фирмы и охватывают весь цикл работ от планирования деятельности до сбыта продукции. Они включают в себя ряд модулей (подсистем), работающих в едином информационном пространстве и выполняющих функции поддержки соответствующих направлений деятельности. К ним относят корпоративные АИС, которые, в свою очередь, можно отнести к системам управления корпорациями, или системам планирования ресурсов предприятия ERP (англ. «Enterprise Resources Planning Systems»).

Кроме информационного, немаловажную роль для пользователей играет лингвистическое обеспечение АИС, служащее для выполнения эффективного поиска необходимых пользователям данных.

Под информационным поиском понимают процесс нахождения в определённом множестве информации необходимых данных, соответствующих запросу пользователя. Запросы бывают адресными (наличие определённой информации), тематическими, фактографическими, на уточнение данных, в том числе библиографическими и др. При формировании запросов необходимо учитывать условия поиска (полное совпадение, с усечением справа, поиск по контексту, логические операторы «И», «ИЛИ», «НЕ», отсутствие данных, больше, меньше, больше или равно, меньше или равно, не равно и др.).

Процедура поиска выполняется по правилам, образующим совместно с правилами формирования запросов и условиями поиска системы поиска, базирующихся на использовании лингвистического обеспечения АИС.

Информационное и лингвистическое обеспечение АИС в первую очередь определяют:

внутрисистемные и коммуникативные форматы представления и хранения библиографической информации;

системы классификации и индексирования, используемые для автоматизированной обработки документных потоков;

комплекс словарно-тезаурусной поддержки и лингвистических процессоров.

Информационное обеспечение АИС представляет собой:

файлы системы;

базы данных (взаимосвязанная совокупность физических файлов, поддерживающих информационную модель предметной области).

К лингвистическому обеспечению обычно относят:

типы, форматы, структуру информации (данных, записей, документов);

языковые средства описания (ЯОД, словари данных) и манипулирования данными (ЯМД);

классификаторы, кодификаторы, словари и тезаурусы и т.п.

Важное место в лингвистическом обеспечении АИС занимают информационно-поисковые языки.

Информационно-поисковые языки (ИПЯ) – это искусственные языки, представляющие совокупность средств описания формальной и содержательной структур информации, предназначенные для выражения содержания документов или запросов, описания фактов с целью проведения поиска.

ИПЯ включает в себя:

алфавит (набор определённых знаков и символов, используемый для записи слов и выражений);

лексические единицы (отдельные фразы и выражения, сконструированные из алфавита с помощью синтаксических и морфологических правил, а также индексы).

Перевод с естественного на машинный поисковый язык называют индексированием. Системы индексирования различаются. При свободном индексировании используется способ выписывания слов (словосочетаний), отражающих содержание индексируемого документа (запроса) и упорядочение их в алфавитном порядке.

Такой упорядоченный набор слов представляет собой поисковый образ документа (ПОД). Он формируется на основе поискового образа запроса (ПОЗ). Сравнение поискового образа запроса (ПОЗ) с поисковым образом документа (ПОД) производится в процессе поиска информации в АИС.

В качестве ПОД выступают массивы библиографических описаний, индексов, ключевых слов, тематических рубрик, дескрипторов, тезаурусов и др.

ПОЗ включает типовые или наиболее часто употребляемые запросы пользователей, которые могут продолжительно храниться в памяти ЭВМ и использоваться при необходимости.

Всё более важным становится организация «свободного» поиска по содержанию документов. Наиболее часто он реализуется с помощью контекстных операторов с «маскированием» задаваемых терминов (усечением слов слева, в середине или справа). При автоматизированном поиске наилучшие результаты достигаются, когда он осуществляется по ПОД и (или) по их рефератам.

В другом случае выписанные словосочетания и слова сравниваются с фиксированным словарем. При этом слова, ненайденные в словаре устраняются, а оставшиеся сортируются по алфавиту.

Существует способ, при котором выбор лексических единиц и исходного текста производится на основе статистической обработки текста, слова которого рассматриваются как знаки, не имеющие семантических значений.

В соответствии с требованиями новой главы V "Навигационная безопасность" Конвенции но охране человеческой жизни на море 1974 года (Конвенция СОЛАС-74) установка автоматической идентификационной системы (АИС) на судах должна проходить поэтапно, начиная с 1 июля 2002 года.

Требования Конвенции СОЛАС-74 с поправками по оснащению судов аппаратурой АИС сведены в табл 29 1.

Сроки оборудования судов аппаратурой АИС

Таблица 29.1

Таким образом, оборудование аппаратурой АИС всех судов, совершающих международные рейсы, должно быть завершено до 1 января 2005 года. Суда валовой вместимостью более 500 б.р.т, не совершающие международных рейсов, должны быть оснащены АИС до 1 июля 2008 года.

Назначение АИС

Назначение АИС

АИС прежде всего предназначена для использования на судах при решении задач предупреждения столкновений, а также для автоматического обмена с другими судами и компетентными береговыми службами навигационной, рейсовой и другой информацией, связанной с безопасностью.

В соответствии с правилом 19 СОЛАС-74 АИС должна:

Автоматически предоставлять соответствующим образом оборудованным береговым станциям, другим морским и воздушным судам информацию, включая идентификацию судна, тип, координаты, курс, скорость, эксплуатационное состояние судна и другую связанную с безопасностью информацию;

Автоматически принимать такую информацию от подобным образом оборудованных судов;

Вести сопровождение наблюдаемых судов и

Обмениваться данными с береговыми средствами.

АИС должна способствовать повышению безопасности (safety) мореплавания, эффективности судовождения и эксплуатации систем регулирования движением судов (СРДС), а также защите окружающей среды.

Указанные общие задачи решаются путем использования АИС в качестве:

Средства предупреждения столкновений в режиме судно-судно;

Средства получения компетентными береговыми службами информации о судне и грузе;

Инструмента СРДС в режиме судно-берег для управления движением судов;

Средства мониторинга и слежения за судами, а также в операциях по поиску и спасанию (SAR).

АИС выполняет следующие функции:

Автоматическую идентификацию судов (номер судна IMO, MMSI, позывной и название), прием и передачу но радиоканалам АИС навигационной информации (координаты, курс, скорость, скорость поворота и т.д.), рейсовой информации (пункт назначения, ожидаемое время прибытия, тип груза) и статической информации (название и позывной судна, габариты и осадка судна, положение антенны); выдачу этих видов информации для отображения на минимальном дисплее АИС и дисплее электронных карт;

получение координат судна и параметров его движения от внешнего источника (ГНСС, лага, компаса или интегрирующего устройства, например, электронной картографической системы);

Определение координат судна при помощи внутреннего ГНСС приемника, в том числе с использованием дифференциального режима;

Прием и выдачу статических, рейсовых данных, текстовых и двоичных сообщений на электронные карты;

Передачу по каналам АИС дифференциальных поправок ГНСС (функция базовой станции); - прием дифференциальных поправок ГНСС по каналу АИС и выдача их приемнику ГНСС внешнему и встроенному (функция мобильной станции);

Выдачу информации о состоянии АИС на пульт управления и отображения и внешнее оборудование;

Выдачу рассчитанных по координатам судов и собственным координатам пеленгов и дистанций до этих судов;

Задание (береговыми АИС) соответствующих режимов работы судовым и береговым станциям, в том числе задание районов, частот, мощности излучения, слотов, периодов докладов, количество повторений докладов, а так- же режимов работы ретрансляторов. Включение/выключение резервных береговых станций (репитеров) АИС.

Следует отметить, что АИС как средство радиосвязи является также объектом в общей системе обеспечения безопасности (security) в соответствии с Международным кодексом по охране судов и портовых средств.
Информация, передаваемая по каналам АИС, может использоваться пиратскими судами и террористами, так как она передается в широковещательном режиме без каких-либо средств защиты информации от несанкционированного доступа.

Преимущества и ограничения АИС

Преимущества и ограничения АИС

Совместное использование АИС на судах и в береговой инфраструктуре позволяет реализовать следующие преимущества в сравнении с существующими средствами навигации:

Получить надежную и достоверную идентификацию судов, исключив при этом необходимость радиотелефонного обмена;

Увеличить дальность обнаружения, особенно небольших целей; - автоматически получать от судна необходимые данные (координаты, скорость, направление движения и др.), причем с большей точностью, чем у радиолокационных станций, что позволяет уменьшить задержку в распознавании маневра судна;

Практически свести к нулю влияние помех от морской поверхности и атмосферных явлений, а также избежать влияния рефракции, имеющего место в радиолокации;

Снять ограничения в обнаружении цели за препятствиями и устранить возможность переключения сопровождения судов при их сближении.

Применение АИС в системах регулирования движением судов позволяет дополнительно получить такие преимущества:

Автоматизировать получение от судов информации, необходимой для работы СРДС (тип судна и перевозимого груза, длина, ширина, осадка, порт назначения и др.), а также другую информацию в интерес других служб;

Автоматизировать передачу судам в зоне действия СРДС навигационной и гидрометеорологической информации, предупреждений об опасных явлениях;

Реализовать возможность передачи по каналам АИС информации о судах, которые не оборудованы транспондерами, но сопровождаются радиолокационными станциями СРДС;

Повысить точность определения судовых координат путем передачи дифференциальных поправок по кана- лам АИС;

Значительно расширить зону мониторинга при использовании режима дальней связи АИС, например, по спутниковым каналам ИНМАРСАТ.

Аппаратура АИС не заменяет другое судовое навигационное оборудование. АИС следует применять только как средство, дополняющее радиолокационную станцию и другие средства наблюдения за навигационной обстановкой, а также как средство обмена информацией с береговыми службами.

Ограничения, которые необходимо учитывать при использовании АИС, связаны со следующими факторами:

Значительная часть судов может быть не оборудована АИС даже по окончанию периода внедрения (рыбопромысловые, местного плавания, маломерные, прогулочные и другие);

Судовое оборудование АИС может быть выключено по распоряжению капитана судна, если использование АИС может отрицательно повлиять на безопасность судна (например, в районах, где возможна пиратская деятельность);

В районах с очень высокой интенсивностью судоходства возможно уменьшение реальной дальности действия АИС до 10 - 12 миль;

Сильные радиопомехи, например, во время грозы, могут вызвать кратковременные нарушения в работе АИС;

Достоверность и качество принятой информации частично может зависеть от датчиков, формирующих сообщения АИС, и от правильности ввода информации на судах-целях (например, курс судна по гирокомпасу и навигационный статус).

Таким образом, установка на судне АИС не подменяет и не снимает требований к радиолокационной станции и другим навигационным средствам, а также не изменяет требований в отношении несения вахты на ходовом мостике.

Принцип действия АИС поясняется рис. 29.1. Суда, оборудованные аппаратурой АИС, находясь в открытом море или в прибрежных районах, автоматически и регулярно передают в диапазоне УКВ морской подвижной радиослужбы стандартные сообщения, содержащие информацию о судне, его координатах, курсе, опасном грузе на борту, порте назначения, времени прибытия и другие данные.

Рис. 29.1. Принцип функционирования АИС

Одновременно каждым судном, оборудованным АИС, принимается аналогичная информация от других судов, находящихся в радиусе действия, ограниченном распространением радиоволн УКВ диапазона (20 - 30 морских миль).
Принятая информация автоматически обрабатывается и отображается на судовом навигационном дисплее. Синхронизация работы всех станций АИС, как судовых, так и береговых обеспечивается глобальной навигационной спутниковой системой. По сигналам ГНСС в судовых навигационных приемниках рассчитываются текущие координаты судна и вектор скорости.

В прибрежных районах, где установлены базовые станции АИС, информация, передаваемая судами, принимается базовыми станциями и поступает в распоряжение береговых служб (СРДС, системы судовых сообщений, службы поиска и спасания, службы экологического контроля и ликвидации последствий загрязнения, пограничные и таможенные власти, различные портовые службы). Обычно, для получения целостной картины судоходства в контролируемом районе, базовые станции АИС обьединяются в сети, позволяющие интегрировать информацию от отдельных базовых станций.
Для расширения зоны действия базовой станции АИС могут устанавливаться так называемые репитерные станции АИС для расширения зоны действия береговой станции, например, при затеняющем береговом рельефе.

В прибрежных районах точность определения координат судов может быть повышена посредством передачи дифференциальных поправок в СВ диапазоне береговыми опорными станциями и радиомаяками. Дифференциальные поправки могут также передаваться береговой станцией АИС по УКВ каналам АИС в специальном сообщении.

Для существенного расширения зоны действия базовой станции АИС может использоваться режим дальней связи, когда судовые данные передаются по каналам ИНМАРСАТ-С.
В этом режиме обеспечивается автоматическая передача информации от судов в адрес береговых служб в целях мониторинга судоходства в территориальных водах, исключительных экономических зонах и районах ответственности морских спасательно-координационных центров (МСКЦ).

Аппаратура АИС может также устанавливаться на летательных аппаратах, участвующих в поисково-спасательных операциях на море, и на средствах навигационного оборудования (СНО) морских путей (плавучих и стационарных). Лоцманские службы могут использовать портативную аппаратуру АИС, доставляемую на борт судна и работающую автономно или с подключением к судовому оборудованию АИС.

Передаваемая и принимаемая информация АИС

Передаваемая и принимаемая информация АИС

АИС передает и принимает статическую, динамическую и рейсовую (или маршрутную) информацию, а также сообщения, касающиеся безопасности плавания.

Статические данные:

Идентификационный номер судна IMO (если он имеется);

Идентификационный номер морской подвижной службы MMSI;

Позывной сигнал и название судна;

Длина и ширина судна;

Тип судна;

Расположение антенн GNSS (внешнего и встроенного приемника) на судне.

Вес статические данные вводятся при установке оборудования.

Динамические данные:

Координаты судна с признаком точности и состоянием целостности (автоматически обновляются, признак точности - менее или более 10 метров);

Время в UTC, час., мин., с. (автоматически обновляются);

Курс относительно грунта (COG) (автоматически обновляется);

Скорость относительно грунта (SOG) (автоматически обновляется);

Курс судна по гирокомпасу (автоматически обновляется);

Навигационное состояние судна (на якоре, неуправляемое и другие) - выбираются вручную;

Скорость поворота (ROT) (автоматически обновляется, может быть недоступна);

Углы качки и дифферента (если они доступны).

Рейсовые данные:

Осадка судна (вводится в начале рейса, исправляется по мере необходимости);

Наличие (тип) опасного груза (вводится в начале рейса);

Порт назначения и время прибытия (вводится в начале рейса, исправляется по мере необходимости).

Сообщения по безопасности и двоичные сообщения

Сообщения по безопасности представляют собой короткие текстовые сообщения в свободном формате с использованием кодировки ASCN, подобно SMS в персональных мобильных радиотелефонах. Они могут быть адресованы как конкретному судну (или береговой станции), так и всем станциям.

Передача этих сообщений осуществляется оператором путем набора текста на пульте управления и отображения информации.

Кроме сообщений безопасности в АИС предусмотрена передача так называемых двоичных (или бинарных) сообщений. Двоичные сообщения могут использоваться для специальных приложений, одобренных ИМО.

Например, в циркуляре 236 Комитета по безопасности мореплавания даны форматы ряда двоичных сообщений, которые содержат следующую информацию:

Метеорологические и гидрологические данные по какой-либо географической точке;

Подробные сведения об опасных грузах;

Сведения о прохождении фарватера;

Сведения о приливах;

Расширенная статическая и рейсовая информация и количество человек на борту;

Данные по псевдо-АИС целям.

Планируется испытательная передача двоичных сообщений в течение 4-хгодичного периода времени. После испытательного периода будет принято решение о их дальнейшем использовании.

Следует подчеркнуть, что использование АИС в режимах передач сообщений по безопасности и двоичных сообщений ни в коей мере не подменяет функции ГМССБ по безопасности мореплавания и поиску и спасанию.

Система АИС в настоящее время продолжает развиваться и является открытой для внедрения новых информационных приложений в границах пропускной способности каналов передачи данных УКВ АИС.

Интенсивность передач

В зависимости от вида передаваемой информации и режима плавания АИС обеспечивает интервалы передач в соответствии с табл. 29.2 и 29.3.

Интервалы передач АИС

Таблица 29.2

Статическая и рейсовая информация передается в так называемом сообщении №5 "Статические данные о судне и информация о рейсе". Все тины сообщений АИС приведены в приложении. Динамическая информация передается в зависимости от скорости судна и изменения курса судна. Интервал передач задастся в соответствии с табл. 29.3. Динамическая информация передается в сообщении №1 "Сообщение о местоположении".
Если судно находится на якоре или движется с малой скоростью (менее 3-х узлов), то интервал между сообщениями динамической информации составляет 3 минуты. При повышении скорости судна интенсивность передач увеличивается. При скорости судна 23 узла и более интервал времени между соседними передачами динамической информации составляет всего 2 секунды.

Такая адаптация интервала передач к динамике судна позволяет в максимальной степени отследить перемещение и все маневры судна и в то же время не перегружать эфир излишними передачами при медленном перемещении судна.

Интервал передач динамической информации

УКВ каналы АИС

Станции АИС обмениваются данными между собой по умолчанию на двух УКВ каналах с временным разделением сигналов (ТОМА): 87В (161,975 МГц) и 88В (162,025 МГц). Станции АИС используют TDMA каналы на одинаковых частотах с разделением передач но времени. В качестве источника единого времени станции АИС используют внешний и внутренний GPS или ГЛОНАСС/GPS приемники.

Сущность временного разделения каналов заключается в том, что каждая станция АИС передает в строго определенном ей временном интервале - слоте. Длительность одного слота составляет 27,6 мс. Так как один слот занимает по времени 26,7 мс, то при скорости передачи данных 9600 бит/сек в одном слоте может быть размещено 256 бит информации.

9600 бит/сек х 26,7 мкс = 256 бит

Для точного задания начала слота используются сигналы времени ГНСС, которая обеспечивает точность синхронизации по времени не хуже 10 мкс. Таким образом, каждая станция как бы вклинивается для передачи в определенный слот.

Естественно возникает вопрос о назначении слотов для передач каждой станции. Для предотвращения конфликтов, когда в пределах УКВ радиосвязи (т. е. примерно 30 мор. миль) два судна будут использовать для своих передач один и тот же слот, используется специальный алгоритм самоорганизации выбора занимаемых слотов.
Этот алгоритм предусматривает передачу каждым судном своего расписания передач на ближайший период времени. Кроме параметров по судну в типовое сообщение включаются номера забронированных слотов, которые судно планирует использовать для последующих передач. Все другие суда анализируют панораму занятых слотов и соответственно планируют свои передачи только в свободных слотах.

Такой алгоритм называется SOTDMA - Self Organizing TDMA. Алгоритм SOTDMA используется судами в открытом море, когда все станции АИС являются равноправными.

В зоне действия базовой (береговой) станции назначения слотов для передач каждого судна осуществляем сама базовая станция. Такой алгоритм называется FATDMA - fixed access TDMA, множественный фиксированный доступ с временным разделением каналов.

Рис. 29.2. Организация радиосвязи с временным разделением каналов

В регионах, где осуществляется мониторинг береговыми станциями, могут использоваться другие частотные каналы АИС, если каналы 87В и 88В заняты иными службами.

Кроме двух TDMA каналов станция АИС одновременно работает на канале DSC (канал 70). По этому каналу производится назначение рабочих каналов АИС со стороны береговой станции.

Минутный интервал представляет собой кадр (или фрейм), включающий 2250 слотов.

26,7 мкс х 2250 = 60 сек

Для повышения надежности системы и повышения пропускной способности используются два канала АИС, обеспечивая передачу/прием по 2250 слот/мин па каждом канале.

Таким образом, пропускная способность АИС на двух УКВ каналах составляет 4500 слот/мин.

2250 слот/мин х 2 = 4500 слот/мин.

Принцип временного разделения передач отдельных судов поясняется рис.29.2.

Функционирование АИС основываются на модели взаимодействия открытых информационных систем (Open System Interconnection, OSI), разработанной международной организацией но стандартизации (International Standard Organisation, ISO). Данному стандарту отвечают большинство компьютерных и информационных систем.

В модели ISO/OSI предусмотрено семь уровней и определен порядок информационного обмена на каждом уровне. В АИС определены требования к четырем уровням: физическом)", канальному, сетевому и транспортному.

Работа АИС на различных уровнях (для РЭ)

Работа АИС на различных уровнях (для РЭ)

Физический уровень

На физическом уровне определяются требования к характеристикам приемопередатчика: виду модуляции сигнала, частотам, излучаемой мощности и т.п. Это чисто аппаратный уровень. Требования к АИС на физическом уровне сведены в табл. 29.4.

Передача данных осуществляется в УКВ диапазоне морской подвижной службы. Передача данных по умолчанию должна осуществляться на каналах AIS 1 и AIS 2, если иначе не определено компетентными властями. В территориальных водах рабочие каналы могут назначаться базовой станцией АИС.

Транспондер для повышения пропускной способности и повышения надежности работает на двух параллельных каналах. Два отдельных TDMA приемника используются одновременно для параллельного приема информации по двум независимым частотным каналам. Для передачи используется один TDMA передатчик попеременно на двух независимых частотных каналах.

АИС должна иметь возможность работы на каналах 25 кГц или 12,5 кГц. Канал с полосой 25 кГц используется в открытом море, в то время как каналы с полосами 25 кГц или 12,5 кГц используются в территориальных водах.

В передатчике осуществляется частотная манипуляция с предварительной низкочастотной фильтрацией модулирующего сигнала (Gaussian minimum shift keying, GMSK/FM). Формирование GMSK/FM сигнала поясняется на рис. 29.3.

Требования к АИС на физическом уровне

Таблица 29.4

На рис. 29.3 представлены схема GMSK/FM модулятора и временные диаграммы сигналов. Данные представляются так называемым "инверсным кодом без возвращения к нулю" (Non return to zero, inverse NRZI). Код NRZI меняет уровень сигнала на противоположный при передаче "единицы" данных.
При передаче "нуля" уровень сигнала не изменяется. Далее сигнал NRZI проходит через фильтр нижних частот (ФНЧ) с амплитудночастотной характеристикой, близкой по форме к гауссовой кривой. Этим и определяется название сигнала.

Сглаживание сигнала необходимо для уменьшения ширины полосы частот, занимаемой радиосигналом. Такой фильтр также минимизирует межсимвольные искажения сигнала.

Pиc. 29.3. Формирование GMSK/FM rusnana: а) структурная схема б) временные диаграммы

После ФНЧ модулирующий сигнал поступает па генератор, управляемый напряжением (ГУН) для формирования частотно-манипулированпого радиосигнала. Частота радиосигнала на выходе ГУН отклоняется в ту или иную сторону от средней частоты f0 .
Девиация частоты, т.е. максимальное отклонение от среднего значения частоты составляет Δf=2,4 кГц при широкой полосе (25 кГц) и Δf = 1,2 кГц при узкой полосе (12,5 кГц) Такая девиация частоты обеспечивается при индексе модуляции 0,5 при работе на 25 кГц канале и 0,25 при работе на 12,5 кГц канале. На выходе ГУН, таким образом, формируется сигнал GMSK/FM, излучаемый в эфир после требуемого усиления.

Скорость передачи данных составляет 9600 бит/сек ± 50 ррт.

Помехоустойчивое кодирование для прямого исправления ошибок не используется.

Время нарастания и спада сигнала радиопередатчика не должно превышать 1 мс после включения сигнала на передачу.

Время переключения каналов должно быть меньше 25 мс.

Время, отводимое для переключения с передачи на прием и наоборот не должно превышать времени нарастания или времени спада. Должна иметься возможное!ь приема сообщения от слота следующего непосредственно или предшествующего собственной передаче.

Передатчик АИС имеет возможность для установки двух уровней номинальной мощности (высокая мощность, низкая мощность) как требуют некоторые приложения. Операции транспопдера но умолчанию должны использовать высокий уровень мощности Изменения уровня мощности должны осуществляться только средствами, принятыми для управления каналами.

Номинальные уровни для двух значений мощности составляют 2 Вт и 12,5 Вт. Отклонения должны быть в пределах +20%.

Оборудование АИС не должно выходить из строя в результате отсоединения или закорачивания антенного разъема. При этом отсоединение антенного разъема сопровождается звуковым сигналом.

Канальный уровень

На канальном уровне определяется порядок преобразования данных в пакеты передачи и сама процедура передачи пакетов данных в УКВ АИС канале связи.

Доступ к каналу УКВ передачи информации обеспечивается с использованием технологии МДВР (TDMA) - множественного доступа с временным разделением с использованием общей шкалы времени.

Для передач станции АИС отводится временной интервал - слот длительностью 26,7 мс. 2250 слотов составляют фрейм или кадр продолжительностью 60 секунд. Состав фрейма и слота представлен на рис. 29.4.

Временная синхронизация для всех станций осуществляется от единого источника UTC с помощью приемника GPS/GLONASS. Точность синхронизации составляет 10 мкс.

Формат слота представлен в табл. 29.5.

Выход передатчика на требуемую мощность и (стабильность частоты осуществляется в течение периода нарастания, который но длительности соответствует 8-ми битовым интервалам.

Передача данных всегда начинается с 24-битовой обучающей последовательности (преамбулы) для синхронизации работы демодулятора. Преамбула состоит из чередующихся "единиц" и "нулей" (0 1 0 1 0 1....).

Формат слота

Таблица 29.5

Флаг начала отмечает начало передачи собственно информационных данных. Длина пакета данных составляет 168 бит. Для проверки правильности приема данных используется проверочный код CRC длиной 16 бит. Данный код образуется в процессе обработки принятых данных.
Если сформированное значение CRC совпадает с принимаемым кодом CRC, то данные приняты без ошибок. В противном случае считается, что данные приняты с ошибкой.

Рис. 29.4. Состав фрейма (кадра) и слота

Флаг конца означает конец передачи. До начала следующего слота резервируется еще некоторый буферный интервал, который необходим для предотвращения перекрытия слотов от разных станций.

Буферный интервал распределяется следующим образом:

Избыточные биты (свыше 168) в сообщениях переменной длины: 4 бита;

Задержка сигнала по дальности: 12 бит;

Задержка репитерных станций: 2 бита;

Ошибка синхронизации: 6 бит.

Итого в наихудшем случае возможно смещение конца передачи на 24 битовых интервала, который и принят в качестве длительности буфера.

Станции АИС, как правило, синхронизируются непосредственно по временной шкале UTC. Станции, которые не могут получить прямой доступ к UTC, но могут принимать другие станции с индикацией прямого UTC, должны синхронизироваться по этим станциям. Это так называемый режим семафора. При этом станция меняет свое состояние синхронизации на косвенное UTC

Для одной непрерывной передачи станцией может использоваться как максимум пять последовательных слотов. При этом требуется только однократное дополнение (нарастание, обучающая последовательность флажки, CRC, буфер) для передачи длинного пакета.

Подвижные станции, которые не могут получить прямую или косвенную UTC синхронизацию, но могут принимать передачи от базовых станций, должны синхронизироваться по базовой станции.

Временное разделение каналов

Информационный взаимообмен станций АИС осуществляется на основе множественного доступа с временным разделением (Time division multiple access, TDMA). Каждая станция может передавать в строго фиксированпом временном интервале - слоте.
Для того, чтобы избежать передач двух и более станций в одном слоте применяются специальные алгоритмы планирования слотов для передачи каждой станцией.

Выбор слота на временной шкале осуществляется в соответствии со следующими четырьмя алгоритмами:

SOTDMA -self organising TDMA, самоорганизующийся множественный доступ с временным разделением каналов;

ITDMA - incremental TDMA, множественный доступ с приращением и временным разделением каналов;

RATDMA - random access TDMA, случайный множественный доступ с временным разделением каналов;

FATDMA - fixed access TDMA, множественный фиксированный доступ с временным разделением каналов;

SOTDMA является основным алгоритмом, используемым судовыми станциями в открытом море. Находясь в открытом море, все судовые станции АИС являются равноправными, и каждая станция сама резервирует номера следующих слотов для своей передачи на основании наблюдения передач от всех других станций. Пропускная способность канала обмена данными на двух каналах АИС достаточна для обмена в наиболее интенсивных районах судоходства - Дуврском и Сингапурском проливах.
Причем работоспособность всей системы АИС не нарушается даже при дефиците свободных слотов в пределах УКВ связи. В этом случае при необходимости учащения передачи судовая станция АИС считает свободными слоты, занимаемые наиболее удаленными станциями.

Алгоритмы ITDMA и RATDMA используются в переходном режиме, когда судно изменяет динамические или рейсовые характеристики и возникает необходимость ускорения темпа передач.

Алгоритм FATDMA используется только базовыми береговыми станциями для своих фиксированных передач.

Принцип выбора слота для передачи

Станции АИС после включения в работу до начала передачи в течение минутного кадра принимают и анализируют сообщения в канале АИС для определения свободных слотов и выбора потенциальных слотов для своей передачи в следующем минутном кадре. Первый слот в начале передачи выбирается с использованием протокола RATDMA. Последующие слоты в данном минутном кадре выбираются посредством протокола ITDMA. О выбранных слотах объявляется в первом переданном станцией сообщении.

Если судно не меняет свой режим движения и продолжает передавать регулярные сообщения с неизменным периодом повторения, то далее используется протокол SOTDMA, обеспечивающий резервирование слогов в предстоящих 3-7 кадрах. Если же период повторения сообщений должен измениться, например, когда судно меняет курс, то станция кратковременно переходит на протокол ITDMA, а затем возвращается к SOTDMA с новым периодом повторения.

Если судну необходимо передать нерегулярное сообщение, то станция использует протокола RATDMA для выбора первого слота под это сообщение. Последующие слоты для передачи этого сообщения выбираются посредством протокола ITDMA. Выбранный ранее порядок передачи регулярных сообщений, например, позици- онных, при этом не нарушается.

Принцип выбора слотов для передачи сообщений АИС с использованием протоколов TDMA поясняется рис. 29.5.

Рис.29.5. Выбор слотов для передачи

Например, судно должно регулярно передавать позиционное сообщение, содержащее динамическую информацию, с периодом повторения 6 секунд. Частота передачи сообщения RR для данного примера равна 10, т. е. сообщение должно повторяться 10 раз в течение минутного кадра, состоящего из 2250 слотов. Номинальное приращение N1, равное 225, означает, что данное сообщение должно повторяться, в среднем, каждые 225 слотов. Слот для передачи сообщения должен случайным образом выбираться из 45 слотов, лежащих в интервале выбора SI, но не занятых другими станциями.
Таким образом, фактический интервал передачи сообщений каждой судовой станции АИС изменяется случайным образом вокруг среднего значения, определяемого параметрами движения судов и установленного стандартами.

Принятые алгоритмы TDMA обеспечивают устойчивость канала АИС к перегрузкам, когда почти все слоты в минутном кадре заняты. Алгоритм выбора слотов в подобной ситуации будет следующим.
Если какое-либо судно А не находит свободного слота для передачи своего сообщения в интервале выбора, то оно выбирает для передачи слот, в котором уже ведет передачу наиболее удаленное от него судно В. Тем самым для других судов, находящихся поблизости, передача наиболее удаленного судна В будет подавлена в данном слоте. Однако, станция А может подавить сигнал судна В только один раз за минутный кадр.
Для передачи следующего сообщения в данном кадре судно А должно выбрать слот, где ведет передачу другое удаленное судно С. Аналогично ведут себя и другие суда вблизи судна А.

В результате, при перегрузке канала связи АИС на 400-500% (когда для нормальной работы всех станций потребовалось бы в 4-5 раз увеличить число слотов в кадре) реальная дальность приема каждой судовой станцией сообщений от других станций уменьшается до 8-10 миль, то есть до дальности уверенного радиолокационного сопровождения судов-целей средних размеров.
Следовательно, в районах с высокой интенсивностью судоходства реальная дальность действия АИС может быть меньше, чем дальность обычной радиосвязи па УКВ, определяемая высотами установки антенн.

Специфические особенности канала связи АИС накладывают существенные ограничения на технические характеристики передающих и приемных устройств. Мощность передатчика АИС стандартизована на уровне 12,5 Вт в режиме полной мощности и 2 Вт в режиме пониженной мощности. Предусмотрено ступенчатое переключение мощности передатчика (пониженная/полная) по сигналу базовой станции. Пониженная мощность может использоваться, например, на акватории порта, чтобы уменьшить перегрузку канала связи на подходных фарватерах.

Режимы работы АИС

АИС может работать в следующих режимах:

В автономном непрерывном режиме для работы во всех регионах;

В назначенном режиме для работы в районе, находящемся в зоне мониторинга и ответственности береговой СРДС, когда администрация может устанавливать интервал передачи данных, предписывать частоты, мощность передатчика, номера слотов, синхронизирующие последовательности для использования в назначенных регионах;

В режиме запроса, когда данные передаются в ответ по запросу от судна или береговой СРДС.

Станция, работающая автономно, определяет свое расписание передач координат и автоматически разрешает конфликты расписания с другими станциями. Этот режим является режимом по умолчанию и используется, как правило, в открытом море.
В автономном режиме судовая станция передает рапорта о координатах судна и другие параметры в формате сообщения 1. Перечень всех сообщений приведен в приложении.
Станция, работающая в назначенном режиме, должна использовать расписание передач, которое задано базовой станцией компетентных властей или станцией-ретранслятором. В назначенном режиме судовая станция не меняет темп передачи сообщений при изменении курса и скорости судна. В назначенном режиме судно пере- дает сообщение 2.

В опросном режиме станция автоматически отвечает на сообщения прерываний (Сообщение 15) от судна или компетентных властей.

Переключения с одного режима на другой делаются автоматически и не требуют какого-либо вмешательства оператора.

Сетевой уровень

На сетевом уровне решается задача установления маршрута следования пакетов данных. Под пакетом понимается последовательность данных, передаваемых в одном слоте. Применительно к АИС на этом уровне определяется на каком частотном канале передаются пакеты данных.

Для повышения надежности в АИС используются дна частотных канала: АИС1 и АИС2. По умолчанию используются каналы УКВ диапазона морской подвижной службы 87 (161,975 МГц) и 88 (162,025 МГц).
Передачи на этих каналах производятся поочередно. Например, если при скорости более 23 узлов судно должно автоматически передавать рапорта с периодичностью 2 секунды, то тогда периодичность передач на каждом из каналов составит 4 секунды. В открытом море использованию частотных каналов 87 и 88 ничто не препятствует. Однако в прибрежной акватории эти каналы могут быть заняты другими службами.
Если данные каналы не могут использоваться АИС, то береговые компетентные администрации могут назначать другие частотные каналы и соответствующие им параметры для работы АИС. Эти назначения действуют в определенном регионе, ограниченном прямоугольником (см. рис. 29.6).

Назначения каналов могут осуществляться:

С помощью АИС в сообщении 22;

С помощью ЦИВ на 70-канале;

Вручную оператором;

От судовой ЭКНИС.

В назначении передаются следующие параметры:

Частота каналов АИС1 и АИС2 и номинальная ширина полосы частот,

Режим приема/передачи. При этом передача может вестись на обоих каналах (ТхА/ТхВ) или только на каком-то одном канале (ТхА или ТхВ). Прием всегда ведется по обоим каналам одновременно;

Выходная мощность 2/12,5 Вт;

Координаты NE-угла и SW-угла;

Ширина переходной зоны (1 ... 8 морских миль с шагом 1 миля, по умолчанию 5 миль).

Управление каналами является функцией компетентных властей. Все назначения работы в районах автоматически сохраняются в памяти АИС. Назначения имеют привязку по дате и времени их записи, а также по способу их получения.
Альтернативно назначение может быть произведено по каналу ЦИВ, ручным вводом с помощью минимального дисплея с клавиатурой (для опытных пользователей; без необходимости этого делать не следует) или через интерфейс представления данных от судовой ЭКНИС.

При заходе в регион с другими назначениями судовая АИС автоматически перестраивается на работу с принятыми в лом регионе параметрами. При планировании регионов береговые власти должны придерживаться правил относительно взаимного расположения регионов.
Варианты приемлемого и неприемлемого взаимного расположения регионов показаны на рис. 29.7. Протяженность региона следует выбирать в диапазоне 20 ... 200 морских миль.

В районах действия береговых станций судовая станция АИС работает в назначенном режиме. При этом береговая станция назначает частотные каналы и мощность передатчика, а также передает границы географического района в виде прямоугольника, где действуют эти назначения. Для такого назначения используется сообщение 22.

АИС постоянно контролирует наличие в памяти любой ближайшей границы регионального района на дистанции до 500 миль от текущего местоположения, а также любые назначения, записанные в течение последних 5-ти недель.
АИС должна игнорировать новые назначения (введенные через интерфейс представления данных), если границы регионального района нового назначения частично или полностью перекрывают или совпадают с границами района любого хранимого в памяти назначения, принятого в сообщении № 20 от базовой станции или командой ЦИВ в течение последних 2-х часов.

Рис.29.7. Взаимное расположение регионов с назначениями со стороны береговых станций

АИС должна принимать сообщение 22 или команду ЦИВ только в том случае, если она находится в районе, определенном одним из хранимых в памяти назначений. В этом случае установка назначения может бьпь составлена путем комбинации принятых параметров с параметрами, которые используются в текущий момент.

Новые назначения должны записываться на одно из восьми свободных мест в памяти. При отсутствии свободного места, новое назначение должно записываться на место самого раннего (по времени записи) назначения.

Транспортный уровень

На транспортном уровне определяется каким образом должны преобразовываться данные в пакеты передачи. Некоторые данные требуют для передачи более одного слота. В таком случае они разбиваются на отдельные пакеты и каждый пакет передается в отдельном слоте. Если длина данных требует передачу, которая занимает более чем пять слотов, то АИС не должна передавать данные, и это должно отображаться негативным подтверждением в интерфейсе передачи данных.

Взаимообмен информацией с АИС и "внешним миром", т.е. с другой аппаратурой и человеком осуществляется через презентационный интерфейс. Каналы презентационного интерфейса показаны на рис. 29.8. Связь АИС с более высокими уровнями модели ISO/OSI осуществляется именно через презентационный интерфейс. Информационный взаимообмен на более высоких уровнях не затрагивает особенностей АИС.

Презентационный интерфейс

Презентационный интерфейс состоит из следующих каналов:

Канал 1 (СН1) - для подключения к внешнему судовому навигационному приемнику ГНСС;

Канал 2 (СН2) - для подключения к гирокомпасу;

Канал 3 (СНЗ) - для подключения к датчику угловой скорости.

Подключения АИС к внешнему приемнику ГНСС и гирокомпасу обязательны. Подключение к внешнему датчику скорости угла поворота судна - необязательно.

Для обмена информацией с внешними устройствами предусмотрены двунаправленные каналы:

Канал 4 (СН4) - для подключения к электронной картографической навигационной системе (ЭКНИС);

Канал 5 (СН5) - для подключения к лоцманскому персональному компьютеру;

Канал б (СН6) - для подключения к дополнительному навигационному дисплею (не обязательный);

Канал 8 (СН8) - для подключения к аппаратуре дальней связи;

Канал 9 (СН9) - для ввода дифференциальных поправок от внешнего приемника дифпонравок и для выдачи дифпоправок, принятых по каналу АИС (не обязательный);

Канал Ю(СНЮ) - для вывода сигнала неисправности на внешние устройства сигнализации.

Рис.29-8. Презентационный интерфейс АИС

Работа АИС с аппаратурой дальней связи

Работа АИС с аппаратурой дальней связи

Непосредственный обмен данными по УКВ каналам АИС возможен в пределах УКВ радиосвязи, т.е. приблизительно 30 морских миль. Береговые станции системы управления движением судов по УКВ каналам имеют возможность осуществлять мониторинг соответственно в пределах такой же дальности.
Имеющие иногда место аномальные распространения УКВ радиоволн путем отражений от ионосферных слоев, когда дальность связи может доходить до нескольких сотен морских миль, не могут приниматься во внимание из-за своего непостоянного характера.
Для увеличения дальности мониторинга, например, для контроля судов в исключительной экономической зо- не или исключительной танкерной зоне, аппаратура АИС может подключаться к радиосистемам дальней связи.

К радиосистемам дальней связи относятся следующие системы:

Коротковолновая система связи,

Спутниковые системы связи.

Наиболее удобной системой для реализации режима дальней связи является ИНМАРСАТ-С. Судовые станции ИНМАРСАТ-С являются одним элементов оборудования ГМССБ, причем эти станции наиболее распространены в качестве станций спутниковой связи.
Они обеспечивают передачу телексных сообщений в режиме накопления с последующей передачей (так называемый режим store and forward). Без ограничений функциональных возможностей по работе в системе ГМССБ они могу г использоваться также для передач данных но судну по запросу береговых служб, участвуя таким образом в системе дальней связи АИС.

Рис. 29.9. Работа АИС в режиме дальней связи

Принцип работы АИС в режиме дальней связи поясняется рис. 29.9. Аппаратура АИС подключается к судовой спутниковой станции ИНМАРСАТ-С. Для такого подключения используется двунаправленный интерфейс в соответствии с требованиями стандарта МЭК-61162.
Судовая станция ИНМАРСАТ-С передает сообщение через геоста- ционарный спутник, который выполняет роль активного ретранслятора. Сообщение принимается береговой земной станцией и далее по береговым линиям связи доставляется на нужную станцию регулирования движением судов.

Работа в режиме дальней связи осуществляется параллельно с функционированием АИС на УКВ каналах обмена данными. Режим дальней связи не предполагает непрерывного слежения за судном в реальном режиме времени, а предусматривает передачу данных по судну с интервалами от 2-4 раз в час до 2-х раз за сутки.
Таким образом, работа в режиме дальней связи не создает какой-либо заметной нагрузки и не мешает обмену данными на каналах АИС.

При работе с аппаратурой дальней связи судовая АИС должна передавать ответные сообщения только на запросы базовой станции.

В оборудовании АИС должны быть предусмотрены средства установки пользователем режимов автоматического или ручного формирования ответных сообщений на запросы дальней связи.
В обоих случаях на экране дисплея должна появляться индикация запроса. Она должна высвечиваться до момента отправки ответного сообщения (в автоматическом режиме или вручную) или до момента сброса индикации оператором.

Для запроса АИС через аппаратуру дальней связи в качестве адреса должны использоваться либо идентификатор MMSI, либо указание географического района "всем судам", обозначаемого границами северо-восточного и юго-западного углов прямоугольника в проекции Меркатора.

Первоначально запрос должен выполняться в географическом районе "всем судам".

Во избежание повторной передачи ответных сообщений в географическом районе на запросы других береговых станций, судовая АИС должна сохранять в памяти идентификаторы MMSI береговых станций, запросы от которых принимались в течение последних 24 часов.

В настоящее время режим дальней связи не является обязательным для всех судов. Однако он является одним из наиболее перспективных технических решений задачи мониторинга судов в глобальном масштабе.

Судовая аппаратура АИС

Судовая аппаратура АИС

Типы станций АИС

Станции АИС устанавливаются на подвижных и стационарных объектах.

К подвижным (или мобильным) станциям относятся:

Судовые станции класса А;

Судовые станции класса В;

Воздушные станции на поисково-спасательных судах;

Станции, устанавливаемые на навигационных объектах;

Портативные носимые станции, используемые лоцманами на борту судна.

К стационарным станциям относятся:

Базовые станции;

Репитерные станции.

Станции класса А полностью отвечают всем международным требованиям и должны устанавливаться на конвенционных судах в соответствии с требованиями Главы 5 СОЛАС. Станции класса В не имеют минимального дисплея для отображения информации, не требуют ввода рейсовой информации. Такие станции предназначены для установки на не конвенционных судах (прогулочные, яхты, рыболовецкие суда).

Станции АИС могут устанавливаться на воздушных судах для поисково-спасательных операций.

Станции, устанавливаемые на навигационных объектах (СНО) выполняют роль радиомаяка и передают специальное сообщение 21, содержащее собственный идентификатор, тип СНО, признак точности, местоположение, вид навигационного датчика.

К базовым станциям относят АИС, устанавливаемые на береговых станциях, участвующих в системе регулирования движением судов (СРДС). Базовые станции обеспечивают мониторинг, т.е. наблюдение судов в определенной прибрежной зоне, могут передавать специальные бинарные сообщения, содержащие информацию о судах, которые не оборудованы АИС, но сопровождаются береговыми РЛС, а также выполняют многие другие функции.

Для расширения зоны действия береговой базовой станции, например для мониторинга акватории, скрытой береговым рельефом, используют ретрансляторы - репитерные станции.

Состав судовой аппаратуры АИС

Состав судовой аппаратуры АИС

Станция АИС (или транспондер) состоит из двух функциональных узлов: основного блока и пули а управления и отображения (ПУО).

Основной блок обеспечивает все функции АИС и может работать автономно без ПУО. ПУО предназначен для взаимодействия с оператором. ПУО получает от основного блока команды управления и передает основному блоку команды ручного ввода. Обмен между основным блоком и ПУО осуществляется через последовательный интерфейс RS-422 со скоростью 9600 бит/сек.

Структурная схема судовой АИС класса А приведена на рис. 29.10.

В состав основного блока судовой станции АИС класса А входят:

Два приемника каналов AIS-1 и AIS-2 с декодерами TDMA с возможностью переключения на региональные каналы;

Передатчик, переключаемый на каналы AIS-1 и AtS-2 и на региональные каналы;

Приемник и декодер ЦИВ (канал 70);

Антенный переключатель прием/передача;

Встроенный приемник ГНСС;

Кодеры сигналов ЦИВ и TDMA;

Микропроцессорный контроллер, управляющий работой аппаратуры;

Встроенное устройство интегрального контроля работоспособности (BUT - Built-in Integrity Test).

Рис. 29.10. Структурная схема судовой АИС класса А

Минимальный (текстовый) дисплей и клавиатура обеспечивают возможность ввода в аппаратуру АИС статической и рейсовой информации, а также ввода и отображения текстовых сообщений, связанных с безопасностью мореплавания. Конструктивно минимальный дисплей и клавиатура выполняются в виде отдельного малогабаритного прибора либо объединяются с основным прибором АИС.
Минимальный дисплей должен отображать данные не менее чем по трем судам, включая пеленг, дальность и название судна-цели. Другие данные о судне могут быть отображены с помощью горизонтальной "прокрутки" текста.
При этом данные о пеленге и дальности сохраняются на экране. Путем вертикальной "прокрутки" можно отобразить данные о других судах-целях. При сопряжении аппаратуры АИС с судовым навигационным дисплеем все функции ввода и отображения информации реализуются на сопрягаемом дисплее.

Встроенный приемник ГНСС обеспечивает временную синхронизацию аппаратуры АИС и является резервным источником информации о местоположении судна. Основным источником информации о местоположении судна в АИС является внешний судовой приемник ГНСС, используемый в навигационных целях и сопрягаемый с АИС.
Дифференциальные поправки, передаваемые береговыми опорными станциями ДГНСС в радиомаячном диапазоне, могут передаваться от внешнего приемника дифференциальных поправок во внутренний приемник ГНСС. Дифференциальные поправки могут также передаваться береговой станцией по каналу связи АИС и передаваться во внутренний приемник ГНСС.

АИС использует информацию о координатах от внешнего и встроенного приемников ГНСС. АИС постоянно передает информацию о текущих координатах и времени. При передаче информации о местоположении судовая станция АИС автоматически выбирает доступный источник информации с высшим приоритетом в соответствии с табл. 29.6.

Оборудование АИС должно автоматически выбирать источник определения местоположения с высшим приоритетом. Если источник изменяется, АИС должна автоматически переключаться на источник, имеющий более высокий приоритет (после 5 с при уменьшении приоритета, и после 30 с при увеличении приоритета).

В течение этого периода времени должно использоваться последнее достоверное значение местоположения.

При смене источника определения местоположения, должно быть немедленно передано сообщение № 5 (см. приложение) и соответствующее предложение "ALR" выдано на интерфейс представления данных.

Из табл. 29.6 следует, что станция АИС отдает предпочтение приемникам ГНСС, работающим в дифференциальном режиме. При передаче координат с учетом дифференциальных поправок станция АИС включает в сообщение о местоположении признак высокой точности.
При использовании внутреннего приемника ГНСС, работающего в дифференциальном режиме, предпочтение отдается использованию поправок, полученных от базовой станции АИС. Если и внутренний и внешний приемники ГНСС работают в обычном режиме, предпочтение отдается внешнему приемнику.

Приоритет в выборе источника определения местоположения

Таблица 29.6

Примечания к табл. 29.6:

1) для любой конфигурации АИС.

2) если вутренний приемник ГПСС используется как резервный для определения местоположения.

3) если вутренний приемник ГНСС работает в дифференциальном режиме с использонапием поправок, передаваемых радиомаяком.

4) если средства RAIM доступны - 1, если не доступны - 0.

Если работоспособность источника информации о местоположении изменяется, то АИС автоматически переключается на другой доступный источник с максимально высоким приоритетом.
При смене источника навигационной информации должно быть немедленно передано сообщение, содержащее статическую и рейсовую информацию, и выдана соответствующая информация на судовой дисплей АИС. Данные о путевом угле и скорости (относительно грунта) должны получаться от используемого источника информации о местоположении.

Параметр (флаг) RAIM (Receiver Autonomous Integrity Monitoring, Автономный контроль целостности приема) автоматически рассчитывается в соответствии со специальным алгоритмом определения достоверности координат.
При хорошем разведении спутников навигационные данные считаются достоверными и отвечают требуемой точности. В этом случае параметр RAIM устанавливается в состояние "present" (или RAIM = 1). Если же RAIM = not present (или RAIM = 0), то навигационные данные имеют ограниченную точность.

Среди судовых станций класса А выделяется аппаратура ограниченного класса А, устанавливаемая но решению национальных или местных морских Администраций на судах, где установка АИС прямо не предусмотрена в требованиях Главы 5 SOLAS. Это могут быть малые рыболовные суда, оперирующие во внутренних морских подах, лоцманские, буксирные и другие тины судов.
Для станций АИС ограниченного класса А допускаются некоторые отступления от международных требований и стандартов в отношении сопрягаемых судовых приборов, использования режимов ЦИВ, управления частотными каналами и дальней связи.

Для неконвенционных судов используются судовые станции АИС класса В. Судовые станции класса В представляют собой упрощенную аппаратуру, устанавливаемая на прогулочных, спортивных и других судах, не попадающих под требования Конвенции SOLAS, например, на речных судах, выходящих в прибрежные морские воды.
Использование мобильных станций класса В на соответствующих судах позволяет уменьшить загруженность канала связи АИС, а также затраты судовладельцев на оборудование судов.

Основными отличиями судовых станций класса В являются:

Меньшая частота передачи динамической информации (период от 30 до 5 секунд);

Использование стандартных сообщений, отличающихся по формату от сообщений станций класса А;

Использование внутреннего приемника ГНСС, как в целях АИС, так и в навигационных целях;

Возможное отсутствие части режимов работы и функций (режим дальней связи через Ипмарсат-С, режим управления частотными каналами, назначенный режим работы и другие).

Особым видом судовых станций АИС является портативная (носимая) аппаратура, доставляемая на борт судна и используемая лоцманами. Лоцманская аппаратура АИС выполняется в двух вариантах.
Если па судне установлен полный комплект оборудования АИС, лоцманская аппаратура выполняется в виде портативного компьютера (ноутбука) с электронной картой района лоцманского обслуживания, который подключается к судовой станции АИС.

Второй тип лоцманской аппаратуры предназначен для использования на судах, не оснащенных АИС, и включает все необходимые элементы судовой станции. Приемопередающая часть аппаратуры оформлена в виде прибора защищенного исполнения, снабжена встроенными в крышку антеннами ГНСС и УКВ и устанавливается на крыле мостика или на верхнем мостике.
Индикаторная часть аппаратуры в виде портативного компьютера (ноутбука) размещается на ходовом мостике и взаимодействует с приемопередающей частью посредством беспроводного канала связи.
В качестве источника информации о местоположении используется встроенный приемник ГНСС в дифференциальном режиме. Связь с гирокомпасом и датчиком угловой скорости в большинстве случаев отсутствует.

Ввод данных по судну

Кроме данных автоматически поступающих от датчиков информации (координаты, курс и другие динамические данные) АИС передает также статические и рейсовые параметры судна. Статические данные (MMSI, название и позывной сигнал судна) вводятся при установке аппаратуры АИС на судне и в дальнейшем оператором без особых требований изменяться не должны.
Эти параметры следует только контролировать, обращая внимание на полное соответствие MMSI, позывного сигнала, названия судна, указанным в лицензии на радиооборудование. Не следует перед названием судна приписывать символы типа M/V, F/V, RMS, FPV или какие- либо другие приставки.
Использование таких приставок в автоматических базах данных береговых служб может привести к недоразумениям.

Особое внимание следует обратить на корректность указания точки расположения антенны ГНСС, т.е. параметров А, В, С, D (рис. 29.11). Расстояния А, В, С, D задаются в метрах и соответствуют положению антенны относительно носа, кормы, левого и правого борта судна как это показано на рис. 29.11.
Необходимо помнить, что в АИС для получения информации о текущих координатах используются два приемника ГНСС - внешний и встроенный приемник.
Каждый из этих приемников имеет свою собственную антенну. Приоритет использования координат от того или иного приемника указан в табл. 29.6. В первую очередь используются координаты от внешнего приемника ГНСС, а при невозможности получения данных от внешнего приемника координаты поступают от встроенного приемника.

Рис. 29.11. Параметры точки привязки антенны ГНСС

В АИС должны быть правильно введены две разные точки привязки антенн внешнего и встроенного приемника ГНСС.

Ввод параметров А, В, С, D осуществляется в разных меню операторского пульта управления. Не следует их изменять без подробного ознакомления с инструкцией пользователя АИС и достоверной информации о расположении антенн внешнего и встроенного приемников ГНСС. Точки привязки антенн приемников ГНСС должны быть указаны в техническом проекте на установку оборудования АИС.

Некоторые данные АИС защищены паролем, задаваемым оператором. Пароль следует хранить в надежном месте.

Рейсовые параметры (тип судна и перевозимого груза и осадка судна) вводятся в начале каждого рейса и корректируются по мере необходимости. Тип судна и характер перевозимого груза задаются двузначным чис- лом по таблицам 29.7 - 29.9

Типы судов и перевозимых грузов

Таблица 29.7

Другие типы судов

Таблица 29 8

Специальные суда

Таблица 29.9

Например, для грузового судна, не перевозящего опасных грузов, следует установить код 70.

Диагностика неисправностей

В аппаратуре АИС предусмотрены средства встроенного контроля работоспособности (BIIT). Эти средства обеспечивают постоянный контроль правильности функционирования АИС одновременно с выполнением стандартных функций.
В случае обнаружения серьезного функционального сбоя или неисправности в работе оборудования АИС должна срабатывать тревожная сигнализация и информация о неисправности с индикацией кода неисправности должна отображаться на минимальном дисплее Коды неисправностей приведены в табл. 29.10.

Коды неисправностей АИС

Таблица 29.10

Для обеспечения независимого и простого способа включения внешней тревожной сигнализации, оборудование АИС имеет сигнальное реле с нормально замкнутыми свободными от "земли" контактами.

При выключении питания сигнальное реле также должно активироваться.

После подтверждения оператором тревожной сигнализации средствами минимального дисплея (внутреннее подтверждение), или после получения соответствующего АСК предложения (внешнее подтверждение) сигнальное реле должно переходить в исходное состояние.

В случае, если в работе оборудования АИС происходят менее существенные изменения, которые не оказывают влияние на общую работоспособность, то на минимальном дисплее отображается соответствующая индикация без включения сигнализации и требования подтверждения.
Коды таких изменений представлены в табл. 29.11. Примером таких сообщений могут быть сообщения, связанные с переключением источника получения координат судна от внешнего приемника ГНСС на внутренний или наоборот.

Коды изменений функционирования АИС

Таблица 29.11

Совместное использование АИС с системой электронных карт

Совместное использование АИС с системой электронных карт

Отображение информации АИС является одной из ключевых проблем, определяющих эффективность ее практического использования как на судах, так и в береговых службах. Проблема отображения информации АИС окончательно не разрешена и не нашла соответствующего отражения в нормативных документах и стандартах по АИС, за исключением требований общего характера.
Так, в Стандарте МЭК-61993-2 установлены требования только к минимальному дисплею для судовых мобильных станций класса А. Наглядное графическое отображение информации, которое необходимо для эффективного использования АИС, в действующих нормативно-технических документах не регламентируется. Поэтому сегодня разработчики программных продуктов используют различные графические символы для индикации данных АИС.

Информация АИС в графическом виде может отображаться па следующих типах дисплейных устройств:

На индикаторе судовой РЛС или дисплеях с функциями радиолокационной прокладки (САРП);

На дисплее электронной картографической навигационной информационной системы (ЭКНИС);

На дисплеях интегрированных навигационных систем (INS - Integrated Navigation System) или интегриро- ванных систем мостика (IBS - Integrated Bridge System);

На специализированных дисплеях операторов СУДС, систем судовых сообщений и других береговых служб.

Поскольку основным назначением АИС при использовании на борту судна является предупреждение столкновений, то отображение информации АИС на судах целесообразно, в первую очередь, на дисплеях, традиционно применяемых в целях предупреждения столкновений - РЛС и САРП. Однако, по ряду причин техни- ческого характера, отображение информации АИС возможно только на современных индикаторах РЛС/САРП, полностью отвечающих требованиям Резолюций IMO MSC 64(67) и А.823(19), а также Стандартов IEC 60872, 60936 и 61162. Кроме того, пользовательский интерфейс таких индикаторов должен включать специфические функции, относящиеся к управлению информацией АИС и/или к интегрированному (комбинированному) отображению информации АИС и радиолокационной информации. Подобные устройства стали появляться на рынке морской радиоэлектроники с 2002 г. и пока не получили широкого распространения на морских судах.

Поэтому, одним из доступных средств для отображения информации АИС на борту судна па сегодняшний день может быть электронная картографическая навигационная информационная система.

Эксплуатационные требования к электронным картографическим навигационным информационным системам (ЭКНИС) определены в Резолюциях IMO А.817(19) и MSC.86(70). Главной функцией ЭКНИС является помощь в обеспечении навигационной безопасности мореплавания.
ЭКНИС представляет собой навигационную информационную систему, которая с соответствующими дублирующими устройствами может рассматриваться в качестве средства, отвечающего требованию в от ношении откорректированной карты по правилу V/20 Конвенции СОЛАС-74.
Указанная цель достигается путем объединения информации, поступающей от системной электронной навигационной карты (СЭНК) с данными о местоположении судна. В случае необходимости на дисплее может отображаться и дополнительная навигационная информация, в качестве которой прежде всего следует выделить радиолокационную информацию и данные АИС.
Информация ЭКНИС и дополнительная информация должны отображаться в общей координатной системе, не должны искажать информацию СЭНК и быть четко от неё отличимы.

На современных судах информация АИС совместно с радиолокационной информацией можег отображался на дисплеях интегрированных навигационных систем (INS) или интегрированных систем мое гика (IBS), которые получают все более широкое распространение. При совместном отображении информации АИС и информации от РЛС/САРП рекомендуется соблюдать следующие основные принципы, приведенные в руководствах IMO и IALA (International Association of Marine Aids to Navigation and Lighthouse Authorities).

Символы АИС не должны ухудшать наблюдение эхо-сигналов и символов радиолокационного сопровожде- ния. Символы АИС и радиолокационного сопровождения должны четко различаться друг от друга (insei ом, формой или размерами);

Данные по цели, получаемые от АИС и в результате радиолокационного сопровождения, должны четко различаться между собой. Источник данных (АИС или САРП) должен быть индицирован; свойства векторов целей (время экстраполяции, векторы относительного или истинного движения), отображаемых по данным АИС и РЛС/САРП, должны быть идентичны;

Установленный режим индикации (ориентация изображения по курсу или по меридиану, неподвижный или движущийся символ собственного судна) должен распространяться как на цели, сопровождаемые РЛС/САРП, так на цели АИС;

Если установлены зоны ограничения автоматического захвата для РЛС/САРП, то эти зоны должны действовать для активации целей АИС. При вхождении в зону автоматического захвата "спящая" цель АИС должна становиться "активной",

Установленные оператором предельные значения СРА/ТСРА (Closest Point of Approach/Time to Closest Point of Approach) должны распространяться как на цели, сопровождаемые РЛС/САРП, так на цели АИС Сигнализация об опасной цели должна действовать по каждому источнику информации независимо от того, выполняются ли условия опасного сближения по другому источнику информации;

Для целей, сопровождаемых РЛС/САРП и но которым обеспечивается информация АИС, может быть предусмотрен автоматический выбор вида информации, чтобы избежать отображения двух символов одной и той же цели. Оператор должен иметь возможность изменения предустановленных критериев автоматического выбора,

Если выполняются критерии автоматического выбора вида информации по целям, должны индицироваться символы и данные АИС. При этом наличие радиолокационного сопровождения и соответствующих данных должно быть индицировано и данные должны быть доступны.

Признанным лидером в разработке ЭКНИС является компания Transas Marine Ltd Одним из последних продуктов компании является электронная картографическая система Navi-Sailor 3000 (NS).
Являясь интегрированной средой, NS позволяет вести обработку множества данных, поступающих от различных внешних датчиков. Одним из таких датчиков может быть комплект АИС. При сопряжении его с NS имеются следующие возможности:

Принимать и отображать данные о судах, использующих АИС (координаты, название, MMSI, IMO №, навигационный статус судна, тип судна и характер груза, курс, скорость и т.д.); принимать и отображать дополнительную иформацию, передаваемую судовыми и береговыми АИС;

Передавать данные о собственном судне (координаты, название, MMSI, IMO №, навигационный статус судна, тип судна и характер груза, курс, скорость и т.д.);

Передавать сообщения с различным статусом другим объектам АИС;

Передавать информацию об АИС целях, визуализируемых в NS, другим объектам системы АИС.

Рис 29 12. Область карты программного комплекса Fleet Manager IZB

Цели, принятые от АИС, отображаются и обрабатываются в системе NS с уникальными идентификаторами (MMSI, IMO №, название, позывной сигнал). По своей характеристике цели имеют различную форму.
Так, вытянутый треугольник обозначает любую неопасную цель, информация о которой обновлялась менее 40 секунд назад. Равносторонний треугольник обозначает опасную цель (оба значения СРА и ТСРА менее установленных).
Ромб - любая цель, обновление информации от которой отсутствует в течение 40 секунд и т.д. Все цели окрашены в зелёный цвет. На картах крупных масштабов цели отображаются в виде контура судна.
Для оперативного получения более подробной информации об определенной цели используется свободный курсор. С его помощью отображается специальный формуляр с данными по АИС цели.
В NS предусмотрена работа с АИС как средством приема и передачи служебной информации. Прием и отображение служебных сообщений от других станций производится автоматически. Существует возможность отравлять как текстовые сообщения, так и сообщения о целях. Статус сообщения (Normal или Safety) присваивается оператором в зависимости от важности передаваемого сообщения.

Другим продуктом, получившим признание и широкое распространение на рынке ЭКНИС, является программный комплекс Fleet Manager IZB, разработанный компанией INT Co., Ltd. Комплекс состоит из серверной и клиентской части.
В составе сервера функционирует пополняемая база данных судов и позиций и набор специализированных программ (интерфейсных модулей), позволяющих работать с информацией, поступающей по различным каналам (АИС, ЦИВ, ИНМАРСАТ и т.д.). Оператор взаимодействует с системой с помощью клиентского рабочего места.

Главное окно программного комплекса наряду с основной областью карты (рис. 29.12) включает главное меню, панель инструментов, панель дополнительной информации и панель статуса и управления.
В области карты специальными графическими символами отображаются цели АИС. При этом отвечающая цель АИС выводится в виде ромба с вектором скорости и траекторией пройденного пути.
Группа целей отображается в виде треугольников с указанием количества целей в группе. Оперативную информацию о выбранной цели (название, MMSI, позывной сигнал, гип судна, номер IMO, пункт назначения и время прибытия, текущие координаты, характеристики судна и т.д.) можно получить из панели дополнительной информации.
Главное меню с панелью инструментов и панелью статуса и управления позволяют задавать режимы работы программы, корректировать базу данных судов, создавать закладки на определенные районы карты, настраивать фильтры для отображения судов и позиций и т.д.

Несомненным преимуществом рассматриваемого комплекса является возможность совместного использования программных модулей, позволяющих обрабатывать данные АИС, контролировать обьем информации, хранимой в базе данных позиций, создания, отправки и получения сообщений, создания программ симуляции от внешних сенсоров и т.п.

Использование АИС в системах регулирования движением судов

Использование АИС в системах регулирования движением судов

В соответствии с Резолюцией IMO MSC.74(69) основными береговыми службами, использующими АИС в режиме работы "судно-берег", являются системы регулирования движением судов (СРДС), а также системы судовых сообщений, обеспечивающие получение прибрежными государствами информации о судне и его грузе.

Использование АИС в качестве технического средства СРДС позволяет реализовать следующие преимущества:

Возможность автоматической идентификации контролируемых судов, что исключает необходимость в радиопеленгаторах и/или голосовом радиообмене в целях идентификации;

Автоматизацию получения от судов информации, необходимой для работы СРДС (тин судна, длина, ширина, осадка, порт назначения, маршрут движения и т.д.);

Автоматизацию передачи судам информации о навигационной обстановке в районе действия СРДС, гидрометеорологической информации и предупреждений об опасных явлениях;

Возможность автоматизированной передачи по каналам АИС информации о судах, не оборудованных транснондерами, но сопровождаемыми РЛС СРДС;

Значительное снижение погрешностей определения координат и элементов движения контролируемых су- дов по сравнению с радиолокационным сопровождением;

Исключение других специфических ограничений и недостатков, свойственных радиолокационному сопровождению (влияние затенения, ложных эхосигналов и помех, возможность потери и переключения сопро- вождения, увеличение погрешностей при маневре цели и т. д.);

Возможность существенного расширение района действия СРДС при значительном сокращении строитель- ных затрат и эксплуатационных расходов.

Обеспечение автоматической идентификации и автоматизация взаимного обмена информацией между центром СРДС и судами средствами АИС способствует снижению объема радиотелефонного обмена, а в некоторых случаях позволяет полностью его исключить (например, для паромов и других судов местного сообщения). Как следствие, снижается дополнительная нагрузка на судоводителей и операторов СРДС, что способствует повышению уровня безопасности судоходства.

Использование АИС и СРДС как центра, обрабатывающего и распределяющего принятую от судов информацию АИС, позволяет исключить параллельную передачу радиотелефонной информации с судна в адрес дру- гих портовых служб (лоцманская служба, портовые власти, агентские, буксирные, стивидорные, бункеровочныс и другие компании, занятые обслуживанием судов в порту).
Кроме того, внедрение АИС в крупнейших портах мира (Сингапур, Роттердам, Гонконг, Гамбург и других) позволяет разрешить серьезные проблемы с перегрузкой УКВ каналов морской подвижной службы, способствуя тем самым повышению эффективности работы портов.

Важное значение для обеспечения безопасности судоходства в акваториях портов и в прибрежных водах имеет передача центром СРДС через базовые станции АИС двоичных (бинарных) сообщений, например, сообщение №8, содержащих информацию о судах, не оборудованных АИС, но сопровождаемых береговыми РЛС в составе СРДС.
В результате такой операции судно, которое не оборудовано станцией АИС, тем не менее, отображается на индикаторах АИС всех других судов. Вся необходимая информация по такому судну передается в составе бинарного сообщения береговой базовой станцией.

Для реализации этой функции аппаратура обработки радиолокационной информации должна быть связана с общей базой данных АИС и радиолокационного сопровождения, а также с контроллером базовых станций АИС.
Вторым видом бинарных сообщений АИС, связанным с деятельностью СРДС, является информация о плане перехода в районе действия СРДС (маршруте движения судна), который сообщается судном Центру СРДС или предлагается центром СРДС судну.

Применение АИС в СРДС позволяет компенсировать ограничения и недостатки традиционного радиолокационного контроля и сопровождения и тем самым существенно повысить эффективность и качество получаемой информации о движении судов в районе действия СРДС. Достоинства и преимущества АИС в данном аспекте во многом аналогичны применению АИС на судах.

Принцип функционирования АИС совместно с береговыми службами поясняется рис. 29.13.

Рис.29.13. Функционирование АИС совместно с береговыми службами

Дополнительно применение АИС в СРДС позволяет существенно расширить зону эффективного контроля движения судов, оборудованных АИС, без увеличения числа береговых РЛС.

Особенно важно это достоин- ство АИС для изрезанного побережья и архипелагов, где одна базовая станция АИС может перекрыть акваторию, требующую нескольких РЛС для полного обеспечения радиолокационного контроля. Соответственно, значительно снижаются капиталовложения и затраты на эксплуатацию СРДС.
Вместе с тем, применение АИС не исключает установки РЛС для контроля за наиболее сложными участками расширяемого района действия СРДС, особенно при наличии в структуре судоходства судов, не подлежащих оснащению АИС.
На участках района действия СРДС, не контролируемых с помощью РЛС, получение информации о судах, не оборудованных АИС, обеспечивается использованием элементов систем судовых сообщений - регулярные доклады но радиотелефонным каналам в центр СРДС в определенных точках маршрута или на рубежах.

Тем не менее, не все центры СРДС в обязательном порядке имеют в своем составе АИС. Общая позиция IALA в отношении внедрения АИС в СРДС достаточно ясно выражена в "Руководстве по СРДС" (VTS Manual 2002):

"Чтобы избежать ситуации, при которой суда, оборудованные АИС, будут неоправданно предполагать, что центр СРДС способен принимать их сообщения, Администрация СРДС должна рассмотреть вопрос о публикации статуса СРДС в отношении АИС. Там, где это приемлемо, заранее должна быть опубликована дата, когда Администрация планирует внедрить АИС в СРДС".

автоматизация труд учет производительность

В широком смысле информационная система есть совокупность технического, программного и организационного обеспечения, а также персонала, предназначенная для того, чтобы своевременно обеспечивать надлежащих людей надлежащей информацией..

Также в достаточно широком смысле трактует понятие информационной системы Федеральный закон РФ от 27 июля 2006 года № 149-ФЗ «Об информации, информационных технологиях и о защите информации»: «информационная система -- совокупность содержащейся в базах данных информации и обеспечивающих её обработку информационных технологий и технических средств».

Одно из наиболее широких определений ИС дал М. Р. Когаловский: «информационной системой называется комплекс, включающий вычислительное и коммуникационное оборудование, программное обеспечение, лингвистические средства и информационные ресурсы, а также системный персонал и обеспечивающий поддержку динамической информационной модели некоторой части реального мира для удовлетворения информационных потребностей пользователей».

Стандарт ISO/IEC 2382-1 дает следующее определение: «Информационная система -- система обработки информации, работающая совместно с организационными ресурсами, такими как люди, технические средства и финансовые ресурсы, которые обеспечивают и распределяют информацию».

Российский ГОСТ РВ 51987 определяет информационную систему как «автоматизированную систему, результатом функционирования которой является представление выходной информации для последующего использования».

Цель автоматизации информационных процессов - повышение производительности и эффективности труда работников, улучшение качества информационной продукции и услуг, повышение сервиса и оперативности обслуживания пользователей. Автоматизация базируется на использование средств вычислительной техники (СВТ) и необходимого ПО.

Основные задачи автоматизации информационных процессов заключаются в:

• 1) сокращении трудозатрат при выполнении традиционных информационных процессов и операций;
• 2) устранении рутинных операций;
• 3) ускорении процессов обработки и преобразования информации;
• 4) расширении возможностей осуществления статистического анализа и повышении точности учетно-отчетной информации;
• 5) повышении оперативности и качественного уровня обслуживания пользователей;
• 6) модернизации или полной замене элементов традиционных технологий;
• 7) расширении возможностей организации и эффективного использования информационных ресурсов за счет применения НИТ (автоматическая идентификация изданий, настольные издательские системы, сканирование текстов, СD и DVD, системы теледоступа и телекоммуникаций, электронная почта, другие сервисы Интернета, гипертекстовые, полнотекстовые и графические машиночитаемые данные и др.);
• 8) облегчении возможностей широкого обмена информацией, участия в корпоративных и других проектах, способствующих интеграции и т.п.

Автоматизированная система - это система, состоящая из персонала и комплекса средств автоматизации его деятельности, реализующая автоматизированную технологию выполнения установленных функций.

Автоматизированная система (АС) состоит из взаимосвязанной совокупности подразделений организации и комплекса средств автоматизации деятельности, и реализует автоматизированные функции по отдельным видам деятельности. Разновидностью АС являются информационные системы (ИС), основной целью которых является хранение, обеспечение эффективного поиска и передачи информации по соответствующим запросам.

ИС - взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, используемых для хранения, обработки и выдачи информации в интересах достижения поставленной цели.

При этом автоматизированные информационные системы (АИС) являются областью информатизации, механизмом и технологией, эффективным средством обработки, хранения, поиска и представления информации потребителю. АИС представляют совокупность функциональных подсистем сбора, ввода, обработки, хранения, поиска и распространения информации. Процессы сбора и ввода данных необязательны, поскольку вся необходимая и достаточная для функционирования АИС информация может уже находиться в составе её БД.

Под базой данных (БД) обычно понимают именованную совокупность данных, отображающую состояние объектов и их отношений в рассматриваемой предметной области.

База данных - это совокупность размещаемых в таблицах однородных данных; это и именованную совокупность данных, отображающую состояние объектов и их отношений в рассматриваемой предметной области.

Управляют информационными процессами в БД с помощью СУБД (систем управления базами данных).

Совокупность баз данных обычно называют банком данных. При этом банк данных представляет собой логическую и тематическую совокупность баз данных.

Автоматизированная информационная система (Automated information system, AIS) - это совокупность программных и аппаратных средств, предназначенных для хранения и (или) управления данными и информацией, а также для производства вычислений.

Основная цель АИС - хранение, обеспечение эффективного поиска и передачи информации по соответствующим запросам для наиболее полного удовлетворения информационных запросов большого числа пользователей. К основным принципам автоматизации информационных процессов относят: окупаемость, надежность, гибкость, безопасность, дружественность, соответствие стандартам.

Выделяют четыре типа АИС:

• 1) Охватывающий один процесс (операцию) в одной организации;
• 2) Объединяющий несколько процессов в одной организации;
• 3) Обеспечивающий функционирование одного процесса в масштабе нескольких взаимодействующих организаций;
• 4) Реализующий работу нескольких процессов или систем в масштабе нескольких организаций.

При этом наиболее распространенными и перспективными считаются: фактографические, документальные, интеллектуальные (экспертные) и гипертекстовые АИС.

Для работы с АИС создают специальные рабочие места пользователей (в том числе работников), получившие название "автоматизированное рабочее место" (АРМ).

АРМ - комплекс средств, различных устройств и мебели, предназначенных для решения различных информационных задач.

Общие требования к АРМ: удобство и простота общения с ними, в том числе настройка АРМ под конкретного пользователя и эргономичность конструкции; оперативность ввода, обработки, размножения и поиска документов; возможность оперативного обмена информацией между персоналом организации, с различными лицами и организациями за ее пределами; безопасность для здоровья пользователя. Выделяют АРМ для подготовки текстовых и графических документов; обработки данных, в том числе в табличной форме; создания и использования БД, проектирования и программирования; руководителя, секретаря, специалиста, технического и вспомогательного персонала и другие. При этом в АРМ используются различные операционные системы и прикладные программные средства, зависящие, главным образом, от функциональных задач и видов работ (административно-организационных, управленческих и технологических, персонально-творческих и технических).

АИС можно представить как комплекс автоматизированных информационных технологий, составляющих ИС, предназначенную для информационного обслуживания потребителей. Основные компоненты и технологические процессы АИС изображены на Рис. 1.

Рис. 1

АИС могут быть достаточно простыми (элементарные справочные) и сложными системами (экспертные и др., предоставляющие прогностические решения). Даже простые АИС имеют многозначные структурные отношения между своими модулями, элементами и другими составляющими. Это обстоятельство позволяет отнести их к классу сложных систем, состоящих из взаимосвязанных частей (подсистем, элементов), работающих в составе целостной сложной структуры.

Автоматизированная информационная система -- совокупность информации, экономико-математических методов и моделей, технических, программных, технологических средств и специалистов, предназначенная для обработки информации и принятия управленческих решений.

Автоматизированная информационная система -- взаимосвязанная совокупность данных, оборудования, программных средств, персонала, стандартов, процедур, предназначенных для сбора, обработки, распределения, хранения, выдачи (предоставления) информации в соответствии с требованиями, вытекающими из целей организации.

В целом АИС можно рассматривать как человеко-машинную систему с автоматизированной технологией получения результатной информации, необходимой для информационного обеспечения персонала и оптимизации процесса управления в предметной деятельности.

Отметим, что в силу сложности структуризации информации и формализации процессов ее обработки автоматизация всех информационных процедур организации затруднена. Степень автоматизации различных информационных процессов колеблется от 10 до 20%.

Сравним преимущества и недостатки информационных систем с неавтоматизированной (бумажной) и с автоматизированной информационной технологией.

Преимущества неавтоматизированных (бумажных) систем:

• -- простота организации и (или) установки;
• -- простота для понимания и освоения;
• -- не требуются технические навыки;
• -- гибкость и способность к адаптации для соответствия предметной деятельности.

Преимущества автоматизированных информационных систем. В АИС проявляется возможность отображения на информационную плоскость всего, что происходит с организацией. Все экономические факторы и ресурсы выступают в единой информационной форме, в виде данных.

На примере одной из туристических фирм произведем сравнение традиционных (бумажных) и автоматизированных технологий. (табл.1)

Таблица 1 Сравнительная характеристика традиционной и автоматизированной технологий

Часть реального мира, которая моделируется информационной системой, называется ее предметной областью. Поскольку модель предметной области, поддерживаемая информационной системой, материализуется в форме организованных необходимым образом информационных ресурсов, она называется информационной моделью. Автоматизированная информационная система не всегда функционирует самостоятельно. Она может входить в качестве компонента (подсистемы) в более сложную систему, такую, например, как система управления производством.

Под открытой системой (open system) понимают систему, которая отвечает стандартам OSI (Open Systems Interconnection); обеспечивает свободный доступ пользователей к своим ресурсам; способна видоизменяться.

По терминологии Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), открытые системы определяются как системы, в которых реализован исчерпывающий и согласованный набор базовых международных стандартов информационных технологий и профилей функциональных стандартов, которые специфицируют интерфейсы, службы и поддерживающие форматы данных, чтобы обеспечить интероперабельность и мобильность приложений, данных и персонала.

В основе создания открытых вычислительных систем изначально лежала операционная система Unix, которая используется в большинстве таких систем и в настоящее время.

Основными принципами построения открытых систем применительно к ЭБ являются:

• · взаимодействие, интероперабельность (interoperability) - способность к взаимодействию приложений разных подсистем в пределах одной интегрированной ЭБ или нескольких ЭБ между собой;
• · переносимость (portability) - способность переноса данных и программного обеспечения между различными платформами;
• · масштабируемость (scalability) - сохранение информации и программного обеспечения при переходе на более мощную аппаратную платформу, при изменении размерности решаемых задач, числа пользователей, обслуживаемых ЭБ;
• · расширяемость (изменяемость) - способность расширения состава прикладных функций ЭБ.

Автоматизированная информационная система учета ресурсов предприятия предназначена для сбора, систематизации и предоставления оперативной информации об имеющихся информационных ресурсах, материальных активах и потребностях компании, что даёт возможность постоянно анализировать техническое состояние всех объектов учета и принимать оптимальные управленческие решения.

Объектами системы учета являются информационные и материальные ресурсы.

Автоматизированная информационная система учета материальных ресурсов

Автоматизированная информационная система учета ресурсов предприятия предлагает решение поставленных задач по учету и планированию использования материальных активов компании.

АИС учета ресурсов предприятия представляет собой мощный инструмент сбора и обработки информации о наличии, движении и качественном состоянии материальных активов компании на протяжении всего цикла их жизни.

Оптимизация управления активами компании невозможна без наблюдения за текущим состоянием активов и получения различных аналитических срезов об их состоянии и функционировании. Поэтому АИС учета ресурсов предприятия позволяет оценивать предварительную, оперативную, итоговую и перспективную деятельность компании за любой период времени.

Располагая точной и подробной информацией о техническом состоянии всех объектов учета, о текущих и плановых работах по обслуживанию и модернизации, а также обо всех договорах, заключенных с обслуживающими организациями, компания получает возможность оценивать и планировать затраты, связанные с технической поддержкой и существенно снизить свои издержки.

В территориальных учреждениях и структурных подразделениях Банка России компанией ЗАО «СКАН-ПЛЮС» внедрена Автоматизированная система учета информационно-телекоммуникационных ресурсов Банка России (АСУР-БР).

Информационные ресурсы организации. Словарь С. И. Ожегова определяет понятие «ресурс» как запас, источник чего-либо. Рассматривая организацию любого масштаба (народное хозяйство страны, любую отрасль, предприятие), мы можем выделить материальные, природные, трудовые, финансовые и энергетические ресурсы. Эти понятия являются экономическими категориями.

В настоящее время имеется понимание того, что для нормального функционирования организации любого масштаба недостаточно только этих ресурсов. Существенным ресурсом стала информация. Недостаточно иметь для производства только необходимые материальные, финансовые и людские ресурсы, необходимо знать, что со всем этим делать, иметь информацию о технологиях. Поэтому информация, информационные ресурсы в настоящее время рассматриваются как отдельная экономическая категория.

Информационные ресурсы можно определить как весь имеющийся объем информации в информационной системе. Для страны это будут информационные ресурсы страны, для организации какого-то уровня -- информационные ресурсы организации. Иначе говоря, это весь объем знаний, отчужденных от их создателей, зафиксированный на материальных носителях и предназначенный для общественного использования.

Федеральный закон «об информации, информатизации и защите информации» от 25.01.95 определяет информационные ресурсы как отдельные документы и отдельные массивы документов в информационных системах (библиотеках, архивах, фондах, банках данных, других информационных системах).

Информация, информационные ресурсы существовали всегда, но эти ресурсы из-за своей специфичности не рассматривались как экономическая категория. Хотя информация всегда использовалась людьми для управления. Когда в результате развития общества, усложнения технологий и т. п. объем информации становился настолько большим, что его нельзя было переработать для управления, человечество находило какое либо решение. Появление иерархии управления, возникновение товарно-денежных отношений, создание ЭВМ с этой точки зрения позволили преодолеть трудности в переработке огромных объемов информации для управления (информационных барьеров, по В. М. Глушкову).

В настоящее время мы достигли такого уровня развития, когда объемы информации и уровень ее сложности потребовали создания информационной индустрии. Наличие информации определяет развитие стран, отраслей, организаций. Информация стала стратегическим ресурсом, а информационные ресурсы являются одними из важнейших.

Каковы источники формирования информационных ресурсов организации? Любая организация существует в некоторой внешней среде. Эта же организация порождает свою внутреннюю среду. Внутренняя среда формируется совокупностью структурных подразделений организации и работающих там людей, технологическими, социальными, экономическими и другими отношениями межу ними.

В зависимости от источника возникновения в рамках организации имеется внутренняя и внешняя информация, составляющая ее информационные ресурсы.

Информация внутренней среды, как правило, точная, полно отражает финансово-хозяйственное состояние. Ее обработка часто может осуществляться с помощью стандартных формализованных процедур.

Пример внутренней информации: о персонале, продуктах, затратах, услугах, технологических процессах, сферах применения продукта, методах сбыта и технике продаж, поставках, каналах сбыта.

Внешняя среда -- экономические и политические субъекты, действующие за пределами предприятия, и отношения с ними. Это экономические, социальные, технологические, политические и другие отношения предприятия с клиентами, поставщиками, посредниками, конкурентами, государственными органами и т. п.

Информация из внешней среды часто приблизительна, неточна, неполна, противоречива, имеет вероятностный характер. В таком случае она требует нестандартных процедур обработки.

Пример внешней информации: о рынке, конкурентах, тенденциях изменений в деловой среде страны и состоянии международных рынков, покупателях, спросе, требованиях клиентов и конкурентов, изменении законодательства.

Организация получает внешнюю информацию из различных источников, например:

• 1. Общая информация о состоянии экономики. Источник: информационно-аналитические материалы, специализированные журналы, газеты, Интернет.
• 2. Специализированная экономическая информация. Так, на сервере Центробанка можно найти информацию по финансовому рынку (межбанковский кредитный рынок, ставки привлечения рублевых депозитов, рынок облигаций Банка России, рынок государственных ценных бумаг, валютный рынок, курсы валют на заданную дату, динамика курса заданной валюты, кросс-курсы валют).
• 3. Информация по ценам на товары. Источники: специализированные журналы и бюллетени, каталоги, базы данных в Интернет.
• 4. Специфическая информация. Различные источники, в том числе и Интернет. При поиске такой информации, по которой сложно найти специальные серверы, используют поисковые системы.
• 5. Информация из государственных органов и органов управления

Не требует доказательств тот факт, что одним из важных источников минимизации издержек и затрат предприятия и оптимизиции методов ведения бизнеса, в соответствии с текущей рыночной ситуацией являются информационные системы (ИС). Для создания эффективной ИС предприятий исследованы и определены: задачи, источники информации и информационная база, необходимые для качественного расчета экономических, технических и хозяйственных показателей предприятия; стратегия функционирования информационных систем; основные общесистемные принципы, необходимые при создании ИС; модели стратегии создания и развития ИС; топология и сетевые операционные системы, используемые для реализации ИС.

Автоматизированная информационная система (АИС) представляет собой совокупность информации, экономико-математических методов и моделей, технических, программных, технологических средств и специалистов, предназначенную для обработки информации и принятия управленческих решений.

Создание АИС способствует повышению эффективности производства экономического объекта и обеспечивает качество управления. Наибольшая эффективность АИС достигается при оптимизации планов работ предприятии, фирм и отраслей, быстрой выработке оперативных решений, четком маневрировании материальными и финансовыми ресурсами.

Успешное функционирование человеко-машинных информационных систем и технологии определяет качество проектирования. Проектирование имеет целью обеспечить эффективное функционирование АИС и автоматизированных информационных технологии со специалистами, использующими в сфере деятельности конкретного экономического объекта ПЭВМ. Именно качественное проектирование обеспечивает создание такой системы, которая способна функционировать при постоянном совершенствовании ее технических, программных, информационных составляющих, то есть ее технологической основы, и расширять спектр реализуемых управленческих функции и объектов взаимодействия.

Достижение указанной цели требует последовательного выполнения следующих задач:

• 1. технико-экономическое обследование и анализ производственно-хозяйственной деятельности объекта и предмета информатизации;
• 2. содержательная постановка задачи, ориентированной на рыночные методы хозяйствования и применение СВТ;
• 3. определение предметной области;
• 4. анализ состава и содержания входной и выходной информации для приложений.
• 5. изучение документации предметной области;
• 6. разработка информационно-логической модели;
• 7. реализация поставленной задачи;

При сдаче системы заказчику возникает ряд проблем, связанных с недовольством заказчиком результатами работы. В чём же кроется причина? На первый взгляд, основная причина - не качественный подход консультантов к своей работе. Каждая организация индивидуальна и требует соответствующего отношения. К сожалению, многие консалтинговые компании по различным обстоятельствам не могут или не считают нужным его обеспечить. Скрытый же источник проблем кроится в самом предприятии.

Руководитель, принимающий решение о внедрении ИС, должен четко понимать для чего она будет использоваться. Внедрению всегда должно предшествовать диагностическое обследование предприятия, чтобы по его результатам давать рекомендации к разработке ИС. Обычно заканчиваются провалами случаи, когда решение об имплементации было принято спонтанно или отдано на откуп специалистам из отдела автоматизации систем управления (АСУ). Если же решение осознано, то и подход к выбору консультантов и внутренняя поддержка выполнения проекта обеспечат достижение вышеперечисленных преимуществ использования ИС, что позволит фирме достигнуть максимума результатов при минимальных затратах.

В последнее время выделяют следующую важную проблему информационных систем - защита информации. Дело в том, что защита информационной системы должна быть системной. Понятие системности заключается не просто в создании соответствующих механизмов защиты, а представляет собой регулярный процесс, осуществляемый на всех этапах жизненного цикла ИС. При этом все средства, методы и мероприятия, используемые для защиты информации объединяются в единый целостный механизм - систему защиты. К сожалению необходимость комплексного обеспечения безопасности информационных технологий пока не находит должного понимания у пользователей современных ИС. В то же время построение систем защиты информации не ограничивается простым выбором тех или иных средств защиты. Для создания таких систем необходимо иметь определенные теоретические знания, а именно: что представляет собой защищенная информационная система, что такое система защиты информации и какие требования предъявляются к ней, какие существуют угрозы и причины нарушения безопасности информационных технологий, какие функции защиты и каким образом должны быть реализованы, как они противодействуют угрозам и устраняют причины нарушения безопасности, как построить комплексную систему защиты информации, как достичь высокого уровня безопасности при приемлемых затратах на средства защиты информации и многое, многое другое. Учитывая, что современная нормативно-методическая база в этой области не дает полного представления о том, как организовать защиту информации, часто приходится действовать на свой страх и риск, поэтому с целью уменьшения вероятности принятия ошибочных решений, хотелось бы сформировать у читателя целостное представление о проблемах защиты информации и путях их решения. Существующие публикации на эту тему в основном ограничиваются перечислением угроз и возможностей конкретных средств защиты информации. В книге представлен полный спектр вопросов о практическом создании защищенных информационных систем.

Вопросы безопасности информации - важная часть процесса внедрения новых информационных технологий во все сферы жизни общества. Широкомасштабное использование вычислительной техники и телекоммуникационных систем в рамках территориально-распределенных ИС, переход на этой основе к безбумажной технологии, увеличение объемов обрабатываемой информации и расширение круга пользователей приводят к качественно новым возможностям несанкционированного доступа к ресурсам и данным информационной системы, к их высокой уязвимости. Реализация угроз несанкционированного использования информации наносит сейчас гораздо больший ущерб, чем, например, "случайные" пожары в помещениях или физическое воздействие на сотрудников. Однако затраты на построение системы защиты информации еще пока несоизмеримо малы по сравнению с затратами на защиту от грабителей или на противопожарную защиту. К тому же в современном бизнесе наблюдается постепенный переход от чисто физических методов воздействия на конкурентов к более интеллектуальным, в том числе с использованием новейших средств и способов добывания информации.

Кроме перечисленных проблем выделяют следующие недостатки Информационных систем:

Чувствительность системы к неправильным действиям. Все бизнес-процессы должны быть идеально отлажены. Любая неправильная информация или ее отсутствие ведет к кардинальным ошибкам в работе системы и, как следствие, высокому риску принятия неверного решения.

Можно услышать заявления такого рода: «Наша система (в отличие от конкурента) подстраивается под любую организацию и под любые бизнес-процессы!». Остается, правда, выяснить, а есть ли четко и безусловно выполняемые бизнес-процессы на вашем предприятии? Есть ли прописанные регламенты движения документов и информации и, самое главное, выполняются ли эти регламенты без исключений из общих правил? Отрицательный ответ на любой из этих вопросов ставит под большое сомнение успешность внедрения какой-либо автоматизированной системы.

Дороговизна решения. Оценивая стоимость проекта, не надо забывать, что помимо стоимости лицензий и услуг консультантов по внедрению, существуют значительные затраты на перестройку всех бизнес-процессов и затраты, связанные с огромными усилия всех вовлеченных в процесс менеджеров и специалистов компании. Последняя составляющая с трудом поддается хотя бы приблизительной оценке. Кроме того, не надо забывать, что требуется постоянная поддержка система, ее улучшение и корректировка в связи с новыми потребностями компании, периодическое обновление версий и тому подобные затраты уже в процессе эксплуатации. И вот тут-то и надо ответить себе на главный вопрос - меньше ли эти затраты тех преимуществ, которые хочется получить от интегрированной системы? Ответ не всегда очевиден, но на практике многие идут на сознательное дублирование информации и внедряют лишь частичные автоматизированные решения, затрагивающие отдельные аспекты финансового и управленческого учета.

Проблемы понимания. Отсутствие понимания, что такое ИТ, какими они должны быть в применении к деятельности и стратегическим задачам компании.

Проблемы организации. Отсутствие должной формализованной системы правил той деятельности предприятия, которая влияет на развитие компании. Зачастую, работа многих участков предприятия при всей ее успешности представляет собой творческий процесс.

Проблемы управления. Отсутствие формализованной системы управления компанией. В частности:

• - отсутствие правил принятия решений
• - отсутствие способов контроля качества работы как предприятия в целом, так и его подразделений
• - отсутствие понятных инструментов для принятия управленческих решений

Проблемы автоматизации. Отсутствие программных инструментов и соответствующих специалистов, способных реализовать видение конкретного управленца и специфику компании. Проблемы поддержки автоматизированной информационной системы управления состоят в необходимости регулярной модернизации системы с целью более полного удовлетворения нужд в информации принятой системы управления предприятием.

Проблемы поддержки программного обеспечения, автоматизирующего информационную систему, связаны с:

• - техническими сбоями и поломками ПО
• - потребностью предприятия в обновлении версий ПО
• - необходимостью постоянного обучения новых сотрудников - пользователей ПО
• - необходимостью регулярной модернизации ПО с целью более полного удовлетворения нужд принятой системы управления.

Проблемы развития автоматизированной системы управления. Необходимость преодолевать рассогласование автоматизированного решения с изменяющейся системой управления предприятием, постоянно возникающее как результат его развития. Это означает, что управленцы на разных уровнях начинают принимать управленческие решения по-новому, и действующая система учета не обеспечивает их необходимой информацией в должном объеме.

Однако наряду с существующими проблемами информационных систем, действительность показывает, что при правильном использовании это достаточно эффективное средство повышения конкурентоспособности компании.

В рамках проводимых в Междунардной Морской Организации (ИМО) работ по пересмотру Главы 5 «Навигационная безопасность» Конвенции по охране человеческой жизни на море (СОЛАС) предполагается в ближайшее время приступить к внедрению на морском флоте принципиально новой автоматической информационной (идентификационной) системы (АИС).

Внедряемая АИС будет иметь три предназначения:

для обмена навигационными данными между судами при их расхождении в море;

для передачи данных о судне и его грузе в береговые службы;

для передачи с судна навигационных данных в береговые системы управления движением судов (СУДС) и обеспечения более точной и надежной его проводки в зоне действия системы.

КРАТКАЯ ИСТОРИЯ

Международная Ассоциация Маячных Служб (МАМС) в начале 1990-х годов приступила к рассмотрению вопроса об использовании судовых радиотранспондеров, работающих в диапазоне УКВ для передачи сигналов опознавания.
Будучи принятыми Центром СУДС, сигналы транспондера позволяли опознавать контролируемое судно как при подходе к зоне обслуживания, так и в процессе его дальнейшего движения. В 1992 г. по просьбе МАМС Международный Союз Электросвязи (МСЭ) выпустил рекомендацию М.825 по применению радиотранспондеров в системах УДС, используя для этой цели канал 70 морской подвижной службы и протокол ЦИВ ГМССБ. Кроме опознавания в сообщение транспондера включались данные о местоположении судна. В дальнейшем было предложено включать в формат сообщения сведения о наличии опасного груза с тем, чтобы автоматизировать сообщения, предусмотренные Резолюцией А.648(16) ИМО для Систем судовых сообщений.

На 63-й сессии Комитета по безопасности на море (КБМ) ИМО (8-25 мая 1994 г.) Германия внесла предложение о необходимости внедрения на судах транспондерных систем взаимного опознавания судов и передачи данных береговым службам (СУДС), а также для повышения безопасности мореплавания (MSC 63/7/9). КБМ поручил Подкомитету по безопасности мореплавания (ПКБМ) изучить вопрос и внести предложение.

На 40-й сессии ПКБМ (июль 1994) Швеция внесла предложение (NAV 40/7/15) о внедрении транспондеров с использованием новейшего протокола - самоорганизующейся линии передачи данных с разделением времени и свободным доступом (SOTDMA).
Применение этого протокола, заимствованного из авиации, позволяет с высокой надежностью (более 95 %) использовать один частотный канал для передачи информации о местоположении судна с короткими временными интервалами, используя эти данные для решения задач предупреждения судов (судно-судно) и для точного контроля за движением судов по узким подходным каналам и фарватерам в СУДС (судно-берег). В 1995 г. на основе технико-эксплуатационных обоснований, проведенных в ЦНИИМФ, Российская Федерация представила в ИМО ноту (NAV 41/6/26) с настоятельной поддержкой позиции Швеции о необходимости применения современного протокола с широкими возможностями надежного обмена навигационной информацией, что может оправдать расходы судовладельцев на включение в состав навигационного оборудования судна нового прибора.

Поддержка была выражена также Финляндией, ИНТЕРТАНКО и др. Однако, большинство делегаций на ПКБМ, с учетом начавшегося промышленного производства транспондеров с протоколом ЦИВ, сохраняло позиции ограничения возможностей транспондеров функциями опознавания и данными о грузе на первом этапе внедрения с будущей его заменой на универсальный.

В декабре 1996 г. КБМ, на основе изучения позиций государств, принял решение в пользу единого универсального транспондера, базирующегося на применении протокола SOTDMA. В мае 1998 г. по представлению ПКБМ Комитет по безопасности на море принял рекомендацию MSC.74(69) с эксплуатационными требованиями к судовым транспондерам.
В октябре 1998 г. МСЭ-Р выпустил Рекомендацию М.1371, содержащую основные принципы построения АИС (AIS, автоматическая идентификационная система). Несколько ранее (1997 г.) Всемирная радиоконференция выделила для работы АИС на глобальной основе две частоты: 161,975 МГц (AIS-1) и 162,025 МГц (AIS-2). Международная Электротехническая Комиссия (МЭК) разрабатывает стандарт на АИС N 61993-2, в котором содержатся технические параметры универсальных транспондеров и методы испытаний.

ТЕРМИНОЛОГИЯ

В иностранной литературе термин AIS применяется как "автоматическая идентификационная система", состоящая из судовых транспондеров, и с отображением информации на ECDIS или САРП, береговых базовых станций и систем отображения на экранах консолей операторов СУДС и ПЭВМ береговых служб.

В российской литературе применялся термин "система автоматизированного зависимого контроля (САЗК)", который относился к части AИС, выполняющей функции контроля за судоходством со стороны СУДС. Он заимствован из широко применяемого в гражданской авиации термина "автоматизированное зависимое наблюдение (АЗН)" или, в иностранной литературе, ADS (automated dependent surveillance).

На Совете Росморфлота 08.10.1998 было предложено использовать аббревиатуру АИС, как "автоматическая информационная система". Основанием явилось внесение существенных изменений в функции системы в процессе ее развития, т.е. расширение информационного обмена, при которых функция "опознавания" сохранилась как одна из многих других. В дальнейшем предлагается использовать следующие термины.

"Автоматическая информационная система" (АИС) является морской навигационной системой, использующей взаимный обмен между судами, а также между судном и береговой службой, для передачи информации о позывном и наименовании судна для его опознавание, его координатах, сведений о судне (размеры, груз, осадка и др.) и его рейсе, параметрах движения (курс, скорость и др.) с целью решения задач по предупреждению столкновений судов, контроля за соблюдением режима плавания и мониторинга судов в море.

Режим АИС, управляемый береговыми службами (СУДС) для автосопровождения судов и контроля за их движением в обслуживаемой зоне, образует систему "автоматизированного зависимого контроля (САЗК)"

Для обмена данными (линия передачи данных) синхронизации, формирования и коммутации потоков информации используется судовое оборудование, называемое "универсальным транспондером".

Для организации обмена данными с судами в режиме САЗК и формирования потоков информации, исходящей от центра СУДС и береговых служб (МСКЦ) используется "базовая станция АИС". Она может работать в сети береговых станций АИС вдоль побережья с ретрансляцией информации в базовую станцию АИС.

Судовыми системами отображения АИС является система отображения электронных карт (ECDIS), САРП или персональный компьютер (в зависимости от наличия соответствующих интерфейсов).

Береговыми системами отображения АИС являются консоль оператора СУДС, ECDIS либо персональные компьютеры.

ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ. Достоинства АИС при решении задач по предупреждению столкновений судов

ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ

Достоинства АИС при решении задач по предупреждению столкновений судов.

1 Благодаря взаимному обмену координатами судов, определенными с высокой точностью (с помощью ДГНСС - 5-10 метров), а также информацией о текущем курсе повышается точность определения параметров расхождения и, следовательно, эффективность расхождения судов в море.

2 Принцип обмена информацией между судами по радиолинии передачи данных через транспондеры исключает возможность переброса маркеров сопровождаемых судов-целей (swopping) при их сближении, что имеет место при работе САРП. В результате обеспечивается устойчивое и надежное автосопровождение судов, расходящиеся на узких фарватерах или проходящих вблизи плавающих навигационных знаков.

3 Благодаря взаимному обмену данными о гирокомпасном курсе практически в реальном времени, обеспечивается информация о направлении диаметральной плоскости судов-целей и их ракурсе, что способствует принятию правильного решения при расхождении. Маневр судна-цели легко обнаруживается как по изменению значения гирокомпасного курса, так и путем передачи значения скорости поворота, что позволяет устранить большие трудности, ранее возникавшие при использовании САРП.

4 На работу АИС не влияют осадки и волнение моря, как это имеет место сейчас при использовании РЛС. Это обеспечивает возможность наблюдения за малым судном-целью в условиях сильного волнения моря.

5 Предупреждению столкновений судов будет способствовать также взаимный обмен между участниками движения информацией о типе судна, его осадке, размерах и навигационных параметрах, а также о планируемых маневрах.

Достоинства АИС при использовании в Системах управления движением судов

Достоинства АИС при использовании в Системах управления движением судов

1 Непрерывное автоматическое опознавание контролируемого судна, что исключает необходимость применения малоэффективных дорогостоящих УКВ-радиопеленгаторов.

2 Высокая точность определения положения контролируемого судна при его движении по узкому каналу, которая достигается сопровождением сигналов АИС данными о местоположениях судна, полученным и от дифференциальной подсистемы ГНСС.

3 Возможность обнаружения маневра судна в реальном времени за счет контроля изменениями текущего (гирокомпасного) курса судна-цели.

4 Расширение зоны обслуживания СУДС за счет большей дальности действия АИС в сравнении с радиолокационным обзором.

5 Контроль за судами (оборудованными транспондерами), находящимися в теневых зонах БРЛС (изгиб мыса, остров) за счет лучшего распространения радиоволн УКВ-диапазона, на котором работают транспондеры.

6 Автоматический ввод в базу данных СУДС основных сведений о судне (наименование, размеры, осадка, наличие опасного груза, порт назначения, ЕТА и др.), которые используются в локальной вычислительной сети МАП для направления другим пользователями.

7 Высокая надежность автосопровождения контролируемого судна, в том числе при близком расхождении судов на канале и подходе судна к причалу порта (исключение возможности переброса маркеров сопровождения, характерных для радарных систем).

8 Контроль за судоходством на речных участках плавания без установки дополнительных РЛС.

9 Удобство регистрации информации AИС на электронных носителях и дальнейшее воспроизведение информации на экране.

10 Возможность прогнозирования пути следования судна.

Достоинства АИС при использовании морским Спасательно-координационным центром

Достоинства АИС при использовании морским Спасательно-координационным центром

1 Знание позиций судов и их отображение на экране в зоне ответственности МСКЦ, а также их наименования, характеристик, наличия опасного груза и навигационных данных (местоположение, курс, скорость и др.), что способствует более полной оценке ситуации при оказании помощи в случае бедствия.

2 В аварийной ситуации каждое судно будет иметь информацию о наименованиях, местоположениях и навигационных данных других судов в радиусе действия УКВ-радиосвязи, что способствует скорейшему оказанию помощи.

3 Благодаря непрерывной работе транспондера на судне создается возможность передачи ближайшем судам и береговым службам, включенным в АИС, сигналов бедствия или срочности, содержащих сведения о происшествии.

4 Возможность взаимодействия (обмена информацией) с вертолетами, участвующими в поиско-спасательных операциях, и другими судами в районе бедствия.

Достоинства АИС при использовании береговыми службами

Достоинства АИС при использовании береговыми службами

1 Благодаря введению в базу данных СУДС и в локальную вычислительную сеть информации о местоположениях, характеристиках и навигационных данных всех судов в обслуживаемом районе может быть обеспечен эффективный контроль за ними со стороны портовых властей, Морских Администраций и других береговых служб, а также со стороны служб ФПС и ВМФ (в территориальных водах).

2 При входе в зону действия АИС судно автоматически передает навигационные данные (местоположение, курс, скорость), что позволяет береговым службам уточнить ожидаемое время прихода (ЕТА) и установить время начала обработки судна в порту.

3 Использование АИС на рыбопромысловых судах позволяет осуществлять контроль за ними в районе промысла.

4 При дальнейшем сопряжении Судового транспондера АИС со станцией спутниковой связи ИНМАРСАТ-С станет возможным осуществлять мониторинг флота в глобальном масштабе, включая прибрежные воды, рыболовную и экономическую зоны.

5 С помощью АИС может передаваться навигационная и метеорологическая информация на суда, плавающие в прибрежных водах.

Ограничения АИС

Ограничения АИС

1.Эффективное использование АИС возможно только при полномасштабном оснащении всех судов транспондерами. До наступления такого состояния АИС должна оставаться дополнительным средством, используемым в САРП и ECDIS наряду с радиолокационной информацией.

2. Нельзя рассматривать вопрос о будущей замене радиолокационных средств на АИС поскольку ее информация относится только к объектам, на которых установлены транспондеры, в то время, как радиолокатор позволяет наблюдать любые объекты, отражающие радиоволны (знаки навигационного ограждения, суда, береговую черту и др.).

3. В соответствии с решением ИМО только глобально применяемая АИС может стать инструментом для предупреждения столкновений и мониторинга судов. Это означает, что внедрению на судах подлежит только то оборудование АИС, параметры которого жестко регламентированы на международной основе. В этом случае будет обеспечена совместимость оборудования, установленного на разных судах, и высокая эффективность его использования.

ПЕРСПЕКТИВЫ ВНЕДРЕНИЯ АИС В МИРЕ

ПЕРСПЕКТИВЫ ВНЕДРЕНИЯ АИС В МИРЕ

Окончание разработки всех международных нормативно-правовых документов, обеспечивающих внедрение АИС на морском флоте, предполагается закончить в конце 2000 года. Однако, уже в настоящее время в ряде стран (Швеция, Финляндия, ФРГ, Южная Африка, Норвегия, Дания. США, Великобритания, Австралия) началось оснащение их побережья необходимым наземным оборудованием для создания подобных систем и оснащение судов транспондерами.

В Швеции Морской Администрацией создана единая система контроля за судоходством на основе действующих СУДС и создаваемых АИС, которые будут объединяться в единую сеть.
С полным вводом в действие эта система позволит контролировать и регулировать движение судов вдоль побережья Швеции, а также во внутренних озерах.
Шведские власти планируют оснастить до 2000 года аппаратурой АИС все свои суда, самолеты и вертолеты, а суда и вертолеты, участвующие в поисково-спасательных операциях, будут оснащены такой аппаратурой в 1999 году.
Всего на шведском побережье предполагается установить 35 станций АИС для обслуживания судов и низколетящих самолетов и вертолетов. Свыше 50 шведских судов и прежде всего паромы уже имеют транспондеры АИС.

В Финляндии в опытной эксплуатации находятся семь береговых станций АИС. До 2000 года Правительство Финляндии планирует ввести в эксплуатацию 17 станций и создать на их основе сеть АИС, перекрывающую все воды прилежащей зоны Финляндии. В осуществление этого проекта вовлечены Морская Администрация (координирующий орган), береговая охрана и судовладельцы.

Министерством транспорта ФРГ также создается единая сеть контроля и регулирования судоходства на основе действующих и создаваемых СУДС с использованием АИС, которая впервые была внедрена в СУДС Кильского канала, а также для мониторинга паромов на линии Росток-Трелеборг (Швеция) в рамках Германо-Шведского проекта "Бафегис".

Прибрежные воды Южной Африки, США, Канады, Великобритании и Австралии также охвачены зоной действия АИС. Внедрение АИС в целом не требует больших финансовых расходов.
Стоимость судовых транспондеров при массовых поставках будет составлять 2-3 тыс.долл.США, а расходы на наземное оборудование, размещаемое на станциях УКВ-связи зоны А1 ГМССБ или на СУДС, не превысит 10-15 тыс.долларов.
В соответствии с положениями новой Главы 5 Конвенции СОЛАС национальные Администрации смогут обязать устанавливать такие транспондеры и на судах меньшего размера для контроля за ними при их плавании вблизи берегов.

Учитывая, что одной из функций АИС будет являться обеспечение безопасного расхождения, транспондерами необходимо будет оснащать не только транспортные суда, но и все другие плавающие в море рыболовные суда, военно-морские и пограничные корабли.

На 45 Сессии Подкомитета по безопасности мореплавания (ПКБМ) ИМО, проходившей в сентябре 1999 года были рассмотрены документы, представленные различными Администрациями по вопросам будущего применения АИС.

В этих документах отмечается, что для эффективного использования АИС необходимо обязательное наличие небольшого (text only) дисплея для отображения принимаемой минимально необходимой информации и панели управления (клавиатуры) для набора информации, предназначенной к передаче.
Эти устройства должны быть независимы от других навигационных устройств. Поскольку для отображения информации АИС предполагается использовать индикаторы РЛС, САРП и ЭКДИС, требуется соответствующая доработка этой аппаратуры для обеспечения возможности работы с АИС и внесения поправок в стандарты на эти устройства.

Вызывает беспокойство доступность информации АИС всем потребителям, так как эта информация может быть использована для неблаговидных целей, в частности - пиратам. В качестве варианта решения этой проблемы предлагается рассмотреть возможность включения АИС капитаном судна в тех районах, где это необходимо.

Подкомитет отметил, что отсутствие опыта применения АИС на судах может привести к нежелательным последствиям, в частности, при решении задач по предупреждению столкновений.

Для решения этих вопросов Подкомитет направил на КБМ 72 предложение о включении в повестку 46 Сессии ПКБМ вопросов разработки руководства по применению АИС и пересмотра стандартов к РЛС, САРП и ЭКДИС.

ТРЕБОВАНИЯ К СРОКАМ ОБЯЗАТЕЛЬНОГО ОСНАЩЕНИЯ СУДОВ АИС

ТРЕБОВАНИЯ К СРОКАМ ОБЯЗАТЕЛЬНОГО ОСНАЩЕНИЯ СУДОВ АИС

В соответствии с последней редакцией проекта Главы V Конвенции СОЛАС, согласованной Подкомитетом по безопасности мореплавания NAV-45 в сентябре 1999 г. , в проект Правила 19 включен дополнительный параграф 1.5, определяющий требования к срокам установки АИС в зависимости от типов судов.

1.5 Автоматические идентификационные системы (АИС)

1 Все суда от 300 рег.т. и более, совершающие международные рейсы, грузовые суда от 500 рег.т., не совершающие международные рейсы, и пассажирские суда, независимо от их размера, должны быть оборудованы АИС в сроки:

1.2.2. суда, кроме пассажирских и танкеров, 50000 рег.т. и более - не позднее (1 июля 2004);

1.2.3. суда, кроме пассажирских и танкеров, от 10000 рег.т. и более, но менее 50000 рег.т. - не позднее (1 июля 2005);

1.2.4. суда, кроме пассажирских и танкеров, от 3000 рег.т. и более, но менее 10000 рег.т., - не позднее (1 июля 2006);

1.2.5. суда, кроме пассажирских и танкеров, от 300 рег.т. и более, но менее 3000 рег. тн., - не позднее (1 июля 2007); и

1.3 суда, не совершающие международные рейсы, построенные до (1 июля 2002) - не позднее (1 июля 2008).

2 Администрация может освободить от выполнения указанных требований те суда, которые будут выведены из эксплуатации в течение двух лет после указанных дат.

РЕЗОЛЮЦИЯ ИМО MSC.74(69). ПРИЛОЖЕНИЕ 3 РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ЭКСПЛУАТАЦИОННЫМ ТРЕБОВАНИЯМ К УНИВЕРСАЛЬНОЙ СУДОВОЙ СИСТЕМЕ АВТОМАТИЧЕСКОГО ОПОЗНАВАНИЯ (AIS)

РЕЗОЛЮЦИЯ ИМО MSC.74(69)

1.Назначение

1.1 Данный стандарт определяет эксплуатационные требования к универсальным АИС.

1.2 АИС должна обеспечивать повышение уровня безопасности мореплавания посредством эффективного судовождения, защиты окружающей среды, эффективности использования Систем управления движением судов (СУДС) через выполнение следующих функциональных требований:

в режиме «судно - судно» - для предупреждения столкновений;

как средство для получения береговыми службами информации о судне и его грузе:

как инструмент СУДС - в режиме «судно-берег» (управление движением судов).

1.3 АИС должна обеспечивать суда и компетентные власти информацией от судов автоматически, и с требуемой точностью и частотой обновления, для обеспечения точного сопровождения судов. Передача данных должна осуществляться с минимальным участием судового персонала и высоким уровнем надежности.

1.4. Оборудование, в дополнение к требованиям Регламента Радиосвязи, Рекомендаций МСЭ-Р и общим требованиям, изложенным в Резолюции ИМО А.694(17), должно соответствовать следующим эксплуатационным требованиям

2.Основные режимы работы

2.1 АИС должна обеспечивать работу в следующих режимах:

1. «автономный и непрерывный» - для работы во всех районах. Этот режим должен иметь возможность переключения компетентной властью с/на один из следующих режимов;

2. «назначенный» («предписанный») - для работы в районах, где компетентной властью установлен контроль за движением судов таким образом, чтобы интервал передачи данных и/или временное положение слотов могли устанавливаться дистанционно этой властью.

3. «по запросу» или контролируемый режим - данные передаются в ответ на запрос от судна или от компетентной власти.

3. Основные функциональные требования

3.1 В состав АИС должны входить:

связной процессор, способный управлять набором морских частот с:

1. соответствующим методом выбора и переключения каналов, обеспечивая применение как для ближней, так и для дальней радиосвязи.

2. средство обработки данных от электронной системы местоопределения, обеспечивающее разрешение не хуже одной десятитысячной минуты дуги и использующее геодезическую систему координат WGS-84 .

3. средство автоматического ввода данных от других датчиков, перечисленной в п. 6.2;

4. средство ввода и восстановления данных вручную;

5. средство контроля достоверности передаваемых и принимаемых данных;

6. встроенное устройство контроля работоспособности.

3.2 АИС должна обеспечивать:

1. автоматическое и непрерывное предоставление информации компетентной власти и другим судам, без участия судового персонала;

2. прием и обработку информацию от других источников, включая информацию от компетентной власти и других судов;

3. ответ с минимальной задержкой на сигналы, относящиеся к высокому приоритету и безопасности;

4. предоставление информации о местонахождении и маневрировании c частотой обновления, достаточной для обеспечения точного сопровождения судна компетентной властью и другими судами.

4. Интерфейс пользователя

Для обеспечения доступа, отбора и отображения информации на отдельном устройстве, АИС должна иметь интерфейс, соответствующий международным морским стандартам к интерфейсам.

5. Опознавание (идентификация)

Для целей опознавания судна и сообщений должен использоваться соответствующий идентификационный номер Морской подвижной службы (ММSI).

6. Информация

Информация, предоставляемая АИС, должна включать:

6.1 Статическую:

ИМО номер (если имеется)

Позывной сигнал и название;

Длина и ширина судна;

Тип судна;

Расположение антенны системы местоопределения на судне (по отношению к носу, корме, правому, левому борту).

6.2 Динамическую:

Местоположение судна с указанием точности и целостности системы;

Время (UTC) (дата устанавливается приемным оборудованием);

Курс относительно грунта;

Скорость относительно грунта;

Курс судна;

Навигационный статус (состояние судна) (к примеру, не управляется, на якоре и т.д. - вводится вручную);

Угловая скорость поворота (где возможно);

Факультативно - Угол крена (если возможно);

Факультативно - Угол килевой и бортовой качки (если возможно).

6.3 Информацию, связанную с рейсом:

Осадка судна;

Опасный груз (тип);

Порт назначения и ЕТА (по усмотрению капитана);

Факультативно - план перехода (путевые точки).

6.4 Короткие сообщения относительно безопасности.

6.5 Частота обновления информации для автономного режима

Для различных типов информации, действующей в разное время, используется различная частота обновления (интервал)

Статическая - каждые 6 минут и по требованию;

Динамическая - в зависимости от скорости и изменения курса согласно таблице 1;

Информация, связанная с рейсом - каждые 6 минут, при изменении данных и по запросу;

Сообщение относительно безопасности - когда требуется.

Таблица 1

Объем судовых сообщений - АИС должна обрабатывать не менее 2000 сообщений в минуту, чтобы адекватно обеспечить все эксплуатационные варианты.

6.6 Обеспечение безопасности (защиты)

Должен быть обеспечен механизм безопасности для обнаружения вывода из строя системы и предотвращения несанкционированного изменения введенных или передаваемых данных. Для предотвращения несанкционированного распространения данных следует выполнять требования Резолюции ИМО MSC/43(64) (Руководство и критерии для систем судовых сообщений)

7. Время приведения в рабочее состояние

Система должна быть готова к работе в течение 2 мин после включения.

8. Энергопитание

АИС и связанные с ней датчики должны питаться от основного источника электроэнергии на судне. Дополнительно должна иметься возможность питания АИС и связанных с ней датчиков и от альтернативного источника электроэнергии.

9. Технические характеристики.

Технические характеристики АИС, такие как изменяемая выходная мощность передатчика, рабочие частоты (международные и региональные), модуляция и антенная система, должны соответствовать Рекомендациям МСЭ-Р (M.1371, M.1024).