автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Математическое и информационное обеспечение оптимизации каналов передачи данных в автоматизированных системах управления движением судов

Федеральное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ВОДНЫХ КОММУНИКАЦИЙ»

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ОПТИМИЗАЦИИ КАНАЛОВ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ В АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМАХ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ СУДОВ (НА ПРИМЕРЕ КОРПОРАТИВНОЙ РЕЧНОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ)

005010900

Журавлёв Василий Михайлович

Специальность 05.13.06

Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (технические системы)

- 1 МДР 20-,2

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 2012

005010900

Диссертация выполнена на кафедре технических средств судовождения и связи Санкт-Петербургского государственного университета водных коммуникаций

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Сикарев Александр Александрович

Официальные оппоненты:

Доктор технических наук, профессор Бескид Павел Павлович

Кандидат технических наук Чистяков Глеб Борисович

Ведущая организация: Кафедра «Информационной безопасности компьютерных систем», СПГПУ.

Защита состоится " 1 " марта 2012 г. в 16:00 часов на заседании диссертационного совета Д.223.009.03 Санкт-Петербургского государственного университета водных коммуникаций по адресу: 198035, г.Санкт-Петербург, ул.Двинская, 5/7

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного университета водных коммуникаций.

Автореферат разослан " " 2012 г

кандидат технических і доцент

Ученый секретарь диссертационного сове

Е.Г. Барщевский

1.0БЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность исследования.

В области внутреннего водного транспорта в целом завершился период резкого спада производственной деятельности, связанного с экономическим кризисом в стране. После 1996 года в отрасли наблюдается активизация хозяйственной деятельности. В настоящее время проблемы внутреннего водного транспорта определяются комплексом взаимосвязанных факторов, основными из которых являются следующие:

■ состояние важнейших компонентов транспортной инфраструктуры

отрасли - водных путей и гидротехнических сооружений на них;

■ функционально-возрастная структура и техническое состояние флота как

основного средства производства транспортных услуг;

■ финансово-экономическое положение и структура собственности

судоходных компаний и портов;

■ степень развития рынков грузовых и пассажирских перевозок.

Российская Федерация располагает самой большой в мире сетью внутренних

водных путей. В европейской части России функционирует не имеющая аналогов Единая глубоководная система, включающая крупнейшие реки, их притоки и межбассейновые соединения.

Общая протяженность эксплуатируемых в России внутренних водных путей в течение последнего десятилетия была сохранена на уровне примерно ЮОтыс.км, однако из-за недостаточного бюджетного финансирования дноуглубительных работ гарантированные габариты судовых ходов уменьшились, ухудшилось навигационное обслуживание на внутренних водных путях. Протяженность путей с гарантированными габаритами судовых ходов составляет в настоящее время 42 тыс.км. т.е. сократилась с 1990 года более чем на 37 процентов. На некоторых реках прекращено судоходство в меженный период и в темное время суток. В результате внутренние водные пути России используются с интенсивностью, не соответствующей их потенциальным возможностям. Доля грузов, перевозимых по этим путям, составляет примерно 4 процента общего объема грузовых перевозок, осуществляемых транспортным комплексом страны, что значительно ниже, чем в ряде стран Европы (в Германии - 19 процентов, в Бельгии -10 процентов). Характерная для России сезонность транспортного использования внутренних водных путей не в полной мере объясняет недостаточную реализацию их транспортного потенциала.

Помимо обеспечения безопасности судоходства на сегодняшний день специалистов привлекают вопросы мониторинга и управления транспортным процессом на ВВП. Решение задач такого плана ведется с помощью береговой инфраструктуры иерархической триады: «Корпоративная речная информационная система (КРИС) - Речная информационная служба (РИС) -Автоматизированная система управления движением судов (АСУ ДС)»

Значительную роль в повышении эффективности АСУ ДС по мониторингу и управлению транспортным процессом играет информационная технология рубежа ХХ-ХХ1 века - транкинговая радиосвязь, которая используется для передачи потоков судовых сообщений: информационных сообщений, данных

ЛИС, информации от удаленных и локальных РЛС и др. Транкинговая система широко используется транспортными и энергетическими компаниями различных стран, службами общественной безопасности, силовыми и правоохранительными структурами, для обеспечения связи подвижных абонентов как между собой, так и со стационарными абонентами и абонентами телефонной сети.

В связи с изложенным целью диссертационной работы является новое решение актуальной научной задачи повышения безопасности судоходства и эффективности мониторинга транспортного процесса на внутренних водных путях на основе внедрения транкинговой радиосвязи, как одного из перспективнь[х способов передачи информации применительно к иерархической триаде «КРИС-РИС-АСУ ДС».

Объектом исследования »шляются транкинговые каналы инфокоммуникации, как структурная составляющая существующих и перспективных автоматизированных систем управления движением судов на внутренних водных путях, позволяющая повысить эффективность мониторинга транспортного процесса и безопасности судоходства. На защиту выносятся следующие положения:

1. Модернизация структуры АСУ ДС с учетом введения в нее подсистемы транкинговой радиосвязи в иерархической триаде «КРИС-РИС-АСУ ДС»;

2. Результаты анализа информационного обеспечения и принципов функционирования транкинговой радиосвязи в АСУ ДС;

3. Алгоритмы оптимизации и квазиоптимизации топологической структуры зон действия базовых станций для случаев аналоговой и цифровой транкинговой радиосвязи;

4. Результаты аналитического расчета и разработка рекомендаций по оптимизации топологической структуры зон действия базовых станций (БС) транкинговой связи на ВВП на примере РИС «Низовья Дона и Порт Азов» и РИС «Волго-Дон».

Методы исследования. Методологической основой работы являются системный анализ. Использованы методы теории управления, теории случайных процессов и статических решений, теории математического моделирования, экспертных оценок, статистической теории связи и методов моделирования на ЭВМ технологических процессов. Научная новизна работы состоит:

■ в создании современного метода построения каналов передачи данных для подсистем наблюдения и контроля в речных АСУ ДС;

■ в решении новой актуальной научной задачи мониторинга, повышения безопасности судоходства и эффективности управления транспортным процессом на ВВП Единой глубоководной системы Европейской части России на основе использования перспективных инфокоммуникационных технологий рубежа ХХ-ХХ1 веков - транкинговых сетей связи в речных АСУ ДС;

■ разработаны математическое и алгоритмическое обеспечение оптимизации топологической структуры зон действия базовых станций транкинговой связи на ВВП, отличающихся одновременным учетом стохастических свойств аналоговых и цифровых каналов радиосвязи, влияния ограждающего рельефа

на линии БС - судовой приемопередатчик, перемещения судна относительно БС, а также влияния на верность передачи сообщений таких параметров приемопередающего тракта транкинговых каналов как мощность передатчика, чувствительность приемника и.т.д.

Практическая ценность работы состоит в том, что создана методика выполнения аналитических расчетов, разработаны рекомендации и конструктивный инструментарий по оптимизации топологической структуры зон действия базовых станций транкинговой связи для Европейской части Единой Глубоководной системы.

Реализация научных результатов.

Отдельные положения диссертационной работы реализованы в утвержденных в Росморречфлоге программах построения речных АСУ ДС и программах повышения безопасности и мониторинга на водном транспорте в Санкт-Петербургском государственном университете водных коммуникаций, в ООО МИГ1 «ИНФОКОМ», ООО НПФ «Маринерус».

Публикации и апробации работы. По тематике диссертации опубликовано 4 научные статьи в изданиях, предусмотренных "Перечнем изданий ВАК". Основные положения и результаты докладывались на межвузовской научно-практической конференции «Водный транспорт России: история и современность» (13-14 мая 2009), международной научно-практической конференции «Водные пути России: строительство, эксплуатация, управление» в СПГУВК (1-2 октября 2009), на ХХ-ой юбилейной научно-технической конференции «Методы и технические средства обеспечения безопасности информации» в СПГПУ (27 июня - 1 июля 2011).

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка опубликованных источников, содержащего 123 отечественные и зарубежные работы, включает в себя 153 страницы текста, 31 рисунок, 45 таблиц и графиков.

2. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В ПЕРВОЙ ГЛАВЕ проведен анализ мирового и отечественного опыта по современному состоянию и уровню разработки иерархической триады "КРИС-РИС-АСУ ДС (СУДС)", который свидетельствует о том, что системы управления движением судов получили в настоящее время широкое распространение на внутренних водных путях Европы, Азии и Северной Америки. Логично сделать вывод, что дальнейшее внедрение СУДС, как преобладающего звена в иерархической триаде "КРИС-РИС-АСУ ДС (СУДС)" подымет на новый качественный уровень системы мониторинга, управления и безопасности речного и смешанного "река-море" плавания. Рассмотрена актуальность внедрения таких систем на ВВП.

КРИС - результат эволюционного развития АСУ ТП, который имеет своей главной целью информационное обеспечение процесса управления и мониторинга транспортных потоков на ВВП. В единой глубоководной системе европейской части России КРИС целесообразно образовать семь зон РИС (Рис. 1) в соответствии с административным делением:

Зона РИСІ -Зона РЙС2 -Зона РИСЗ -Зона РИС4 зона РИС5 -Зона РИС6 -Зона РИС7 -

| Зона РИС 1

Зона Беломоро-Балтийского канала. Зона ГБУ "Волго-Балт" Зона Москвы и канала им.Москвы. Зона большой Волги. Зона ГБУ "Волго-Дон" Зона низовьев Дона и порта Азов. Зона ФГУ "Камводпуть".

'■/,■-/, Г.ІГ і

Рис.! Организация зон РИС на внутренних волных путях европейской части России.

Под Речными информационными службами понимаются гармонизированные информационные службы, содействующие управлению движением судов и перевозками в сфере внутреннего судоходства во взаимосвязи с другими видами транспорта. РИС призваны способствовать безопасному и эффективному процессу перевозок и наиболее полному использованию возможностей внутренних водных путей. Зоной действия РИС является формально ограниченная территория, где РИС официально объявлена действующей. Зона действия может охватывать конкретную акваторию, речной бассейн и т.д., в том числе трансграничный. В первой главе также изложена концепция речных информационных служб (РИС). Показано, что построение РИС может включать в себя одну или несколько речных автоматизированных систем управления движением судов (АСУ ДС), которые имеют ряд характерных, специфических особенностей, вызванных необходимостью управления движением судов в стесненных условиях плавания по внутренним водным путям. Здесь дополнительно введены обозначения: РРСКЦ - речной региональный спасательно-координационный центр; ККС - наземная контрольно-корректирующая станция, передающая на суда сигналы дифференциальных поправок для высокоточного местоопределения положения судов на ВВП.

Рис.2 Типовая конфигурация Центра СУДС.

Из Рис.2 видно, что современная речная АСУ ДС, в свою очередь, включает информационные подсистемы транкииговой связи, УКВ-радиосвязи, сотовой связи, АИС, радиолокационного контроля, включающую локальные и удаленные РЛС, видеонаблюдения, хранилища данных, центр СУДС.

В работе предложена модернизация речных АСУ ДС, введением в её структуру транкииговой подсистемы радиосвязи как перспективной инновационной технологии передачи аналоговой и цифровой информации.

ВО ВТОРОЙ ГЛАВЕ рассмотрено назначение и структура систем транкииговой радиосвязи, а также особенности информационного обеспечения в сетях таких систем. Показано, что обобщенно структура транкинговых систем подвижной связи (ТСПС) различных стандартов соответствует концептуальной модели, приведенной на Рис.3 (внизу слева). Рис.3, в частности, огражает три основных принципа топологического построения транкинговых сетей:

■ радиальный (однозоновый);

■ радиально-зоновый (несколько перекрывающихся зон);

■ квазисотовый (большое количество непересекающихся зон).

Проведен анализ информационного обеспечения и алгоритмов

функционирования транкинговых систем с учетом особенностей построения ТСПС. Для эффективного использования частотного спектра и увеличения производительности системы был рассмотрен квазисотовый способ построения ТСПС, как наиболее рационального применительно к речным АСУ ДС (Рис.4). Рассмотрена возможность построения нескольких ТСПС, соединенных через межрегиональный контроллер, как составной части РИС.

УУЛЫ ОГаЮП) І

I]

Рис.3 Концептуальная модель сетей подвижной радиосвязи (( ГІР).

Как видно из Рис.4 такой вид управления позволяет не только передавать данные судну, находящемуся в другой региональной сети транкинговой связи, но и использовать эту информацию речными АСУ ДС для мониторинга и управления транспортным процессом.

Ч

Г • ! .

V

> / . V - \

і I \ / * /

V;

ШжртюмАпъньм \

Ко трхпяыр аЧхжху

/

' 4 / \ ,

І Г*

їг^І____ХЛ <

— _ —4.І..М і

."Ж І

Рис.4 Принцип информационного функционирования траикинговых сетей связи при квазисотовом построении ТСПС.

По способу предоставления радиоканала транкинговые системы делятся на системы без канала управления (КУ) и с каналом управления. Выявлены преимущества и недостатки аналоговых и цифровых транкинговых сетей связи. Подробно рассмотрены характеристики различных стандартов транкинговой связи, уделено особое внимание стандартам SmarTranJí II и TETRA, как наиболее перспективным.

На Рис.5 показана типовая структура многозоновой ТСПС с распределенной межзональной коммутацией. Рассмотрены преимущества и недостатки транкинговых сетей связи с закрепленным и распределенным каналом управления.

Устройство

íl&hVfiíWíVWJ

■аймосигнвгк*

регранеяяторъ!

Уецюшов ......хяжииив..,

j KCíMWyríJTOfS

"I ТФОП

;.......

i СКП

устройство

рЯШСл'Жг* SíiOfí

i Устройство Н Хоьшутагор

—•■у

( CiíS ' í:: iXk.iíZrO

OeíTi с fíñMMjn'TíUHefi

5 Им^рфейЪ

I-----1 ТФОП

JLt.........................> ЦтерФ&аг"

- ] скп

Рис.5 Типовая структура многозоновой ТСПС с распределенной межзональной коммутацией.

Проанализированы особенности использования транкинговых сетей для передачи различных типов информации. Установлено, что внедрение ТСПС как подсистемы коммуникации в АСУ ДС повысит оперативность предоставляемой информации, эффективность мониторинга транспортного процесса, а также стабильность всей АСУ ДС в целом. Достоинством таких систем является также возможность их использования в качестве дублирующей или резервной системы.

В ТРЕТЬЕЙ ГЛАВЕ разработан алгоритм оптимизации топологической структуры зон действия базовых станций аналоговой транкинговой связи на ВВП.

Предполагается, что в информационных УКВ каналах АСУ ДС передача сообщений, как правило, будет ограничиваться предельными дальностями:

где /г,н«2 - соответственно, высоты предающей и приемной антенны в метрах на линии береговая (базовая) - судовая радиоустановки.

Процесс синтеза и практической реализации аналоговых транкинговых систем для нужд флота вполне конструктивно может основываться на оптимизации радиуса зон действия береговых (базовых) станций, обеспечивающих максимальную точность приема информации судовым (приемоиндикатором) для случая, по-видимому, наиболее общей статистической модели, учитывающей стохастическую природу трех основных факторов, влияющих на верность передачи сообщений - особенностей распространения радиосигнала в диапазоне УКВ; изменения заграждающего рельефа между корреспондентами и процесса перемещения судов относительно береговой (базовой) радиостанции.

Тогда решение задачи оптимизации я"р' зон действия имеет вид:

И"=«гг™*Рр,>игг} (2)

дфл^]

где р{.} - вероятность события {•}; Г/, - уровень принимаемого сигнала; ирг- заданный уровень принимаемого сигнала.

Ъ'г=а,икт (3)

Здесь г/„„ - чувствительность приемника; а, - заданное превышение ирг над ип„, обычно а,= 1-нЗ. Для наиболее общего случая >г/р,| может быть определена как вероятность одновременного наступления трех следующих событий: расстояние между корреспондентами не превышает предельно допустимого при работе на ровной поверхности Земли; случайный рельеф между корреспондентами не превышает высоты 1-й зоны Френеля (77 </?,); ожидаемый уровень сигнала при обязательном выполнении предыдущих условий превышает ирг. Тогда:

Р{и,>ирг} = Р{Я<Япред).Р{т,<в1}'Р{и, > и рг /Л < < в,} (4)

Установлено, что вероятности в соотношении (4) имеют вид:

(5)

где Ф(л) = .р-*[ехр|-~- функция Крампа (интеграл вероятности), хорошо

\ 2)

2 ^

табулированная в специальных таблицах в о = —— (6)

•¡к Яер

„ < Г

Далее р{,7<41} = 1_£_.|;(_1)*---(7)

Вероятность Р{п<Ь1} меняется следующим образом: на интервале Л е [о, резко возрастает до 0.95, и в зависимости от величины ан, резко снижается, например, для кривой №1 после 19 км.

Вероятность р\и, > иргЯ < Япред т] < 6,} в (4) определяется соотношением:

р{и, > ирг!П < Я^т, < ¿,}= , (8)

где р = А/2агирг ,

и кроме того: А = [р„ ■01г}1 ■С1г]г -1ВХ(л,2 + к]+ ^)]' (9)

причем \ - минимальная эффективная высота антенны в метрах, определяемая для параметров средних между сухой и влажной ггочвой; 1\, - мощность излучения передатчика; 1ВХ - входное сопротивление нриемника; (7, и соответственно, коэффициенты усиления приемной и передающей антенн; ;/, и /;2 - соответственно, коэффициенты полезного действия систем передачи энергии от передатчика к передающей антенне и от приемника к приемной антенне.

Соотношения (5), (7) и (8) с учетом (4) позволяет решить задачу оптимизации, представленную в (2). Для иллюстрации этого положения на Рис.6 представлены результаты расчета вероятности р{и, > I)рг} от Я при с, = аг = - Т}г = 0,9;= 50ОжЛ]ш = (),ЗмкВ, И0 = 5м,а = 3,Л = 2(150МГц)м

Из Рис.6 видно, что значение вероятности Р\и, >Ирг\ быстро возрастает от «0» до максимума в интервале Р е [о,2] за счет влияния параметра распределения высот а„ вероятности р{т]<Ьх}, далее вероятность р{и, > и ) находится на максимальном уровне и затем, в зависимости от параметров радиоканала и высот антенн монотонно снижается с увеличением Р.

При этом квазиоптимальный радиус связи К"'" изменяется в широких пределах для Р = 0.75 от 10 км для кривой 1 (а„ = 0.01, а, = 3м, й2 = 5м, Рс = 7Вт) до 25 км - для кривой 2 (ая = 0.05, = 15.«, /г2 = 40м, Рь- = 25Вт).

1

0.9

о.а

0.7 0.6 0.5 ' 0.4 0.3 0.2 0.1 о

■да

" Кривая 1 Кривая 2 Кривая 3 Кривая 4 - Кривая 5 Кривая 6 Кривая 7 " Кривая 8

13 17 21 Расстояние в км

"Ч 25

29

33

Рис.6 Зависимость вероятности р{и, >£/,,} от Р.

В соответствии с значениями кривой 3 Рис.6 на Рис.7 построена топологическая структура зон действия транкинговых радиостанций типа 8тагйппк II для Максвелловского закона распределения расстояний, характерного для зон Волго-Балта, Беломоро-Багпийского канала и др. Сплошной линией показаны зоны, соответствующие вероятности р = а пунктиром - вероятности р = .

Рис.7 Топология зон действия БС для Максвелловского закона распределения расстояний.

Для РИС «Волго-Дон», «Низовья Дона и порт Азов» в целом ряде случаев встречается закон Релея для распределения расстояний между корреспондентами:

' Л1 '

где

Ж(Я) = 4ехРІ

а

а = К •— я

1а'

Тогда в соответствии с (4) для алгоритма (2) получаем:

где

8-

2 К

л/яг Я

а для вероятности Р{т? < Ъх} следует:

Р{п < ъ } = і_ 1 . V(_!)*. <Г(.'І+2 Х и 8<?] & к\ { 4 )

■0.

(10) (11)

(12) (13)

где

12

ст Я

\ ' У

, <72 = Л2

2^ ж

Вероятность р{и, > Vр,Я < К,1ред т] < } равна:

___А_

р{и, >ирЛ<Кред,г,<ъ]=\~е (14)

Объединяя (12), (13) и (14) получим для случая Релеевского распределения

расстояний между корреспондентами следующее окончательное выражение

вероятности:

Рр,>иР,\=

где

2 «

-г -

к + 2

1 - схр

(15)

■4я д

2 _ 2 г 1 12

------ V -г

я- '2 ег 1

V Р У

у

(16)

!"(•)- полная гамма-функция. Для иллюстрации на Рис.8 представлены результаты расчета р{Г/( > £/П(;} от К по (15).

Расстояние, км

Рис.8 Зависимость результирующей вероятности ошибки Р от радиуса зоны действия транкииговой радиостанции.

Сравнивая кривую 3 из Рисб и кривую 1 из Рис.8, можно сделать вывод, что при Р > 0,6 практически совпадают, например Щ"' = 13км(Р = 0,9), но при Р < 0,6 различия становятся более значительными, например Я""' = 23.5км (Р = 0,5) для Релеевского закона и , К'1" = 20.7км (Р = 0,5) для Максвелловского законов. Высоты антенн, параметр распределения высот и параметры радиоканалов равны для обеих кривых.

На Рис.9 построена топологическая структура зон действия транкинговых радиостанций стандарта БтаЛгапк И для Релеевского закона распределения расстояний для вероятности Р = 0,8 (сплошная линия), и вероятности Я = 0,6 (пунктирная линия).

Показано, что при внедрении современных транкинговых радиостанций стандарта ЗтаЛТгипк II в районах «Низовья Дона и порт Азов», ГБУ «Волго-Дон» при вероятности Р> 0,8 обеспечивается топологическая структура зон действия транкинговых станций с достоверным уверенным приемом на всем

протяжении судоходного пути. Снижение верности приема до Р > 0,6 позволяет обеспечить топологическую структуру зон действия транкинговой стандии с полным перекрытием всех участков судоходного пути, однако при этом несколько снижается верность приема.

Рис.9 Зоны действия транкинговой радиосвязи для Релеевского закона распределений расстояний.

В ЧЕТВЕРТОЙ ГЛАВЕ выполнены аналитические расчеты и разработка рекомендаций по оптимизации топологической структуры зон действия базовых станций цифровой транкинговой связи стандарта TETRA на ВВП.

Рассматривается задача оптимизации зоны действия береговой транкинговой станции стандарта TETRA. Важное практическое значение для использования транкинговых сетей связи этого стандарта в АСУ ДС района «Низовья Дона и порт Азов» является минимизация необходимого уровня передачи сигнала судовых траиспондеров.

Для цифровой транкинговой радиосвязи оптимизационная задача основывается на стохастической модели иного, чем для аналоговых сообщений, типа. Здесь в качестве анализируемого на экстремум соотношения выступает

P,jm - зависимость от R эквивалентной вероятности ошибки в приеме кодовой комбинации. Тогда оптимальный радиус зоны транкинговой станции находится

из решения уравнения: R°™>» = ^ mm Р>" (17)

где Л . расстояние между корреспондентами.

Для весьма распространенного на практике случая, когда дополнительное кодирование отсутствует и в качестве Р1ШМ выступает Рош - различные модификации выражений для полной вероятности ошибки поэлементного приема цифровых сообщений. Обычно РГ1Ш (К) имеет монотонный характер. Тогда задача (17) сводится к отысканию такого граничного значения радиуса зоны действия транкинговой береговой станции, когда имеет место:

*;™=arg [P„W±Pmp,6] (18)

Известно, что при некогерентном приеме ЧМ сигналов выражения для полной вероятности ошибки поэлементного приема имеет вид:

i i jl

где (20)

^ ^пр min

энергетический параметр канала радиосвязи, определяющий его потенциальные возможности без учета случайного расстояния между корреспондентами, Р„„„т, -№~"(Вт) - чувствительность приемника. Для (19) возможны два способа решения в (18) - графоаналитический и аналитический. При аналитическом решении (18) совместно с (19) имеем:

- < т (21)

^ |'п 2 • Ртреб\

Поскольку (19) определяет потенциальную помехоустойчивость некогерентного приема двоичной ЧМ последовательности, то найденные решения для К""' определяют потенциально достижимые для указанных радиотрасс размеры оптимальных зон транкинговых станций для АСУ ДС.

При работе системы радиосвязи на различных рельефах местности выражение для рассматриваемой вероятности ошибки можно представить в

виде: р

, „wi (?)£ ■ю ы

(22)

где r-^Jfrv ' коэффициент, характеризующий математически профиль

трассы, //„ = ji шп - к) - расчетный просвет, k-Rt/RrpBâ - отношение

расстояний до препятствия и между корреспондентами, b, = у у - радиус сферы, аппроксимирующей реальное препятствие. Аналитическое решение (18)

I----7Г

I о,№0(Й~

с учетом (22) приводит к результату: д«»» ~ < *'10 (23)

"" у lin 2 • Р J

У I трсо |

Графоаналитическое решение в (18) с учетом (22) представлено на Рис Л О, где показана зависимость Рош от R[km], для чувствительности 112дБ, Нф1гради=20м, и к = 0,5. Для любых Ртргб =10"Ч10"4 имеет место существенное снижение радиуса зоны транкинговой базовой станции.

......

• Рощ otR при Н1=5м, Ь2=20м ~ Рош от R при h1=1 Ом, И2=20м - Рош от R при h1 =15м, h2=20M

Расстойнис, к

Рис.10 Зависимость Рш R на реальных рельефах местности.

Для практического применения важен случай, когда перемещение корреспондентов (судовых приемоиндикаторов) относительно базовой станции носит случайный характер. При исследовании этой ситуации рассмотрено два поддиапазона УКВ: морской подвижной службы (МПС) и «речной» УКВ. Тогда в ситуации «ровной поверхности и отсутствия взаимных помех вероятности ошибок при передаче элементов цифрового сигнала в направлении «судно-берег» определяется выражением:

Р =

8

■¡у'1

■ехр

У

у- 2<т:

dy

(24)

к"

На Рис.11 по (24) построены кривая 1 - для «морского» диапазона, кривая 2 ■ для «речного» диапазона.

i 0.1 0.01 5 0.001 < (1.0001 ¡ 16-05 ) 16-06 я 1Е-07 ; 1Е-08 ' 1E-Q9 i 1Е-10 [ 1Е-11 ? 1Е-12 1Е-13 1Е-14 1Е-15 1Е-16

" Кривая 1 ■ Крива» 2

Т

> nN i» „<? Ф фур п?

Расстояние, км

Рис.1! Зависимость Рт от Н при случайном перемещении корреспондентов.

Для оптимального радиуса зоны береговой транкинговой радиостанции было выполнено исследование зависимости от основных параметров радиоканала.

В каналах с взаимными помехами радиосредств оптимальный радиус определяется соотношением (21), но значение радиуса зоны оказывается

уменьшенным в а„ = 2+ (25)

раз по сравнению с потенциально достижимым и оказывается существенно зависящим от: к- - показателя энергетической эффективности взаимной помехи в точке приема; - коэффициента взаимного различия сигнала и взаимной помехи; Rn - расстояния между радиостанцией и источником помехи,

_ Р,щ ■Gnn„ •СгПг i''n № +4 Ы2

где * ~ 2р„р_тЬ (26)

- энергетический параметр помехи, а Рип - мощность источника помехи; h„ -высота источника помехи; Gn и С2, соответственно, коэффициенты усиления источника помехи и судового транспондера; г}„ и т)г - соответственно,

коэффициенты полезного действия антенно-фидерного гракта для источника помех и судового транспондера.

Наличие в канале релеевских замираний сигналов дополнительно уменьшает оптимальный радиус в число раз:

6 =

21'

! in^ul

1 - 21'

2 Ртр.е -|1п2 Pmpe6]J

(27)

Результаты вычислений отразим на примере карты низовьев реки Дон (Рис.12, Рис. 13). Для расчетов использовались параметры оборудования Motorola Dimetra IP Compact для базовых станций и Motorola МТМ 5400 - для мобильных станций (судов).

ч j У *W .....w^tSjj :

:;.....Ч-/-.......,., . . 1 _

Д'Ч й. 'К'

а*

-Т. I /> 1 ' » / f *ri\

\ 4 , > V ■ ! V

...i- :' i- !.->■•!■»■ "■>.': ■ \ У ./" :. г*

Рис.12 Топология потенциального радиуса действия базовых станций транкикговой связи стандарта TETRA.

Рис.13 Топология базовых станций гранкинговой связи, с учетом движения судов и взаимных помех.

При дальнейшем расширении транкинговой сети связи, возможно взаимодействие с другими ТСПС, находящимися в зонах ответственности других РИС. На Рис. 14 показано взаимодействие транкинговых подсистем коммуникации РИС «Низовья Дона и порт Азов» и РИС ГБУ «Волго-Дон». В

перспективе развития ТСПС функциональные возможности стандарта ТЕТИА позволяют расширить систему до межрегионального масштаба, охватив семь зон РИС, и образовать единую систему коммуникации в КРИС.

її,' ■ ЧС І'&Щ

' ' "у- "V

■ і Ч У

РисЛ4 Топология базовых станций транкинговой связи при взаимодействии РИС «Низовья Дона и порт Азов» и РИС ГБУ «Волго-Дон».

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

В настоящей диссертационной работе представлено решение новой актуальной научной задачи повышения безопасности судоходства и эффективности мониторинга транспортного процесса на внутренних водных путях на основе внедрения перспективной технологии рубежа ХХ-ХХ1 веков транкинговой радиосвязи как одного из способов передачи информации в условиях аддитивных и мультипликативных помех на внутренних водных путях России.

На основе теоретических исследований поставленных задач, математического, алгоритмического, программного и имитационного моделирования основных характеристик информационных потоков судовых сообщений транкинговой связи получены следующие научные результаты:

1. Исходя из требований метасистемы «КРИС-РИС-АСУДС», выполнен системный анализ информационного обеспечения и принципов функционирования транкинговой радиосвязи в АСУ ДС и предложена схема модернизации структуры АСУ ДС с учетом введения в нее подсистемы транкинговой радиосвязи;

2. Вскрыты особенности построения инфокоммуникационных каналов в транкинговой модели сетей подвижной радиосвязи, а также технико-эксплуатационные возможности существующих и перспективных аналоговых и цифровых транкинговых базовых станций и судовых приемоиндижаторов;

3. Разработаны алгоритмы оптимизации и квазиоптимизации топологической структуры зон действия базовых станций для случаев аналоговой и цифровой радиосвязи, отличающиеся одновременным учетом стохастических свойств аналоговых и цифровых каналов радиосвязи, влияния заграждающего рельефа на линии БС - судовой приемопередатчик, перемещения судна относительно БС, а также влияния на верность передачи сообщений таких параметров приемопередающего тракта тракинговых каналов как мощность передатчика, чувствительность приемника и др.

4. Произведен аналитический расчет и разработаны рекомендации по оптимизации топологической структуры зон действия базовых станций транкинговой связи на ВВП на примере РИС «Низовья Дона и порт Азов» и РИС «Волго-Дон» в условиях релеевских замираний, шумов и взаимных помех в радиоканалах. Предложены варианты топологической структуры зон действия БС транкинговой радиосвязи на основе стандарта «Smartrunkll» для аналоговых сетей и стандарта «TETRA» для цифровых сетей связи.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

В изданиях, предусмотренных "Перечнем изданий ВАК":

1. В.МЖуравлев «Транкинговая радиосвязь телекоммуникационных каналов в информационно-иерархических триадах на водном транспорте», №10, журнал Университета Водных Коммуникаций, СПб, СПГУВК, 2011г.

2. В.М.Журавлев «Оптимизация зон действия базовых станций цифровой транкинговой связи на внутренних водных путях», №11, журнал Университета Водных Коммуникаций, СПб, СПГУВК, 2011г., стр.113118

3. В.М.Журавлев «Топологическая структура зон действия систем транкинговой радиосвязи на внутренних водных путях», №3, журнал «Проблемы информационной безопасности. Компьютерные системы», СПб, СПГПУ, 2011 г, стр.58-63.

4. В.М.Журавлев «Исследование зависимости оптимального радиуса зоны действия цифровой транкинговой станции от основных параметров радиоканала в условиях взаимных помех», №12, журнал Университета Водных Коммуникаций, СПб, СПГУВК, 2011г.

В других изданиях:

5. В.М.Журавлев «Транкинговая радиосвязь в корпоративных речных информационных системах», Сборник материалов межвузовской научно-практической конференции «Водный транспорт России: история и современность», СПб, СПГУВК, 13-14 мая 2009; стр.105

6. В.М.Журавлев «Транкинговые системы радиосвязи формата TETRA», Сборник материалов межвузовской научно-практической конференции

«Водный транспорт России: история и современность», СПб, СПГУВК, 1 -2 октября 2009, стр.110. 7. В.М.Журавлев «Использование транкинговой радиосвязи для мониторинга и управления транспортным процессом на внутреннем водном транспорте», сборник материалов юбилейной ХХ-ой научно-технической конференции «Методы и технические средства обеспечения безопасности информации», СПб, СПГПУ, 27июня-1 июля 2011, стр. 17-19.

Подписано в печать 26.01.12 Сдано в производство 26.01.12 Формат 60x84 1/16 Усл.-печ. л. 1,16. Уч.-изд. л. 1. _Тираж 60 экз. Заказ № 7__

Санкт-Нстербургский государственный университет водных коммуникации 198035, Санкт-Петербург, ул. Двинская, 5/7

Отпечатано в типографии ФКОУ ВИО СШ/УВК 198035, Санкт-Петербург, Межевой канал, 1

Федеральное бюджетное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ВОДНЫХ КОММУНИКАЦИЙ»

61 12-5/3017

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ОПТИМИЗАЦИИ КАНАЛОВ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ В АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМАХ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ СУДОВ (НА ПРИМЕРЕ КОРПОРАТИВНОЙ РЕЧНОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ)

Специальность:

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (технические системы)

На правах рукописи

Журавлев Василий Михайлович

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель д.т.н., проф. А.А.Сикарев

Санкт-Петербург 2012г.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Стр.

Перечень используемых сокращений 5

Введение 7

Глава 1 Исследование принципов построения речных АСУ ДС в 11 иерархической триаде «КРИС-РИС-АСУДС».

1.1 Описание систем управления движением судов на ВВП. 11

1.1.1 СУДС на Сайменской озерной системе (Финляндия). 16

1.1.2 СУДС на реке Эльба (Германия). 17

1.1.3 СУДС на реке Рейн. 18

1.1.4 СУДС Транзас в порту Джурджулешти. 20

1.1.5 Региональная СУДС залива Петра Великого. 21

1.1.6 СУДС порта Астрахань. 23

1.2 Типовые структуры информационных систем управления 23 движением судов внутреннего водного транспорта России.

1.2.1 Корпоративная речная информационная система (КРИС). 24

1.2.2 Речная информационная служба (РИС). 26

1.2.3 Каноническая структурная схема речной АСУ ДС. 37

Выводы по Главе 1 40

Глава 2 Анализ информационного обеспечения и алгоритмов 41 функционирования транкинговой радиосвязи в речных АСУ ДС.

2.1 Назначение и структура транкинговой связи. Особенности 41 информационного обеспечения.

2.1.1 Алгоритм функционирования транкинговых сетей связи. 43

2.1.2 Типовая структура транкинговой сети подвижной связи. 51

2.1.3 Действующие стандарты транкинговой связи. 55

2.2 Аналоговые системы транкинговой связи ЯшагТгипк II. 57

2.2.1 Принципы функционирования 8тагТшпк11. 58

2.2.2 Основные эксплуатационные характеристики 8шагТгипк II 58

2.2.3 Состав и структура системы 8шагТгипк II. 59

2.2.4 Процедуры установления связи в 8шагТгипк И. 61

2.2.5 Базовое оборудование БшагТгипк II. 63

2.2.6 Абонентское оборудование БтагТгипкП. 63

2.2.7 Перспективы развития SmarTrunk II.. 64

2.3 Цифровые транкинговые системы стандарта Tetra. 64

2.4 Информация, предоставляемая с помощью транкинговых 73 сетей связи.

Выводы по Главе 2 75

Глава 3 Математическое обеспечение оптимизации 76

топологической структуры зон действия базовых станций транкинговой связи на ВВП.

3.1 Стохастические модели и алгоритмы для аналоговых 77 информационных каналов АСУ ДС.

3.1.1 Вероятностные модели каналов передачи информации. 77

3.1.2 Вероятностные модели заграждающего рельефа. 79

3.1.3 Вероятные модели процесса перемещения судна 80 относительно береговой (базовой) станции.

3.2 Алгоритмы оптимизации топологической структуры 81 аналоговых транкинговых систем АСУ ДС. Топология подсистемы.

3.2.1 Общая структура алгоритма оптимизации. 81

3.2.2 Оптимизация зон и радиусов действия береговых УКВ- 83 радиостанций, создающих сплошное электромагнитное поле для передачи аналоговых сигналов.

3.2.3 Зависимость оптимального радиуса зоны PC от 99 параметров радиоканала и заграждающего рельефа.

3.2.4 Топология оптимального радиуса действия береговых 102 УКВ-радиостанций в районе «Азово-Ростова.

Выводы по Главе 3 108

Глава 4 Аналитические расчеты и разработка рекомендаций по 109 оптимизации топологической структуры зон действия базовых станций транкинговой связи на ВВП.

4.1 Организация радиосвязи в цифровых транкинговых сетях 109 стандарта Tetra.

4.1.1 Состав оборудования Motorola DIPC. 110

4.1.2 Функциональные возможности Motorola DIPC. 115

4.1.3 Мобильный радиотерминал МТМ 5400. 117

4.2 Математическое обеспечение построения подсистемы 118 транкинговых сетей связи в АСУ ДС.

4.2.1 Вероятные характеристики передачи цифровых 119 сообщений транкинговых сетей связи в сегменте «судно-берег».

4.2.2 Исследование зависимости оптимального радиуса зоны 130 береговой транкинговой радиостанции от основных параметров радиоканала.

4.3 Топология зон действия береговых базовых станций 135 транкинговой связи в районе «Низовья Дона и порт Азов» и ГБУ «Волго-Дон».

4.3.1 Топология зон действия базовых станций транкинговой 135 связи в районе «Низовья Дона и порт Азов».

4.3.2 Взаимодействие системы транкинговой связи «Низовья 136 Дона и порт Азов» и ГБУ «Волго-Дон».

Заключение 139

Литература 141

ПЕРЕЧЕНЬ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ. На русском языке:

♦ АИС- автоматическая информационная система

♦ ССПС - сотовые сети подвижной связи

♦ ТСПС - транкинговые сети подвижной связи

♦ ТФОП - телефонные сети общего пользования

♦ СПД - сеть передачи данных

♦ БРЛС- береговая радиолокационная станция

♦ ВВП- внутренние водные пути

♦ ГЛОНАСС - глобальная навигационная спутниковая система

♦ ГМССБ- Глобальная Морская Система Связи при Бедствии и для обеспечения безопасности мореплавания

♦ ЕГС ЕЧ РФ- Единая глубоководная система Европейской части Российской Федерации

♦ ИМО- Международная Морская организация

♦ НЛРВП и С- Невско-Ладожский район водных путей и судоходства

♦ PC- радиостанция

♦ МС- мобильная станция

♦ БС- базовая станция

♦ АСУДС - автоматическая система управления движением судов

♦ ЦУДС- Центр управления движением судов

♦ РИС- Речная Информационная Служба

♦ РРСКЦ- Речной Региональный Спасательно-Координационный Центр

♦ экс- электронная картографическая система

♦ экнис электронная картографическая навигационная информационная

система

На английском языке:

♦ MSC - Main System Controller

♦ AIS- Automatic Identification System

♦ GMDSS- Global Maritime Distress and Safety System

♦ IMO- International Maritime Organisation

♦ DGPS- Differential Global Positioning system

♦ ISDN - Integrated Services Digital Network

♦ ECDIS- Electronic Chart and Display Information system

♦ ETA- Estimated Time of Arrival

♦ ETD- Estimated Time of Departure

♦ GLONASS- Global Orbiting Navigation Satellite System

♦ GPS- Global Positioning System

♦ RIS- River Information Services

♦ SOLAS - International Convention of Safety of Life at Sea

♦ UTC - Universal Time Co-ordinated

♦ VHF - Very High Frequency

♦ VTC- Vessel Traffic Centre

♦ VTMIS- Vessel Traffic Management and Information Services (maritime navigation)

♦ VTS- Vessel Traffic Services.

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования.

В области внутреннего водного транспорта в целом завершился период резкого спада производственной деятельности, связанного с экономическим кризисом в стране. После 1996 года в отрасли наблюдается активизация хозяйственной деятельности. В настоящее время проблемы внутреннего водного транспорта определяются комплексом взаимосвязанных факторов, основными из которых являются следующие:

■ состояние важнейших компонентов транспортной инфраструктуры отрасли - водных путей и гидротехнических сооружений на них;

■ функционально-возрастная структура и техническое состояние флота как основного средства производства транспортных услуг;

■ финансово-экономическое положение и структура собственности судоходных компаний и портов;

■ степень развития рынков грузовых и пассажирских перевозок.

Российская Федерация располагает самой большой в мире сетью внутренних

водных путей. В европейской части России функционирует не имеющая аналогов Единая глубоководная система, включающая крупнейшие реки, их притоки и межбассейновые соединения.

Общая протяженность эксплуатируемых в России внутренних водных путей в течение последнего десятилетия была сохранена на уровне примерно ЮОтыс.км, однако из-за недостаточного бюджетного финансирования дноуглубительных работ гарантированные габариты судовых ходов уменьшились, ухудшилось навигационное обслуживание на внутренних водных путях. Протяженность путей с гарантированными габаритами судовых ходов составляет в настоящее время 42 тыс.км. т.е. сократилась с 1990 года более чем на 37 процентов. На некоторых реках прекращено судоходство в меженный период и в темное время суток. В результате внутренние водные пути России используются с интенсивностью, не соответствующей их потенциальным возможностям. Доля грузов, перевозимых по этим путям,

составляет примерно 4 процента общего объема грузовых перевозок, осуществляемых транспортным комплексом страны, что значительно ниже, чем в ряде стран Европы (в Германии - 19 процентов, в Бельгии -10 процентов). Характерная для России сезонность транспортного использования внутренних водных путей не в полной мере объясняет недостаточную реализацию их транспортного потенциала. [1]

Помимо обеспечения безопасности судоходства на сегодняшний день специалистов привлекают вопросы мониторинга и управления транспортным процессом на ВВП. Решение задач такого плана ведется с помощью береговой инфраструктуры иерархической триады: «Корпоративная речная информационная система (КРИС)- Речная информационная служба (РИС) -Автоматизированная система управления движением судов (АСУ ДС)»

Значительную роль в повышении эффективности АСУ ДС по мониторингу и управлению транспортным процессом играет информационная технология рубежа ХХ-ХХ1 века - транкинговая радиосвязь, которая используется для передачи потоков судовых сообщений: информационных сообщений, данных АИС, информации от удаленных и локальных РЛС и др. Транкинговая система широко используется транспортными и энергетическими компаниями различных стран, службами общественной безопасности, силовыми и правоохранительными структурами, для обеспечения связи подвижных абонентов как между собой, так и со стационарными абонентами и абонентами телефонной сети.

Целью диссертационной работы является:

■ новое решение актуальной научной задачи повышения безопасности судоходства и эффективности мониторинга транспортного процесса на внутренних водных путях на основе внедрения транкинговой радиосвязи, как одного из перспективных способов передачи информации применительно к иерархической триаде КРИС-РИС-АСУ ДС;

На защиту выносятся следующие положения:

1. Модернизация структуры АСУ ДС с учетом введения в нее подсистемы транкинговой радиосвязи в иерархической триаде «КРИС-РИС-АСУДС»;

2. Результаты анализа информационного обеспечения и принципов функционирования транкинговой радиосвязи в АСУ ДС;

3. Алгоритмы оптимизации и квазиоптимизации топологической структуры зон действия базовых станций для случаев аналоговой и цифровой транкинговой радиосвязи;

4. Результаты аналитического расчета и разработка рекомендаций по оптимизации топологической структуры зон действия базовых станций (БС) транкинговой связи на ВВП на примере РИС «Низовья Дона и Порт Азов» и РИС «Волго-Дон».

Методы исследования. Методологической основой работы являются системный анализ. Использованы методы теории управления, теории случайных процессов и статических решений, теории математического моделирования, экспертных оценок, статистической теории связи и методов моделирования на ЭВМ технологических процессов. Научная новизна работы состоит:

■ в создании современного метода построения каналов передачи данных для подсистем наблюдения и контроля в речных АСУ ДС;

■ в решении новой актуальной научной задачи мониторинга, повышения безопасности судоходства и эффективности управления транспортным процессом на ВВП Единой глубоководной системы Европейской части России на основе использования перспективных инфокоммуникационных технологий рубежа ХХ-ХХ1 веков -транкинговых сетей связи в речных АСУ ДС.

■ разработаны математическое и алгоритмическое обеспечение оптимизации топологической структуры зон действия базовых станций транкинговой связи на ВВП, отличающихся одновременным учетом

стохастических свойств аналоговых и цифровых каналов радиосвязи, влияния ограждающего рельефа на линии БС - судовой приемопередатчик, перемещения судна относительно БС, а также влияния на верность передачи сообщений таких параметров приемопередающего тракта транкинговых каналов как мощность передатчика, чувствительность приемника и.т.д.

Практическая ценность работы состоит в том, что создана методика выполнения аналитических расчетов, разработаны рекомендации и конструктивный инструментарий по оптимизации топологической структуры зон действия базовых станций транкинговой связи для Европейской части Единой Глубоководной системы.

Реализация научных результатов.

Отдельные положения диссертационной работы реализованы в утвержденных в Росморречфлоте программах построения речных АСУ ДС и программах повышения безопасности и мониторинга на водном транспорте в Санкт-Петербургском Государственном университете водных коммуникаций, в ООО МИЛ «ИНФОКОМ», ООО НПФ «Маринерус».

Публикации и апробации работы. По тематике диссертации опубликовано 4 научные статьи в изданиях, предусмотренных "Перечнем изданий ВАК". Основные положения и результаты докладывались на межвузовской научно-практической конференции «Водный транспорт России: история и современность» (13-14 мая 2009), международной научно-практической конференции «Водные пути России: строительство, эксплуатация, управление» в СПГУВК (1-2 октября 2009), на ХХ-ой юбилейной научно-технической конференции «Методы и технические средства обеспечения безопасности информации» в СПГПУ (27 июня - 1 июля 2011).

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка опубликованных источников, содержащего 123 отечественные и зарубежные работы, включает в себя 153 страницы текста, 31 рисунок, 45 таблиц и графиков.

Глава 1. Исследование принципов построения речных АСУ ДС в иерархической триаде «КРИС-РИС-АСУДС»

1.1 Описание систем управления движением судов на ВВП.

В течение последних лет отмечается ежегодный рост объема перевозок по Единой глубоководной системе Европейской части внутренних водных путей России. В списке перевозимых грузов большую часть занимают нефть и нефтепродукты, химические удобрения и другие опасные грузы. Международные конвенции, правила и нормы по обеспечению безопасного судоходства распространяются на суда «река-море» плавания, которые занимаются перевозкой этих типов грузов. В силу экономических причин оснащенность береговой инфраструктуры управления судоходством не всегда соответствует международным требованиям и не во всех случаях обеспечивает международные стандарты безопасности. На судах же в большинстве случаев устанавливается современное навигационное оборудование и средства связи. Такой технологический разрыв имеет тенденцию к увеличению.

В последние годы в странах, входящих в Европейский Союз, растет интерес к более полному использованию транспортных возможностей внутренних водных путей (ВВП). Водный транспорт рассматривается как альтернатива автомобильному и железнодорожному. На основных направлениях перевозок в Европе дороги перегружены, а пропускная способность ВВП далеко не исчерпана. Водный транспорт считается более безопасным для человека и окружающей среды, чем другие виды транспорта.

С целью обеспечения безопасности и повышения эффективности судоходства на ВВП отдельные европейские страны уже более 15 лет используют различные системы управления движением судов. В основном они получили распространение в странах, где речные бассейны примыкают к крупнейшим морским портам.

В состав СУДС должна, по меньшей мере, входить служба информации, а также такие службы, как службы оказания помощи в судовождении и служба организации движения, в том понимании как это приводиться ниже:

■ служба информации - это служба СУДС, обеспечивающая передачу на суда важной информации с тем, чтобы они смогли своевременно принять необходимое решение в отношении дальнейшего плавания;

■ служба оказания помощи в судовождении - это служба СУДС, помогающая судну принять необходимое решение в отношении дальнейшего плавания и контролировать результат этого решения;

■ служба организации движения - это служба СУДС для предотвращения развития опасных ситуаций и обеспечения безопасности эффективного судоходства в районе СУДС.

Вид и уровень обслуживания могут различаться в зависимости от типа СУДС; для портовых СУДС основными службами должны стать служба оказания помощи в судовождении и служба организации движения, в то время как прибрежной СУДС требуется обычно только служба информации.

Полезность учреждения СУДС заключается в возможности планирования передвижения судна, передачу ему навигационной информации и оказание ему помощи в судовождении. СУДС может также помочь в предотвращении загрязнения и в координации действий в случае загрязнения.

Эффективность СУДС зависит от надежности и непрерывности поддержания связи, а также от способности обеспечения нужной и однозначной информацией. Качество мероприятий по предотвращению аварий будет зависеть от способности СУДС в обнаружении возникновения опасной ситуации и способности СУДС выдать своевременное предупреждение об опасности.

Более детальное назначение каждой СУДС �