Игорь Дулькейт: Морская связь как составляющая суверенитета России в области судостроения

Игорь Владимирович Дулькейт, к.т.н., ОмГТУ, г. Омск

Игорь Владимирович Дулькейт, к.т.н., ОмГТУ, г. Омск

В октябре прошлого года Дмитрием Медведевым, в то время Премьер-министром России, была утверждена Стратегия развития судостроения до 2035 года, она ставила достаточно амбициозные цели. Так, согласно Стратегии, объем выпуска гражданских судов должен увеличиться почти в семь раз, а объемы экспортных поставок должны вырасти до 2035 года почти в 10 раз — до 25 млрд рублей [1].

О том что, несмотря на сложности обусловленные пандемией, Стратегия реализуется, свидетельствуют данные английского аналитического агентства Clarkson Research, опубликовавшем рейтинг за третий квартал 2020 года, в котором Россия заняла второе место в мире по судостроению в абсолютных показателях CGT (CGT — это регистровая тонна, единица объёма, равная 100 кубическим футам, то есть 2,83 м³ и тоннаж всех судов пересчитывается в регистровые тонны, чтобы удобно было сравнивать их между собой) [2].

Премьер-министр России Михаил Мишустин отметил, что производство в сфере гражданского судостроения в России увеличится в 6 раз за ближайшие 15 лет, а портфель заказов составит более 2,3 триллиона рублей [3, 4].

Он так же утвердил план мероприятий по реализации стратегии развития отечественного судостроения до 2035 года, призванных повысить конкурентоспособность отрасли и усовершенствовать производственные мощности. Всего предусмотрено 13 мероприятий сроком исполнения до 2021-2024 годов. К ним относится, например, переход на использование российского программного обеспечения в судостроении, так же планируется развивать производство судовых комплектующих и развитие ремонтных организаций. В части импортозамещения судовых комплектующих, планом предусмотрено до первого квартала следующего года Минпромторгу и Минобороны совместно с Объединённой судостроительной корпорацией предоставить соответствующий доклад в российский кабинет министров [4].

Реализация данных мероприятий призвана не допустить повторения ситуации с гражданским авиастроением, которое оказалось в зависимости от зарубежных комплектующих и столкнулось с серьезными проблемами, связанными с отказом в их поставках рядом зарубежных компаний. Причем давление на судостроительную отрасль следует ожидать более сильное, так как она напрямую связана с поставками углеводородного сырья, а также планами России в освоении Арктики в целом и Северного Морского пути в частности.

Одним из важнейших судовых комплектующих, через которые может оказываться давление на российское судостроение являются системы морской радиосвязи, являющиеся важнейшей составляющей обеспечения безопасности мореплавания.

Само зарождение радиосвязи было связано с морским флотом. И Александр Степанович Попов, и Гульельмо Маркони в начале прошлого века создавали оборудование радиосвязи именно для морского флота, но как оказалось одного только наличия оборудования морской радиосвязи для обеспечения безопасности мореплавания недостаточно, нужны еще и некие организационные меры.

Наиболее отчетливо осознание этого пришло после катастрофы «Титаника», унесшей жизни, по разным данным, от 1495 до 1635 человек. Еще за двое суток до трагедии на «Титаник» по радиотелеграфной связи  начали поступать сообщения об айсбергах по курсу, накануне  трагедии «Титаник» получил 7 ледовых предупреждений, но, несмотря на это, корабль продолжал идти почти на предельной скорости [5].

Радисты «Титаника» работали по найму компании «Маркони» и, по сути, не являлись членами команды. Их основной обязанностью на борту являлось отправление телеграмм пассажиров и приём свежих новостей с континента, которые затем печатались в судовой газете.

Обработка данных о метеоусловиях отходила на второй план, к тому же отсутствовал четкий регламент радиосвязи. Отсутствовал даже единый сигнал бедствия. В январе 1904 года “Циркуляром № 57” компании “Marconi International Marine Communication Company” был утвержден сигнал CQD, который предназначался для судов, оборудованных ее радиоаппаратами. В тоже время в 1906 году на Берлинской второй Международной радиотелеграфной конференции был принят сигнал SOS.

После завершения расследования гибели «Титаника» комиссии по выяснению причин катастрофы дали многочисленные рекомендации для повышения уровня безопасности на море. Многие из этих рекомендаций вошли в Международную конвенцию по охране человеческой жизни на море (англ.  International Convention for the Safety of Life at Sea – SOLAS, в русскоязычной литературе иногда используется термин СОЛАС), принятую в 1914 году. Действие конвенции распространялась на все суда, совершающие международные рейсы и предписывала им иметь радиоустановку, обеспечивающую приём и передачу информации о бедствии на частоте 500 кГц.

В дальнейшем Конвенция претерпела ряд изменений, как правило после крупных катастроф, пока в ноябре 1974 года на Международной конференции по охране человеческой жизни на море не был принят полностью новый текст Конвенции SOLAS, действующий и по ныне. Его иногда называют «SOLAS 74».

Следующим знаковым событием стало принятие в 1988 году на Международной Конференции Договаривающихся правительств поправок к Международной Конвенции по охране человеческой жизни на море SOLAS-74, с которых начинается внедрение Глобальной Морской Системы связи при Бедствии и для обеспечения безопасности (ГМССБ) (англ. Global Maritime Distress & Safety System – GMDSS). Эта система действует и по сегодняшний день, являясь обязательной для всех пассажирских и грузовых судов, валовой вместимостью 300 регистровых тонн и более, совершающим международные рейсы.

Структура ГМССБ

Подсистема спутниковой связи INMARSAT,;ГМССБ является одной из первых автоматизированных систем радиосвязи, основное назначение которой – обеспечение связью судов между собой и с береговыми спасательно-координационными центрами в случае бедствия, для организации поиска и спасания судов и людей на море, а также для обеспечения судов информацией по безопасности мореплавания и служебной связью. ГМССБ включает в себя несколько подсистем (рисунок 1), в том числе:

 

  1. Спутниковая подсистема поиска и спасания COSPAS-SARSAT;
  2. Подсистема цифрового избирательного вызова (ЦИВ) в диапазоне ультракоротких (УКВ) и промежуточных/коротких волн (ПВ/КВ);
  3. Подсистема приема и передачи навигационных и метеорологических извещений, предупреждений и другой срочной информации (NAVTEX, INMARSAT-C (SafetyNET), узкополосное буквопечатание (УБПЧ) на КВ);
  4. Подсистема радиолокационного обнаружения.

Учитывая, что различные радиосистемы, входящие в ГМССБ, имеют свои ограничения, связанные с зоной действия и видом предоставляемых услуг, требования к составу судового радиооборудования в ГМССБ определены в соответствии с «морскими районами» (рисунок 2) следующим образом:

«Морской район А1» – район в пределах зоны действия в режиме радиотелефонии по крайней мере одной береговой УКВ станции, обеспечивающей постоянную возможность передачи сообщений с использованием цифрового избирательного вызова (20-50 миль).

«Морской район А2» – район, за исключением морского района А1, в пределах зоны действия в режиме радиотелефонии по крайней мере одной береговой радиостанции, работающей в ПВ-диапазоне и обеспечивающей постоянную возможность передачи сообщений о бедствии с использованием ЦИВ (около 150 миль).

Границы морских районов А1 и А2 должны быть нанесены на навигационных картах.

«Морской район А3» – район, за исключением морских районов А1 и А2, в пределах зоны действия системы геостационарных спутников INMARSAT, обеспечивающих постоянную возможность оповещения о бедствии (примерно между 70 градусом северной широты и 70 градусом южной широты).

«Морской район А4» – район, находящийся за пределами морских районов А1, А2, А3 – приполярные районы выше 70 параллели.

Морские районы ГМССБ

В состав судового оборудования ГМССБ входят:

  • Приемники системы NAVTEX, обеспечивающие полностью автоматический прием в зоне до 300 морских миль от береговых станций, на частоте 518 кГц (в дополнение могут использоваться частоты 490 кГц и 4209,5 кГц) – для всех морских районов;
  • судовые УКВ радиоустановки с ЦИВ – для всех морских районов;
  • носимые УКВ-радиостанции – для всех морских районов;
  • аварийные радиобуи системы COSPAS-SARSAT на частоте 406 МГц, и радиолокационные ответчики оборудования спасательных средств в диапазоне сверхвысоких частот – для всех морских районов;
  • судовые земные станции (СЗС) системы INMARSAT, работающие на выделенных частотах УВЧ диапазона для морских районов А2, А3, А4;
  • судовые ПВ/КВ радиоустановки с ЦИВ – для морских районов А3, А4.

В России ГМССБ введена Постановлением Правительства Российской Федерации от 03.07.97 № 813. В это время российская промышленность переживала кризис и, несмотря на неоднократные попытки, так и не смогла обеспечить спрос на оборудование ГМССБ,  поэтому в настоящее время сложилась ситуация, когда на российском гражданском морском флоте в основном используется оборудование ГМССБ производства зарубежных фирм; SKANTI – Бельгия; STR 2000 – Швеция; SARACOM – Корея; ICOM и FURUNO – Япония;  TRANSAS (SAILOR) – Дания и др.

Между тем, будучи одной из первых интегрированных информационно-телекоммуникационных систем ГМССБ, на сегодняшний день она уже морально устарела и значительно уступает как по своим возможностям, так и по техническим характеристикам радиосредств системам радиосвязи общего пользования. В связи с этим, Международной морской организацией (International Maritime Organization IMO) начиная с 2013 года осуществляется пересмотр элементов и процедур ГМССБ и разрабатывается план ее модернизации [6] с окончательным вступлением в силу поправок к SOLAS в 2024 г. (по срокам совпадает с планом мероприятий по реализации Стратегии развития отечественного судостроения до 2035 года).

Согласно последней редакции поправок в Главу IV SOLAS [7] предусматриваются более гибкие требования к ее подсистемам. В частности, это касается использования признанных IMO систем мобильной спутниковой связи, подсистем приема информации по безопасности мореплавания, использования новых технологий в системах обнаружения (AIS-SAR), а также в системах поиска и спасания и ряд других. В частности, отсутствует однозначная привязка к использованию системы INMARSAT и Международной службы NAVTEX. В новой редакции эти названия не упоминаются, открывая возможность применения новых систем глобальной спутниковой связи (таких как Iridium), цифровой системы NAVDAT и других перспективных технологий.

С одной стороны, такая либерализация оправдана тем, что бюрократические процедуры согласования значительно отстают от темпов развития научно-технического прогресса, но, с другой стороны, возникают риски обеспечения безопасности мореплавания провайдерами систем связи, по сути, не являющимися участниками ГМССБ, см. ситуацию с «Титаником». Существует и угроза и национальной безопасности при использовании услуг связи только зарубежных систем, а так же берегового и судового оборудования иностранного производства.

Особое значение это имеет для России, так как все более популярные в морской радиосвязи спутниковые системы, в основном иностранные, и в этом случае к коммерческим интересам могут добавиться политические. Поэтому России необходима национальная информационно-телекоммуникационная система для своих внутренних водных путей, включая и Северный морской путь (СМП), который Россия рассматривает как «исторически сложившуюся национальную транспортную коммуникацию». В этой связи в Правилах плавания по акватории СМП зафиксировано, что: «Организация плавания судов в акватории Северного морского пути осуществляется администрацией Северного морского пути, созданной в форме федерального казенного учреждения. В акватории Северного морского пути действует разрешительный порядок плавания судов».

Еще одним фактором, который необходимо учитывать при создании нового поколения оборудования морской связи – это увеличение количества систем связи и навигации, используемых на судах, повышение уровня автоматизации всех процессов судовождения, что в условиях значительного роста судового трафика может привести к увеличению числа ошибок судоводителей при решении задач предупреждения столкновений и росту аварийности флота.

Учитывая особую значимость данной проблемы, Международная морская организация на 85 сессии Комитета по безопасности мореплавания в декабре 2008 г. приняла как одно из наиболее приоритетных направлений своей работы стратегию электронной навигации (Е-навигации рисунок 3). Ее целью является разработка новой технологии, основанной на использовании существующих и разрабатываемых навигационных инструментов, в первую очередь электронных средств навигации и связи для обеспечения гармонизированного сбора, обработки и представления морской информации на борту судна и берегу электронными средствами [8].

Стратегия Е-навигации

Разработка интегрированных средств радиосвязи на основе аппаратного конфигурирования функциональных устройств, управляемых дистанционно, ведутся практически одновременно с внедрением ГМССБ. Сначала это были интегрированные консоли, а затем и виртуальные панели управления оборудованием ГМССБ (рисунок 4).

 

Интегрированная консоль и виртуальная панель фирмы Thrane&Thrane

Однако при таком построении, когда необходимое оборудование, выполняющее жестко определенные функции, конструктивно размещается в единой консоли, а его интеграция осуществлялась путем объединения в единую систему по цепям управления, любое изменение конфигурации консоли требовало ее аппаратной доработки, при этом  экранные формы панелей управления оборудованием ГМССБ, по сути, воспроизводят в виртуальной форме аппаратные лицевые панели радиоустановок.

Между тем, использование новых технологий позволяет создавать более информативные экранные формы (рис. 5) на основе функционально направленного, клиенто-ориентированного пользовательского интерфейса, предоставлявшего оператору ограниченный перечень действий, определенный регламентом радиосвязи и позволяющий вводить только необходимые для формирования различных сообщений значения, вручную или выбирать их из предлагаемого списка [9].

Главное окно пульта управления УКВ и ПВ/КВ радиоустановкой

Создание систем радиосвязи способных действительно интегрированных с другим судовым оборудованием становится возможным с использованием технологии программируемого радио – SDR (Software-defined Radio), которая позволяет на программном уровне реализовать в одном устройстве различные функции, ранее выполнявшиеся самостоятельными аппаратными средствами, и осуществлять реконфигурацию оборудования ГМССБ в зависимости от морских районов, внешней обстановки и решаемых задач [9]. При использовании технологии SDR на физическом уровне используется аналого-цифровое оборудование, согласующее физическую среду распространения сигналов с виртуальной средой их обработки и представления информации (рисунок 6).

Технология распределенного информационного взаимодействия на базе объектно-ориентированного программного обеспечения

Таким образом, при переходе к полномасштабному использованию технологии SDR основную нагрузку по обеспечению пользовательских функций берет на себя именно виртуальная часть, они реализуются в виде алгоритмов и специального программного обеспечения. Аппаратная часть значительно упрощается, делая само оборудование ГМССБ более простым и, как следствие, дешевым в производстве, повышая его конкурентоспособность. Но для этого требуется комплексное решение задачи обеспечения радиосвязью, не разбивая ее на отдельные составляющие. Применительно к морской радиосвязи это означает, что система должна иметь возможность задействовать все доступные частотные ресурсы начиная со средневолнового (СВ) до ультракоротковолнового (УКВ) диапазонов частот, а также ресурсы спутниковой связи.

Удобные экранные формы представления информации по безопасности мореплавания и создание дружественного интерфейса для пользователя системы управления на мостике, реализуют соответствие связного оборудования основным принципам стратегии E-навигации и являются одним из ключевых факторов ее реализации по идеологии построения, а информационно система связи легко интегрируется с другим судовым оборудованием.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Принятая в России Стратегия развития судостроения до 2035 года в части обеспечения судовым оборудованием радиосвязи находится в зависимости от поставок из-за рубежа, поэтому, с целью обеспечения импортозамещения при развитии гражданского судостроения, необходимо создание отечественного конвенционного оборудования морской радиосвязи.

С целью снижения себестоимости конвенционного оборудования морской радиосвязи в условиях серийного производства и повышения его конкурентоспособности целесообразно широкое внедрение технологии программируемого радио – SDR.

Учитывая сложившуюся политическую ситуацию, когда игнорируются любые международные соглашения, Россия может столкнуться не только с отказом в поставках оборудования радиосвязи, но и предоставления услуг связи, как это было с отказом в предоставлении услуг международными страховыми агентствами судам, участвующим в проекте «Северный поток – 2». Поэтому необходимо создание не конвенционного оборудования радиосвязи для передачи информации по безопасности мореплавания в акваториях Северного морского пути и Сибирских рек.

Создание и производство оборудования морской радиосвязи может рассматриваться как направление диверсификации производства предприятий ОПК радиотехнического профиля, к чему неоднократно призывал президент Российской Федерации В.В.Путин.

 

Использованные источники

1.      Медведев подписал стратегию развития судостроения до 2035 года [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://iz.ru/937150/2019-10-28/medvedev-podpisal-strategiiu-razvitiia-sudostroeniia-do-2035-goda

  1. Россия вышла на второе место в мире по объёмам судостроения за третий квартал 2020г [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://pikabu.ru/story/rossiya_vyishla_na_vtoroe_mesto_v_mire_po_obyomam_sudostroeniya_za_tretiy_kvartal_2020g_7759446
  2. Мишустин спрогнозировал рост производства гражданского судостроения. [Электронный ресурс]. – Режим доступа:

https://iz.ru/1084542/2020-11-09/mishustin-sprognoziroval-rost-proizvodstva-grazhdanskogo-sudostroeniia

  1. Что ждёт отечественное судостроение? [Электронный ресурс]. – Режим доступа:

https://zen.yandex.ru/media/korabel/chto-jdet-otechestvennoe-sudostroenie-5facd143d59a05137be1951b

5.      Крушение парохода «Титаник» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Крушение_«Титаника»

  1. Венскаускас, Г.К. Основные тенденции и перспективы развития и модернизации Глобальной морской системы связи при бедствии / Венскаускас Г.К., Дулькейт И.В, Максимов А.А., Ханычев  В.В., Шигабутдинов А.Р. // Морские информационно–управляющие системы. – 2018. – № 2 (14). – С. 60 – 69.
  2. Annex 1 “Draft amendments to the International Convention for the safety of life at sea, 1974,as amended”, Report of the Communications WG NCSR 7/WP.5, 23 January 2020./
  3. MSC 85/26/Add.1 Annex 20 Strategy for the development and implementation of E-navigation. URL: http://docs.imo.org.
  4. Дулькейт, И. В. Использование SDR технологий в морской радиосвязи / И. В. Дулькейт, С. А. Завьялов, В. М. Свирский // Омский научный вестник. 2018. № 1 (157) С. 61–67.

 

 

Поделиться:
Спецпроект

Цифровые цели спортивной индустрии

Подробнее
Спецпроект

Перекуем аналог в цифру! Итоги второго международного отраслевого форума «Информационные технологии в металлургии и металлообработке»

Подробнее

Подпишитесь
на нашу рассылку