- Transport on Line -

Мировая статистика аварийности на морских водных путях показывает высокую
опасность труда моряков. По сведениям Норвежского бюро Веритас, из состава
мирового транспортного флота ежегодно терпят аварии около 400 судов, причем
80% аварий приходится на припортовые воды.

Не случайно поэтому в последние годы встал вопрос об управлении движением
судов в припортовых водах', на подходных каналах и в узкостях с помощью
технических средств наблюдения и связи. Если в 60-х годах для обеспечения
безопасности движения создавались отдельные посты управления движением
(ПУД) судов, оснащенные радиолокационными станциями (РЛС) и радиостанциями
метрового диапазона, то в последние десятилетия в крупных морских портах
как России, так и за рубежом создаются целые комплексы, называемые системами
управления движением судов (СУДС), оснащенные РЛС, радиостанциями, вычислительной
техникой, средствами передачи аудио- и видеоинформации, аппаратурой документирования
информации и терминальным оборудованием лоцмана-оператора.

В состав СУДС, как правило, входит центр управления движением (ЦУД)
судов и один или несколько ПУД, связанных с центром каналами связи, по
которым осуществляются управление техническими средствами постов, а также
передача в ЦУД видеоинформации РЛС ияаудиоинформации радиостанций.

Для обеспечения точности определения места судна с помощью РЛС стараются
повысить разрешающую способность станций по дальности, т.е. добиваются
укорочения зондирующих импульсов РЛС. В современных РЛС сантиметрового
диапазона наименьшая длительность зондирующих импульсов составляет 0,05
мкс. Для того чтобы передать такой импульс по каналу связи от РЛС поста
управления к терминальному оборудованию лоцмана-оператора ЦУД требуется
широкополосный канал связи. Чем короче импульс, тем "шире" должен
быть канал связи. Длительность импульса с полосой пропускания канала связана
формулой

и — ' где

где т - длительность импульса, с полоса пропускания канала связи, Гц.

Для передачи импульса длительностью 0,05 мкс требуется полоса пропускания
канала связи 20 МГц, а если использовать цифровой канал связи, то скорость
передачи по европейскому стандарту должна быть 320 Мбит/с. Такого оборудования
промышленность серийно не выпускает. Стандартные телефонные каналы имеют
полосу пропускания 3100 Гц, а телевизионные - 6,5 МГц.

Стараясь улучшить эксплуатационные характеристики РЛС, создаются трудности
в передаче безыскаженного импульса по каналам связи.

Для того чтобы увязать высокие эксплуатационные параметры РЛС с каналом
связи, необходимо воспользоваться положениями теории информации, т.е. увязать
два понятия - объем сигнала V^ и емкость канала V :

i=FM

где F^ - полоса спектра частоты; Т^ -время передачи: М^ - превышение
сигнала над помехой; V, = FT,M„

где F^ - ширина полосы частот, пропускаемой каналом; Т^ - время использования
канала; М - допустимое превышение сигнала над помехой. V < V т.е. FTM
<FTM.

А.СРУБАС, главный специалист Союзморниипроекта

Из приведенного неравенства видно, что "короткий" сигнал Т^
можно передать по узкополосному каналу F , увеличив время занятости канала
Т.

Приведенным методом широко пользуются на практике.

Из теоретических основ радиолокации известно, что зондирующий импульс
РЛС, излученный антенной, проходит до ^ели и обратно со скоростью 300000
км/с. При работе РЛС короткими импульсами время между импульсами составляет
около 500 мкс. Отсюда можно вычислить дальность обнаружения цели, т.е.
за 500 мкс импульс должен дойти до цели и вернуться обратно:

^ Vt З-10^-0,5-10^ s =^- = ...........—.....^—.............. ^ 75 км,

что составляет примерно 40 морских миль.

Как правило, необходимая дальность обнаружения целей в СУДС при работе
РЛС короткими импульсами не превышает 10 морских миль. Таким образом, использовав
на прохождение импульсов РЛС около 125 мкс, оставшееся время (350 мкс)
можно использовать для передачи импульсов РЛС по каналу связи, т.е. увеличить
время занятости канала в 3 раза, а следовательно, в соответствии с указанным
неравенством можно уменьшить полосу пропускания канала в 3 раза.

Сокращая дальность обнаружения целей или увеличивая период следования
зондирующих импульсов РЛС, можно добиться возможности передачи импульсов
РЛС по стандартным телевизионным или телефонным каналам связи. Такой метод
получил название "компандирование'. Сущность его состоит в растягивании
импульса во вре-

мени на передающем конце в 'экспандере', передаче растянутого импульса
по каналу связи и сжатии импульса в 'компрессоре' до первоначальной длительности
на приемном конце.

Таким образом отраженный от цели импульс РЛС, переданный по каналу связи
рассмотренным методом, может быть без искажения воспроизведен на дисплее
лоцмана-оператора ЦУД.

Каналы связи для СУДС организуются по радиорелейным линиям связи (РРЛ).

Промышленностью России и иностранными фирмами выпускается множество
радиорелейных станций (РРС) различных по мощности и диапазону частот: мощность
станций примерно +15 дБ/м, в отдельных случаях ее увеличивают до +35 дБ/м;
наиболее приемлемый диапазон частот для СУДС 2-7 ГГц. Только в этом диапазоне
можно создать достаточное число каналов связи нужной полосы частот.

Необходимо также учитывать затухание сигнала в свободном пространстве
при экстремальных метеорологических условиях (сильном дожде, мокром снеге),
ибо в этом случае резко возрастает напряжение работы СУДС. При частоте
7 ГГц мощность затухания в осадках составляет 0,3 - 0,4 дБ/км, на частотах
ниже 7 ГГц мощность затухания практически можно не учитывать.

Как правило, трассы РРЛ СУДС проходят над водной поверхностью. Они подвержены
явлениям интерференции и рефракции.

Интерференция - это геометрическое сложение в точке приема прямого и
отраженного от водной поверхности радиосигналов РРС. Наиболее часто это
явление наблюдается при штилевой погоде. В точке приема наиболее опасно
для связи положение, при котором прямой и отраженный сигналы приходят в
противофазе. В этом случае суммарная мощность сигнала может падать до нуля,
т.е. полностью прекращается связь.

Рефракция - это искривление 'луча' из-за неоднородности строения тропосферы.
Наиболее часто рефракция наблюдается на границе земной и водной поверхностей
в утренние и вечерние часы из-за различной степени нагрева суши и воды.
В этом случае 'луч' выходит за пределы диаграммы направленности приемной
антенны РРС.

Для борьбы с интерференцией и рефракцией чаще всего применяют метод
приема сигнала на разнесенные по высоте антенны (сдвоенный прием). В этом
случае явления интерференции и рефракции можно исключить или значительно
ослабить.

Проблемы передачи сигналов РЛС по каналам связи являются важнейшими
в эксплуатации СУДС и должны учитываться при их проектировании и строительстве
соответствующими организациями и Морскими администрациями портов.