Conformément aux exigences du nouveau chapitre V « Sécurité de la navigation » de la Convention pour la sauvegarde de la vie humaine en mer 1974 (SOLAS 74), l'installation d'un système d'identification automatique (AIS) sur les navires doit se faire par étapes, à partir de juillet 1, 2002.
Les exigences de la Convention SOLAS-74, telle que modifiée, pour équiper les navires d'un équipement AIS sont résumées dans le tableau 29 1.
Délai pour équiper les navires en équipements AIS
| Tous les nouveaux navires | >500 | du 01/07/2002 |
| Navires existants | >500 | jusqu'au 01/07/2008 |
Tableau 29.1
Ainsi, l'installation des équipements AIS sur tous les navires effectuant des voyages internationaux doit être achevée avant le 1er janvier 2005. Les navires de plus de 500 jauges brutes qui n'effectuent pas de voyages internationaux doivent être équipés de l'AIS avant le 1er juillet 2008.
Objectif de l'AIS
Objectif de l'AIS
L'AIS est principalement destiné à être utilisé sur les navires pour résoudre des tâches d'évitement de collision, ainsi que pour l'échange automatique d'informations de navigation, de voyage et d'autres informations liées à la sécurité avec d'autres navires et services côtiers compétents.
Conformément à la règle 19 de SOLAS-74, l'AIS doit :
Fournir automatiquement aux stations côtières, aux autres navires et aéronefs équipés de manière appropriée des informations, notamment l'identification du navire, son type, sa position, son cap, sa vitesse, son état opérationnel et d'autres informations liées à la sécurité ;
Recevoir automatiquement ces informations à partir de navires équipés de manière similaire ;
Escorter les navires observés et
Échangez des données avec les installations à terre.
L'AIS devrait contribuer à améliorer la sécurité de la navigation, l'efficacité de la navigation et le fonctionnement des systèmes de contrôle du trafic maritime (VTC), ainsi que la protection de l'environnement.
Ces tâches générales sont résolues en utilisant l'AIS comme :
Équipement anticollision en mode navire à navire ;
Moyens d'obtenir des informations sur le navire et la cargaison auprès des services côtiers compétents ;
Outil SRDS en mode navire-terre pour contrôler le trafic des navires ;
Outils de surveillance et de suivi pour les navires, ainsi que pour les opérations de recherche et de sauvetage (SAR).
L'AIS remplit les fonctions suivantes :
Identification automatique des navires (numéro du navire OMI, MMSI, indicatif d'appel et nom), réception et transmission vers les canaux radio AIS des informations de navigation (coordonnées, cap, vitesse, taux de virage, etc.), des informations de voyage (destination, heure prévue du arrivée, type de cargaison) et informations statiques (nom et indicatif d'appel du navire, dimensions et tirant d'eau du navire, position de l'antenne) ; délivrance de ces types d'informations à afficher sur l'affichage et l'affichage AIS minimum cartes électroniques;
recevoir les coordonnées du navire et les paramètres de son mouvement à partir d'une source externe (GNSS, loch, boussole ou dispositif intégrateur, par exemple un système de cartographie électronique) ;
Détermination des coordonnées du navire à l'aide d'un récepteur GNSS interne, y compris en mode différentiel ;
Réception et émission de messages statiques, de données d'itinéraire, textes et binaires sur cartes électroniques ;
Transmission des corrections GNSS différentielles via les canaux AIS (fonction station de base) ; - recevoir des corrections GNSS différentielles via le canal AIS et les émettre vers le récepteur GNSS externe et intégré (fonction station mobile) ;
Fournir des informations sur l'état de l'AIS au panneau de commande et d'affichage et à l'équipement externe ;
Délivrance de relèvements et de distances à ces navires calculés à partir des coordonnées des navires et de leurs propres coordonnées ;
Définition (AIS terrestre) des modes de fonctionnement appropriés pour les stations de navire et côtières, y compris la définition des zones, des fréquences, de la puissance de rayonnement, des créneaux horaires, des périodes de rapport, du nombre de répétitions des rapports, ainsi que des modes de fonctionnement des répéteurs. Allumer/éteindre les stations côtières de secours AIS (répéteurs).
Il convient de noter que l'AIS en tant que moyen de communication radio est également un objet dans système commun assurer la sécurité conformément au Code international pour la sécurité des navires et des installations portuaires.
Les informations transmises via les canaux AIS peuvent être utilisées par des navires pirates et des terroristes, car elles sont transmises en mode diffusion sans aucun moyen de protéger les informations contre tout accès non autorisé.
Avantages et limites de l'AIS
Avantages et limites de l'AIS
L'utilisation conjointe de l'AIS sur les navires et dans les infrastructures côtières permet de réaliser les avantages suivants par rapport aux moyens de navigation existants :
Obtenir une identification fiable et fiable des navires, tout en éliminant le besoin d'échange radiotéléphonique ;
Augmenter la portée de détection, en particulier pour les petites cibles ; - recevoir automatiquement les données nécessaires du navire (coordonnées, vitesse, direction de déplacement, etc.), avec une précision supérieure à celle des stations radar, ce qui permet de réduire le délai de reconnaissance de la manœuvre du navire ;
Réduire pratiquement à zéro l'influence des interférences de la surface de la mer et des phénomènes atmosphériques, ainsi qu'éviter l'influence de la réfraction qui se produit dans les radars ;
Supprimez les restrictions sur la détection des cibles derrière les obstacles et éliminez la possibilité de changer le suivi des navires à leur approche.
L'utilisation de l'AIS dans les systèmes de contrôle du trafic maritime vous permet en outre d'obtenir les avantages suivants :
Automatiser la réception des navires des informations nécessaires au fonctionnement du SRDS (type de navire et cargaison transportée, longueur, largeur, tirant d'eau, port de destination, etc.), ainsi que d'autres informations dans l'intérêt d'autres services ;
Automatiser la transmission des informations de navigation et hydrométéorologiques et des avertissements concernant les phénomènes dangereux aux navires dans la zone de couverture SRDS ;
Mettre en œuvre la possibilité de transmettre des informations sur les navires non équipés de transpondeurs, mais accompagnés de stations radar SRDS, via les canaux AIS ;
Augmentez la précision de la détermination des coordonnées du navire en transmettant des corrections différentielles via les canaux AIS ;
Élargissez considérablement la zone de surveillance lors de l'utilisation du mode de communication longue distance AIS, par exemple via les canaux satellite INMARSAT.
L'équipement AIS ne remplace pas les autres équipements de navigation du navire. L'AIS ne devrait être utilisé que comme moyen de compléter le radar et d'autres moyens de surveillance de la situation de navigation, ainsi que comme moyen d'échange d'informations avec les services côtiers.
Les limitations à prendre en compte lors de l’utilisation de l’AIS sont liées aux facteurs suivants :
Une partie importante des navires pourrait ne pas être équipée d’AIS même à la fin de la période de mise en œuvre (navires de pêche, navires locaux, petits navires, bateaux de plaisance et autres) ;
L'équipement AIS à bord du navire peut être désactivé sur ordre du capitaine du navire si l'utilisation de l'AIS pourrait nuire à la sécurité du navire (par exemple, dans les zones où des activités de piraterie sont possibles) ;
Dans les zones à très fort volume de trafic, il est possible de réduire la portée réelle de l'AIS à 10 - 12 miles ;
De fortes interférences radio, par exemple lors d'un orage, peuvent provoquer des perturbations à court terme du fonctionnement de l'AIS ;
La fiabilité et la qualité des informations reçues peuvent dépendre en partie des capteurs générant des messages AIS et de l'exactitude des informations saisies sur les navires cibles (par exemple, le cap du gyrocompas et l'état de navigation du navire).
Ainsi, l'installation de l'AIS sur un navire ne remplace ni ne supprime les exigences relatives aux radars et autres aides à la navigation, et ne modifie pas les exigences relatives au maintien d'une veille sur la passerelle de navigation.
Le principe de fonctionnement de l’AIS est illustré sur la Fig. 29.1. Les navires équipés d'un équipement AIS, lorsqu'ils sont en haute mer ou dans des zones côtières, transmettent automatiquement et régulièrement des messages standards dans le service radio mobile maritime VHF, contenant des informations sur le navire, ses coordonnées, sa route, la cargaison dangereuse à bord, le port de destination, heure d'arrivée, etc. données.
Riz. 29.1. Principe de fonctionnement de l'AIS
Parallèlement, chaque navire équipé de l'AIS reçoit des informations similaires provenant d'autres navires situés dans une portée limitée par la propagation des ondes radio VHF (20 à 30 milles marins).
Les informations reçues sont automatiquement traitées et affichées sur l'écran de navigation du navire. La synchronisation du fonctionnement de toutes les stations AIS, tant maritimes que côtières, est assurée par le système mondial de navigation par satellite. Sur la base des signaux GNSS des récepteurs de navigation du navire, les coordonnées actuelles du navire et le vecteur vitesse sont calculés.
Dans les zones côtières où sont installées des stations de base AIS, les informations transmises par les navires sont reçues par les stations de base et mises à disposition des services côtiers (SRDS, systèmes de reporting des navires, services de recherche et de sauvetage, services de contrôle de l'environnement et de lutte contre la pollution, autorités frontalières et douanières). , divers services portuaires). En règle générale, pour obtenir une image globale de la navigation dans la zone contrôlée, les stations de base AIS sont regroupées en réseaux qui permettent l'intégration des informations des stations de base individuelles.
Pour étendre la zone de couverture de la station de base AIS, des stations dites de répéteur AIS peuvent être installées pour étendre la zone de couverture de la station côtière, par exemple en ombrageant le terrain côtier.
Dans les zones côtières, la précision de la détermination des coordonnées des navires peut être augmentée en transmettant des corrections différentielles dans la plage CB par des stations de référence côtières et des radiophares. Des corrections différentielles peuvent également être transmises par une station côtière AIS via les canaux AIS VHF dans un message spécial.
Pour étendre considérablement la zone de couverture de la station de base AIS, le mode de communication longue distance peut être utilisé lorsque les données du navire sont transmises via les canaux INMARSAT-C.
Ce mode assure la transmission automatique des informations des navires vers les services côtiers dans le but de surveiller la navigation dans les eaux territoriales, les zones économiques exclusives et les zones de responsabilité des centres de coordination de sauvetage maritime (MRCC).
Les équipements AIS peuvent également être installés sur les aéronefs participant aux opérations de recherche et de sauvetage en mer, ainsi que sur les équipements de navigation (Aides à la navigation) des routes maritimes (flottantes et stationnaires). Les services de pilotage peuvent utiliser des équipements AIS portables, livrés à bord du navire et fonctionnant de manière autonome ou connectés aux équipements AIS du navire.
Informations AIS transmises et reçues
Informations AIS transmises et reçues
L'AIS transmet et reçoit des informations statiques, dynamiques et de voyage (ou itinéraire), ainsi que des messages liés à la sécurité de la navigation.
Données statiques :
Numéro d'identification du navire OMI (si disponible) ;
Numéro d'identification du service mobile maritime MMSI ;
Indicatif d'appel et nom du navire ;
Longueur et largeur du navire ;
Type de navire ;
Localisation des antennes GNSS (récepteur externe et intégré) sur le navire.
Les données statiques de poids sont saisies lors de l'installation de l'équipement.
Données dynamiques :
Coordonnées du navire avec un signe d'exactitude et d'état d'intégrité (mis à jour automatiquement, signe d'exactitude - inférieur ou supérieur à 10 mètres) ;
Heure en UTC, heures, minutes, secondes. (mis à jour automatiquement);
Course Over Ground (COG) (mis à jour automatiquement);
Vitesse au sol (SOG) (mise à jour automatiquement) ;
Cap du navire par gyrocompas (mis à jour automatiquement) ;
État de navigation du navire (ancré, non géré et autres) - sélectionné manuellement ;
Taux de virage (ROT) (mis à jour automatiquement, peut ne pas être disponible) ;
Angles de soulèvement et d'assiette (si disponibles).
Les détails du vol:
Tirant d'eau du navire (saisi au début du voyage, corrigé si nécessaire) ;
Présence (type) de cargaison dangereuse (saisie au début du voyage) ;
Port de destination et heure d'arrivée (saisies au début du voyage, corrigées si nécessaire).
Messages de sécurité et messages binaires
Les messages de sécurité sont de courts messages texte au format libre utilisant le codage ASCN, similaires aux SMS dans les radios mobiles personnelles. Ils peuvent être adressés soit à un navire spécifique (ou à une station côtière), soit à toutes les stations.
La transmission de ces messages est effectuée par l'opérateur en tapant du texte sur le panneau de commande et en affichant des informations.
En plus des messages de sécurité, l'AIS prévoit la transmission de messages dits binaires (ou binaires). Les messages binaires peuvent être utilisés pour des applications spéciales approuvées par l'OMI.
Par exemple, la circulaire 236 du Comité de la sécurité maritime fournit des formats pour un certain nombre de messages binaires contenant les informations suivantes :
Données météorologiques et hydrologiques pour tout point géographique ;
Détails des marchandises dangereuses ;
Informations sur le passage du fairway ;
Informations sur les marées ;
Informations statiques et de vol étendues et nombre de personnes à bord ;
Données sur les cibles pseudo-AIS.
La transmission test de messages binaires est prévue pour une période de 4 ans. Après la période d'essai, une décision sera prise quant à leur utilisation ultérieure.
Il convient de souligner que l'utilisation de l'AIS dans les modes de transmission de sécurité et de messages binaires ne remplace en aucun cas les fonctions GMDSS pour la sécurité de la navigation et la recherche et le sauvetage.
Le système AIS continue actuellement de se développer et est ouvert à l'introduction de nouvelles applications d'information dans les limites de la capacité des canaux de transmission de données VHF AIS.
Intensité de l'engrenage
En fonction du type d'informations transmises et du mode de navigation, l'AIS fournit des intervalles de transmission conformément au tableau. 29.2 et 29.3.
Intervalles de transmission AIS
Tableau 29.2
Les informations statiques et de voyage sont transmises dans le message dit n° 5 « Données statiques du navire et informations de voyage ». Tous les types de messages AIS sont donnés en annexe. Les informations dynamiques sont transmises en fonction de la vitesse du navire et des changements de cap du navire. L'intervalle de transmission sera défini conformément au tableau. 29.3. Les informations dynamiques sont transmises dans le message n°1 « Message de localisation ».
Si le navire est au mouillage ou se déplace à faible vitesse (moins de 3 nœuds), alors l'intervalle entre les messages d'information dynamiques est de 3 minutes. À mesure que la vitesse du navire augmente, l'intensité de la transmission augmente. À une vitesse du navire de 23 nœuds ou plus, l'intervalle de temps entre les transmissions adjacentes d'informations dynamiques n'est que de 2 secondes.
Cette adaptation de l'intervalle de transmission à la dynamique du navire permet de suivre au maximum le mouvement et toutes les manœuvres du navire et en même temps de ne pas surcharger la diffusion de transmissions inutiles lorsque le navire se déplace lentement.
Intervalle de transmission d'informations dynamique
Canaux VHF AIS
Les stations AIS communiquent entre elles par défaut sur deux canaux à répartition temporelle VHF (TOMA) : 87V (161,975 MHz) et 88V (162,025 MHz). Les stations AIS utilisent des canaux TDMA aux mêmes fréquences avec des transmissions séparées dans le temps. Les stations AIS utilisent des récepteurs GPS ou GLONASS/GPS externes et internes comme source d'heure uniforme.
L'essence de la division temporelle des canaux est que chaque station AIS transmet dans un intervalle de temps strictement défini - un créneau. La durée d'un créneau est de 27,6 ms. Étant donné qu'un emplacement prend 26,7 ms, à un taux de transfert de données de 9 600 bps, 256 bits d'informations peuvent être placés dans un emplacement.
9 600 bps x 26,7 µs = 256 bits
Pour définir avec précision le début d'un créneau, des signaux horaires GNSS sont utilisés, ce qui garantit une précision de synchronisation temporelle d'au moins 10 μs. Ainsi, chaque station est en quelque sorte coincée dans un créneau de transmission spécifique.
Naturellement, la question se pose de l'attribution des créneaux d'émission à chaque station. Pour éviter les conflits à l'intérieur Communication radio VHF(soit environ 30 milles marins) deux navires utiliseront le même créneau pour leurs transmissions, un algorithme spécial auto-organisé est utilisé pour sélectionner les créneaux occupés.
Cet algorithme permet à chaque navire de transmettre son programme de transmission pour la période suivante. En plus des paramètres du navire, le message standard comprend le nombre de créneaux réservés que le navire prévoit d'utiliser pour les transmissions ultérieures. Tous les autres navires analysent le panorama des créneaux occupés et planifient en conséquence leurs transmissions uniquement dans les créneaux libres.
Cet algorithme est appelé SOTDMA – Self Organizing TDMA. L'algorithme SOTDMA est utilisé par les navires en haute mer lorsque toutes les stations AIS sont égales.
Dans la zone de couverture de la station de base (côtière), l'attribution des créneaux horaires pour les transmissions de chaque navire est effectuée par la station de base elle-même. Cet algorithme est appelé FATDMA - accès fixe TDMA, accès fixe multiple avec répartition temporelle des canaux.
Riz. 29.2. Organisation de la communication radio avec répartition temporelle des canaux
Dans les régions où est effectuée la surveillance par les stations côtières, d'autres canaux de fréquence AIS peuvent être utilisés si les canaux 87B et 88B sont occupés par d'autres services.
En plus des deux canaux TDMA, la station AIS fonctionne simultanément sur le canal DSC (canal 70). Ce canal est utilisé pour attribuer des canaux AIS fonctionnels à partir de la station côtière.
Un intervalle d'une minute est une trame (ou trame) contenant 2 250 emplacements.
26,7 µs x 2 250 = 60 s
Pour augmenter la fiabilité du système et augmenter le débit, deux canaux AIS sont utilisés, fournissant une transmission/réception de 2 250 créneaux/min sur chaque canal.
Ainsi, la capacité AIS sur deux canaux VHF est de 4500 slots/min.
2 250 emplacements/min x 2 = 4 500 emplacements/min.
Le principe de séparation temporaire des transmissions des navires individuels est expliqué sur la Fig. 29.2.
Le fonctionnement de l'AIS est basé sur le modèle d'interaction des systèmes d'information ouverts (Open System Interconnection, OSI), développé par l'organisation internationale de normalisation (International Standard Organization, ISO). La plupart des systèmes informatiques et d'information répondent à cette norme.
Le modèle ISO/OSI fournit sept couches et définit l'ordre d'échange d'informations au niveau de chaque couche. L'AIS définit des exigences pour quatre niveaux : physique), canal, réseau et transport.
Fonctionnement AIS à différents niveaux (pour RE)
Fonctionnement AIS activé différents niveaux(pour RE)
Couche physique
Sur niveau physique les exigences relatives aux caractéristiques de l'émetteur-récepteur sont déterminées : type de modulation du signal, fréquences, puissance rayonnée, etc. Il s'agit uniquement d'un niveau matériel. Les exigences de l'AIS au niveau physique sont résumées dans le tableau. 29.4.
La transmission des données s'effectue dans la gamme VHF du service mobile maritime. La transmission des données s'effectuera par défaut sur les canaux AIS 1 et AIS 2, sauf indication contraire des autorités compétentes. Dans les eaux territoriales, les canaux d'exploitation peuvent être attribués par la station de base AIS.
Le transpondeur fonctionne sur deux canaux parallèles pour augmenter le débit et améliorer la fiabilité. Deux récepteurs TDMA distincts sont utilisés simultanément pour recevoir des informations en parallèle sur deux canaux de fréquence indépendants. Pour la transmission, un émetteur TDMA est utilisé alternativement sur deux canaux de fréquence indépendants.
L'AIS doit pouvoir fonctionner sur des canaux de 25 kHz ou 12,5 kHz. Le canal 25 kHz est utilisé en haute mer, tandis que les canaux 25 kHz ou 12,5 kHz sont utilisés dans les eaux territoriales.
L'émetteur effectue une modulation par déplacement de fréquence avec un filtrage préliminaire basse fréquence du signal de modulation (modulation par déplacement minimum gaussien, GMSK/FM). La formation du signal GMSK/FM est illustrée sur la Fig. 29.3.
Exigences pour l'AIS au niveau physique
| Le nom du paramètre | Signification |
| Gamme de fréquences, MHz | 156,025 - 162,025 |
| Espacement entre les canaux, kHz | 12,5/25 |
| AIS 1 (canal 1 par défaut, ch 87B, 2087), MHz | 161,975 |
| AIS 2 (canal 2 par défaut, ch 88B, 2088), MHz | 162,025 |
| Bande passante du canal de fréquence | Étroit (12,5 kHz)/ Large (25 kHz) |
| Taux de transfert de données, bit/s | 9600 |
| Séquence d'entraînement, bit | 24 |
| Temps d'installation de l'émetteur (puissance de transmission dans les 20 % de la valeur finale, stabilité de fréquence dans 1,0 kHz de la valeur finale), ms |
≤ 1,0 |
| Puissance de sortie de l'émetteur, W | 2/12,5 |
| Encodage des données | NRZI |
| Modulation | Adapté à la bande GMSK/FM |
| Indice de modulation de fréquence : à bande passante étroite (12,5 kHz) à large bande passante (25 kHz) |
|
| Stabilité de la fréquence de l'émetteur | ±3 ppm(±3 x 10‾ 6) |
Tableau 29.4
En figue. La figure 29.3 montre le circuit du modulateur GMSK/FM et les chronogrammes du signal. Les données sont représentées par ce que l'on appelle le « code inverse sans retour à zéro » (Non retour à zéro, NRZI inverse). Le code NRZI inverse le niveau du signal lors de la transmission d'une « unité » de données.
Lors de la transmission de "zéro", le niveau du signal ne change pas. Ensuite, le signal NRZI passe à travers un filtre passe-bas (LPF) avec une réponse amplitude-fréquence de forme similaire à une courbe gaussienne. Ceci détermine le nom du signal.
Le lissage du signal est nécessaire pour réduire la bande passante de fréquence occupée par un signal radio. Un tel filtre minimise également la distorsion du signal intersymbole.
Figue. 29.3. Formation de GMSK/FM rusnana : a) schéma fonctionnel b) chronogrammes
Après le filtre passe-bas, le signal de modulation est envoyé à un oscillateur commandé en tension (VCO) pour générer un signal radio modulé par déplacement de fréquence. La fréquence du signal radio en sortie du VCO s'écarte dans un sens ou dans l'autre de la fréquence moyenne f0.
Déviation de fréquence, c'est-à-dire l'écart maximum par rapport à la valeur moyenne de la fréquence est Δf = 2,4 kHz en bande large (25 kHz) et Δf = 1,2 kHz en bande étroite (12,5 kHz).Cet écart de fréquence est assuré avec un indice de modulation de 0,5 en fonctionnement à 25 canal kHz et 0,25 lors du fonctionnement sur un canal 12,5 kHz. A la sortie du VCO, un signal GMSK/FM est ainsi généré, qui est émis dans l'air après l'amplification requise.
Le taux de transfert de données est de 9 600 bps ± 50 ppm.
Le codage résistant au bruit n’est pas utilisé pour la correction d’erreur directe.
Le temps de montée et de descente du signal de l'émetteur radio ne doit pas dépasser 1 ms après l'activation du signal pour la transmission.
Le temps de commutation des canaux doit être inférieur à 25 ms.
Le temps alloué pour passer de l'émission à la réception et vice versa ne doit pas dépasser le temps de montée ou le temps de descente. Il doit être possible de recevoir un message du slot immédiatement après ou précédant sa propre transmission.
L'émetteur AIS a la capacité de définir deux niveaux de puissance (haute puissance, batterie faible) comme l'exigent certaines applications. Opérations de transpopder mais devrait utiliser par défaut haut niveau puissance Les changements de niveau de puissance ne doivent être effectués que par des moyens adoptés pour le contrôle des canaux.
Les niveaux nominaux pour les deux réglages de puissance sont 2 W et 12,5 W. Les écarts doivent être inférieurs à +20 %.
L'équipement AIS ne doit pas être endommagé en débranchant ou en court-circuitant le connecteur de l'antenne. Dans ce cas, la déconnexion du connecteur d'antenne s'accompagne d'un signal sonore.
Couche de liaison de données
Au niveau du lien, la procédure de conversion des données en paquets de transmission et la procédure de transmission des paquets de données dans le canal de communication VHF AIS sont déterminées.
L'accès au canal de transmission d'informations VHF est assuré à l'aide de la technologie TDMA - accès multiple par répartition dans le temps utilisant une échelle de temps commune.
Pour les transmissions de la station AIS, un intervalle de temps est alloué - un créneau d'une durée de 26,7 ms. 2250 slots composent une image ou une image d'une durée de 60 secondes. La composition du cadre et de la fente est illustrée à la Fig. 29.4.
La synchronisation horaire de toutes les stations est effectuée à partir d'une seule source UTC à l'aide d'un récepteur GPS/GLONASS. La précision de synchronisation est de 10 µs.
Le format du slot est présenté dans le tableau. 29.5.
L'émetteur atteint la puissance et (stabilité de fréquence) requises pendant la période de montée, qui correspond en durée à des intervalles de 8 bits.
La transmission des données commence toujours par une séquence d'entraînement de 24 bits (préambule) pour synchroniser le démodulateur. Le préambule consiste à alterner des « uns » et des « zéros » (0 1 0 1 0 1....).
Format de fente
Tableau 29.5
Le drapeau de départ marque le début de la transmission des données d'information réelles. La longueur du paquet de données est de 168 bits. Un code de contrôle CRC de 16 bits est utilisé pour vérifier que les données ont été reçues correctement. Ce code est généré lors du traitement des données reçues.
Si la valeur CRC générée correspond au code CRC reçu, alors les données ont été reçues sans erreurs. Dans le cas contraire, on considère que les données ont été reçues avec une erreur.
Riz. 29.4. Cadre (cadre) et composition des emplacements
Le drapeau de fin indique la fin de la transmission. Avant le début du créneau suivant, un intervalle de tampon supplémentaire est réservé, ce qui est nécessaire pour éviter le chevauchement des créneaux de différentes stations.
L'intervalle tampon est réparti comme suit :
Bits redondants (plus de 168) dans les messages de longueur variable : 4 bits ;
Retard du signal de plage : 12 bits ;
Retard de la station répéteur : 2 bits ;
Erreur de synchronisation : 6 bits.
Au total, dans le pire des cas, il est possible de décaler la fin de la transmission d'intervalles de 24 bits, ce qui est considéré comme la durée du tampon.
Les stations AIS sont généralement synchronisées directement sur l'échelle de temps UTC. Les stations qui ne peuvent pas accéder directement à l'UTC mais peuvent recevoir d'autres stations avec une indication UTC directe doivent se synchroniser sur ces stations. C'est ce qu'on appelle le mode sémaphore. Dans ce cas, la station change son état de synchronisation en UTC indirect
Un maximum de cinq créneaux consécutifs peuvent être utilisés par une station pour une transmission continue. Dans ce cas, un seul remplissage ponctuel (augmentation, séquence de formation d'indicateur, CRC, tampon) est requis pour transmettre un paquet long.
Les stations mobiles qui ne peuvent pas obtenir de synchronisation UTC directe ou indirecte, mais peuvent recevoir des transmissions des stations de base, doivent se synchroniser avec la station de base.
Répartition temporelle des chaînes
L'échange d'informations entre les stations AIS s'effectue sur la base d'un accès multiple par répartition dans le temps (TDMA). Chaque station peut émettre dans un intervalle de temps strictement fixe - créneau.
Afin d'éviter les transmissions de deux stations ou plus dans un même créneau, des algorithmes spéciaux sont utilisés pour planifier les créneaux de transmission par chaque station.
La sélection des créneaux sur la timeline est effectuée conformément aux quatre algorithmes suivants :
SOTDMA - TDMA auto-organisé, accès multiple à répartition dans le temps auto-organisé ;
ITDMA - accès multiple TDMA incrémentiel, incrémental et temporel ;
RATDMA - TDMA à accès aléatoire, accès multiple à répartition temporelle aléatoire ;
FATDMA - accès fixe TDMA, accès fixe multiple à répartition dans le temps ;
SOTDMA est le principal algorithme utilisé par les stations maritimes en haute mer. En haute mer, toutes les stations de navire AIS sont égales et chaque station réserve elle-même les numéros de créneau suivants pour sa transmission sur la base de l'observation des transmissions de toutes les autres stations. La capacité des canaux d'échange de données sur deux canaux AIS est suffisante pour l'échange dans les zones de navigation les plus intenses - le détroit du Pas de Calais et Singapour.
De plus, les performances de l'ensemble du système AIS ne sont pas altérées même en cas de pénurie de créneaux libres dans les communications VHF. Dans ce cas, s'il est nécessaire d'augmenter la vitesse de transmission, la station AIS du navire considère comme libres les slots occupés par les stations les plus éloignées.
Les algorithmes ITDMA et RATDMA sont utilisés en mode transitoire lorsque le navire modifie les caractéristiques dynamiques ou de voyage et qu'il est nécessaire d'accélérer le taux de transmission.
L'algorithme FATDMA est utilisé uniquement par les stations de base côtières pour leurs transmissions fixes.
Principe de sélection du créneau de transmission
Les stations AIS, après avoir été mises en service avant le début de la transmission, reçoivent et analysent les messages dans le canal AIS pendant une trame d'une minute pour déterminer les créneaux libres et sélectionner les créneaux potentiels pour leur transmission dans la trame d'une minute suivante. Le premier créneau au début de la transmission est sélectionné à l'aide du protocole RATDMA. Les créneaux suivants dans une trame de minutes donnée sont sélectionnés à l'aide du protocole ITDMA. Les créneaux sélectionnés sont annoncés dans le premier message envoyé par la station.
Si le navire ne change pas de mode de déplacement et continue de transmettre des messages réguliers avec une période de répétition constante, alors le protocole SOTDMA est utilisé pour assurer la réservation de syllabes dans les 3 à 7 trames suivantes. Si la période de répétition du message doit changer, par exemple lorsqu'un navire change de cap, la station passe brièvement au protocole ITDMA puis revient en SOTDMA avec une nouvelle période de répétition.
Si un navire doit transmettre un message irrégulier, la station utilise le protocole RATDMA pour sélectionner le premier créneau pour ce message. Les créneaux suivants pour la transmission de ce message sont sélectionnés à l'aide du protocole ITDMA. L'ordre de transmission des messages réguliers précédemment sélectionné, par exemple les messages de position, n'est pas violé.
Le principe de sélection des créneaux horaires pour la transmission des messages AIS à l'aide des protocoles TDMA est illustré sur la Fig. 29.5.
Figure 29.5. Sélection des créneaux de transfert
Par exemple, un navire doit transmettre régulièrement un message de position contenant des informations dynamiques avec une période de répétition de 6 secondes. Le débit de message RR pour cet exemple est de 10, ce qui signifie que le message doit être répété 10 fois au cours d'une trame d'une minute de 2 250 emplacements. Un incrément nominal N1 de 225 signifie que ce message doit être répété, en moyenne, tous les 225 emplacements. Le créneau pour transmettre le message doit être sélectionné au hasard parmi 45 créneaux situés dans l'intervalle de sélection SI mais qui ne sont pas occupés par d'autres stations.
Ainsi, l'intervalle de transmission réel de la station AIS de chaque navire varie de manière aléatoire autour d'une valeur moyenne déterminée par les paramètres de trafic des navires et établie par les normes.
Les algorithmes TDMA adoptés garantissent la stabilité du canal AIS contre les surcharges lorsque presque tous les emplacements d'une trame minute sont occupés. L'algorithme de sélection de créneau dans une telle situation sera le suivant.
Si un navire A ne trouve pas de créneau libre pour transmettre son message dans l'intervalle de sélection, alors il sélectionne pour la transmission le créneau dans lequel le navire B le plus éloigné émet déjà. Ainsi, pour les autres navires situés à proximité, la transmission du plus le navire distant B sera supprimé dans cet emplacement. Cependant, la station A ne peut supprimer le signal du navire B qu'une fois par trame minute.
Pour transmettre le message suivant dans une trame donnée, le navire A doit sélectionner un créneau où transmet un autre navire distant C. Les autres navires proches du navire A se comportent de la même manière.
En conséquence, lorsque le canal de communication AIS est surchargé de 400 à 500 % (lorsque pour le fonctionnement normal de toutes les stations, il serait nécessaire d'augmenter de 4 à 5 fois le nombre d'emplacements dans la trame), la portée réelle de réception de les messages provenant d'autres stations par chaque station de navire sont réduits à 8 à 10 milles, c'est-à-dire jusqu'à la portée de suivi radar fiable des navires cibles de taille moyenne.
Par conséquent, dans les zones à forte intensité de trafic, la portée réelle de l'AIS peut être inférieure à la portée des communications radio VHF conventionnelles, déterminée par la hauteur des antennes.
Les spécificités du canal de communication AIS imposent des restrictions importantes sur les caractéristiques techniques des appareils émetteurs et récepteurs. La puissance de l'émetteur AIS est standardisée à 12,5 W en mode pleine puissance et à 2 W en mode faible consommation. Il y a une commutation étape par étape de la puissance de l'émetteur (réduite/pleine) en fonction du signal de la station de base. Une puissance réduite peut être utilisée, par exemple, dans les eaux portuaires pour réduire la congestion du canal de communication sur les fairways d'approche.
Modes de fonctionnement AIS
L'AIS peut fonctionner dans les modes suivants :
Mode continu hors ligne pour un fonctionnement dans toutes les régions ;
Dans le mode désigné pour fonctionner dans la zone située dans la zone de surveillance et sous la responsabilité du SRDS côtier, lorsque l'administration peut définir l'intervalle de transmission des données, prescrire les fréquences, la puissance de l'émetteur, les numéros de créneaux horaires et les séquences de synchronisation à utiliser dans les régions désignées ;
En mode requête, lorsque les données sont transmises en réponse à une requête provenant d'un navire ou d'un SRDS côtier.
Une station fonctionnant de manière autonome détermine son propre programme de transmission de coordonnées et résout automatiquement les conflits d'horaire avec d'autres stations. Ce mode est le mode par défaut et est généralement utilisé en haute mer.
DANS mode hors-ligne La station du navire transmet des rapports sur les coordonnées du navire et d'autres paramètres au format de message 1. Une liste de tous les messages est donnée en annexe.
Une station fonctionnant dans le mode désigné doit utiliser le programme de transmission spécifié par la station de base ou la station relais de l'autorité compétente. En mode attribué, la station du navire ne modifie pas le taux de transmission des messages lorsque le cap et la vitesse du navire changent. Dans le mode désigné, le navire transmet le message 2.
En mode interrogation, la station répond automatiquement aux messages d'interruption (Message 15) du navire ou des autorités compétentes.
Le passage d'un mode à l'autre se fait automatiquement et ne nécessite aucune intervention de l'opérateur.
Couche réseau
Au niveau du réseau, le problème de l'établissement de la route des paquets de données est résolu. Un paquet est une séquence de données transmises dans un emplacement. Par rapport à l'AIS, à ce niveau, il est déterminé sur quel canal de fréquence les paquets de données sont transmis.
Pour augmenter la fiabilité, l'AIS utilise les fonds de canaux de fréquence : AIS1 et AIS2. Par défaut, les canaux VHF 87 (161,975 MHz) et 88 (162,025 MHz) du service mobile maritime sont utilisés.
Les diffusions sur ces chaînes se font en alternance. Par exemple, si à une vitesse supérieure à 23 nœuds le navire doit transmettre automatiquement des rapports à une fréquence de 2 secondes, alors la fréquence des transmissions sur chaque canal sera de 4 secondes. En haute mer, rien n’empêche d’utiliser les canaux de fréquences 87 et 88. Toutefois, dans les eaux côtières, ces canaux peuvent être occupés par d'autres services.
Si ces canaux ne peuvent pas être utilisés par l'AIS, les administrations côtières compétentes peuvent attribuer d'autres canaux de fréquence et leurs paramètres correspondants pour le fonctionnement de l'AIS. Ces affectations opèrent dans une région spécifique, délimitée par un rectangle (voir Figure 29.6).
Les affectations de canaux peuvent être effectuées :
Utilisation de l'AIS dans le message 22 ;
Via DSC sur le canal 70 ;
Manuellement par l'opérateur ;
De l'ECDIS du navire.
Les paramètres suivants sont transmis dans la destination :
Fréquence des canaux AIS1 et AIS2 et bande passante nominale,
Mode réception/transmission. Dans ce cas, la transmission peut s'effectuer sur les deux canaux (TxA/TxB) ou sur un seul canal (TxA ou TxB). La réception s'effectue toujours simultanément sur les deux canaux ;
Puissance de sortie 2/12,5 W ;
Coordonnées des angles NE et SW ;
Largeur de la zone de transition (1 à 8 milles marins par incréments de 1 mille, 5 milles par défaut).
La gestion des chaînes relève des autorités compétentes. Toutes les tâches de travail dans les zones sont automatiquement enregistrées dans la mémoire AIS. Les rendez-vous sont liés par la date et l'heure de leur enregistrement, ainsi que par le mode de réception de ceux-ci.
Alternativement, l'affectation peut être effectuée via un canal DSC, une saisie manuelle à l'aide d'un affichage minimum avec clavier (pour les utilisateurs avancés ; pas nécessaire sauf si nécessaire) ou via l'interface de données ECDIS du navire.
Lorsque vous entrez dans une région à d'autres fins, l'AIS du navire est automatiquement ajusté pour fonctionner avec les paramètres acceptés dans cette région. Lors de la planification des régions, les autorités côtières doivent respecter les règles concernant les positions relatives des régions.
Les options pour les positions relatives acceptables et inacceptables des régions sont présentées dans la Fig. 29.7. La longueur de la région doit être choisie entre 20 et 200 milles marins.
Dans les zones où fonctionnent les stations côtières, la station AIS du navire fonctionne dans le mode désigné. Dans ce cas, la station côtière attribue les canaux de fréquence et la puissance d'émission, et transmet également les limites de la zone géographique sous la forme d'un rectangle où ces attributions s'appliquent. Le message 22 est utilisé à cet effet.
L'AIS surveille en permanence la présence de toute limite de zone régionale la plus proche dans un rayon de 500 miles de l'emplacement actuel en mémoire, ainsi que toutes les affectations enregistrées au cours des 5 dernières semaines.
L'AIS doit ignorer les nouvelles attributions (saisies via l'interface de présentation des données) si les limites de zone régionale de la nouvelle attribution chevauchent partiellement ou complètement ou coïncident avec les limites de zone de toute attribution stockée reçue dans le message n° 20 de la station de base ou de la commande DSC. au cours des 2 à x dernières heures.
Figure 29.7. La situation relative des régions avec des destinations depuis les stations côtières
L'AIS ne doit recevoir le message 22 ou une commande DSC que s'il se trouve dans la zone définie par l'une des destinations mémorisées. Dans ce cas, le réglage de la destination peut être effectué en combinant les paramètres reçus avec les paramètres actuellement utilisés.
Les nouvelles affectations doivent être écrites dans l'un des huit emplacements mémoire libres. S'il n'y a pas d'espace libre, un nouveau rendez-vous doit être enregistré à la place du premier rendez-vous (en termes de durée d'enregistrement).
Couche de transport
La couche transport détermine la manière dont les données doivent être converties en paquets de transmission. Certaines données nécessitent plusieurs emplacements pour la transmission. Dans ce cas, ils sont divisés en paquets distincts et chaque paquet est transmis dans un emplacement distinct. Si la longueur des données nécessite une transmission occupant plus de cinq emplacements, l'AIS ne transmettra pas les données et cela sera indiqué par un accusé de réception négatif sur l'interface de données.
Échange d'informations avec l'AIS et " monde extérieur", c'est-à-dire avec d'autres équipements et personnes, s'effectue via l'interface de présentation. Les canaux de l'interface de présentation sont illustrés à la Fig. 29.8. La communication de l'AIS avec les niveaux supérieurs du modèle ISO/OSI s'effectue précisément via l'interface de présentation. L'échange d'informations à des niveaux supérieurs n'affecte pas les fonctionnalités AIS.
Interface de présentation
L'interface de présentation se compose des canaux suivants :
Canal 1 (CH1) - pour la connexion à un récepteur de navigation GNSS externe à bord du navire ;
Canal 2 (CH2) - pour la connexion au gyrocompas ;
Canal 3 (СНЗ) - pour la connexion au capteur de vitesse angulaire.
Des connexions de l'AIS à un récepteur GNSS externe et à un gyrocompas sont nécessaires. La connexion à un capteur de vitesse d’angle de braquage externe du navire est facultative.
Des canaux bidirectionnels sont fournis pour échanger des informations avec des appareils externes :
Canal 4 (CH4) - pour la connexion à un système de navigation par carte électronique (ECDIS) ;
Canal 5 (CH5) - pour la connexion à l'ordinateur personnel du pilote ;
Canal b (CH6) - pour la connexion à un écran de navigation supplémentaire (en option) ;
Canal 8 (CH8) - pour la connexion à un équipement de communication longue distance ;
Canal 9 (CH9) - pour saisir les corrections différentielles à partir d'un récepteur de correction différentielle externe et pour émettre les corrections différentielles reçues via le canal AIS (en option) ;
Canal Yu (SNY) - pour émettre un signal de défaut vers des dispositifs d'alarme externes.
Fig.29-8. Interface de présentation AIS
Fonctionnement de l'AIS avec des équipements de communication longue distance
Fonctionnement de l'AIS avec des équipements de communication longue distance
L'échange direct de données via les canaux VHF AIS est possible dans le cadre des communications radio VHF, c'est-à-dire environ 30 milles marins. Les stations côtières du système de contrôle du trafic maritime via les canaux VHF ont la capacité de surveiller, respectivement, dans la même portée.
Les propagations anormales des ondes radio VHF qui se produisent parfois par réflexion sur les couches ionosphériques, lorsque la portée de communication peut atteindre plusieurs centaines de milles marins, ne peuvent être prises en compte en raison de leur caractère intermittent.
Pour augmenter la portée de surveillance, par exemple pour contrôler les navires dans la zone économique exclusive ou la zone exclusive des pétroliers, les équipements AIS peuvent être connectés à des systèmes radio longue distance.
Les systèmes radio longue distance comprennent les systèmes suivants :
Système de communication à ondes courtes,
Systèmes de communication par satellite.
Le système le plus pratique pour mettre en œuvre le mode de communication longue distance est INMARSAT-S. Les stations de navire INMARSAT-C sont l'un des éléments de l'équipement GMDSS, et ces stations sont les plus courantes en tant que stations de communication par satellite.
Ils assurent la transmission de messages télex en mode accumulation avec transmission ultérieure (le mode dit de stockage et de transfert). Sans restrictions sur la fonctionnalité de travail dans le système GMDSS, ils peuvent également être utilisés pour transmettre des données à un navire à la demande des services côtiers, participant ainsi au système de communication longue distance AIS.
Riz. 29.9. Fonctionnement AIS en mode de communication longue distance
Le principe de fonctionnement de l'AIS en mode de communication longue distance est illustré sur la Fig. 29.9. L'équipement AIS est connecté à la station satellite INMARSAT-S du navire. Pour cette connexion, une interface bidirectionnelle est utilisée conformément aux exigences de la norme IEC-61162.
La station du navire INMARSAT-S transmet le message via un satellite géostationnaire, qui fait office de répéteur actif. Le message est reçu par la station terrienne côtière puis transmis via les lignes de communication côtières à la station de contrôle du trafic maritime souhaitée.
Le fonctionnement en mode communication longue distance s'effectue parallèlement au fonctionnement de l'AIS sur les canaux d'échange de données VHF. Le mode de communication longue distance n'implique pas une surveillance continue du navire en temps réel, mais prévoit la transmission de données dans tout le navire à des intervalles de 2 à 4 fois par heure à 2 fois par jour.
Ainsi, le fonctionnement en mode communication longue distance ne crée aucune charge notable et n'interfère pas avec l'échange de données sur les canaux AIS.
Lorsque vous travaillez avec des équipements de communication longue distance, l'AIS du navire doit transmettre des messages de réponse uniquement aux demandes de la station de base.
L'équipement AIS doit fournir à l'utilisateur les moyens de définir des modes de génération automatique ou manuelle de messages de réponse aux demandes de communication longue distance.
Dans les deux cas, une indication de demande doit apparaître sur l’écran d’affichage. Il doit être affiché jusqu'à ce que le message de réponse soit envoyé (en mode automatique ou manuellement) ou jusqu'à ce que l'indication soit réinitialisée par l'opérateur.
Pour interroger l'AIS via un équipement longue distance, soit l'identifiant MMSI, soit la zone géographique « tous les navires » spécifiée par les coins nord-est et sud-ouest du rectangle dans la projection Mercator doit être utilisée comme adresse.
La demande doit être effectuée dans un premier temps dans la zone géographique « tous navires ».
Pour éviter la transmission répétée de messages de réponse dans une zone géographique à des demandes provenant d'autres stations côtières, l'AIS du navire doit stocker en mémoire les identifiants MMSI des stations côtières dont les demandes ont été reçues au cours des dernières 24 heures.
Actuellement, le mode de communication longue distance n’est pas obligatoire pour tous les navires. Mais c’est l’un des plus prometteurs solutions techniques tâches de surveillance des navires à l’échelle mondiale.
Équipement AIS du navire
Équipement AIS du navire
Types de stations AIS
Les stations AIS sont installées sur des objets mobiles et fixes.
Les stations mobiles (ou mobiles) comprennent :
Stations de navire de classe A ;
Stations de navire de classe B ;
Stations aériennes sur les navires de recherche et de sauvetage ;
Stations installées dans les installations de navigation ;
Stations portables utilisées par les pilotes à bord d'un navire.
Les stations fixes comprennent :
Stations de base ;
Stations répéteurs.
Les stations de classe A répondent pleinement à toutes les exigences internationales et doivent être installées sur des navires conventionnels conformément aux exigences du chapitre 5 de SOLAS. Les stations de classe B n'ont pas d'affichage minimum pour afficher les informations et ne nécessitent pas la saisie d'informations sur le trajet. De telles stations sont destinées à être installées sur des navires non conventionnels (navires de plaisance, yachts, bateaux de pêche).
Des stations AIS peuvent être installées sur les avions pour les opérations de recherche et de sauvetage.
Les stations installées sur les objets de navigation (AtoN) jouent le rôle de balise radio et transmettent un message spécial 21 contenant son propre identifiant, type d'AtoN, indicateur de précision, localisation, type de capteur de navigation.
Les stations de base comprennent l'AIS installé dans les stations côtières participant au système de contrôle du trafic maritime (VTS). Les stations de base assurent la surveillance, c'est-à-dire la surveillance des navires dans une certaine zone côtière, peut transmettre des messages binaires spéciaux contenant des informations sur les navires qui ne sont pas équipés d'AIS, mais qui sont accompagnés de radars côtiers, et remplissent également de nombreuses autres fonctions.
Pour étendre la zone de couverture d'une station de base côtière, par exemple pour surveiller les zones d'eau cachées par le relief côtier, des répéteurs sont utilisés - des stations de répéteur.
Composition de l'équipement AIS à bord du navire
Composition de l'équipement AIS à bord du navire
La station AIS (ou transpondeur) se compose de deux unités fonctionnelles : l'unité principale et l'unité de contrôle et d'affichage (CMU).
L'unité principale fournit toutes les fonctions AIS et peut fonctionner de manière autonome sans unité de contrôle. Le PCP est conçu pour interagir avec l'opérateur. L'unité de commande reçoit des commandes de contrôle de l'unité principale et transmet des commandes d'entrée manuelle à l'unité principale. L'échange entre l'unité principale et l'unité de contrôle s'effectue via l'interface série RS-422 à une vitesse de 9600 bits/sec.
Schéma structurel L’AIS d’un navire de classe A est illustré sur la Fig. 29.10.
L'unité principale d'une station de navire AIS de classe A comprend :
Deux récepteurs de canaux AIS-1 et AIS-2 avec décodeurs TDMA avec possibilité de passer aux chaînes régionales ;
Émetteur commutable sur les canaux AIS-1 et AtS-2 et les canaux régionaux ;
Récepteur et décodeur DSC (canal 70) ;
Commutateur d'émission/réception d'antenne ;
Récepteur GNSS intégré ;
Codeurs de signaux DSC et TDMA ;
Contrôleur à microprocesseur qui contrôle le fonctionnement de l'équipement ;
Dispositif de surveillance des performances intégré (BUT - Built-in Integrity Test).
Riz. 29.10. Schéma fonctionnel d'un AIS embarqué de classe A
Un affichage (texte) minimal et un clavier offrent la possibilité de saisir des informations statiques et de voyage dans l'équipement AIS, ainsi que de saisir et d'afficher des messages texte liés à la sécurité de la navigation. Structurellement, l'écran et le clavier minimaux sont conçus comme un appareil séparé de petite taille ou combinés avec l'appareil AIS principal.
L'affichage minimum doit afficher les données d'au moins trois navires, y compris le relèvement, la distance et le nom du navire cible. D'autres données du navire peuvent être affichées en « faisant défiler » le texte horizontalement.
Dans le même temps, les données de relèvement et de distance sont stockées sur l'écran. En faisant défiler verticalement, vous pouvez afficher des données sur d'autres navires cibles. Lors du couplage d'un équipement AIS avec l'écran de navigation d'un navire, toutes les fonctions de saisie et d'affichage des informations sont implémentées sur l'écran interfacé.
Le récepteur GNSS intégré assure la synchronisation temporelle de l'équipement AIS et constitue une source d'informations de secours sur l'emplacement du navire. La principale source d'informations sur la position du navire dans l'AIS est le récepteur GNSS externe du navire, utilisé à des fins de navigation et interfacé avec l'AIS.
Les corrections différentielles transmises par les stations côtières de référence DGNSS dans la bande balise peuvent être transmises d'un récepteur de correction différentielle externe vers un récepteur GNSS interne. Les corrections différentielles peuvent également être transmises par la station côtière via le canal de communication AIS et transmises au récepteur GNSS interne.
L'AIS utilise les informations de coordonnées provenant de récepteurs GNSS externes et intégrés. L'AIS transmet en permanence des informations sur les coordonnées et l'heure actuelles. Lors de la transmission des informations de position, la station du navire AIS sélectionne automatiquement la source d'informations disponible avec la priorité la plus élevée conformément au tableau. 29.6.
L'équipement AIS doit sélectionner automatiquement la source de localisation ayant la priorité la plus élevée. Si la source change, l'AIS doit automatiquement basculer vers la source ayant la priorité la plus élevée (après 5 s si la priorité diminue, et après 30 s si la priorité augmente).
Pendant cette période, la dernière valeur de localisation valide doit être utilisée.
Lorsque la source de localisation change, le message n°5 (voir annexe) doit être immédiatement transmis et la phrase « ALR » correspondante délivrée à l'interface de présentation des données.
De la table 29.6, il s'ensuit que la station AIS privilégie les récepteurs GNSS fonctionnant en mode différentiel. Lors de la transmission de coordonnées prenant en compte les corrections différentielles, la station AIS inclut un signe de haute précision dans le message de position.
Lors de l'utilisation d'un récepteur GNSS interne fonctionnant en mode différentiel, on préfère utiliser les corrections reçues de la station de base AIS. Si les récepteurs GNSS internes et externes fonctionnent dans mode normal, la préférence est donnée au récepteur externe.
Priorité dans le choix d'une source de localisation
| Une priorité | Source de localisation | Signe de précision | Temps | Drapeau RAIM | Coordonnées latitude Longitude |
| 1 | Récepteur DGNSS externe 1) (récepteur GNSS en mode de fonctionnement différentiel) | 1 | UTC,c | 1/0 4) | Données externes |
| 2 | Récepteur DGNSS interne (récepteur GNSS interne en mode de fonctionnement différentiel utilisant les corrections transmises dans le message n°17) 2) | 1 | UTC,c | 1/0 4) | Données internes |
| 3 | Récepteur DGNSS interne (récepteur GNSS interne en mode de fonctionnement différentiel utilisant les corrections transmises par la balise radio) 3) | 1 | UTC,c | 1/0 4) | Données internes |
| 4 | Système de positionnement électronique externe 1) | 0 | UTC,c | 1/0 4) | Données externes |
| 5 | Récepteur GNSS interne (en mode de fonctionnement standard) 2) | 0 | UTC,c | 1/0 4) | Données internes |
| 6 | Les moyens de localisation ne sont pas utilisés : UN. saisie manuelle b. Dead Reckoning Avec. aucune information de localisation |
0 | 61 62 63 |
0 | Saisie manuelle Dead Reckoning Pas disponible 181/91 |
Tableau 29.6
Notes au tableau 29.6 :
1) pour toute configuration AIS.
2) si le récepteur GPSS interne est utilisé comme sauvegarde pour la détermination de la position.
3) si le récepteur GNSS interne fonctionne en mode différentiel grâce aux corrections transmises par la balise radio.
4) si les fonds RAIM sont disponibles - 1, s'ils ne sont pas disponibles - 0.
Si les performances de la source d'informations de localisation changent, l'AIS passe automatiquement à une autre source disponible ayant la priorité la plus élevée.
Lors du changement de source d'informations de navigation, un message contenant des informations statiques et d'itinéraire doit être immédiatement transmis, et les informations correspondantes doivent être affichées sur l'écran AIS du navire. Les données d'angle de trajectoire et de vitesse (par rapport au sol) doivent être obtenues à partir de la source d'informations de position utilisée.
Le paramètre RAIM (Receiver Autonomous Integrity Monitoring) (drapeau) est automatiquement calculé conformément à un algorithme spécial pour déterminer la fiabilité des coordonnées.
Avec une bonne séparation des satellites, les données de navigation sont considérées comme fiables et répondent à la précision requise. Dans ce cas, le paramètre RAIM est mis à "présent" (ou RAIM = 1). Si RAIM = non présent (ou RAIM = 0), alors les données de navigation ont une précision limitée.
Parmi les stations de navire de classe A, on distingue des équipements limités de classe A, installés sur décision des administrations maritimes nationales ou locales sur les navires où l'installation de l'AIS n'est pas expressément prévue dans les exigences du chapitre 5 de SOLAS. Il peut s'agir de petits navires de pêche opérant dans les mers intérieures, de navires pilotes, de remorqueurs et d'autres types de navires.
Pour les stations AIS de classe A limitées, certains écarts par rapport aux exigences et normes internationales sont autorisés en ce qui concerne les instruments de bord associés, l'utilisation des modes DSC, le contrôle des canaux de fréquence et les communications longue distance.
Pour les navires non conventionnels, des stations de navire AIS de classe B sont utilisées. Les stations de navire de classe B sont des équipements simplifiés installés sur les navires de plaisance, de sport et autres qui ne relèvent pas des exigences de la Convention SOLAS, par exemple sur les navires fluviaux à destination des côtes. eaux de mer.
L'utilisation de stations mobiles de classe B sur les navires appropriés permet de réduire la congestion du canal de communication AIS, ainsi que les coûts des armateurs pour l'équipement des navires.
Les principales différences entre les stations de navire de classe B sont :
Fréquence plus faible de transmission des informations dynamiques (durée de 30 à 5 secondes) ;
Utilisation de messages standards dont le format diffère de celui des messages provenant des stations de classe A ;
Utilisation d'un récepteur GNSS interne, à la fois à des fins AIS et de navigation ;
Absence possible de certains modes de fonctionnement et fonctions (mode de communication longue distance via IPmarsat-S, mode de contrôle des canaux de fréquence, mode de fonctionnement attribué et autres).
Un type spécial de stations AIS de navire est un équipement portable (portable) livré à bord du navire et utilisé par les pilotes. L'équipement pilote AIS est disponible en deux versions.
Si un ensemble complet d'équipements AIS est installé sur le navire, l'équipement pilote se présente sous la forme d'un ordinateur portable (ordinateur portable) avec une carte électronique de la zone de service de pilotage, qui est connecté à la station AIS du navire.
Le deuxième type d'équipement de pilotage est destiné à être utilisé sur des navires non équipés d'AIS et comprend tous les éléments nécessaires d'une station de navire. La partie émetteur-récepteur de l'équipement est conçue comme un appareil protégé, équipé d'antennes GNSS et VHF intégrées dans le capot et installées sur l'aile de la passerelle ou sur le pont supérieur.
La partie indicatrice de l'équipement sous la forme d'un ordinateur portable (laptop) est placée sur la passerelle de navigation et interagit avec la partie émetteur-récepteur via canal sans fil communications.
Le récepteur GNSS intégré en mode différentiel est utilisé comme source d'informations de localisation. Dans la plupart des cas, il n'y a aucune connexion avec le gyrocompas et le capteur de vitesse angulaire.
Saisie des données du navire
En plus des données reçues automatiquement des capteurs d'informations (coordonnées, cap et autres données dynamiques), l'AIS transmet également les paramètres statiques et de voyage du navire. Les données statiques (MMSI, nom et indicatif d'appel du navire) sont saisies lors de l'installation de l'équipement AIS sur le navire et ne doivent pas être modifiées ultérieurement par l'opérateur sans exigences particulières.
Ces paramètres doivent uniquement être surveillés, en prêtant attention à la pleine conformité du MMSI, de l'indicatif d'appel et du nom du navire spécifiés dans la licence d'équipement radio. Vous ne devez pas ajouter de symboles comme M/V, F/V, RMS, FPV ou tout autre préfixe avant le nom du navire.
L'utilisation de tels préfixes dans les bases de données automatiques des services côtiers peut prêter à confusion.
Une attention particulière doit être accordée à l'exactitude de l'indication de l'emplacement de l'antenne GNSS, c'est-à-dire paramètres A, B, C, D (Fig. 29.11). Les distances A, B, C, D sont spécifiées en mètres et correspondent à la position de l'antenne par rapport à la proue, à la poupe, aux côtés gauche et droit du navire, comme indiqué sur la Fig. 29.11.
Il faut se rappeler que dans l'AIS, deux récepteurs GNSS sont utilisés pour obtenir des informations sur les coordonnées actuelles - un récepteur externe et intégré.
Chacun de ces récepteurs possède sa propre antenne. La priorité d'utilisation des coordonnées d'un récepteur particulier est indiquée dans le tableau. 29.6. Tout d'abord, les coordonnées d'un récepteur GNSS externe sont utilisées, et s'il est impossible d'obtenir des données d'un récepteur externe, les coordonnées sont reçues du récepteur intégré.
Riz. 29.11. Paramètres du point de référence de l'antenne GNSS
Deux points de référence d'antenne différents du récepteur GNSS externe et intégré doivent être correctement saisis dans l'AIS.
Les paramètres A, B, C, D sont saisis dans différents menus du panneau de commande de l'opérateur. Ils ne doivent pas être modifiés sans une familiarisation détaillée avec le manuel d'utilisation de l'AIS et des informations fiables sur l'emplacement des antennes des récepteurs GNSS externes et intégrés. Les points d'ancrage des antennes de réception GNSS doivent être indiqués dans la conception technique pour l'installation des équipements AIS.
Certaines données AIS sont protégées par un mot de passe défini par l'opérateur. Le mot de passe doit être conservé dans un endroit sûr.
Les paramètres du voyage (type de navire et de marchandises transportées et tirant d'eau du navire) sont saisis au début de chaque voyage et ajustés si nécessaire. Le type de navire et la nature de la cargaison transportée sont précisés par un numéro à deux chiffres selon les tableaux 29.7 à 29.9.
Types de navires et de marchandises transportés
| Premier chiffre | Deuxième chiffre |
| 0 - non utilisé | 0 - Tous les navires de ce type |
| 1 - Réserver pour une utilisation future | 1 - Navires transportant des marchandises dangereuses, des polluants nocifs de la catégorie de danger « A » |
| 2 - Navires - ekranoplans (WIG) | 2 - Navires transportant des marchandises dangereuses, des polluants nocifs de la catégorie de danger « B » |
| 3 - Voir tableau. 29,8 | 3 - Navires transportant des marchandises dangereuses, des polluants nocifs de la catégorie de danger « C » |
| 4 - Navires à grande vitesse | 4 - Navires transportant des marchandises dangereuses, des polluants nocifs de la catégorie de danger « D » |
| 5 - Voir tableau. 29,9 | 5 - Réserve pour l'avenir et utilisation |
| 6 - Navire à passagers | 6 - Réserve pour futur et utilisation |
| 7 - Navire cargo | 7 - Réserve pour futur et utilisation |
| 8 - Pétrolier | 8 - Réserve pour futur et utilisation |
| 9 - Autres types de navires | 9 - Aucune information supplémentaire |
Tableau 29.7
Autres types de navires
| Premier chiffre | Deuxième chiffre | Type de navire |
| 3 | 0 | Rybolovetskoye |
| 3 | 1 | Remorquage |
| 3 | 2 | Remorquage, la longueur du remorquage dépasse 200 m ou la largeur dépasse 25 m. |
| 3 | 3 | Engagé dans des opérations de dragage ou sous-marines. |
| 3 | 4 | Occupé par le travail de plongée. |
| 3 | 5 | Occupé par les opérations militaires. |
| 3 | 6 | Voilier |
| 3 | 7 | bateau de plaisance |
| 3 | 8 | Réserver pour une utilisation future |
| 3 | 9 | Réserver pour une utilisation future. |
Tableau 29 8
Navires spéciaux
| Premier chiffre | Deuxième chiffre | Type de navire |
| 5 | 0 | Bateaux-pilotes |
| 5 | 1 | Navires de recherche et de sauvetage |
| 5 | 2 | Remorqueurs |
| 5 | 3 | Navires de service portuaire |
| 5 | 4 | Navires équipés d'équipements pour les opérations de nettoyage et d'écrémeurs sans hydrocarbures |
| 5 | 5 | Navires de surveillance |
| 5 | 6 | |
| 5 | 7 | Réserve - pour désigner les navires locaux |
| 5 | 8 | Transport sanitaire (défini par la Convention de Genève de 1949) |
| 5 | 9 | Navires conformément à la résolution n° 18 (Mob -83) |
Tableau 29.9
Par exemple, pour un cargo ne transportant pas de marchandises dangereuses, le code doit être fixé à 70.
Dépannage
L'équipement AIS fournit des outils intégrés de surveillance des performances (BIIT). Ces outils assurent un contrôle constant du bon fonctionnement de l'AIS simultanément à l'exécution des fonctions standards.
Si une défaillance fonctionnelle ou un dysfonctionnement grave est détecté dans le fonctionnement de l'équipement AIS, une alarme doit être déclenchée et des informations sur le dysfonctionnement avec une indication de code d'erreur doivent être affichées sur l'écran minimum. Les codes d'erreur sont indiqués dans le tableau. 29.10.
Codes défauts AIS
| Texte du message | Message n° | Réponse du système au message |
| AIS : dysfonctionnement de l'émission (l'émetteur ne fonctionne pas) | 001 | Arrêter le transfert |
| AIS : le SWR de l'antenne dépasse la limite | 002 | Continuer le travail |
| AIS : dysfonctionnement du canal Rx 1 | 003 | |
| AIS : dysfonctionnement du canal Rx 2 | 004 | Arrêter de transmettre sur le canal défectueux |
| AIS : dysfonctionnement du canal Rx 70 | 005 | Arrêter de transmettre sur le canal défectueux |
| AIS : Panne générale | 006 | Arrêter le transfert |
| AIS : connexion MKD perdue | 008 | Continuez l'opération et réglez l'état DTE sur « 1 » |
| AIS : EPFS externe perdu | 025 | Continuer le travail |
| AIS : Aucune position de capteur utilisée | 026 | Continuer le travail |
| AIS : aucune information SOG valide | 029 | |
| AIS : aucune information COG valide | 030 | Continuer à utiliser les données par défaut |
| AIS : Cap perdu/invalide | 032 | Continuer à utiliser les données par défaut |
| AIS : aucune information ROT valide | 035 | Continuer à utiliser les données par défaut |
Tableau 29.10
Pour fournir un moyen indépendant et simple d'activer une alarme externe, l'équipement AIS dispose d'un relais d'alarme avec des contacts sans terre normalement fermés.
Lorsque l'alimentation est coupée, le relais d'alarme doit également être activé.
Après que l'opérateur a confirmé l'alarme au moyen d'un affichage minimal (confirmation interne), ou après avoir reçu la proposition ACK correspondante (confirmation externe), le relais d'alarme doit revenir à son état initial.
Si des changements moins importants se produisent dans le fonctionnement de l'équipement AIS qui n'affectent pas les performances globales, l'affichage minimum affiche l'indication correspondante sans déclencher d'alarme ni nécessiter de confirmation.
Les codes de ces changements sont présentés dans le tableau. 29.11. Un exemple de tels messages pourrait être les messages liés au changement de la source de réception des coordonnées du navire d'un récepteur GNSS externe vers un récepteur interne ou vice versa.
Codes de changement de fonctionnement AIS
| Texte du message | Message n° | Réponse de l'équipement |
| Perte de temps UTC | 007 | Continuer à utiliser l'accès UTC indirect ou la synchronisation des stations sémaphores |
| Un récepteur DGNSS externe est utilisé (Récepteur GNSS en mode de fonctionnement différentiel) |
021 | Continue de travailler |
| Utilise un récepteur GNSS externe |
022 | Continue de travailler |
| Utilise un récepteur DGNSS interne (Récepteur GNSS en mode de fonctionnement différentiel utilisant les corrections transmises par la balise) |
023 | Continue de travailler |
| Utilise un récepteur DGNSS interne (Récepteur GNSS en mode de fonctionnement différentiel utilisant les corrections transmises dans le message 17) |
024 | Continue de travailler |
| Utilise un récepteur GNSS interne (en mode de fonctionnement standard) |
025 | Continue de travailler |
| Une source SOG/COG externe est utilisée | 027 | Continue de travailler |
| Utilise une source SOG/COG interne | 028 | Continue de travailler |
| Taux de change réel | 031 | Continue de travailler |
| L'indicateur de vitesse angulaire de virage est utilisé | 033 | Continue de travailler |
| Un autre capteur de taux de lacet est utilisé | 034 | Continue de travailler |
| Paramètres du message de contrôle de canal modifiés | 036 | Continue de travailler |
Tableau 29.11
Partager l'AIS avec un système de cartographie électronique
Partager l'AIS avec un système de cartographie électronique
L'affichage des informations AIS est l'un des problèmes clés qui déterminent son efficacité utilisation pratique tant sur les navires que dans les services côtiers. Le problème de l'affichage des informations AIS n'a pas été définitivement résolu et n'a pas été reflété de manière adéquate dans les documents réglementaires et les normes relatives à l'AIS, à l'exception des exigences générales.
Ainsi, la norme IEC-61993-2 établit des exigences uniquement pour l'affichage minimum pour les stations mobiles de bord de classe A. L'affichage graphique visuel des informations, nécessaire à l'utilisation efficace de l'AIS, n'est pas réglementé dans les documents réglementaires et techniques en vigueur. . Par conséquent, les développeurs de logiciels utilisent aujourd’hui divers symboles graphiques pour afficher les données AIS.
Informations AIS dans forme graphique peut être affiché sur les types de dispositifs d’affichage suivants :
Sur l'écran radar du navire ou sur les écrans dotés de fonctions de traçage radar (ARPA) ;
Sur l'écran du système électronique d'information cartographique de navigation (ECDIS) ;
Sur les écrans des systèmes de navigation intégrés (INS - Integrated Navigation System) ou des systèmes de pont intégrés (IBS - Integrated Bridge System) ;
Sur les écrans spécialisés des opérateurs VTS, des systèmes de reporting des navires et d'autres services côtiers.
Étant donné que l'objectif principal de l'AIS lorsqu'il est utilisé à bord d'un navire est de prévenir les collisions, il est conseillé d'afficher les informations AIS sur les navires, en premier lieu, sur les écrans traditionnellement utilisés à des fins d'évitement des collisions - radar et ARPA. Cependant, pour un certain nombre de raisons techniques, l'affichage des informations AIS n'est possible que sur les indicateurs radar/ARPA modernes qui respectent pleinement les exigences des résolutions de l'OMI MSC 64(67) et A.823(19), ainsi que des normes CEI 60872, 60936 et 61162. Par ailleurs, interface utilisateur ces indicateurs devraient inclure des fonctions spécifiques liées à la gestion des informations AIS et/ou à l'affichage intégré (combiné) des informations AIS et radar. De tels dispositifs ont commencé à apparaître sur le marché de la radioélectronique marine en 2002 et ne se sont pas encore généralisés sur les navires.
Par conséquent, l’un des moyens disponibles aujourd’hui pour afficher les informations AIS à bord d’un navire peut être un système d’information de navigation sur carte électronique.
Les exigences de performance pour les systèmes d'information de navigation sur cartes électroniques (ECDIS) sont définies dans les résolutions de l'OMI A.817(19) et MSC.86(70). La fonction principale de l’ECDIS est d’aider à assurer la sécurité de la navigation.
L'ECDIS est un système d'information de navigation qui, avec des dispositifs de sauvegarde appropriés, peut être considéré comme un moyen de répondre à l'exigence d'une carte mise à jour en vertu de la réglementation SOLAS 74 V/20.
Cet objectif est atteint en combinant les informations de la carte électronique de navigation du système (SENC) avec les données de position du navire. Si nécessaire, des informations de navigation supplémentaires peuvent être affichées sur l'écran, qui comprennent principalement des informations radar et des données AIS.
Les informations ECDIS et les informations supplémentaires doivent être affichées dans un système de coordonnées commun, ne doivent pas déformer les informations SENC et s'en distinguer clairement.
Sur les navires modernes, les informations AIS, ainsi que les informations radar, pourraient être affichées sur les écrans des systèmes de navigation intégrés (INS) ou des systèmes de flèche intégrés (IBS), qui sont de plus en plus courants. Lors de l'affichage simultané des informations AIS et des informations du radar/ARPA, il est recommandé de respecter les principes de base suivants donnés dans les directives de l'OMI et de l'IALA (International Association of Marine Aids to Navigation and Lighthouse Authorities).
Les symboles AIS ne doivent pas gêner la visibilité des échos et des symboles de poursuite radar. Les symboles AIS et de suivi radar doivent être clairement distincts les uns des autres (en ohm, forme ou taille) ;
Les données cibles obtenues à partir de l'AIS et résultant du suivi radar doivent être clairement distinctes les unes des autres. La source des données (AIS ou ARPA) doit être indiquée ; les propriétés des vecteurs cibles (temps d'extrapolation, vecteurs de mouvement relatifs ou vrais) affichés selon les données AIS et radar/ARPA doivent être identiques ;
Le mode d'affichage établi (orientation de l'image le long de la route ou le long du méridien, symbole du propre navire stationnaire ou en mouvement) doit s'appliquer aux deux cibles suivies par le radar/ARPA et les cibles AIS ;
Si des zones de restriction d'acquisition automatique sont établies pour le radar/ARPA, alors ces zones doivent être en vigueur pour activer les cibles AIS. A l’entrée dans la zone d’acquisition automatique, la cible AIS « endormie » doit devenir « active »,
Les limites CPA/TCPA (Closest Point of Approach/Time to Closest Point of Approach) fixées par l'opérateur doivent s'appliquer aux deux cibles accompagnées de cibles radar/ARPA et AIS. Les alarmes sur une cible dangereuse doivent fonctionner pour chaque source d'information, quelle que soit la source d'information. si les conditions d'approche dangereuse sont fondées sur une autre source d'information ;
Pour les cibles suivies par radar/ARPA mais disposant d'informations AIS, une sélection automatique du type d'informations peut être prévue pour éviter d'afficher deux symboles pour une même cible. L'opérateur doit pouvoir modifier les critères de sélection automatique prédéfinis,
Si les critères de sélection automatique du type d'informations sur la cible sont remplis, les symboles et les données AIS doivent être affichés. Dans ce cas, la présence d'un suivi radar et les données correspondantes doivent être indiquées et les données doivent être disponibles.
Transas Marine Ltd est un leader reconnu dans le développement d'ECDIS. L'un des derniers produits de la société est le système de cartographie électronique Navi-Sailor 3000 (NS).
Étant un environnement intégré, NS permet le traitement d'une variété de données provenant de divers capteurs externes. Un tel capteur pourrait être un kit AIS. Lors de l'association avec NS, les options suivantes sont disponibles :
Recevoir et afficher des données sur les navires utilisant l'AIS (coordonnées, nom, MMSI, numéro OMI, état de navigation du navire, type de navire et nature de la cargaison, cap, vitesse, etc.) ; recevoir et afficher des informations supplémentaires transmises par l'AIS du navire et à terre ;
Transmettre des données sur votre propre navire (coordonnées, nom, MMSI, numéro OMI, état de navigation du navire, type de navire et nature de la cargaison, cap, vitesse, etc.) ;
Transmettre des messages avec différents statuts à d'autres objets AIS ;
Transmettre des informations sur les cibles AIS visualisées dans le NS à d'autres objets du système AIS.
Fig. 29 12. Zone cartographique du progiciel Fleet Manager IZB
Les cibles reçues de l'AIS sont affichées et traitées dans le système NS avec des identifiants uniques (MMSI, numéro OMI, nom, indicatif d'appel). Selon leurs caractéristiques, les buts ont des formes différentes.
Ainsi, un triangle allongé indique toute cible non dangereuse dont les informations ont été mises à jour il y a moins de 40 secondes. Un triangle équilatéral indique une cible dangereuse (les valeurs CPA et TCPA sont inférieures à celles établies).
Diamant - toute cible pour laquelle il n'y a pas de mise à jour des informations pendant 40 secondes, etc. Toutes les cibles sont de couleur verte. Sur les cartes à grande échelle, les cibles sont affichées sous la forme du contour d'un navire.
Pour obtenir rapidement des informations plus détaillées sur une cible spécifique, un curseur libre est utilisé. Avec son aide, un formulaire spécial contenant des données sur l’AIS de la cible est affiché.
NS prévoit de travailler avec l'AIS comme moyen de recevoir et de transmettre des informations de service. Les messages de service provenant d'autres stations sont reçus et affichés automatiquement. Il est possible d'empoisonner à la fois les messages texte et les messages cibles. L'état du message (Normal ou Sécurité) est attribué par l'opérateur en fonction de l'importance du message transmis.
Un autre produit reconnu et largement utilisé sur le marché des ECDIS est le progiciel Fleet Manager IZB développé par INT Co., Ltd. Le complexe se compose d’une partie serveur et client.
Le serveur comprend une base de données réapprovisionnée des navires et des positions et un ensemble de programmes spécialisés (modules d'interface) qui vous permettent de travailler avec les informations reçues via différents canaux (AIS, DSC, INMARSAT, etc.). L'opérateur interagit avec le système à l'aide du poste de travail client.
La fenêtre principale du progiciel, ainsi que la zone de carte principale (Fig. 29.12), comprennent le menu principal, la barre d'outils, un panneau d'informations supplémentaires et un panneau d'état et de contrôle.
Dans la zone de la carte, il y a des symboles graphiques Les cibles AIS sont affichées. Dans ce cas, la cible AIS correspondante est affichée sous la forme d'un losange avec un vecteur vitesse et la trajectoire du chemin parcouru.
Un groupe de cibles est affiché sous forme de triangles indiquant le nombre de cibles dans le groupe. Les informations actuelles sur la cible sélectionnée (nom, MMSI, indicatif d'appel, registre du navire, numéro OMI, destination et heure d'arrivée, coordonnées actuelles, caractéristiques du navire, etc.) peuvent être obtenues à partir du panneau d'informations supplémentaires.
Le menu principal avec une barre d'outils et un panneau d'état et de contrôle vous permet de définir les modes de fonctionnement du programme, d'ajuster la base de données des navires, de créer des signets pour certaines zones de la carte, de configurer des filtres pour afficher les navires et leurs positions, etc.
Un avantage incontestable du complexe considéré est la possibilité de partager des modules logiciels permettant de traiter les données AIS, de contrôler la quantité d'informations stockées dans la base de données de position, de créer, d'envoyer et de recevoir des messages, de créer des programmes de simulation à partir de capteurs externes, etc.
Utilisation de l'AIS dans les systèmes de contrôle du trafic maritime
Utilisation de l'AIS dans les systèmes de contrôle du trafic maritime
Conformément à la résolution MSC.74(69) de l'OMI, les principaux services côtiers utilisant l'AIS en mode navire-terre sont les systèmes de contrôle du trafic maritime (VTS), ainsi que les systèmes de compte rendu des navires qui fournissent aux États côtiers des informations sur le navire. et sa cargaison
L'utilisation de l'AIS comme moyen technique de SRDS vous permet de réaliser les avantages suivants :
La capacité d'identifier automatiquement les navires surveillés, éliminant ainsi le besoin de radiogoniomètres et/ou de communications radio vocales à des fins d'identification ;
Automatisation de l'obtention auprès des navires des informations nécessaires au fonctionnement du SRDS (type de navire, longueur, largeur, tirant d'eau, port de destination, route, etc.) ;
Automatisation de la transmission aux navires d'informations sur la situation de navigation dans la zone d'exploitation du SRDS, d'informations hydrométéorologiques et d'avertissements de phénomènes dangereux ;
Possibilité de transmission automatisée via les canaux AIS d'informations sur les navires non équipés de transnonders, mais accompagnés de radar SRDS ;
Réduction significative des erreurs dans la détermination des coordonnées et des éléments de mouvement des navires contrôlés par rapport au suivi radar ;
Élimination d'autres limitations et inconvénients spécifiques inhérents au suivi radar (effet d'ombre, faux échos et interférences, possibilité de perte et de commutation du suivi, augmentation des erreurs lors de la manœuvre de la cible, etc.) ;
Possibilité d'étendre considérablement la zone de couverture du SRDS avec une réduction significative des coûts de construction et d'exploitation.
Assurer l'identification automatique et automatiser l'échange mutuel d'informations entre le centre SRDS et les navires utilisant l'AIS contribue à réduire le volume des échanges radiotéléphoniques et permet dans certains cas de les éliminer complètement (par exemple, pour les ferries et autres navires de trafic local). En conséquence, la charge supplémentaire pesant sur les navigateurs et les opérateurs du SRDS est réduite, ce qui contribue à augmenter le niveau de sécurité de la navigation.
L'utilisation de l'AIS et du SRDS comme centre de traitement et de diffusion des informations AIS reçues des navires permet de supprimer la transmission parallèle des informations radiotéléphoniques du navire vers d'autres services portuaires (service de pilotage, autorités portuaires, agence, remorquage, acconage, avitaillement). et d'autres sociétés engagées dans l'entretien des navires dans le port).
De plus, l'introduction de l'AIS dans les plus grands ports du monde (Singapour, Rotterdam, Hong Kong, Hambourg et autres) permet de résoudre de graves problèmes de surcharge des canaux VHF du service mobile maritime, contribuant ainsi à accroître l'efficacité de ports.
La transmission par le centre SRDS via les stations de base AIS de messages binaires (binaires), par exemple le message n° 8, contenant des informations sur les navires non équipés d'AIS, est d'une grande importance pour assurer la sécurité de la navigation dans les eaux portuaires et les eaux côtières. mais accompagné de radars côtiers dans le cadre du SRDS.
Suite à cette opération, un navire non équipé de station AIS apparaîtra néanmoins sur les indicateurs AIS de tous les autres navires. Toutes les informations nécessaires sur un tel navire sont transmises dans le cadre d'un message binaire par la station de base côtière.
Pour mettre en œuvre cette fonction, les équipements de traitement de l'information radar doivent être connectés à base commune Données de suivi AIS et radar, ainsi qu'avec un contrôleur de station de base AIS.
Le deuxième type de messages AIS binaires associés aux activités du SRDS sont des informations sur le plan de passage dans la zone d'exploitation du SRDS (la route du navire), qui est signalée par le navire au Centre SRDS ou proposée par le Centre SRDS jusqu'au navire.
L'utilisation de l'AIS dans SRDS permet de compenser les limites et les inconvénients du contrôle et du suivi radar traditionnels et ainsi d'améliorer considérablement l'efficacité et la qualité des informations reçues sur le mouvement des navires dans la zone de couverture SRDS. Les avantages et les bénéfices de l'AIS dans cet aspect sont similaires à bien des égards à ceux de l'utilisation de l'AIS sur les navires.
Le principe de fonctionnement de l'AIS avec les services côtiers est illustré sur la Fig. 29.13.
Figure 29.13. Fonctionnement de l'AIS en collaboration avec les services côtiers
De plus, l'utilisation de l'AIS dans SRDS vous permet d'étendre considérablement la zone de contrôle efficace du mouvement des navires équipés de l'AIS, sans augmenter le nombre de radars côtiers.
Cet avantage de l'AIS est particulièrement important pour les côtes accidentées et les archipels, où une seule station de base AIS peut couvrir une zone d'eau qui nécessite plusieurs radars pour assurer un contrôle radar complet. En conséquence, les investissements en capital et les coûts de fonctionnement du SRDS sont considérablement réduits.
Dans le même temps, l'utilisation de l'AIS n'exclut pas l'installation de radars pour surveiller les zones les plus complexes de la zone de couverture élargie du SRDS, surtout s'il y a des navires dans la structure maritime qui ne sont pas soumis aux équipements AIS.
Dans les zones de la zone de couverture SRDS non contrôlées par radar, l'obtention d'informations sur les navires non équipés d'AIS est assurée par l'utilisation d'éléments de systèmes de reporting des navires - rapports réguliers via les canaux radiotéléphoniques au centre SRDS en certains points de la route ou aux frontières.
Cependant, tous les centres SRDS ne sont pas tenus d’inclure un AIS. La position générale de l'AISM concernant la mise en œuvre de l'AIS dans le VTS est clairement exprimée dans le Manuel VTS 2002 :
"Pour éviter une situation dans laquelle les navires équipés de l'AIS supposent indûment que le centre SRDS est capable de recevoir leurs messages, l'administration SRDS devrait envisager de publier le statut SRDS de l'AIS. Le cas échéant, la date à laquelle l'administration envisage d'introduire l'AIS dans le SRDS."
5.3. Systèmes d'informations automatisés
Les technologies de l'information (TI) sont étroitement liées aux systèmes d'information, qui sont environnement opérationnel principal.
La technologie de l'information est un processus composé de règles, d'actions et d'étapes de traitement des données clairement réglementées. L'objectif principal de l'informatique est d'obtenir les informations nécessaires à l'utilisateur à la suite du traitement des informations primaires.
Système d'Information (IP) est un environnement dont les éléments constitutifs sont des ordinateurs, des réseaux informatiques, des produits logiciels, des bases de données, des personnes, etc. L'objectif principal d'un système d'information est d'organiser le stockage et la transmission des informations. IP– un système homme-machine permettant d'organiser le stockage, le traitement et la délivrance d'informations dans l'intérêt d'atteindre un objectif fixé, en utilisant l'informatique.
Habituellement, le terme SI inclut nécessairement le concept de système automatisé et on suppose que dans le processus de traitement de l'information, le rôle principal est attribué à l'ordinateur. Une définition plus ou moins stricte peut être donnée système d'information automatisé (AIS):
AIS (Base de données) est une collection de données structurées d'une manière ou d'une autre (base de données) et un ensemble d'outils matériels et logiciels pour stocker et manipuler les données (voir Fig. 11).
La structuration s'entend comme le processus d'adaptation des données aux besoins de la machine, par exemple en limitant la longueur et les valeurs des données, c'est-à-dire introduction de conventions sur la manière dont les données seront présentées.
Figure 5.1. Composition de la banque de données.
Base de données(DB) au sens strict du terme est un fichier de données structurées interdépendantes définies par un schéma indépendant du programme et situées sur des périphériques de stockage directement accessibles. Ces derniers sont le plus souvent des disques magnétiques.
Récemment, les bases de données relationnelles sont devenues les plus répandues. Ils stockent les informations dans une ou plusieurs tables. La relation entre les tables s'effectue à travers les valeurs d'un ou plusieurs champs correspondants. Chaque ligne du tableau du RDB est unique. Pour garantir l'unicité des lignes, des clés sont utilisées qui incluent un ou plusieurs champs. Les clés sont stockées de manière organisée, permettant un accès direct aux enregistrements de table lors des recherches.
Les systèmes de gestion de base de données (SGBD) sont utilisés pour l'interaction de l'utilisateur avec la base de données. SGBD est un ensemble de programmes et d'outils linguistiques conçus pour créer, maintenir et utiliser des bases de données.
Les SGBD modernes fournissent :
· un ensemble d'outils pour prendre en charge les tables et les relations entre les tables associées,
· une interface utilisateur développée qui vous permet de saisir et de modifier des informations, d'effectuer des recherches et de présenter des informations sous forme de texte ou de graphique,
· Outils de programmation de haut niveau avec lesquels vous pouvez créer vos propres applications.
Vous pouvez aborder la prise en compte de la diversité des AIS de différentes manières (voir Fig. 5.2). Ainsi, nous pouvons partir de la finalité fonctionnelle de l'AIS (tableau 4). L'AIS peut être classé selon son objectif :
· AIS pour la collecte et le traitement des informations comptables, d'enregistrement et statistiques ;
· AIS à des fins opérationnelles ;
· AIS pour une utilisation dans la pratique des enquêtes ;
· AIS à des fins médico-légales ;
· AIS pour une utilisation dans la pratique experte ;
· AIS à des fins de gestion, etc.
L'utilisation de l'AIS dans les activités d'enquête, de recherche opérationnelle et d'expertise sera abordée dans la cinquième partie.
Tableau 5.1. Fonctions des systèmes d'information automatisés
| Managérial systèmes | Financier systèmes | Personnel systèmes | Systèmes de production |
| Contrôle des activités de l'organisation | Comptabilité et paie | Comptabilité du personnel organisationnel | Étude de la demande et prévision des ventes |
| Analyse de situations stratégiques et tactiques | Prévisions et analyses financières | Contrôle des délais, incitations, pénalités, ancienneté | Analyse et prévision des coûts de production |
| Identifier les problèmes tactiques | Élaboration d'un plan financier | Planification des vacances | |
| Assurer le développement de solutions | Contrôle des dépenses et des revenus | Analyse et planification de la reconversion | Comptabilité des commandes |
| Ajustement budgétaire | Analyse et prévision des besoins en main d'œuvre |
Cependant, cette classification ne prend pas en compte bon nombre des caractéristiques les plus importantes de l'AIS, telles que la nature des informations fournies, la méthode d'organisation du tableau de recherche, le type de critère de correspondance sémantique, etc. L'une des classifications les plus complètes selon signes reflétant la possibilité d’une unification lors de la création et de l'utilisation de l'AIS, cela est proposé, par exemple, dans l'ouvrage.
L'expérience de l'application pratique de l'AIS a montré que la plus précise, correspondant à l'objectif même de l'AIS, devrait être considérée comme une classification selon le degré de complexité du traitement technique, informatique, analytique et logique des informations utilisées. Avec cette approche de classification, il est possible de lier le plus étroitement l'AIS et les technologies de l'information correspondantes, dont les principaux types ont été indiqués ci-dessus (voir section 5.2).
Ainsi, à notre avis, on peut distinguer les types d'AIS suivants utilisés dans les activités des organes des affaires intérieures :
· systèmes de traitement automatisé de données (ADS);
· informations automatisées moteurs de recherche(AIPS);
· systèmes automatisés d'information et de référence (AISS);
· postes de travail automatisés (AWS) ;
· systèmes de contrôle automatisés (ACS);
· systèmes experts (ES) et systèmes d’aide à la décision ;
La classification AIS détermine la place de chaque système, sa connexion avec d'autres systèmes et les modalités de construction éventuelle de nouveaux systèmes d'information. Par exemple, la combinaison de l'AISS et de l'ASOD est appelée système automatisé d'information et de règlement, et l'ACS peut inclure simultanément plusieurs postes de travail automatisés et systèmes électroniques.
Examinons plus en détail chacun des types d'AIS répertoriés dans la classification et donnons des exemples précis d'utilisation des systèmes correspondants.
Systèmes automatisés traitement de l'information (ASOD) sont destinés à résoudre des problèmes bien structurés pour lesquels des données d'entrée sont disponibles, des algorithmes et des procédures de traitement standard sont connus. Les ASOD sont utilisés pour automatiser les opérations de routine répétitives du travail de gestion du personnel peu qualifié. En tant que systèmes d'information indépendants, les ASOD ne sont actuellement pratiquement pas utilisés, mais ils constituent en même temps des éléments obligatoires des systèmes d'information les plus complexes, tels que l'AISS, les postes de travail automatisés et les systèmes de contrôle automatisés. Dans ATS, les ASOD sont utilisés notamment pour le traitement statistique des informations sur des formulaires de déclaration spécifiés et sont abordés plus en détail dans la quatrième partie.
AIPS- un système qui assure la sélection et l'affichage des informations selon la condition précisée dans la demande. L'AIPS et l'AISS discutés ci-dessous sont les principaux composants des technologies de l'information de gestion. L'importance des AIPS dans la gestion réside dans le fait que la nécessité de travailler avec eux et, par conséquent, les résultats sont utilisés à tous les niveaux de gestion - de l'opérationnel au stratégique. Des exemples d’AIPS, qui sont mis en œuvre sous forme d’enregistrements automatisés dans le travail pratique des services répressifs, ont été évoqués ci-dessus (voir section 5.1).
AISSsont des systèmes qui fonctionnent de manière interactive et fournissent aux utilisateurs des informations de référence. Ils saisissent, organisent, stockent et émettent des informations à la demande de l’utilisateur sans transformations de données complexes.
AISS "RÉSUMÉ"vous permet de travailler avec une base de données créée à partir d'informations opérationnelles sur les incidents et les crimes reçus par les organes des affaires internes, de rechercher dans la base de données en utilisant des détails et également de maintenir traitement statistique données, établir des rapports lors de la réception des demandes et après l'exécution des documents.
Figure 5.2.Classification des systèmes d'information.
AISS "GUESTROLLERS" est destiné au traitement automatisé par les unités opérationnelles de la Direction de l'Intérieur et de la Direction de la Sécurité Routière des informations sur les personnes présentant un intérêt opérationnel pour les organes des affaires intérieures des transports et de leurs communications ; les objets volés pendant le transport, les objets non identifiés ou remis volontairement qui portent des numéros individuels ou des caractéristiques.
Le système vous permet de résoudre trois problèmes principaux : « VISAGE », « CRIMES NON RÉSOLUS », « CHOSES ». Un PC compatible PC et le package d'application FLINT 3.03 ou 4.0 sont requis pour le fonctionnement.
AISS "Gruz-ZhD"conçu pour la collecte, le stockage et la délivrance automatisés d'informations sur les faits de vol de marchandises et de bagages dans le transport ferroviaire, pour lesquels des poursuites pénales ont été engagées, ainsi que sur les vols de marchandises divulgués. Le système peut fonctionner dans le cadre d'un poste de travail automatisé (AWS) et dans un réseau local (LAN). Les exigences relatives au support technique de l'AISS sont les mêmes que pour les "Invités" de l'AISS.
AISS « COMMERCE DE DROGUES » destiné aux employés du département du trafic de drogue. L'utilisation d'un système de connexions inter-tâches permet d'identifier les individus, leurs liens avec les événements, entre eux, avec des armes et des adresses qui transitent par différents types d'enregistrements. L'AISS est utilisée pour effectuer des travaux opérationnels, comptables et analytiques au sein des autorités des districts urbains et du ministère de l'Intérieur des républiques.
Un système largement utilisé dans ATS est AISS "Kartoteka-Région", conçu pour fonctionner avec les dossiers de noms de personnes condamnées, recherchées et détenues pour vagabondage. L'utilisation de l'AISS pour obtenir des informations de référence à partir de fichiers de référence opérationnels permet non seulement de réduire le coût du travail manuel de 40 pour cent et d'augmenter l'efficacité de la résolution des problèmes opérationnels et de service, mais également d'obtenir les données analytiques et statistiques nécessaires et de résoudre les problèmes de production et de service. problèmes économiques, en particulier la répartition des condamnés en fonction des compétences professionnelles, des peines, du régime de détention et des besoins de production. Le complexe logiciel et matériel inclus dans l'AISS assure l'enregistrement automatique des documents de type questionnaire non orientés machine. Adabas a été considéré comme le SGBD de l'AISS "Kartoteka-Region", et la programmation des tâches appliquées peut être effectuée dans le langage algorithmique PL/1. Le temps de recherche moyen dans la base de données utilisant les données d'installation sur un ensemble de 1,7 million de documents est de 2 à 3 secondes.
AISS "APPAREIL SPÉCIAL" conçu pour fonctionner avec des équipements spéciaux et vous permet de planifier des activités de recherche opérationnelle basées sur la fourniture rapide et de haute qualité des informations nécessaires. Vous pouvez, par exemple, trouver rapidement un cercle de personnes partageant le même type de faits à partir d'un ensemble de messages spéciaux, de méthodes de commission de crimes, d'adresses, etc.
AWSest un complexe individuel de matériel et de logiciels conçu pour automatiser le travail professionnel d'un spécialiste. Le poste de travail comprend généralement un PC, une imprimante, un traceur, un scanner et d'autres appareils, ainsi que des programmes d'application tels que des éditeurs de texte, des feuilles de calcul, des outils graphiques professionnels, etc., c'est-à-dire applications bureautiques. Les lieux de travail constituent le principal environnement d’automatisation informatique des activités professionnelles.
Le concept de lieu de travail automatisé n’est pas entièrement établi. Ainsi, un lieu de travail automatisé est parfois compris comme un poste de travail équipé de tout le matériel nécessaire pour exécuter certaines fonctions. Vous pouvez également retrouver le concept de lieu de travail automatisé comme nom de code un progiciel conçu pour automatiser le flux de travail. Apparemment AWS doit être considéré comme des systèmes dont la structure, c'est-à-dire la totalité de tous les sous-systèmes et éléments est déterminée par leur objectif fonctionnel.Étant donné que les postes de travail automatisés diffèrent de l'ASOD, de l'AISS et de l'AIPS par leurs fonctionnalités développées, ces derniers peuvent faire partie du lieu de travail automatisé en tant que sous-systèmes.
En règle générale, il existe trois manières de créer des postes de travail automatisés en fonction de la structure d'exécution : utilisation individuelle, utilisation en groupe et réseau. Les avantages et les inconvénients de chaque méthode sont évidents ; Il convient seulement de noter que la méthode de construction en réseau semble être la plus prometteuse, puisqu'elle permet d'obtenir des informations à partir de banques de données distantes, jusqu'au niveau fédéral et international, ainsi que d'échanger des informations d'intérêt entre divisions structurelles, sans recourir à d'autres moyens de communication.
Lorsqu'il travaille avec un lieu de travail automatisé, un spécialiste n'est pas tenu d'avoir une connaissance détaillée du système et des logiciels d'application. Il est bien plus important qu'il sache s'orienter Domaine le phénomène étudié.
Un exemple de poste de travail opérationnel est BRAS "GROVD", qui a été créé dans le but d'améliorer aide à l'information activités opérationnelles d'enquête et de gestion des organes des affaires intérieures de la ville et de la région. Le poste de travail est conçu comme un ensemble de sous-systèmes interconnectés, chacun pouvant fonctionner de manière autonome. Le système vous permet d'effectuer un traitement statistique des informations et ses fonctions sont abordées dans la quatrième partie de ce manuel.
ACSest un ensemble de logiciels et de matériels conçus pour automatiser la gestion de divers objets. La fonction principale du système de contrôle automatisé est de fournir des informations à la direction. En pratique, les systèmes de contrôle automatisés sont mis en œuvre comme un ensemble de postes de travail interconnectés.
Un exemple de système moderne de contrôle du trafic aérien est ACS "Unité de service"(ACS DC), qui vise à automatiser la gestion des forces et des moyens des départements et services des organes des affaires intérieures dans le processus de réponse rapide aux crimes et délits. Le système de contrôle automatisé remplit les fonctions principales suivantes :
- collecte et analyse automatisées d'informations sur la situation opérationnelle dans la ville, délivrance de décisions et désignations de cibles aux services de police, aux équipages de voitures de patrouille, suivi de leur mise en œuvre en temps réel ;
- collecte, traitement, stockage, documentation et affichage automatisés d'informations sur le déploiement des forces et des moyens, la position et le nombre de voitures de patrouille, les faits de crimes et délits sur fond de cartes électroniques sur des moyens individuels et collectifs dans les services de police et de police départements;
- collecte automatisée par les canaux de communication des départements et services des organes des affaires intérieures d'informations sur les personnes ayant commis des infractions, des objets volés, des véhicules volés, d'autres informations opérationnelles de recherche et de référence, ainsi que la délivrance d'informations à la demande des départements des organes des affaires intérieures de banques de données régionales et municipales ;
- enregistrement automatique des activités des services de police, préparation de rapports analytiques et statistiques, analyse rétrospective des processus et des événements.
Un domaine relativement nouveau et prometteur de l'utilisation de la technologie informatique dans les organes des affaires intérieures est systèmes experts.
Système expert (ES) est un système d'intelligence artificielle qui comprend une base de connaissances avec un ensemble de règles et un mécanisme d'inférence qui permet, sur la base des règles et des faits fournis par l'utilisateur, de reconnaître une situation, de poser un diagnostic, de formuler une solution ou de donner une recommandation. pour choisir une action.
Les systèmes experts automatisés sont des complexes logiciels informatiques basés sur des algorithmes d'intelligence artificielle, notamment des méthodes de résolution de problèmes, et impliquant l'utilisation d'informations obtenues auprès de spécialistes.
Un système expert est basé sur la connaissance. La connaissance résulte du traitement des informations accumulées dans un certain domaine. Au sens figuré,
"connaissance = faits + croyances + règles."
Il faut faire une distinction entre connaissances et données. La propriété principale de la connaissance est son activité, sa primauté par rapport aux procédures, contrairement aux données, qui jouent un rôle passif par rapport aux procédures.
En pratique, les systèmes experts sont généralement des programmes informatiques qui simulent les actions d'un expert humain lors de la résolution de problèmes dans un domaine restreint sur la base des connaissances accumulées qui constituent la base de connaissances. Ils sont destinés à résoudre une classe strictement définie de tâches professionnelles relevant de la compétence d'un expert donné.
Les systèmes experts comprennent trois éléments principaux : une base de connaissances, un moteur d'inférence et une interface utilisateur.
La base de connaissances contient des informations sur ce qui est actuellement connu sur le sujet étudié. Il est créé sur la base de recherches dans ce domaine et de l'expérience des praticiens. En pratique, une base de connaissances est un ensemble de règles liées à un domaine spécifique.
La base de connaissances contient faits connus, exprimés sous forme d'objets, d'attributs et de conditions. En plus des représentations descriptives, il comprend des expressions d'incertitude, c'est-à-dire restrictions sur la fiabilité du fait. Une base de connaissances diffère d'une base de données en raison de son contenu symbolique plutôt que numérique ou alphabétique. Il représente un niveau d'abstraction plus élevé et traite de classes d'objets plutôt que des objets eux-mêmes. La collecte des connaissances et la constitution des bases de connaissances sont réalisées par un spécialiste, appelé ingénieur cognitif.
Le moteur d'inférence est conçu pour tirer des conclusions. Ses actions s'apparentent au raisonnement d'un expert qui évalue un problème et propose des solutions. En recherchant une solution basée sur des règles connues, le moteur d'inférence consulte la base de connaissances jusqu'à ce qu'il trouve un chemin plausible pour obtenir un résultat acceptable.
L'interface utilisateur facilite l'interaction et le dialogue entre le système et l'utilisateur. Utilisant le langage naturel, il crée l’apparence d’une conversation de forme libre en utilisant des expressions quotidiennes dans des phrases bien formées.
Lorsque le développement massif des systèmes experts a commencé, l'idée de systèmes experts vides est naturellement née, dans laquelle les moyens de représentation des connaissances et la manière dont fonctionne le solveur sont fixés, et la base de connaissances est vide. Lors du déplacement vers une problématique spécifique, la base de données est complétée par un ingénieur cognitif en collaboration avec un expert.
Pour faciliter le processus de création de tels systèmes, des coques dites expertes ont été développées - Interexpert, Insiqht GURU. En mettant les données existantes dans la coque vide d'un système expert, il est possible de créer des systèmes experts dans divers domaines d'activité. La principale application dans les activités répressives se trouve actuellement dans la pratique des enquêtes et sera discutée plus en détail dans la cinquième partie.
Les systèmes experts sont également utilisés dans d’autres activités. ES "BLOC" est destiné aux salariés des unités de lutte contre la délinquance économique et permet d'identifier les modalités possibles de commission de vols lors des travaux de construction.
Le système permet :
- au stade de la saisie des données initiales, formuler le problème ;
- identifier les méthodes possibles de perpétration de vols ;
- dresser une liste de signes correspondant à une méthode particulière de commettre un vol. qui est utilisé pour planifier des activités visant à résoudre un crime.
Pour élaborer une décision sur la méthode de commission des délits, les groupes de signes suivants sont utilisés : économiques, technologiques, commerciaux, comptables, opérationnels, ainsi que les personnes impliquées et les documents - supports d'informations.
Le système se caractérise par la facilité de saisie de nouvelles données, ce qui permet de les adapter rapidement en cours de fonctionnement. L'ES dispose d'un sous-système d'aide et d'un sous-système de formation des utilisateurs.
ES "BLOK" est implémenté sur la base du shell en langage naturel DIES pour les systèmes experts et d'information. Les employés les plus expérimentés des unités de lutte contre la criminalité économique ont été impliqués dans le développement du système. Le développement de l'ES « BLOK » prévoit la possibilité d'accéder aux enregistrements automatisés des organes des affaires intérieures.
Depuis 1964, VNIISE opère avec succès FR "AVTOEX"(la dernière version de 1988 "Mod-ExARM"). Le système résout de manière interactive huit problèmes liés à une collision avec un piéton. ES offre un haut niveau d’automatisation de la recherche d’experts. Il automatise la plupart des opérations : analyse experte des données sources, choix d'un parcours de recherche, réalisation de calculs, rédaction d'une conclusion, formulation d'une conclusion avec impression ultérieure.
Grâce au système, vous pouvez obtenir des réponses aux questions liées à la détermination des valeurs numériques de divers paramètres d'un accident de la route : la vitesse de la voiture, sa distance d'arrêt, la distance de la voiture depuis le lieu de la collision à un point précis de le temps, etc Les problèmes de calcul et de logique sont également résolus : par exemple, si le conducteur d'un véhicule a la capacité technique d'éviter une collision avec un piéton. Il faut en moyenne cinq minutes pour réaliser un examen : trois minutes pour la saisie des données et deux pour la recherche et l'impression. Le système permet également d'étudier les collisions de véhicules avec des obstacles et les collisions de véhicules.
Une nouvelle classe d’AIS est formée systèmes d'aide à la décision , qui représentent une symbiose de l'AIS.
Ils sont également de plus en plus utilisés par les forces de l'ordre. systèmes de traitement d'images informatiques, systèmes automatisés de reconnaissance de l'information (AIRS). Il s'agit généralement de systèmes assez complexes qui nécessitent des matériel. Des exemples d’utilisation pratique de ces systèmes seront abordés dans la cinquième partie.
Informatique et technologie informatique dans les activités des organes des affaires intérieures. Partie 5. Activités analytiques et technologies informatiques : Didacticiel. / Éd. Minaeva V.A. - M. : Administration d'État du ministère de l'Intérieur de la Fédération de Russie, 1996.
Fondamentaux de l'utilisation de l'informatique dans les organes des affaires intérieures. / éd. Polezhaeva A.P., Smirnova A.I. - M. : Académie du ministère de l'Intérieur de la Fédération de Russie, 1988. - 307 p.
Informatique et technologie informatique dans les activités des organes des affaires intérieures. Partie 4. Automatisation de la résolution de problèmes pratiques dans les organes des affaires intérieures : Manuel. / Éd. Minaeva V.A. - M. : Administration d'État du ministère de l'Intérieur de la Fédération de Russie, 1996.
Baranov A.K., Karpychev V.Yu., Minaev V.A. Ordinateur technologies expertes dans les instances des affaires intérieures : Manuel. - M. : Académie du ministère de l'Intérieur de la Fédération de Russie, 1992.
Systèmes experts. Principe de fonctionnement et exemples.- M:. Radio et communications, 1987.- P. 3.
Systèmes
Les concepts d'« information », de « processus d'information », de « système d'information » sont étroitement liés. Il est impossible de déterminer lequel de ces concepts est « primaire » par rapport aux autres. Toute tentative de définition de chacun d’eux est généralement impossible sans impliquer les autres.
L'information se manifeste dans des processus d'information qui se produisent uniquement dans le cadre d'un système.
Il est naturel d'appeler de tels systèmes systèmes d'information (SI). Les processus d'information apparaissent dans la séquence des changements d'état du SI.
On peut penser différemment et considérer qu'un système d'information est un système dont certains éléments sont des objets d'information (informations), et certaines connexions sont établies à travers le flux de processus d'information. C'est-à-dire que la présence d'informations et de processus d'information permet au système d'information « d'apparaître » et de se réaliser.
Tenter de donner une définition stricte du concept « système d'information » soulève immédiatement la nécessité d'une définition stricte du concept « information », qui, comme vous le savez, n'a pas encore été développé par la science moderne.
L'informatique étudie les modèles de processus d'information dans des systèmes de diverses natures, mais le principal sujet de ses recherches concerne les processus d'information dans les systèmes techniques et sociotechniques. De plus, ces modèles sont importants du point de vue de la possibilité d'automatiser ces processus. Ainsi, lorsqu'on considérera les systèmes d'information, on se limitera au cadre des systèmes d'information techniques et sociotechniques, et principalement des systèmes d'information automatisés.
Exemple. Considérez une machine à laver conventionnelle et automatique. Pour laver les vêtements, les deux doivent être connectés à une prise électrique. Mais le processus de lavage (remplissage de la machine avec de l'eau, réglage de la température, rotation du tambour, etc.) dans le premier cas est entièrement régulé par une personne, et dans le second - par un programme de contrôle enregistré sur une carte perforée spéciale ou un microcircuit. . Il est peu probable que quiconque appelle une machine à laver ordinaire un système informatique, mais ce nom convient tout à fait à un système automatique.
Note 1.
Notons la différence entre les termes « automatique » et « automatisé ». Le processus est automatiquement exécuté et, même s'il a commencé sur ordre d'une personne, il se poursuit ensuite sans sa participation jusqu'à son achèvement. Lorsque nous parlons d'un processus automatisé, cela signifie qu'une personne peut intervenir, réguler et diriger le déroulement du processus si nécessaire.
Note 2.
Quand nous disons qu’un système donné est informatif, cela ne signifie pas que tous ses éléments et toutes ses connexions sont uniquement informatifs. Les éléments du système peuvent être de nature très différente : matériel, énergie, information. Pour qu’un système soit qualifié d’informationnel, il suffit que certains de ses éléments et/ou certaines connexions soient de nature informationnelle.
Exemple. Un téléviseur est un système technique relativement complexe. Mais ce n’est que lorsqu’il est connecté au système de télédiffusion qu’il devient un sous-système du système d’information.
Exemple. Un vélo est un système technique. Un cycliste qui roule à vélo forme avec lui un système d'information socio-technique simple. Son caractère informatif est dû au fait que pendant le trajet, le cycliste reçoit et traite des informations sur l'état de l'environnement extérieur et du système lui-même (obstacles sur la route, présence de voitures ou d'autres cyclistes, force du vent, propre fatigue, facilité d'entretien). des composants du vélo, etc.) et l'utilise pour réguler et orienter le comportement du système.
Exemple. Le matériel informatique est un système technique assez complexe, mais ce n'est qu'en combinaison avec un logiciel qu'il constitue un système technique d'information. Un système composé d'un ordinateur et d'un utilisateur travaillant avec lui appartient déjà à la classe des systèmes sociotechniques d'information.
Exemple. Lorsque nous parlons d'Internet en tant que système d'information socio-technique vaste et complexe, nous entendons non seulement les moyens techniques de télécommunications, mais aussi ressources d'information réseaux, développeurs, administrateurs et utilisateurs du réseau.
En informatique, le terme « système d’information » est utilisé dans un sens plus restreint. Les systèmes d'information sont compris comme des systèmes conçus pour stocker des informations sous une forme spécialement organisée, dotés de procédures de saisie, de placement, de traitement, de recherche et de délivrance d'informations en fonction des demandes des utilisateurs.
De plus, sauf indication contraire, nous considérerons les systèmes d’information entendus au sens étroit. L'idée même d'un tel SI et certains principes de leur organisation sont apparus bien avant l'avènement des ordinateurs. Peut être-
La puissance des ordinateurs augmente l'efficacité de l'utilisation des systèmes d'information, élargit considérablement la portée de leur application et permet d'automatiser les procédures de base de placement, de traitement et de récupération d'informations dans le système.
En règle générale, les systèmes d'information créés sur la base de l'utilisation de capacités informatiques sont systèmes d'informations automatisés(AIS).
De manière générale, par système d'information automatisé, on entend un ensemble d'ensembles d'informations, d'outils techniques, logiciels et linguistiques destinés à collecter, stocker, rechercher, traiter et émettre des données en fonction des demandes des utilisateurs.
Les systèmes d'information automatisés sont utilisés dans presque tous les domaines de l'activité humaine : dans la gestion d'une entreprise, d'une institution, de la production ; lors de l'organisation de la recherche scientifique ; en bibliothéconomie, en enseignement, lors de travaux de conception et de conception.
Les systèmes d'information automatisés sont les plus importants différents types. Voici les plus courants d’entre eux :
mesure- utilisé pour la collecte automatique (à l'aide de capteurs spéciaux) d'informations sur l'état et les paramètres de l'objet d'intérêt. De nos jours, aucune centrale nucléaire ou installation de production chimique nocive pour l’homme ne peut fonctionner sans mesurer l’AIS. Les mesures AIS sont utilisées en médecine, en météorologie, en sismologie, lors de l'organisation de vols spatiaux, etc.
informations et référence(ISS) - divers dictionnaires électroniques, encyclopédies électroniques, cahiers électroniques, etc. ;
systèmes de recherche d'informations(IPS) - dont les plus connus sont le World Wide Web (WWW) avec les moteurs de recherche correspondants (Aport, Rambler, AltaVista, Yahoo!, etc.) et les IPS légaux, destinés principalement au stockage de documents à caractère officiel, à savoir , lois, règlements, instructions émises par les organes gouvernementaux législatifs et exécutifs ;
fourniture de propriété intellectuelle automatisation du flux documentaire et de la comptabilité. Le plus souvent, ces systèmes sont utilisés pour organiser le flux de documents dans les entreprises, mais, par exemple, les logiciels qui permettent à l'utilisateur de travailler avec des fichiers sur un ordinateur peuvent également être classés comme systèmes comptables automatisés ;
systèmes de conception assistée par ordinateur(CAO), contenant, entre autres composants, de larges tableaux d'informations techniques de référence (normes de l'État, normes et règles sanitaires, spécifications techniques, etc.), des algorithmes de calcul de certains paramètres et d'autres informations ;
systèmes d'automatisation de la recherche scientifique-
équipé d'outils pour construire des modèles d'information de différents types ;
systèmes experts(ES) et systèmes d'aide à la décision(SPPR). Ils s'appuient sur des bases de connaissances (KB) pour un domaine spécifique. Ces systèmes sont activement utilisés pour planifier et établir des prévisions à long terme dans l'industrie, pour établir un diagnostic en médecine, pour choisir la version la plus probable en droit, etc.
systèmes de contrôle automatisés(ASU). Il s'agit d'une large classe de systèmes d'information, qui comprennent des systèmes de contrôle pour un processus technologique individuel (ACS) et des systèmes de gestion pour l'ensemble de l'entreprise (ACS) et des systèmes de gestion pour une branche entière de la production sociale (ACS) ;
Systèmes d'information géographique(SIG). Dans ceux-ci, les informations sur les objets sont organisées en fonction de la localisation spatiale des objets, le plus souvent présentées sur des cartes géographiques ;
formation AIS- toutes sortes de manuels électroniques, de tests informatiques, de programmes de formation, ainsi que des simulateurs simulant le fonctionnement de certains appareils (avion, voiture, etc.).
Notez que la division des systèmes d'information automatisés en types est assez arbitraire et qu'un véritable AIS peut combiner les capacités de systèmes de différents types.
Exemple. Les simulateurs créés pour la formation des pilotes disposent de capteurs de mesure, de programmes qui simulent diverses conditions de vol et des systèmes d'aide nécessaires.
Un système d'information automatisé peut être utilisé comme un outil fonctionnant de manière indépendante, ainsi que comme composant (sous-système) d'un autre système d'information automatisé.
Exemple. Les systèmes de recherche d'informations dans les bibliothèques, les systèmes de réservation de billets d'avion et de train sont des systèmes d'information automatisés autonomes. Le système comptable automatisé du temps travaillé par un employé est un sous-système du système automatisé de paie, qui, à son tour, est un sous-système du système comptable AIS.
Les systèmes d'information automatisés se développent actuellement à un rythme rapide, le volume de leur stockage augmente, les mécanismes s'améliorent et la liste des services fournis à l'utilisateur s'allonge.
Exemple. Si vous travaillez avec du texte Traitement de texte 2000, expérimente alors ses capacités « intellectuelles ». Par exemple, vous devez taper « 1 » au début du paragraphe. puis du texte, et après avoir appuyé sur la touche Entrée, le système vous proposera le début du paragraphe suivant - "2". Parfois, c'est pratique. Si vous ne souhaitez pas formater ce morceau de texte sous forme de liste, vous devrez alors prendre certaines mesures pour corriger les conséquences d'une « aide » indésirable.
Il existe une direction distincte dans le développement de logiciels : les systèmes d'intelligence artificielle.
Terme "l'intelligence artificielle" cause beaucoup de choses plaintes de philosophes, de psychologues et d'enseignants. Robotique, systèmes de contrôle automatisés et moteurs de recherche pour le monde entier réseaux informatiques et ainsi de suite. Les résultats obtenus lors de la création et de l'exploitation de systèmes d'intelligence artificielle sont désormais utilisés dans de nombreux systèmes d'information automatisés.
Les sous-systèmes les plus importants des systèmes d'information automatisés sont bases de données et banques de données(DB et BnD), et ceux appartenant à la classe des systèmes d'intelligence artificielle - base de connaissances(BZ).
Système d'Information, entendu au sens large, il s'agit d'un système dont certains éléments sont des objets informationnels (textes, graphiques, formules, sites, programmes, etc.), et les connexions sont de nature informationnelle.
Système d'Information, compris au sens étroit, il s'agit d'un système conçu pour stocker des informations sous une forme spécialement organisée, équipé d'outils permettant d'effectuer des procédures de saisie, de placement, de traitement, de recherche et de délivrance d'informations à la demande des utilisateurs.
Système d'information automatisé(LIS) est un ensemble de tableaux d'informations, d'outils techniques, logiciels et linguistiques conçus pour collecter, stocker, rechercher, traiter et émettre des données en fonction des demandes des utilisateurs.
Demande- un message formalisé reçu en entrée du système et contenant une condition de recherche de données.
Les systèmes d'information automatisés (AIS) sont des systèmes d'information dont le travail est dirigé et régulé par une personne, et les principaux processus sont exécutés automatiquement - selon un algorithme donné, sans intervention humaine.
La plupart des systèmes d'information automatisés modernes sont créés sur la base de l'utilisation des capacités fournies par les ordinateurs et les réseaux informatiques.
Les composants importants des systèmes d'information automatisés sont les bases de données et les banques de données (DB et BnD).
Les composants importants des systèmes d'information automatisés appartenant à la classe des systèmes d'intelligence artificielle sont les bases de connaissances (KB).
Types de systèmes d'information automatisés (AIS) :
Mesurer l'AIS ;
Systèmes d'information et de référence (ISS) ;
Systèmes de recherche d'informations (IRS);
EST assurant l'automatisation du flux documentaire et de la comptabilité ;
Systèmes de conception assistée par ordinateur (CAO);
Systèmes d'automatisation pour la recherche scientifique ;
Systèmes experts (ES) et systèmes d’aide à la décision (DSS) ;
Systèmes de contrôle automatisés (ACS);
Systèmes d'information géographique (SIG);
AIS pédagogique.
Exercice 1
Donner des exemples de systèmes techniques et de systèmes informatiques. Sélectionnez les composantes informationnelles de ce dernier.
Tâche 2
Récemment, une forme de contrôle des connaissances telle que les tests est devenue de plus en plus répandue dans le système éducatif. À l’avenir, tous les tests devraient être effectués à l’aide d’ordinateurs. Un test informatique est un petit système d’information automatisé. Réfléchissez et formulez les avantages et les inconvénients de l’utilisation de ce type de système d’information automatisé en formation.
Tâche 3
A partir de la définition d'un système d'information (au sens étroit), justifier que les systèmes suivants sont des systèmes d'information automatisés :
a) système de fichiers informatiques ;
b) un éditeur de texte avec les fichiers avec lesquels il
peut marcher;
d) courrier électronique ;
e) chat (IRC - conversations parallèles sur Internet).
Tâche 4
Pour gérer le système de fichiers, il existe programmes spéciaux(Norton Commander, Dos Navigator, FarManager, File Manager, Poste de travail, etc.) Quel type de système d'information (mesure, référence, etc.) classeriez-vous comme un système comprenant des fichiers, un répertoire de fichiers et un programme de gestion de fichiers ? Justifiez votre réponse.
Quelles requêtes un utilisateur peut-il poser sur ce système ? Quels moyens lui sont fournis pour formuler une demande ? Donnez des exemples de demandes d'utilisateurs générées par le programme de gestion de fichiers installé sur votre ordinateur.
Tâche 5
Lors de la numérisation de textes, des programmes de reconnaissance optique de caractères (OCR), tels que FineReader, sont utilisés pour les convertir du format graphique au format texte. Ce logiciel peut-il être classé comme un système d’intelligence artificielle ? Justifiez votre réponse.
Les systèmes techniques peuvent être informatifs ou non informatifs. Les systèmes sociaux, c'est-à-dire les systèmes dont les principaux éléments sont des individus ou des groupes de personnes, peuvent-ils ne pas être informationnels ? En d’autres termes, existe-t-il des systèmes sociaux non informationnels ?
Lors de la recherche d'informations sur Internet, le problème se pose souvent de savoir comment formuler requête de recherche. Après tout, n'importe quelle langue comporte de nombreux synonymes et mots ambigus, et en incluant dans votre requête des mots-clés ayant de nombreuses significations différentes, vous pouvez obtenir des liens vers des documents complètement différents de ceux qui vous intéressent.
Actuellement, des systèmes sont en cours de développement pour effectuer une recherche intelligente et un traitement de texte intelligent. Ils se caractérisent par des propriétés telles que la sensibilité au contexte et la recherche de textes « similaires » et de textes qui correspondent au sens (et pas seulement à la forme) de la requête – sans nécessairement contenir les mots demandés. Ces systèmes offrent à l'utilisateur des informations supplémentaires non explicitement demandées.
Pour mettre en œuvre ces propriétés, divers mécanismes sont utilisés : réseaux de neurones, algorithmes génétiques, méthodes de « filtrage collectif », systèmes de règles heuristiques, etc.
De tels systèmes peuvent être utilisés à diverses fins, notamment pour reproduire le contenu de documents sous d'autres formes. Il s'agit par exemple de l'abstraction automatique, c'est-à-dire d'identifier l'essence d'un document et de le formuler brièvement, ou de mettre en évidence les principales dispositions d'un document (thèse), ou d'afficher le contenu d'un document sous la forme d'un schéma conceptuel. A l'aide de ces systèmes, il est possible d'extraire du texte différents types d'éléments informatifs - indicateurs quantitatifs, noms propres, notamment phrases informatives. Ces systèmes aideront l'utilisateur du système d'information à trier les documents en fonction de la tâche à résoudre, à les répartir en classes, à déterminer à quelle catégorie appartient le document, etc.
Vous savez que les objets peuvent être naturels ou artificiels (conçus, créés par une personne ou un groupe de personnes). En conséquence, nous pouvons parler de systèmes naturels et constructifs, ainsi que de systèmes d'information naturels et constructifs.
L’approche selon laquelle les systèmes d’information naturels sont identifiés aux systèmes vivants est aujourd’hui assez courante. Autrement dit, tout système vivant est un système d’information. Considérons les arguments des partisans de cette approche.
Le système conserve son intégrité si les connexions entre les éléments du système sont plus fortes que leurs connexions avec l'environnement extérieur. De plus, tout système possède à la fois des connexions de formation et de destruction de système. Dans le cas où la puissance des influences externes destructrices du système et des connexions internes destructrices du système est supérieure à la puissance des connexions formant le système, le système s'avère instable et sans facteurs de stabilisation supplémentaires, il sera détruit au fil du temps, par exemple, un état
pendant une crise. Un facteur de stabilisation possible peut être la présence dans le système de processus de contrôle appropriés (et la présence de sous-systèmes qui mettent en œuvre ces processus) qui enregistreraient les connexions destructrices du système et le résultat de leur impact sur le système et effectueraient des mesures de protection et de compensation appropriées. Actions. Mais pour gérer un objet (système, processus), vous devez connaître les valeurs actuelles de ses paramètres, les valeurs optimales des paramètres nécessaires à la préservation et au développement du système, la méthode (algorithme) pour rapprocher les valeurs actuelles des paramètres des valeurs optimales. En d'autres termes, pour mettre en œuvre des fonctions de contrôle, le système doit recevoir des informations et être capable de les traiter, c'est-à-dire que le système doit être informatif. Autrement dit, seuls les systèmes d'information sont capables d'autonomie gouvernementale, d'autorégulation et d'adaptation aux influences externes et internes. La propriété d’autorégulation est inhérente aux systèmes vivants, mais on ne pense pas que les systèmes naturels de nature inanimée la possèdent.
Essai
SUR LE THÈME : Système d'information automatisé. Le principe de fonctionnement à l'aide d'un exemple de système spécifique.
Complétéétudiant du groupe EU-091-1
Buymov S.V.
Vérifié Art. Tour. Schmidt T.S.
Novokouznetsk 2012
Introduction. 3
1. Système d'information automatisé. 4
2. Le principe de fonctionnement d'un système d'information automatisé à l'aide de l'exemple de 1C:Enterprise. 18
Conclusion. 26
Liste des sources utilisées. 27
Introduction
Le développement rapide de la technologie informatique a conduit au fait que les systèmes d'information basés sur l'utilisation des technologies informatiques et de communication, qui sont les principaux moyens techniques de stockage, de traitement et de transmission de l'information, sont devenus de plus en plus répandus. De tels systèmes d'information sont appelés automatisés. Ils sont basés sur l'utilisation moyens spéciaux et des méthodes de conversion d'informations, c'est-à-dire technologies de l’information automatisées.
Un système d'information automatisé (AIS) est un ensemble de méthodes et de modèles informationnels, économiques et mathématiques, de techniques, de logiciels, d'outils technologiques et d'un personnel de spécialistes, conçus pour traiter l'information et prendre des décisions de gestion. La création d'un AIS contribue à augmenter l'efficacité de production d'une entité économique et assure la qualité de la gestion. La plus grande efficacité de l'AIS est obtenue en optimisant les plans de travail des entreprises, des sociétés et des industries, en élaborant rapidement des décisions opérationnelles, en manœuvrant clairement les ressources matérielles et financières, etc. Ainsi, le processus de gestion dans le cadre du fonctionnement des systèmes d'information automatisés repose sur des modèles économiques et organisationnels qui reflètent plus ou moins adéquatement les propriétés structurelles et dynamiques caractéristiques de l'objet.
Bien entendu, il ne peut y avoir une répétition complète de l'objet dans le modèle, mais des détails qui ne sont pas essentiels à l'analyse et à la prise de décision de gestion peuvent être négligés. Les modèles ont leur propre classification, divisée en probabiliste et déterministe, fonctionnel et structurel. Ces caractéristiques du modèle donnent naissance à une variété de types de systèmes d'information.
Système d'information automatisé
Les systèmes d'information automatisés sont un ensemble de divers outils conçus pour collecter, préparer, stocker, traiter et fournir des informations qui répondent aux besoins d'information des utilisateurs. AIS combine les composants suivants :
1) outils et règles linguistiques utilisés pour sélectionner, présenter et stocker des informations, pour afficher une image du monde réel dans un modèle de données, pour présenter les informations nécessaires à l'utilisateur ;
2) fonds d'information du système ;
3) les voies et méthodes d'organisation des processus de traitement de l'information ;
4) un ensemble d'outils logiciels qui mettent en œuvre des algorithmes de conversion d'informations ;
5) un ensemble de moyens techniques fonctionnant dans le système ;
6) le personnel assurant l'entretien du système.
Les principaux objectifs de l’automatisation d’entreprise sont :
1. Collecte, traitement, stockage et présentation de données sur les activités de l'organisation et l'environnement externe sous une forme pratique pour l'analyse financière et toute autre analyse et utilisation lors de la prise de décisions de gestion.
2. Automatisation des opérations commerciales ( opérations technologiques), constituant l'activité cible de l'entreprise.
3. Automatisation des processus qui assurent la mise en œuvre des activités principales.
Établissement d'enseignement autonome de l'État fédéral d'enseignement professionnel supérieur
« UNIVERSITÉ FÉDÉRALE DE SIBÉRIE »
Essai
Krasnoïarsk 2015
Introduction 3
Partie principale 5
Histoire de la création et du développement des systèmes d'information automatisés. 5
Classification des systèmes d'information automatisés 8
Introduction
L'automatisation et la création de systèmes d'information sont actuellement l'un des domaines d'activité les plus gourmands en ressources de la société technogénique. La raison du développement de ce domaine est que l'automatisation sert de base à un changement fondamental dans les processus de gestion qui jouent un rôle important dans l'activité humaine et la société. Il existe des systèmes de contrôle dont l'action vise à maintenir ou à améliorer le fonctionnement d'un objet à l'aide d'un dispositif de contrôle (complexes de moyens de collecte, de traitement, de transmission d'informations et de génération de signaux ou de commandes de contrôle).
Un système d'information (SI) est un système qui fournit au personnel des données ou des informations pertinentes pour une organisation. Un système d'information de gestion se compose généralement de quatre sous-systèmes : un système de traitement des transactions, un système de reporting de gestion, un système d'information de bureau et un système d'aide à la décision, comprenant un système d'information de gestion, un système expert et une intelligence artificielle.
Le système d'information automatisé (AIS) est un ensemble interconnecté d'outils, de méthodes et de personnel utilisé pour stocker, traiter et émettre des informations afin d'atteindre un objectif fixé.
Ainsi, un système d'information automatisé (AIS) est un ensemble de méthodes et modèles informationnels, économiques et mathématiques, techniques, logiciels, outils technologiques et spécialistes, conçus pour traiter l'information et prendre des décisions de gestion.
Un système automatisé (selon GOST) est un système composé d'un ensemble interconnecté d'unités organisationnelles et d'un ensemble d'outils d'automatisation des activités qui mettent en œuvre des fonctions automatisées pour certains types d'activités.
L'objectif de ce travail est de revenir sur l'histoire de la création, les concepts de base et la classification des systèmes d'information automatisés.
Partie principale
Histoire de la création et du développement des systèmes d'information automatisés.
L'industrie de la création de systèmes automatisés (systèmes automatisés de gestion de l'information, AIMS) est née dans les années 1950-1960 dans le processus de création de systèmes et mécanismes de production automatiques et automatisés. À la fin du XXe siècle, les méthodes permettant de les développer avaient acquis des formes complètement achevées. Malgré les différences existantes dans la mise en œuvre des modules fonctionnels de l'AIMS et de l'AIS, des approches similaires sont utilisées pour créer l'AIS, ce qui permet d'appliquer l'expérience existante dans le développement de l'AIS et d'inclure les premières étapes de développement de l'AIMS dans les étapes de développement de l'AIS.
Étapes de développement de l'AIS :
Étape 1. Les premiers systèmes d'information sont apparus dans les années 1950. Durant ces années, ils étaient destinés au traitement des factures et au calcul des salaires, et étaient implémentés sur des machines comptables électromécaniques. Cela a conduit à une certaine réduction des coûts et du temps de préparation des documents papier. De tels systèmes sont appelés systèmes de traitement des transactions. Les opérations comprennent les opérations suivantes : émission des factures, factures, établissement des fiches de paie et autres opérations comptables.
Étape 2. Dans les années 1960, la technologie informatique s’est encore développée. Les systèmes d'exploitation et la technologie des disques apparaissent et les langages de programmation s'améliorent. Le développement de la technologie informatique a conduit à l'émergence de nouvelles opportunités dans l'automatisation de divers types d'activités, par exemple la préparation de la documentation de reporting.
Les attitudes à l’égard des systèmes d’information évoluent. Les informations obtenues avec leur aide sont utilisées pour des rapports périodiques sur de nombreux paramètres. Pour y parvenir, les organisations avaient besoin d’un équipement informatique polyvalent capable de remplir de nombreuses fonctions, et pas seulement le traitement des factures et le calcul des salaires, comme c’était le cas auparavant.
Des systèmes de reporting de gestion émergent et s'adressent aux gestionnaires décisionnels.
Étape 3. Dans les années 1970 – début des années 1980. Les systèmes d'information commencent à être largement utilisés comme moyen de contrôle de gestion, soutenant et accélérant le processus de prise de décision.
Dans les années 1970, les systèmes d’information continuent de se développer activement. À cette époque, les premiers microprocesseurs, dispositifs d'affichage interactifs, technologies de bases de données et logiciels conviviaux (outils permettant de travailler avec un programme sans étudier sa description) sont apparus. Ces avancées ont créé les conditions de l’émergence des systèmes d’aide à la décision (DSS). Contrairement aux systèmes de reporting de gestion, qui fournissent des informations selon des formulaires de reporting préétablis, les DSS les fournissent en fonction des besoins.
Dans les années 1970-80. Les bureaux utilisent diverses technologies informatiques et de télécommunications qui élargissent la portée des systèmes d'information. Ces technologies comprennent : le traitement de texte, la publication assistée par ordinateur, le courrier électronique, etc. L'intégration de ces technologies dans un bureau est appelée système d'information de bureau. L’AIS commence à être largement utilisé comme outil de contrôle de gestion qui soutient et accélère le processus de prise de décision.
Étape 4. Les années 1980 sont caractérisées par le fait que les technologies de l'information commencent à revendiquer un nouveau rôle dans l'organisation. L'AIS de cette période, fournissant les informations nécessaires en temps opportun, aide une organisation à réussir dans ses activités, à créer de nouveaux biens et services, à trouver de nouveaux marchés, à fournir des partenaires dignes, à organiser la production de produits à bas prix et bien plus encore. .
À la fin des années 1980, la conception de l’utilisation des systèmes d’information évolue à nouveau. L'AIS devient une source d'information stratégique et est utilisé à tous les niveaux d'une organisation, quel que soit son profil.
Étape 5. Dans les années 1990, des avantages significatifs ont été créés grâce à l’utilisation des réseaux de télécommunications et des réseaux informatiques locaux, d’entreprise et mondiaux. Ils permettent, d'une part, d'attirer les clients en réduisant le temps de service ou en leur offrant du confort, et d'autre part, ils augmentent la qualité et l'efficacité du travail des spécialistes dans le processus décisionnel grâce à la collecte de données à haut débit auprès des divisions régionales et analyse des données opérationnelles. Des bureaux automatisés apparaissent.
L'étape 6 est associée au début du 21e siècle. Elle se caractérise par le développement ultérieur des technologies de l'information, qui conduisent à l'émergence de méthodes et d'outils fournissant des solutions intégrées pour l'automatisation de divers processus et bureaux d'information, permettant d'automatiser les opérations manuelles et la recherche de documents, de transférer et de suivre automatiquement les mouvements. des documents et contrôler l'exécution des ordres relatifs aux documents et autres. Il se caractérise également par une approche orientée objet de la conception AIS, l'automatisation de la conception, l'utilisation de technologies d'information fonctionnellement distribuées (généralement d'entreprise), ainsi que la géoinformation et les technologies de l'information intelligentes.
Classification des systèmes d'information automatisés
Classification(du latin « Classis » - groupe et « Facere » - faire) est un système de répartition des objets en classes selon une certaine caractéristique (base de classification).
Base de classification est un signe de similitude ou de différence qui sert de base à la classification d'un ensemble d'éléments.
La classification s'entend comme la division conditionnelle d'un ensemble d'éléments d'information en sous-ensembles basés sur la similitude ou la différence sur une certaine base.
Les objets doivent être classés pour :
· identifier les propriétés générales d'un objet d'information, qui sont déterminées par des paramètres d'information (détails) ;
· développer des règles et des algorithmes de traitement de l'information.
Accessoires– il s'agit d'un ensemble d'informations élémentaires dont un démembrement (division) supplémentaire entraîne une perte de sens des données. Les détails sont représentés par des chiffres (année, coût) ou des caractéristiques (nom, couleur).
Lors de la classification, il est nécessaire de respecter les exigences d'exhaustivité de la couverture, d'absence d'ambiguïté des détails et de possibilité d'inclure de nouveaux objets.
Il existe deux systèmes de classification des objets : hiérarchique et à facettes.
Dans un système hiérarchique, un ensemble d’objets est divisé en sous-ensembles subordonnés. Chaque objet à un certain niveau détermine la valeur spécifique de l'attribut de classification sélectionné. Pour une classification ultérieure, de nouvelles caractéristiques doivent être spécifiées. Le nombre de niveaux de classification est appelé profondeur de la classification.
Les qualités positives d'un système hiérarchique sont sa simplicité de construction et l'utilisation de fonctionnalités de classification indépendantes dans diverses branches de la structure hiérarchique. Les inconvénients sont les suivants : structure rigide - il est difficile d'introduire des changements, il est impossible de regrouper les objets selon des combinaisons de caractéristiques non prévues auparavant.
Le système de facettes vous permet de sélectionner des caractéristiques de classification (facettes) indépendamment les unes des autres. Chaque facette contient un ensemble de valeurs homogènes d'un attribut de classification donné.
Les qualités positives du système à facettes sont : l'utilisation d'un grand nombre de fonctionnalités de classification ; la possibilité de modifier l'ensemble du système sans changer la structure de regroupement. L'inconvénient est la complexité de la construction - vous devez prendre en compte toute la variété des facettes.
Un grand nombre de systèmes d'information peuvent être classés selon :
Selon le degré d'automatisation.
Selon le degré d'automatisation des processus d'information, ils sont classés en : manuels, automatiques et automatisés.
Les systèmes d'information manuels se caractérisent par l'absence de moyens techniques modernes de traitement de l'information et toutes les opérations sont effectuées par des humains.
Dans les systèmes d'information automatiques, toutes les opérations de traitement de l'information sont effectuées sans intervention humaine.
Les systèmes d'information automatisés impliquent la participation à la fois de moyens humains et techniques au processus de traitement de l'information, et le rôle principal dans l'exécution des opérations courantes de traitement des données est confié à des moyens techniques, par exemple un ordinateur. C'est cette classe de systèmes d'information qui correspond à la notion de « système d'information automatisé ».
L'échelle d'application de l'AIS est déterminée par le niveau de l'organisation et les tâches qu'elle résout, la localisation territoriale de l'organisation et de ses succursales, la gamme de services d'information, le volume des flux et des tableaux d'informations. Dans ce cas, les AIS sont divisés en systèmes pour :
organisation ou sa division ;
les structures locales (régionales ou sectorielles) ;
services mondiaux (intersectoriels, interrégionaux).
Ces derniers servent à fournir aux utilisateurs distants un accès à l'information sur les réseaux de télécommunication.
En fonction du type de décision prise, les AIS sont divisés en :
les systèmes d'information et de référence qui fournissent simplement des informations (« information express », « 09 », etc.) ;
des systèmes d'information et de conseil (de référence) présentant des options et des évaluations basées sur divers critères pour ces options ;
systèmes d'information et de contrôle dans lesquels le résultat en sortie n'est pas un conseil, mais une action de contrôle sur l'objet.
Selon leur destination, les AIS sont divisés en :
Systèmes de contrôle automatisés militaires ;
Systèmes économiques (entreprises, bureaux, structures de gestion) ;
Systèmes de recherche d'informations, etc.
Selon les domaines d'activité humaine, les AIS sont divisées en :
Systèmes médicaux ;
Systèmes écologiques ;
Systèmes téléphoniques, etc.
Selon la nature du traitement des données, les AIS sont divisés en récupération d'informations et décision d'informations.
Les systèmes de recherche d’informations vous permettent de saisir, systématiser, stocker et émettre des informations à la demande de l’utilisateur sans transformations de données complexes.
Les systèmes de décision informationnelle effectuent également des opérations de traitement d'informations selon un algorithme spécifique. En fonction de la nature de l'utilisation des informations de sortie, ces systèmes sont généralement divisés en systèmes de contrôle et de conseil.
En fonction de la nature des informations traitées, l'AIS est divisé en : gestion, information et référence, factuelle, documentaire et autres. À leur tour, chacun d'eux peut avoir ses propres variétés. Par exemple, les systèmes d'information et de référence peuvent être d'accès direct ou à distance (informateurs et affichages divers dans les gares et dans les bibliothèques, systèmes téléphoniques et autres systèmes de référence automatiques, par exemple sur Internet, etc.).
Les AIS de gestion sont conçus pour résoudre des problèmes de gestion et techniques et économiques. Habituellement, ils fonctionnent comme des modules distincts dans le cadre d'un système automatisé général de l'organisation pour résoudre les problèmes des services individuels : la gestion proprement dite de l'organisation, la comptabilité, le service du personnel, la logistique, etc.
L'AIS pour la recherche scientifique garantit une qualité et une efficacité élevées des calculs intersectoriels et des expériences scientifiques. La base méthodologique de tels systèmes est constituée de méthodes économiques et mathématiques, la base technique est constituée d'une variété de technologies informatiques et de moyens techniques permettant d'effectuer des travaux de modélisation expérimentale. Les systèmes de recherche scientifique peuvent inclure des systèmes de conception assistée par ordinateur (CAO).
Les AIS éducatifs sont également utilisés dans la formation de spécialistes du système éducatif, ainsi que dans le recyclage et la formation avancée des travailleurs de diverses industries.
Les systèmes d'information et de référence sont conçus pour répondre aux demandes des utilisateurs. Les informations trouvées conformément à la demande sont transmises à l'utilisateur, qui les utilise à ses propres fins en dehors de l'AIS lui-même.
Les systèmes d’information automatisés factuels utilisent généralement des bases de données relationnelles tabulaires avec une structure de données fixe (enregistrements). Les informations qui y sont stockées et traitées sont des informations factuelles (données de référence, statistiques, sociales, etc.). Ces informations nécessitent souvent une mise à jour rapide.
Les systèmes documentaires sont caractérisés par une incertitude ou une structure variable des données (documents). Les objets du traitement sont certains documents (livres, articles et autres supports d'information).
Selon le domaine d'application, on distingue les classes d'AIS suivantes.
Les systèmes de gestion organisationnelle AIS sont conçus pour automatiser les fonctions du personnel de direction des entreprises industrielles et des installations non industrielles (hôtels, banques, magasins, etc.).
Les principales fonctions de ces systèmes sont : le contrôle et la régulation opérationnels, la comptabilité et l'analyse opérationnelles, la planification opérationnelle et à long terme, la comptabilité, la gestion des ventes, la gestion des approvisionnements et d'autres tâches économiques et organisationnelles.
Les AIS pour le contrôle des processus technologiques (TP) sont utilisés pour automatiser les fonctions du personnel de production afin de surveiller et de gérer les opérations de production. De tels systèmes prévoient généralement la présence de moyens développés pour mesurer les paramètres des processus technologiques (température, pression, composition chimique, etc.), des procédures de contrôle de l'admissibilité des valeurs des paramètres et de régulation des processus technologiques.
La conception assistée par ordinateur (CAO) AIS est conçue pour automatiser les fonctions des ingénieurs de conception, des concepteurs, des architectes et des concepteurs lors de la création de nouveaux équipements ou technologies. Les principales fonctions de tels systèmes sont : les calculs d'ingénierie, la création de documentation graphique (dessins, schémas, plans), la création de documentation de conception, la modélisation des objets conçus.
Les systèmes d'information automatisés intégrés (d'entreprise) sont utilisés pour automatiser toutes les fonctions d'une entreprise et couvrir l'ensemble du cycle de travail, depuis la planification des activités jusqu'à la vente des produits. Ils comprennent un certain nombre de modules (sous-systèmes) fonctionnant dans un seul espace d'informations et remplissant des fonctions pour prendre en charge les domaines d'activité pertinents. Il s'agit notamment des systèmes d'information automatisés d'entreprise, qui, à leur tour, peuvent être classés comme systèmes de gestion d'entreprise ou systèmes de planification des ressources d'entreprise (ERP).
Outre l'information, le support linguistique de l'AIS, qui sert à rechercher efficacement les données requises par les utilisateurs, joue un rôle important pour les utilisateurs.
La récupération d’informations est le processus consistant à trouver les données nécessaires dans un certain ensemble d’informations qui correspondent à la demande de l’utilisateur. Les demandes peuvent être ciblées (disponibilité de certaines informations), thématiques, factuelles, de clarification de données, notamment bibliographiques, etc. Lors de la formation des demandes, il est nécessaire de prendre en compte les conditions de recherche (correspondance complète, avec troncature à droite, recherche par contexte, opérateurs logiques « ET », « OU », « NON », aucune donnée, supérieur, inférieur à, supérieur ou égal à, inférieur ou égal à, différent de, etc.).
La procédure de recherche est effectuée selon des règles qui, avec les règles de formation des requêtes et les conditions de recherche, forment un système de recherche basé sur l'utilisation du support linguistique AIS.
Le support informationnel et linguistique de l'AIS est principalement déterminé par :
formats intra-système et de communication pour la présentation et le stockage des informations bibliographiques ;
systèmes de classification et d'indexation utilisés pour le traitement automatisé des flux documentaires ;
complexe de support de dictionnaires et de thésaurus et de processeurs linguistiques.
La prise en charge des informations AIS est :
fichiers système ;
bases de données (une collection interconnectée de fichiers physiques qui prennent en charge un modèle d’information sur un domaine).
Le soutien linguistique comprend généralement :
types, formats, structure des informations (données, enregistrements, documents) ;
outils linguistiques de description (DL, dictionnaires de données) et de manipulation de données (MLD) ;
classificateurs, codificateurs, dictionnaires et thésaurus, etc.
Les langages de recherche d'informations occupent une place importante dans le support linguistique de l'AIS.
Langages de recherche d'informations (IRL)– ce sont des langages artificiels qui représentent un ensemble de moyens de description des structures formelles et de contenu de l'information, destinés à exprimer le contenu de documents ou de requêtes, et à décrire des faits à des fins de recherche.
L'IPA comprend :
alphabet (un ensemble de signes et de symboles spécifiques utilisés pour écrire des mots et des expressions) ;
unités lexicales (phrases et expressions individuelles construites à partir de l'alphabet en utilisant des règles syntaxiques et morphologiques, ainsi que des indices).
La traduction du langage de recherche naturel vers le langage de recherche automatique est appelée indexation. Les systèmes d'indexation varient. L'indexation gratuite utilise une méthode d'écriture de mots (expressions) qui reflètent le contenu du document indexé (requête) et de les classer par ordre alphabétique.
Un tel ensemble ordonné de mots représente une image de recherche d'un document (SID). Il est formé sur la base de l'image de requête de recherche (SQI). Une comparaison de l'image de recherche de la demande (SRI) avec l'image de recherche du document (SID) est effectuée lors du processus de recherche d'informations dans l'AIS.
Des tableaux de descriptions bibliographiques, d'index, de mots-clés, de vedettes-matières, de descripteurs, de thésaurus, etc. servent de PDL.
Le point de vente comprend les demandes des utilisateurs typiques ou les plus fréquemment utilisées, qui peuvent être stockées pendant une longue période dans la mémoire de l'ordinateur et utilisées si nécessaire.
L'organisation d'une recherche « libre » basée sur le contenu des documents prend de plus en plus d'importance. Le plus souvent, elle est mise en œuvre à l'aide d'opérateurs contextuels avec « masquage » des termes spécifiés (troncation des mots à gauche, au milieu ou à droite). Avec les recherches automatisées, les meilleurs résultats sont obtenus lorsqu’elles sont effectuées à l’aide d’AML et/ou de leurs résumés.
Dans un autre cas, les phrases et mots écrits sont comparés à un dictionnaire fixe. Dans ce cas, les mots introuvables dans le dictionnaire sont éliminés et les mots restants sont triés par ordre alphabétique.
Il existe une méthode dans laquelle la sélection des unités lexicales et du texte source se fait sur la base d'un traitement statistique du texte dont les mots sont considérés comme des signes n'ayant pas de signification sémantique.