Создание автономной системы для безопасного и надежного судовождения в критически сложных зонах Обской губы

Развитие нефтегазоносных районов полуостровов Ямал и Гыдан представляет собой задачу, актуальность и важность которой трудно переоценить. Однако для наиболее эффективного освоения месторождений, разрабатываемых на севере ЯНАО, необходимым условием представляется развитие транспортной инфраструктуры региона. В первую очередь это касается обслуживания транспортных артерий, предназначенных для перевозки значительных объемов углеводородов из порта Сабетта по Севморпути к потребителям по всему миру. Критически важным участком такого маршрута является специальный морской канал в северной части Обской губы, ширина которого соизмерима с размерами крупнотоннажного судна, что обусловливает жесткие требования к надежности системы высокоточного навигационного обеспечения для безопасного преодоления данного канала. Сложные навигационные условия требуют соблюдения самых высоких стандартов безопасности мореплавания, поэтому к транспортному обеспечению проекта был привлечен «Совкомфлот», располагающий не только уникальным опытом работы в сложных ледовых условиях Арктического морского бассейна, но и рядом современных арктических танкеров, таких как «Штурман Альбанов», «Штурман Малыгин», «Штурман Овцын» и танкер-газовоз «Кристоф де Маржери». Применение на таких танкерах используемых в настоящее время приемников ГЛОНАСС/GPS без системы резервирования может повлечь возникновение прерываний навигационного обеспечения, которые существенно повышают риск потери судном верного курса и, как следствие, посадки его на мель, что может критически сказаться на выполнении обязательств поставщиками углеводородов перед международными партнерами. Для значительного снижения данных рисков авторы работы предлагают технологические решения по использованию специальных автономных средств судовождения в дополнение к ГЛОНАСС/GPS.

В АО «ЦНИИАГ» на базе радиотехнической системы локальной навигации совместно с МГТУ им. Н.Э. Баумана создана автономная радионавигационная система (АРНАС), удовлетворяющая требованиям, выдвинутым ПАО «Совкомфлот». Данная система, обеспечивая требуемую высокую точность позиционирования судна, является более устойчивой по сравнению с ГЛОНАСС/GPS к помеховым воздействиям, в том числе преднамеренным (спуфинг, джамминг).

АРНАС состоит из судового (бортовой радиомодуль БРМ) и наземного (набор из двенадцати стационарных наземных радиомаяков НРМ) сегментов оборудования. Принцип работы АРНАС (рис. 1) основан на одновременном измерении дальностей от БРМ до НРМ, образующих искусственное навигационное поле с известной геометрической конфигурацией. Это позволяет определять координаты БРМ, а, соответственно, и судна методом мультилатерации с минимальными погрешностями и высоким темпом. Система работает в режиме «запрос-ответ» и потому не требует синхронизации передатчиков и отличается низким энергопотреблением.

Места для размещения НРМ (рис. 2) выбраны на основе предварительного анализа рельефа местности: НРМ1 – НРМ5 расположены на западном берегу Обской губы, а НРМ6 — НРМ12 – на восточном.

В состав судового оборудования помимо БРМ входит мобильная антенна, а также вычислитель и устройство сопряжения с бортовой системой судна для подачи электропитания и выдачи навигационной информации на дисплей электронной картографической навигационно-информационной системы (ЭКНИС).

Береговое оборудование включает НРМ (массой 1 кг), стационарную антенну, а также несущую конструкцию в виде радиотехнической вышки высотой порядка 80 м и систему энергопитания. С целью выдерживания требований автономности АРНАС для энергоснабжения НРМ была выбрана система на базе электрохимического генератора на топливных элементах, работающих на водороде. Источником водорода может служить как металлогидридный порошок, так и непосредственно природный газ. Такой подход наряду с предельно низким энергопотреблением АРНАС позволит увеличить интервал между регламентными обслуживаниями НРМ до 6-12 месяцев. Разработанный  концепт берегового оборудования АРНАС представлен на рис. 3.

Основные преимущества АРНАС:

1) Безопасность. Функционирование АРНАС без использования данных от приемников спутниковых навигационных систем позволяет создать дополнительное независимое средство навигационного обеспечения судна, что существенно повышает безопасность судовождения.

2) Высокая точность навигационного решения: предельная ошибка не превышает 10 м при установке достаточного количества НРМ вдоль пути следования судна.

3) Экономичность. Активное функционирование АРНАС осуществляется только при проходе судна по морскому каналу, а в остальное время оборудование находится в спящем режиме и не излучает энергию в радиоэфир.

Шаповалов А.Б., Щербинин В.В., Свиязов А.В., Кветкин Г.А., Измайлов-Перкин А.В., Зиновьев П.Д. (АО «ЦНИИАГ»)

Тонковидов И.В. (ПАО «Совкомфлот»),

Ольшевский А.Н. (ГК «Росатом»),

Старожук Е.А., Степанов Р.О. (МГТУ им. Н.Э. Баумана).

127018, г. Москва,ул. Советской Армии, д. 5,
Телефон 8(495)631-29-44 Факс 8(495)681-95-34
e-mail: cniiag@cniiag.ru www.cniiag.ru