От транспортного трекера к судовой системе безопасности в Арктике

Базовый функционал транспортной телематики – координаты, скорость, пробег, топливо. С морским транспортом сложнее: суда работают в условиях жестких международных и национальных требований, а в приполярных районах стандартное оборудование попросту перестает работать. Что делать, если судно в Арктике, связи нет, а за каждый пропуск автоматической передачи позиции грозит штраф?

Сегодня разберем кейс компании «ВИДАР». С 2021 года они разрабатывают отечественное спутниковое оборудование для торгового и рыбопромыслового флота. Сейчас оборудование установлено на 200 судах различного тоннажа – от маломерных до ледоколов – и прошло испытания в Баренцевом, Карском, Средиземном, Красном и Японском морях.

Большая благодарность Павлу Соколову из «ВИДАР» – за подробные материалы, описание всех технических деталей и фотографии, без которых эта статья не получилась бы.

Немного контекста: что суда обязаны делать

Прежде чем разбирать решение, стоит понять, какие требования вообще стоят перед морским флотом – иначе непонятно, зачем все это нужно.

Международные требования – Конвенция СОЛАС-74. Определенная категория судов на международных рейсах обязана иметь на борту две системы:

• SSAS/ССТО (Ship Security Alert System) – скрытая подача сигнала тревоги при угрозе безопасности судна. При активации экипажем оборудование без какой-либо световой или звуковой индикации передает сигнал компетентному органу с установленной периодичностью – до отмены. Требование правила XI-2/6 СОЛАС-74.

• LRIT/ОСДР (Long Range Identification and Tracking) – спутниковый мониторинг судов в мировом океане. Данные доступны спасательно-координационным центрам, морским администрациям и портовым властям. Требование правила V/19-1 СОЛАС-74.

Отдельно – сигнал бедствия DISTRESS/SOS. Конвенция устанавливает требования к питанию, автономности, процедуре подачи, приоритетности в канале связи и защите от случайной активации. Чтобы оборудование получило статус оборудования ГМССБ (Глобальная морская система связи при бедствии), оно должно пройти одобрение Морской администрации флага судна – это обязательное условие эксплуатации.

Российские требования – ПП № 811. Суда, неоднократно пересекающие государственную границу РФ, обязаны в автоматическом режиме каждые два часа передавать в пограничные органы данные о движении: название, позывной, IMO-номер, MMSI, флаг, координаты, дату и время UTC. Если автоматика прерывается – экипаж уходит на ручной режим через альтернативные каналы связи. За нарушение – штраф: для юридического лица за однократный пропуск предусмотрено 400 тыс. руб.

Все это нужно выполнять в том числе в Арктике. И вот здесь начинается проблема.

Почему стандартное решение не работает в Арктике

До 2022 года стандартом для судовой связи, мониторинга и оборудования ГМССБ был Inmarsat-C – геостационарная группировка спутников. Геостационарный спутник – это ретранслятор на высоте ~36 000 км, связь с которым требует прямой видимости. Из-за кривизны земной поверхности на высоких широтах это условие перестает выполняться: с 72–75° с.ш. начинается зона неуверенного приема, а в приполярных районах (зона А4 ГМССБ) Inmarsat не работает вовсе.

Итог: судно в Арктике, автоматическая передача позиции в пограничные органы прерывается, экипаж уходит на ручные рапорты каждые два часа через спутниковый телефон – иначе штраф. Плюс оборудование ССТО и ОСДР тоже не работает.

После 2022 года поставки оборудования Inmarsat-C из Европы, Кореи, Японии и США фактически прекратились. Стоимость того, что можно достать через третьи страны, выросла многократно. Трафик тоже.

При этом Iridium SBD (Short Burst Data) – низкоорбитальная группировка с подлинно глобальным покрытием, включая полюса – в цене практически не изменился. По данным «ВИДАР», стоимость трафика Iridium SBD примерно в пять раз ниже Inmarsat-C при стандартном режиме передачи позиции каждые 20 минут.

Сравнение двух систем по ключевым параметрам:

Технически альтернатива есть. Юридически – нет: в России не существовало ни одной одобренной модели оборудования ГМССБ на базе Iridium SBD. Иностранные аналоги (например, Blue Traker из Словении) российским требованиям не соответствуют: нет приземления сигнала на территории РФ и нет совмещенного приемника GPS/ГЛОНАСС, обязательного по ПП № 641.

Отдельно про санкционные риски Iridium

Честный вопрос, который обычно возникает: а не заблокируют ли Iridium так же, как Inmarsat?

Iridium, наряду с Inmarsat, официально признан вторым оператором системы ГМССБ – то есть санкционные риски теоретически есть. Но есть важное отличие: у Iridium нет централизованной базы с привязкой оборудования к конкретному объекту. Точечная блокировка потребовала бы отдельных мероприятий по поиску и идентификации каждого устройства – это несопоставимо сложнее, чем у Inmarsat.

При этом в России услуги Iridium предоставляются легально через официального оператора – ООО «Иридиум Коммьюникейшенс» с лицензиями Роскомнадзора (в том числе № Л030-00114-77/00052283), действующими до 2031 года, а также бессрочными лицензиями ФСТЭК и ФСБ. В Ижевске построен российский шлюз Iridium, на который приземляется трафик – требование по локализации данных выполняется.

Задача для «ВИДАР»: создать отечественное оборудование, которое технически и юридически закрывает эту нишу.

Как разрабатывали: четыре этапа за четыре года

Этап 1 – Адаптация к морю (2021–2022)

Начали с простого: взяли автомобильный терминал Galileosky, разместили в гермобоксе IP65 из поликарбоната, поверх надели дополнительный корпус из PETG-пластика для защиты от УФ-излучения. Поставили на суда и начали собирать статистику: как работает в реальных условиях, где отказывает, что нужно дорабатывать в прошивке.

Этап 2 – Двусторонняя связь

Совместно с производителем терминалов разработали прошивку с двусторонней связью через Iridium SBD и береговой шлюз. Данные можно получать на email, SMS, Telegram, SFTP. Получился полноценный канал «судно ↔ берег» без географических ограничений.

Этап 3 – Редактор файлов

Следующая проблема: на SD-карте терминала хранятся сообщения, логи и конфигурация форматов сигналов. Менять их без физического доступа к устройству было невозможно. Благодаря сотрудничеству с разработчиком терминалов в сервисной программе Конфигуратор появился «Редактор файлов» – просматривать и редактировать файлы на карточке теперь можно прямо из интерфейса удаленно.

Этап 4 – Алгоритмы Easy Logic и полная функциональность

На основе накопленной статистики написали алгоритмы Easy Logic, реализующие всю целевую функциональность: ССТО, ОСДР, DISTRESS и двусторонний обмен сообщениями. Всего четыре алгоритма: три работают с файлами на SD-карте, главный (COM5v33opt) управляет устройством и всеми основными функциями.

В части интеграции оборудование подключено к СМС «Виктория» ФГУП «Морсвязьспутник» и применяется для мониторинга маломерных судов. Используется стандартный тэгированный протокол Galileosky со сжатием – один отчет с позицией, курсом, скоростью и меткой UTC весит 13 байт. При интервале передачи 20 минут месячный трафик укладывается ровно в пакет SBD-30 (30 КБ включенного трафика).

Параллельно подготовлена техническая документация для типового одобрения Росморречфлота и Российского морского регистра судоходства.

Решение: Galileosky Base Block Iridium SLDM

Систему назвали Galileosky Base Block Iridium SLDM – аббревиатура отражает четыре основные функции:

Все решение реализовано на терминале Galileosky Base Block Iridium, вся логика – на Easy Logic.

Из чего состоит система

Система состоит из двух блоков.

1) Основной блок – терминал в гермобоксе IP65 с тремя антеннами: Iridium, GPS/ГЛОНАСС, GSM/GPRS. GSM здесь только технологический канал: обновить прошивку, загрузить скрипты, удаленная диагностика. Вся рабочая связь идет через Iridium SBD.

На корпусе два боковых разъема:

• Левый – кабель SSAS, LRIT, Distress. Длина – до 50 метров.

• Правый – кабель Messaging и звуковых уведомлений. Ограничение 30 метров: дальше начинаются разрывы USB-соединения с компьютером.

2) Блок управления и диагностики (БУД) – интерфейс системы для экипажа. Соединяется с основным блоком кабелями через оба разъема.

На БУД расположены:

• Три световых индикатора: M (зеленый – питание в норме), L1 и L2 (красный – состояние линий SSAS).

• Кнопка DISTRESS в защитном колпачке. Удержание более 5 секунд – формирование и отправка сигнала бедствия.

• Две кнопки SSAS (SSAS1 и SSAS2) – вынесены на отдельных гермобоксах, соединяются с БУД витой парой UTP/SFTP (4 из 8 жил). Длина линии до 50 метров, размещаются в местах, удобных для оперативной активации. Над каждой кнопкой есть собственный индикатор, дублирующий L1/L2 на БУД.

• Ключевой переключатель OPER/TEST – ключ вынимается в обоих положениях. Тестовый режим нужен для ежегодной проверки оборудования.

• Предохранитель 5×20 мм на левом торце.

• Кнопка отключения индикации на верхнем торце – нужна, если индикаторы L1/L2 создают помехи при работе с терминалом по USB.

• Линейный аудиовыход на левой стенке – для внешних колонок с усилителем.

• USB-порт на правом торце – подключение к компьютеру стандартным кабелем USB (папа-папа, входит в комплект).

• Встроенная аудиоколонка внутри БУД.

Логика работы

Режимы OPER и TEST

Ключевой переключатель задает режим работы. В положении TEST первые 30 минут нажатие SSAS формирует тестовый сигнал – это нужно для ежегодной проверки. Если за 30 минут не пришло подтверждение с берегового сервера, прибор автоматически переходит в боевой режим, а на L1/L2 включается индикация «ключ не переведен из TEST».

Сигнал SSAS – тревога по охране

Удержание кнопки SSAS более 5 секунд → формирование сигнала → отправка через Iridium SBD → береговой шлюз → доставка получателю. В боевом режиме сигнал отправляется каждые 20 минут до отмены.

Отмена – двукратный перевод ключа из OPER в TEST и обратно в течение 10 секунд.

Важная деталь по требованию СОЛАС-74: при активации боевого SSAS индикатор на кнопке кратковременно мигнет один раз – и все. Никакой дальнейшей индикации нет намеренно: сигнал ССТО должен передаваться скрытно, без световой или звуковой сигнализации о факте активации – чтобы нападающие не знали, что тревога уже отправлена. Повторное нажатие второй кнопки SSAS не создает дублирующий сигнал и не сдвигает расписание передачи.

Сигнал DISTRESS – бедствие

Приоритет выше SSAS: при активации DISTRESS передача SSAS немедленно прекращается. Индикаторы L1 и L2 при активации мигают быстро и асинхронно.

Важная оговорка: на данном этапе сигнал DISTRESS передается без приоритизации в канале связи. Это одно из требований для присвоения статуса оборудования ГМССБ – работа над этим продолжается.

LRIT – позиционирование

Отчеты о позиции передаются по независимому расписанию параллельно любым активным сигналам. Интервал меняется удаленно командой ?SPUTNIK XXXXX,0,13, где XXXXX – интервал в секундах (60–86400). В порту можно растянуть до 6–8 часов для экономии трафика.

Оборудование поддерживает три команды, предусмотренные требованиями к ОСДР:

• однократный опрос с получением отчета (полный цикл запрос-ответ: 1–5 минут);

• программирование передачи по расписанию с заданным интервалом;

• остановка передачи по расписанию.

Messaging – двусторонние сообщения

Входящие сообщения сохраняются на SD-карте в папке /widar/msg/in/ (имя файла – дата получения, расширение .in), копии исходящих – в /widar/msg/out/. При получении нового сообщения через колонку звучит голосовое уведомление на русском и английском; до прочтения повторяется каждые 30 минут.

Читать сообщения можно через «Редактор файлов» в Galileosky Configurator – раздел «Данные», третья вкладка.

Форматы сигналов ССТО и DISTRESS

Оборудование поддерживает два формата сигналов – бинарный и текстовый; выбор задается через конфигурационные файлы.

Текстовый формат (установлен по умолчанию): позволяет добавить строку с данными о судне – название, MMSI, IMO, позывной, номер телефона офицера по охране. Длина строки до 120 символов. Сообщение приходит получателю в читаемом виде напрямую на email – без обработки на промежуточных серверах. Данные для ССТО и DISTRESS задаются независимо и хранятся в отдельных файлах; редактируются через «Редактор файлов».

Бинарный формат: модифицированный отчет о позиции длиной 13 байт, в котором изменено несколько битов, кодирующих тип сигнала. Экономит трафик, но требует промежуточного сервера для преобразования в читаемый вид перед доставкой на email, SMS, SFTP или Telegram. Формат предусматривает расширение номенклатуры типов сигналов в будущем.

Результаты

На сегодня оборудование установлено на 200 судах различного тоннажа – от маломерных до крупнотоннажных, включая ледоколы – и прошло испытания в Баренцевом, Карском, Средиземном, Красном и Японском морях.

Стабильная передача позиции в Арктике. Автоматические отчеты каждые 20 минут без существенных пропусков – в том числе в зонах, где Inmarsat-C не работает. Экипаж больше не уходит на ручные рапорты в пограничные органы каждые два часа.

Устранены риски штрафов по ПП № 811. Проблемы, которые у клиентов возникали регулярно, для них больше не актуальны.

Дополнительный резервный канал связи. Помимо основного спутникового оборудования на борту появляется независимый канал с выходом на email, SMS, Telegram, SFTP. По пропускной способности это не широкополосный интернет, но как резервный аварийный канал – существенная ценность.

Экономия на трафике. По данным компании, стоимость трафика Iridium SBD примерно в пять раз ниже Inmarsat-C при сопоставимом режиме работы.

Что дальше

Типовое одобрение. Без него оборудование технически работает, но официально устанавливаться на суда под флагом РФ не может. Процедура предусматривает проверку не только функциональности, но и соответствия общим требованиям к судовому оборудованию: степень пылевлагозащиты, электромагнитная совместимость и другое. Документация для Росморречфлота и Российского морского регистра судоходства подготовлена, подача заявки планируется в ближайшее время.

Приоритизация DISTRESS. Как только сигнал бедствия будет передаваться с приоритетом в канале – оборудование сможет претендовать на статус полноценного оборудования ГМССБ.

Переход на «Гонец». В долгосрочной перспективе – замена модема Iridium SBD на отечественный модем «Гонец», сертифицированный в 2025 году. Это даст полностью российское оборудование спутниковой связи. Судовая антенна «Гонец» уже разработана командой «ВИДАР» и с июня 2024 года проходит испытания на порядка 40 рыбопромысловых судах в разных регионах мира.