Применение автоматизированной информационно-идентификационной системы и навигационных систем для оптимизации маневрирования крупнотоннажных морских судов

• Автор: Попов, Анатолий Николаевич
• Шифр специальности: 05.12.13, 05.22.19
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Новороссийск
• Количество страниц: 180 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Список сокращений.

Введение

Глава I. Современный подход к обеспечению безопасности при

маневрировании крупнотоннажных морских судов

1.1. Совершенствование управления безопасностью

с учетом АИИС

1.2. Построение систем управления движением судна с

использованием АИИС.

1.3. Использование АИИС и диффподсистем ОСРБ, ДГЛОНАСС

для обеспечения безопасности при маневрировании судов

1.4. Использование навигационных систем для определения
маневренных качеств судна.
1.5. Использование гидроакустических лагов для определения
маневренных качеств судна.
Глава 2. Совершенствование управления при маневрировании 0, крупнотоннажных судов.
2.1. Общая теория оптимального управления.
2.2. Оптимизация маневрирования на коротких переходах.
2.3. Натурные исследования на коротких переходах
2.4. Сравнение теоретических расчетов с натурными
исследованиями, рекомендации для практического использования
Глава 3. Методы вариационного исчисления к задаче о коротком
переходе.
3.1. Формализация задачи о коротком переходе
ф 3.2. Изопериметрическая задача
3.3. Сравнение методов вариационного исчисления и
терминального управления
Глава 4. Оптимизация маневрирования крупнотоннажных
судов на поворотах.
4.1. Совершенствование предварительной прокладки на
поворотах
4.2. Натурные исследования на крутых поворотах.
4.3. Сравнение теоретических расчтов с натурными исследованиями, рекомендации для практического
использования.
Глава 5. Оптимизация маневрирования крупнотоннажных судов на переходе
при наличии течения.
5.1. Задача перехода с линейно меняющейся скоростью течения .
5.2. Задача перехода с учтом картины течений .
5.3. Программное обеспечение расчта оптимальной траектории
движения на течении
Заключение .
Библиографический список использованной литературы .
Приложение
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
АИИС автоматизированная информационноидентификационная система. ГАЛ гидроакустический лаг.
ГМССБ глобальная морская система связи при бедствии.
ГЛОНАСС глобальная навигационная спутниковая система ДП диаметральная плоскость судна.
ИМО Международная морская организация.
НГМА Новороссийская государственная морская академия.
ПИ примоиндикатор.
ПК персональный компьютер.
ПЭВМ персональная электронновычислительная машина.
СНС спутниковая навигационная система.
СУДС система управления движением судов.
ТСС технические средства судовождения.
I автоматическая идентификационная система толкование ИМО.
I электронная картографическая навигационноинформационная система.
глобальная навигационная спутниковая система.
самоорганизующая линия передачи данных с разделением времени и множественным доступом.
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


При этом матрица 5(/) представляет собой матрицу видеосигналов, комбинированную с матрицей параметров Л(г) мультипликативно. Я0- матрица спектральных плотностей шумов в каналах наблюдения. Канал наблюдения используется для последующей фильтрации параметров движения судна, фиксируемых датчиками, установленными на судне. По результатам процесса фильтрации этих параметров производится управление движением судна. Л = 0(Л,/)+Я(г), (1. Я(г) = [Л,(/)] - вектор возмущений в системе, определяемый стохастическими процессами, действующими на процесс управления. Пространство состояний процесса или управляемой динамической системы формируется заданием минимально необходимой совокупности параметров {я,,Я,,. Яг }eZ, содержащих всю информацию о состоянии процесса или системы в данный момент времени и дающих возможность прогнозировать их эволюцию. Эти параметры являются фазовыми координатами процесса или системы, а их совокупность определяет вектор состояния системы Лг(/) = [я ,Л2,Лг]. Если возмущающие функции отвечают зависимости, которая аппроксимируется белыми шумами, то переменные состояния Л,(/) являются компонентами р- мерного марковского вектора Л(г). Представленная модель функционирования системы управления соответствует тем, которые рассматриваются в теории оценивания и управления [, ]. Задачи оценивания и управления решаются на основе принципа эквивалентности, согласно которому в качестве оптимального управления принимается управление, соответствующее идеальному контролю вектора состояния системы, т. Л в условиях отсутствия наблюдаемых шумов [9]. Рассмотренные в рамках этой теории задачи анализа и синтеза оптимальных систем фильтрации и управления могут быть непосредственно применимы к функциональным подсистемам управления движением судна в интеграции с системами позиционирования и дифференциальной коррекции, обеспечивающим точность следования при маневрировании в акваториях портов. АНИС объединяет в себе достижения трёх технологий: глобальные навигационные спутниковые системы (ГНСС); автоматическая цифровая радиосвязь; системы электронной картографии. В основу организации радиообмена в АИИС заложен принцип временного разделения каналов на фиксированные интервалы - слоты (протокол SOTDMA). Внедрение в практику судовождения транспондеров АИИС окажет существенное влияние на этап обнаружения целей при расхождении судов. Это связано прежде всего с большей дальностью их обнаружения по каналам УКВ-связи АИС, которая будет составлять - миль. Для ориентировочной оценки опасности сближения с помощью РЛС в качестве критерия опасности служит величина изменения пеленга на цель, а в САРП используется положение вектора относительного перемещения и вычисленные дистанции ? Ткг кратчайшего сближения. Автосопровождение ведётся с применением алгоритмов, принимающих движение судов за равномерное и прямолинейное. Для получения стабильного отображения вектора экстраполированного перемещения целей на экране последовательные измерения положений целей сглаживаются. В результате сглаживания исключаются колебания векторов на экране. Однако при этом обнаружение маневра судна, что нередко имеет место при расхождении в море, запаздывает, а информация о параметрах движения может оказаться недостоверной. При резком маневре судна-цели часто происходит сброс цели с автосопровождения. Поэтому Резолюция ИМО А. Требования по точностям должны выполняться лишь спустя 3 мин после окончания маневра цели или своего судна. Это ограничивает возможности САРП решать задачи по расхождению судов в море в самой сложной его фазе - во время их маневрирования. Проверка влияния маневра встречных судов по результатам натурных испытаний при отворотах в пределах ° и крутых отворотах 0°-0° показывает, что среднее время задержки в обнаружении маневра составляет - с, а максимальная величина задержки - с. При этом наличие задержки в обнаружении маневра наблюдается у всех САРП, что указывает на её закономерный характер, обусловленный инерционностью сглаживающих фильтров и самих маневрирующих судов. На рис. САРП.