Оперативный выбор безопасных маневров последнего момента в судовых навигационно-информационных системах

• Автор: Кондратьев, Алексей Иванович
• Шифр специальности: 05.12.13, 05.22.19
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Новороссийск
• Количество страниц: 113 с.

СОДЕРЖАНИЕ

Перечень принятых сокращений

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ СИТУАЦИЙ АВАРИЙНОСТИ СУДОВ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Аварии и катастрофы с внезапным обнаружением угрозы столкновения судов

1.2. Анализ причин внезапности угрозы столкновения судов

1.3. Возможности АИС и постановка задачи исследований

2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ МАНЕВРА ПОСЛЕДНЕГО МОМЕНТА

2.1. Математическая модель маневра последнего момента уступающего дорогу судна

2.2. Математическая модель маневра последнего момента привилегированного судна

2.3. Математическая модель маневра последнего момента обоих судов

2.4. Математическая модель маневра последнего момента при встречном движении судов
2.5. Экспериментальная проверка математических моделей маневров
3. ОПТИМИЗАЦИЯ МАНЕВРА СКОРОСТЬЮ И СТРУКТУРА СУДОВОЙ НАВИГАЦИОННОИНФОРМАЦИОННОЙ СЕТИ
ДЛЯ РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ ДВИЖЕНИЯ СУДНА
3.1. Аналитические зависимости маневра скоростью
3.2. Прогноз развития ситуации при маневре скоростью
3.3. Методика контроля маневров и структура судовой навигационноинформационной сети для расчета текущих параметров движения судна
4. РАСЧЕТ ТЕКУЩИХ ПАРАМЕТРОВ ДВИЖЕНИЯ СУДНА В СУДОВОЙ НАВИТАВДОННОИНФОРМАЦИОННОЙ СЕТИ
4.1. Линейная база ПИ СНС как составная часть судовой навигационноинформационной сети и ее возможности
4.2. Расчет текущих параметров движения судна в судовой навигационноинформационной сети
4.3. Расчет элементов маневров в судовой навигационноинформационной сети
4.4. Расчет истинного курса, инерционной девиации и поправки гирокомпаса
5. ОЦЕНКА ИНТЕРВАЛА И ШАГА ТРАЕКТОРИЯХ ИЗМЕРЕНИЙ В АИС И ОСОБЕННОСТИ ПРОГНОЗА ТРАЕКТОРИЙ ДВИЖЕНИЯ СУДОВ
5.1. Методика выбора интервала и шага обсерваций по СНС для построения траектории движения судов
5.2. Прогноз траектории движения судна для расчета параметров его движения
5.3. Замечания и рекомендации по воспроизведению траекторий судов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Мартин Л. Bauer Р. Kijima K. Tanaka S. Furukawa Y. Hori T. Hasegawa K. А. Е. Сазонов, А. И. Родионов [,] и Др. Наряду с разработкой новых методов и приемов управления судном развивались вопросы автоматизации судовождения на базе радиолокационной информации. Были созданы средства автоматической радиолокационной прокладки (САРП). В настоящее время весь крупнотоннажный морской флот оборудован такими системами. С помощью САРП автоматизирован процесс определения параметров расхождения судов: дистанции кратчайшего сближения судов, времени кратчайшего сближения судов и определения характера расхождения (какое судно достигает точки пересечения курсов первым). Внедрение САРП привело к повышению точности процесса расхождения судов. Если раньше в соответствии с хорошей морской практикой считалось, что при расхождении суда не должны приближаться друг к ругу на расстояние менее 2 мор. САРП считаются безопасными дистанции 1 мор. УКВ-радиовидимости. В главе V конвенции SOLAS- устанавливается обязательность оборудования АИС всех судов вместимостью свыше 0 тонн, построенных после июля года. В мае г. ИМО была принята резолюция MSC. ANNEX3, устанавливающая основные функциональные требования к универсальной АИС с закреплением в регламенте двух симплексных международных каналов радиосвязи AIS 1 (1,5 МГц) AIS 2 (2,5 МГц). Сочетание АИС с электронной картографией вносит коренные изменения в практику судовождения и обеспечение безопасности мореплавания. Однако до сих пор не разработана эффективная система генерации оперативных рекомендаций. Целью диссертации является разработка математических моделей маневров последнего момента и маневров скоростью, а также методики и алгоритмов расчета текущих параметров движения судна и исполнительных элементов маневра, ориентированных на их реализацию в судовой навигационно-информационной сети, являющейся составной частью АИС. Для решения поставленной проблемы в целом в диссертационной работе рассматриваются следующие частные вопросы. В первом разделе вводятся некоторые определения, связанные с маневром последнего момента, и проводится анализ ряда аварий и катастроф. Предотвратить некоторые из них мог бы объективно спрогнозированный маневр последнего момента. Анализируются причины и обстоятельства появления угроз аварий и даются рекомендации по их предотвращению. На основании проведенного анализа формируются постановка задачи исследований и направления ее решения, ориентированные на современные информационные технологии и технические средства автоматизации судовождения. Второй раздел посвящен разработке математических моделей маневра последнего момента на пересекающихся курсах уступающим дорогу судном, привилегированным судном, обоими судами и маневра на встречных курсах. Алгоритмы маневров ориентированы на их компьютерную реализацию. Приводятся результаты экспериментальной проверки математической модели маневра последнего момента уступающим дорогу судном в реальном масштабе времени на навигационном тренажере фирмы ТРАНЗАС. В третьем разделе представлена струшура и разрабатывается математическая модель маневра скоростью, реализация которой призвана обеспечить безопасное расхождение на основе предлагаемого закона изменения скорости для различных реверсов двигателя. Разработана программа расчета дистанции начала маневра, не требующая от судоводителя специальной подготовки пользователя компьютера. Здесь же на основании результатов разделов 2 и 3 предложена структура судовой навигационно-информационной сети для контроля реализации маневра и расчета текущих параметров движения судна. Сформулирован перечень параметров движения судна, необходимых для построения и контроля исполнительной траектории маневра. Четвертый раздел посвящен разработке расчетных формул для вычисления текущих параметров движения судна в судовой навигационноинформационной сети. Введено понятие линейной базы приемоиндикаторов ПИ СНС, состоящей из судового компьютера, сопряженного с двумя ПИ, антенны которых разнесены в диаметральной плоскости судна.