Оценка свойств измерительных сетей, применяемых в гидрографии для съемки подводного рельефа и поиска затонувших объектов, основанная на методах интегральной геометрии

• Автор: Амельченко, Сергей Георгиевич
• Шифр специальности: 05.22.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 127 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1. МЕТОДЫ ОБСЛЕДОВАНИЯ МОРСКОГО ДНА И

ПОИСКА ПОДВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ,

ПРИМЕНЯЕМЫЕ В ГИДРОГРАФИИ.

1.1. Основные задачи, решаемые при обследовании

морского дна

1.2. Измерительные и поисковые сети, применяемые в

гидрографии.

1.3. Классификация объектов поиска

1.4. Основные методы определения подробности съемки

подводного рельефа
1.4.1. Выбор подробности промера, основанный на
геоморфологической классификации подводного рельефа.
1.4.2. Метод уточнения подробности промера, основанный на
корреляции соседних промерных галсов
1.4.3. Выбор подробности съемки на основе теоремы
Котельникова
1.4.4. Применение теории геометрических вероятностей в
гидрографии и морских поисковых работах.
2. ВЕРОЯТНОСТЬ ОБНАРУЖЕНИЯ ОДИНОЧНЫХ ПОДВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ ПРИ ОБСЛЕДОВАНИИ ДА ГИДРОГРАФИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ.
2.1. Дискретные измерительные сети, состоящие из систем точек.
2.2. Измерительные сети, образованные прямыми линиями
2.2.1. Обнаружение подводных объектов при маршрутном промере.
2.2.2. Обнаружение подводных объектов при хаотичном расположении прямолинейных галсов.
2.2.3. Поиск объектов системой равноотстоящих параллельных галсов.
2.3. Измерительные сети, образованные полосами.
2.3.1. Обнаружение подводных объектов при обследовании
дна по одиночной полосе
2.3.2. Поисковая сеть в виде хаотично расположенных полос.
2.3.3. Поисковые сети в виде системы параллельных полос
2.4. Взаимное сравнение измерительных сетей.
2.4.1. Сравнение способов поиска, основанных на измерениях
в отдельных точках, на линиях и но полосам.
2.4.2. Сравнение поисковых сетей, образованных системами параллельных линий и полос
2.4.3. Сравнение систем параллельных и хаотично расположенных прямолинейных галсов
3. ВЕРОЯТНОСТЬ ОБНАРУЖЕНИЯ ГРУПП
ПОДВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ ПРИ ОБСЛЕДОВАНИИ ДНА ГИДРОГРАФИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ.
3.1. Вероятность обнаружения двух объектов при поиске одиночными случайными галсами
3.2. Оценка вероятности существования подводных объектов по результатам поисковых работ
3.3. Оценка эмпирического распределения числа объектов
по результатам обследования района
4. ПРИМЕРЫ ОЦЕНКИ ВЕРОЯТНОСТИ
ОБНАРУЖЕНИЯ ПОДВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ
4.1. Вероятность обнаружения затонувшего судна на примере поиска парохода Титаник.
4.2. Пример оценки вероятности обнаружения фрагментов подводных трубопроводов
4.3. Оценка материалов изученности подводного рельефа с учетом вероятности пропуска подводных препятствий.
4.4. Пример оценки вероятности поиска малых объектов планирование поисковых работ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧИКОВ
ВВЕДЕНИЕ
С течением времени на дне акваторий происходит накопление затопленных объектов суда, корабли, военная и гражданская техника, металлические и железобетонные конструкции, подводные трубопроводы, кабели и так далее. Этот процесс, как правило, усиливается с ростом интенсивности судоходства, морского инженерного строительства и других видов деятельности, связанных с использованием и освоением акваторий.
Через средства массовой информации регулярно сообщается не только о затонувших плавсредствах, но и о потерпевших в морс авариях воздушных судов, о массовых затоплениях автомашин, потерянных в морс атомных бомб, радионуклидных термоэлектрических генераторах РИТЭГ, , и других объектов, в том числе представляющих угрозу для окружающей среды. Вместе с тем можно утверждать, что через средства массовой информации поступают сообщения лишь о незначительной части подобных событий.
По официальным данным Министерства транспорта Российской Федерации в году в список только известных судов и кораблей, затонувших в прибрежных водах российских морей, включено более объектов .
Часть затопленных объектов представляет опасность для судоходства. К таким объектам в первую очередь относятся те, которые могут находиться вблизи судоходных трасс на глубинах до метров.
Аварии судов, связанные с посадками на мель и касаниями грунта, в общемировой статистике морских происшествий занимают второе место .
Особую опасность для мореплавания представляют гидротехнические сооружения и их остатки, расположенные в
замерзающих морях, зонах повышенной сейсмической и литодинамической активности , , .
Под действием льда и других внешних факторов происходит разрушение подводных трубопроводов, их опор и других конструкций, а также происходит растаскивание фрагментов таких сооружений по дну. Полных сведений о других затопленных объектах, представляющих опасность для мореплавания, не существует. Предполагается, что количество таких подводных препятствий может достигать нескольких сотен тысяч единиц .
Во многих случаях морские поисковые работы выполняются в условиях недостаточной исходной информации, касающейся факта существования объекта поиска в районе обследования, его координат, формы и размеров, окружающих глубин и других обстоятельств .
Площадь акватории, на которой объект предположительно может находиться, может быть значительной, а процесс поиска длительным.
Актуальность


Предполагается, что количество таких подводных препятствий может достигать нескольких сотен тысяч единиц . Во многих случаях морские поисковые работы выполняются в условиях недостаточной исходной информации, касающейся факта существования объекта поиска в районе обследования, его координат, формы и размеров, окружающих глубин и других обстоятельств . Площадь акватории, на которой объект предположительно может находиться, может быть значительной, а процесс поиска длительным. Съемка подводного рельефа морского дна, поиск и обследование подводных навигационных опасностей, а также поиск затонувших объектов, выполняется методами, разработанными и используемыми в гидрографии. Арсенал средств и методов гидрографического обследования дна за последние десятилетия существенно расширился в связи с появлением и началом широкого использования гидролокаторов бокового обзора и многолучевых эхолотов. Наряду с методами обследования дна, основанными на измерениях глубин в точках и по линиям, все более широкое распространение получают площадные методы обследования дна, основанные на измерениях по полосам. Технические средства и методы площадного обследования, так же как и традиционные, идеальными не являются. На практике задача поиска затонувших объектов часто выполняется оперативно с использованием имеющихся технических подручных средств. В этом случае эффективность поиска в основном определяется методом и тактикой обследования. Существует три класса измерительных поисковых сетей точечные, линейные и полосовые. При гидрографическом обследовании дна, которое предназначено для составления морских карт, используются преимущественно регулярные сети прямоугольные точечные сети, системы параллельных прямых линий галсов и параллельных полос с перекрытием. При поиске подводных объектов наряду с регулярными сетями используются также случайные сети с хаотичным расположением галсов. Несмотря на разнообразие тактических приемов, и методов выполнения обследования дна, а также большого разнообразия специальных технических средств, результативность морских поисковых работ во многих случаях оказывается низкой многие поисковые работы затягиваются на годы, а объекты поиска остаются не найденными. В этой связи задача выбора тактики поиска, основанная на количественных сравнительных опенках поисковых сетей, остается актуальной. А.П. Белобровым, А. И.Сорокиным, А. Е.Сазоновым, Н. Н.Нероновым. Существенный вклад в разработку методов количественной оценки результатов поисковых работ внесли Афонин А. Н.И. Решетняк С. В., Тезиков . Среди ученыхматематиков, результаты работ которых особенно часто и продуктивно используются при решении задач поиска подводных объектов, необходимо отметить Кендалла М. Морана П. Сантало Л. Объектом диссертационного исследования служат стационарные подводные объекты естественного и искусственного происхождения, расположенные на поверхности дна, в том числе локальные поднятия дна банки, мели и другие, а также затонувшие суда, фрагменты подводных трубопроводов, железобетонных конструкций, кабелей и тому подобное. Предметом диссертационного исследования являются морские поисковые измерительные сети, предназначенные для обнаружения стационарных подводных объектов. Цель диссертационного исследования разработка критерия сравнительной оценки морских измерительных сетей, предназначенных для поиска стационарных подводных объектов. Интегральная стохастическая геометрия, теория вероятностей. Дано обобщенное представление способов и схем обследования подводного рельефа и поиска подводных объектов в форме морских измерительных поисковых сетей. Выполнена классификация поисковых сетей и объектов поиска. Проведена систематизация решений задач, посвященных оценкам вероятности обнаружения подводных объектов. Задача обобщена на случай хаотичных поисковых сетей, полосовых сетей, а также объектов и групп объектов поиска, имеющих сложную форму. Получены соответствующие решения, отличающиеся новизной. Основные положения и выводы согласуются с результатами поисковых работ и данными, полученными при гидрографическом обследовании морского дна.