Формирование маршрута судна в автоматизированных навигационных комплексах

• Автор: Мироненко, Александр Анатольевич
• Шифр специальности: 05.22.19
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Новороссийск
• Количество страниц: 139 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ АВТОМАТИЗАЦИИ ПЛАНИРОВАНИЯ

ПЕРЕХОДА СУДНА

1.1. Требования к планированию рейса судна и исходным данным модели

района плавания

1.2. Характеристики безопасности для выбора районов поиска

оптимального маршрута

1.3. Обоснование граф модели района плавания для построения

оптимального маршрута перехода судна

1.4. Методы и критерии оптимизации планирования маршрута судна

1.5. Формулировка задач поиска оптимального маршрута перехода судна
2. ФОРМИРОВАНИЕ МОДЕЛИ РАЙ1А ЛАВАНИЯ ДЛЯ
ОПТИМАЛЬНОГО МАРШРУТА СУДНА
2.1. Классификация районов плавания судна
2.2. Представление районов плавания характерными точками
2.3. Принципы поиска маршрута минимальной стоимости
2.4. Упрощенный алгоритм поиска маршрута минимальной стоимости
2.5. Условия пересечения маршрута с навигационными опасностями
2.6. Методология поиска крайних характерных точек
2.7. Выбор безопасных характерных точек при обходе навигационной
опасности
2.8. Формирование графа района плавания по характерным точкам
навигационных опасностей
2.9. Формирование границ района поиска оптимально маршрута
2 Определение шага дискретизации поиска
2 Уточнение модели района планируемого плавания судна
2 Анализ стесненных районов плавания и объединение навигационных
опасностей
3. ПОИСК ОПТИМАЛЬНОГО МАРШРУТА СУДНА
3.1. Схема поиска оптимального маршрута
3.2. Выбор и формирование сечений маршрута судна
3.3. Построение проходов с гарантированной полосой проводки судна
для оптимального маршрута
3.4. Оптимизация маршрута минимальной стоимости с ГГПI судна
4. ДИНАМИЧЕСКАЯ КОРРЕКЦИЯ ОПТИМАЛЬНО О
МАРШРУТА СУДНА
4.1. Особенности задания программного режима движения судна на
оптимальном маршруте
4.2. Сплайн интерполяция маневренных элементов
4.3. Задание оптимальных режимов криволинейного движения судна
4.4. Планирование скорости судна на маршруте
4.5. Задание программы выхода судна на заданный маршрут
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


В основу теоретических и прикладных исследований диссертационной работы положены результаты и достижения автоматизации процессов навигации и управления судном с использованием теории графов, общей теории управления и оптимизации, вычислительных методов и моделирования на ЭВМ. Разработка технологии динамической коррекции оптимального маршрута в соответствии с маневренными качествами судна. Практическая ценность. Результаты диссертационной работы могут найти практическое применение на морских судах при решении задач планирования и прокладки маршрута перехода в автоматизированных навигационных комплексах или в береговых системах управления движением судов (СУДС), а также системах управления другими видами транспорта. Реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы являются составной частью госбюджетной ПИР кафедры Судовождения НГМА “Оптимизация процессов навигации и управления судном на основе концепции зон безопасности” (№ ГР 0). Предлагаемые принципы и алгоритмы выбора оптимального маршрута судна и обеспечения безопасности плавания использованы в техническом проекте «Автоматизация процессов причаливания крупнотоннажных судов для нефтерайона Новороссийского морского торгового порта», выполняемой ООО «ЭЛТРАНС». Основные положения диссертационной работы внедрены в учебный процесс для подготовки инженеров-судоводителей НГМА по курсу "Навигация и лоция", “Автоматизация судовождения”, при курсовом и дипломном проектировании, на курсах повышения квалификации по дисциплине «Электронная картография». Апробация работы. Основные положения диссертационной работы и ее отдельные результаты докладывались на ежегодных научно-технических конференциях НГМА - годах. Публикации. Основные результаты • диссертационной работы опубликованы в 5 статьях и 1 отчете по НИР. Структура и объем работы. Общий объем диссертации 9 страниц включает содержание 2 страницы, введение 5 страниц, четыре раздела 1 страницы, заключение 2 страницы, список литературы из 5 наименований 8 страниц, иллюстраций и 3 таблицы. В соответствии с международными требованиями [, ] предполагаемый маршрут перехода судна должен быть заранее запланирован от причала до причала, принимая во внимание всю необходимую информацию. Любой проложенный курс должен проверяться до начала перехода. Навигационно-гидрографических характеристик: системы судоходства, расположение маршрута перехода относительно берегов, навигационных опасностей, рельефа дна и опасных глубин, районов с особыми условиями плавания, включающими фарватеры, каналы, системы разделения движения судов (СРД), рекомендованные и установленные пути, якорные стоянки, районы лова рыбы, и т. Систем управления движением судов (СУДС), систем судовых сообщений, передачи навигационной и метеорологической информации, штормовых и ледовых предупреждений, рекомендаций прогностических центров (высота волны, скорость ветра, направление волнения и др. Способов и необходимой частоты определений места судна. При использовании ЕС8 формулировка задач автоматизированного выбора маршрута перехода судна должна исходить из того, что навигационногидрографическая информация уже формализована [, , , , , 3]. Массивы информации, связанные с правилами и режимом плавания (МППСС-, границы и др. СРД, рекомендованные пути и т. Для выбора районов поиска оптимального маршрута судна в качестве их исходной модели могут использоваться районы, включающие кратчайший маршрут (маршрут минимальной протяженности) или маршрут минимальной стоимости (учитывающий длительность плавания и стоимость прохода через районы с особым правовым режимом) между пунктами отхода и прихода. На основе модели районов маршрута минимальной стоимости может выполняться следующий этап, связанный с определением характеристик безопасности плавания судна по всем участкам маршрута. При этом также должна учитываться информация о гидрометеорологических факторах и других явлениях, связанных с режимом движения судна, для оценки оптимальности. У и У2у Ут - скорости судна с учетом потерь на соответствующих участках маршрута, уз. В качестве формализованных факторов потери скорости судна можно выделить ветроволновые, от влияния мелководья, льда, и обусловленные обстоятельствами плавания [1, 3,4, , , , , ,, ].