Способ управления судном при выполнении им швартовной операции к борту судна партнера



Способ управления судном при выполнении им швартовной операции к борту судна партнера
Способ управления судном при выполнении им швартовной операции к борту судна партнера
Способ управления судном при выполнении им швартовной операции к борту судна партнера
Способ управления судном при выполнении им швартовной операции к борту судна партнера
Способ управления судном при выполнении им швартовной операции к борту судна партнера
Способ управления судном при выполнении им швартовной операции к борту судна партнера

 

B63H25 - Управление судами: уменьшение скорости хода, осуществляемое иными средствами, чем движители (использование подвижно установленных движителей для управления судном B63H 5/14; использование подвижно установленных забортных двигательно-движительных агрегатов B63H 20/00); динамическая постановка на якорь, т.е. расположение судов с помощью основных или вспомогательных движителей (постановка судов на якорь, кроме динамической, B63B 21/00; устройства для уменьшения килевой и бортовой качки или подобных нежелательных движений судов с помощью реактивных струй или гребных винтов B63B 39/08)

Владельцы патента RU 2422326:

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мурманский государственный технический университет" (ФГОУВПО "МГТУ") (RU)

Изобретение относится к водному транспорту, в частности к управлению движением швартующегося судна при выполнении им швартовной операции к судну партнеру. Текущее положение траектории сближения определяется в виде прямой линии, проходящей через две точки на плоскости, одна из которых - это центр тяжести швартующегося судна, вторая - заданная точка. Способ управления заключается в том, что, для обеспечения безопасности швартовной операции, сближение выполняется в два этапа, при этом на каждом этапе сближения используется своя заданная точка на плоскости. Текущее положение заданных точек на плоскости в любой заданный момент времени рассчитывается с использованием значений текущих координат носовой и кормовой точек судна партнера, заданного расстояния между бортами швартующихся судов, заданного положения швартующегося судна относительно судна партнера в конечной стадии швартовки и текущего значения длины тормозного пути швартующегося судна, необходимого для перехода его от исходной скорости движения к скорости, равной скорости судна партнера в конкретных условиях. Величину тормозного пути определяют в зависимости от загрузки судна и внешней среды. Изобретение обеспечивает безопасное выполнение швартовной операции швартующегося судна к борту судна партнера. 2 ил.

 

Изобретение относится к водному транспорту и касается управления судном (далее швартующееся судно) при выполнении им швартовной операции к борту судна партнера по величине поперечных смещений двух точек швартующегося судна, носовой А и кормовой В, от текущего положения траектории сближения с судном партнером.

Известен способ управления швартующимся судном при выполнении им швартовной операции к борту судна партнера (патент №2375249, опубл. 10.12.2009) по величинам поперечных смещений расположенных на диаметральной плоскости судна его носовой А и кормовой В точек от текущего положения траектории сближения, при котором рассчитывают поперечные смещения этих точек, для вычисления поперечных смещений носовой А и кормовой В точек судна их координаты в неподвижной координатной системе А (Х0A, Y0A), B (Х0B, Y0B) измеряют с помощью спутниковой навигационной системы (СНС) и с дифференциальными поправками, перекладку руля судна производят в зависимости от комбинации поперечных смещений носовой dA и кормовой dB точек судна относительно текущего положения траектории сближения, которое определяют, используя заданную точку, как объект, с которым происходит сближение судна и центр тяжести судна, текущее положение заданной точки и текущее положение центра тяжести судна определяют текущее положение траектории сближения, проходящей через две точки в виде прямой линии, соединяющей текущее положение заданной точки и текущее положение центра тяжести судна G, текущие координаты центра тяжести судна в неподвижной координатной системе рассчитывают по формулам:

где X0G, Y0G - координаты центра тяжести судна в неподвижной координатной системе;

X0A, Y0A - координаты точки А в неподвижной координатной системе;

Х0B, Y0B - координаты точки В в неподвижной координатной системе;

ХA, XB - абсцисса носовой и кормовой точки судна соответственно, в координатной системе (X, Y) связанной с судном;

ХG - абсцисса центра тяжести судна в координатной системе, связанной с судном,

текущие координаты заданной точки определяют с помощью спутниковой навигационной системы и с дифференциальными поправками.

Текущие координаты заданной точки определяют с помощью спутниковой навигационной системы и с дифференциальными поправками.

Определяют с помощью СНС и с дифференциальными поправками координаты носовой Аn0An, Y0An) и кормовой Вn0Bn, Y0Bn) точек, расположенных на диаметральной плоскости судна партнера в неподвижной координатной системе, рассчитывают:

- координаты центра тяжести судна партнера Gn0Gn, Y0Gn) в неподвижной координатной системе по формулам:

где Х0Gn, Y0Gn - координаты центра тяжести судна партнера в неподвижной координатной системе;

Х0An, Y0An - координаты точки An в неподвижной координатной системе;

X0Bn, Y0Bn - координаты точки Вn в неподвижной координатной системе;

XAn, ХBn - абсцисса носовой и кормовой точки судна партнера соответственно, в координатной системе (Хn, Yn) связанной с судном партнером;

ХGn - абсцисса центра тяжести судна партнера в координатной системе, связанной с судном партнером;

- координаты точек и расположенных на перпендикулярах к диаметральной плоскости судна партнера, восстановленных в точки Аn и Вn соответственно, по формулам:

при этом величину отрезков определяют с помощью зависимости, представленной формулой:

где В - ширина швартующегося судна; Вn - ширина судна партнера; ψn - курс судна партнера, значение курса судна партнера ψn рассчитывают с использованием значений координат точек Аn и Вn в неподвижной координатной системе, а именно:

- координаты проекции центра тяжести судна партнера в неподвижной координатной системе на траекторию сближения в конечной стадии швартовки, проходящую параллельно диаметральной плоскости судна партнера через точки и :

- координаты второй заданной точки Р20P2, Y0P2) в неподвижной координатной системе:

- координаты первой заданной точки P1 (X0P1,Y0P1) в неподвижной координатной системе:

где ST - тормозной путь швартующегося судна при переходе его со скорости υ=υн к скорости υ=υкnн - начальная скорость, то есть скорость швартующегося судна в первой заданной точке P1, υк - конечная скорость, то есть скорость швартующегося судна во второй заданной точке Р2), длина тормозного пути равна расстоянию, проходимому швартующимся судном при переходе его из заданной точки P1 в заданную точку Р2.

Наличие полученных указанным способом данных позволяет осуществлять сближение швартующегося судна с судном партнером, в два этапа:

I-ый этап - выход швартующегося судна в первую заданную точку P1. Текущее положение первой заданной точки P1 (X0P1, Y0P1) на текущем положении линии, проходящей через текущее положение точек

и определяется величиной отрезка Р1P2, длина которого равна расстоянию, проходимому швартующимся судном при снижении его текущей скорости υ до значения, равного скорости судна партнера υn, в момент выхода швартующегося судна на траверз судна партнера, то есть в момент, когда центр тяжести швартующегося судна будет находиться в точке P2. Управление швартующимся судном во время сближения с судном партнером осуществляют по величинам поперечных отклонений носовой dА и кормовой dB точек швартующегося судна от текущего положения траектории сближения, проходящей через текущее положение центра тяжести швартующегося судна G (Х0G, Y0G) и текущего положения первой заданной точки P1 (X0P1, Y0P1). Окончание I-го этапа сближения швартующегося судна с судном партнером совпадает с моментом выхода швартующегося судна в первую заданную точку, то есть в момент, когда центр тяжести швартующегося судна будет находиться в точке P1.

II-ой этап - выход швартующегося судна во вторую заданную точку Р2. Текущее положение второй заданной точки Р20P2, Y0P2) на текущем положении линии, проходящей через точки и определяется заданным расстоянием m между центрами тяжести швартующегося судна и судна партнера в конечной стадии швартовки. Управление швартующимся судном во время сближения с судном партнером осуществляется по величинам поперечных отклонений носовой dA и кормовой dB точек швартующегося судна от текущего положения траектории сближения, в качестве которой используют текущее положение линии, проходящей через точки и Окончание II-го этапа сближения швартующегося судна с судном партнером совпадает с моментом выхода швартующегося судна во вторую заданную точку, то есть в момент, когда центр тяжести швартующегося судна будет находиться в точке P2.

Однако в этом способе управления судном, выполняющим швартовную операцию к борту судна партнера, есть определенный недостаток, не позволяющий в полной мере обеспечивать безопасность, как швартующегося судна, так и судна партнера. Причина указанного недостатка заключается в том, что текущее значение длины тормозного пути, определяющее текущее положение первой условной точки P1 на текущем положении линии, проходящей через текущее положение точек

и , является переменной величиной и зависит не только от скорости швартующегося судна, на момент начала сближения υ=υн, и скорости судна партнера υ=υп в тот же момент, но и значений параметров, характеризующих: во-первых, состояние загрузки швартующегося судна (водоизмещение, посадка корпуса); во-вторых, состояние внешней среды (скорость и направление ветра, степень волнения и ее направление, глубина акватории в районе выполнения швартовной операции, скорость течения и его направление) на момент начала швартовной операции. Более того, ряд из перечисленных выше параметров меняют свои значения уже в процессе сближения швартующегося судна с судном партнером, что, в свою очередь, приводит к постоянному изменению расчетного значения длины тормозного пути. Изменение значения длины тормозного пути должно учитываться при определении текущего положения первой упреждающей точки P1 на линии, проходящей через текущее положение точек и в процессе выполнения швартовной операции.

Неучет или неправильный учет изменения значения длины тормозного пути при управлении швартующимся судном в процессе его сближения с судном партнером может привести к нарушению условий безопасного выполнения швартовной операции. В частности, из указанных условий наиболее важными являются следующие условия (Пат. РФ № 2375249, опубл. 10.12.2009):

1) равенство скоростей швартующегося судна (υ) и судна партнера (υn) в конечной стадии их сближения, то есть в момент времени, когда швартующееся судно движется параллельно борту судна партнера на минимальном заданном траверзном расстоянии h от борта судна партнера (фиг.1);

2) продольное положение швартующегося судна относительно судна партнера в конечной стадии сближения должно быть фиксированным, то есть расстояние между центром тяжести швартующегося судна (G) и центром тяжести судна партнера (Gn) в неподвижной координатной системе, в направлении продольной оси Хn координатной системы (Хn, Yn), связанной с судном партнером, в конечной стадии их сближения должно иметь определенное заданное значение (m) (фиг.1).

Текущее значение длины тормозного пути швартующегося судна может быть рассчитано с использованием уравнения его движения:

где υ - текущее значение скорости швартующегося судна;

S - путь;

С1, С2, С3,… - текущие значения параметров уравнения движения швартующегося судна, зависящие от текущих значений параметров, характеризующих текущее состояние загрузки судна и внешней среды (водоизмещения швартующегося судна; параметров посадки корпуса; направления и скорости ветра; параметров волнения; направления и скорости течения; глубины акватории в районе выполнения швартовной операции).

Текущее значение длины тормозного пути швартующегося судна в процессе его сближения с судном партнером определяется интегрированием уравнения движения швартующегося судна (9) в пределах от υ=υн до υ=υп, т.е.

При этом текущие значения параметров уравнения движения швартующегося судна (9) C1, С2, С3, … в процессе выполнения швартовной операции непрерывно идентифицируют с использованием метода, описанного в работе (Юдин, Ю.И. Синтез моделей механизма предвидения для экспертных систем, обеспечивающих безопасную эксплуатацию судна: монография /Ю.И.Юдин. - Мурманск: Изд-во МГТУ, 2007. - 198 с.: ил.; Юдин, Ю.И. Теоретические основы безопасных способов маневрирования при выполнении точечной швартовки: монография /Ю.И.Юдин, С.В.Пашенцев, Г.И.Мартюк, А.Ю.Юдин. - Мурманск: Изд-во МГТУ, 2009. - 152 с.: ил.).

Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, состоит в соблюдении условий безопасного выполнения швартовной операции швартующегося судна к борту судна партнера.

Для достижения указанного технического результата в способе управления швартующимся судном при выполнении им швартовной операции к борту судна партнера по величинам поперечных смещений расположенных на диаметральной плоскости судна его носовой А и кормовой В точек от текущего положения траектории сближения, при котором рассчитывают поперечные смещения этих точек, для вычисления поперечных смещений носовой А и кормовой В точек судна их координаты в неподвижной координатной системе А (Х0A, Y0A), B (Х0B, Y0B) измеряют с помощью спутниковой навигационной системы (СНС) и с дифференциальными поправками, перекладку руля судна производят в зависимости от комбинации поперечных смещений носовой dA и кормовой dB точек судна относительно текущего положения траектории сближения, которое определяют, используя заданную точку, как объект, с которым происходит сближение судна и центр тяжести судна, текущее положение заданной точки и текущее положение центра тяжести судна определяют текущее положение траектория сближения, проходящей через две точки в виде прямой линии, соединяющей текущее положение заданной точки и текущее положение центра тяжести судна G, текущие координаты центра тяжести судна в неподвижной координатной системе рассчитывают по формулам (1), текущие координаты заданной точки определяют с помощью спутниковой навигационной системы и с дифференциальными поправками. Определяют с помощью СНС и с дифференциальными поправками координаты носовой Аn0An, Y0An) и кормовой Вn0Bn, Y0Bn) точек, расположенных на диаметральной плоскости судна партнера в неподвижной координатной системе, рассчитывают:

- координаты центра тяжести судна партнера Gn0Gn, Y0Gn) в неподвижной координатной системе по формулам (2);

- координаты точек и расположенных на перпендикулярах к диаметральной плоскости судна партнера и восстановленных в точки Аn и Вn соответственно, по формулам (3), при этом величина отрезков определяется с помощью зависимости, представленной формулой (4), значение курса судна партнера ψn рассчитывают с использованием значений координат точек Аn и Вn в неподвижной координатной системе, по формуле (5);

- координаты проекции центра тяжести судна партнера в неподвижной координатной системе на траекторию сближения в конечной стадии швартовки, проходящую параллельно диаметральной плоскости судна партнера через точки и определяют по формуле (6);

- координаты второй заданной точки Р20P2, Y0P2) в неподвижной координатной системе определяют по формуле (7);

- дополнительно текущее значение длины тормозного пути Sт по формуле (10), при этом учитывают не только значения скорости швартующегося судна на момент начала сближения υ=υн и скорости судна партнера υ=υп, но и текущие значения параметров, определяющих состояние как загрузки судна, так и внешней среды, определяющих текущие значения параметров уравнения (10) C1, С2, С3, …, непрерывно идентифицируемых в процессе швартовной операции известным методом [2], [3];

- координаты первой заданной точки P1 (X0P1, Y0P1) в неподвижной координатной системе по формуле (8);

Наличие полученных указанным способом данных, позволяет осуществлять сближение швартующегося судна с судном партнером, в два этапа:

I-й этап - выход швартующегося судна в первую заданную точку P1. Текущее положение первой заданной точки P1 (X0P1, Y0P1) на текущем положении линии, проходящей через текущее положение точек

и определяется величиной отрезка P1P2, длина которого равна текущему значению длины тормозного пути Sт, рассчитанному по формуле (10) с учетом значения скорости швартующегося судна на момент начала сближения υ=υн и скорости судна партнера υ=υп, а также текущих значений параметров, определяющих состояние как загрузки судна, так и внешней среды. Управление швартующимся судном во время сближения с судном партнером осуществляют по величинам поперечных отклонений носовой dA и кормовой dB точек швартующегося судна от текущего положения траектории сближения, проходящей через текущее положение центра тяжести швартующегося судна G (Х0G, Y0G) и текущего положения первой заданной точки P1 (X0P1, Y0P1). Окончание I-го этапа сближения швартующегося судна с судном партнером совпадает с моментом выхода швартующегося судна в первую заданную точку, то есть в момент, когда центр тяжести швартующегося судна будет находиться в точке P1.

II-ой этап - выход швартующегося судна во вторую заданную точку Р2. Текущее положение второй заданной точки Р2 (X0P2, Y0P2) на текущем положении линии, проходящей через точки и определяется заданным расстоянием m между центрами тяжести швартующегося судна и судна партнера в конечной стадии швартовки. Управление швартующимся судном во время сближения с судном партнером осуществляют по величинам поперечных отклонений носовой dA и кормовой dB точек швартующегося судна от текущего положения траектории сближения, в качестве которой используют текущее положение линии, проходящей через точки и Окончание II-го этапа сближения швартующегося судна с судном партнером совпадает с моментом выхода швартующегося судна во вторую заданную точку, то есть в момент, когда центр тяжести швартующегося судна будет находиться в точке Р2.

Отличительным признаком предлагаемого способа от указанного вышеизвестного, наиболее близкого к нему, является следующий:

дополнительно рассчитывают текущее значение длины тормозного пути Sт, при этом учитывают не только значения скорости швартующегося судна на момент начала сближения υ=υн и скорости судна партнера υ=υп, но и изменения текущих значений параметров, определяющих состояние как загрузки судна, так и внешней среды, методом интегрирования уравнения движения швартующегося судна

dυ/dS=f(υ, C1, C2, С3, …),

текущие значения параметров C1, С2, С3, … которого непрерывно идентифицируют в процессе выполнения швартовной операции известным методом [2], [3].

Предлагаемый способ управления судном при выполнении им швартовной операции к борту судна партнера осуществляется чертежами, представленными на фиг.1, 2, и осуществляется следующим образом. В пределах контуров швартующегося 1 судна и судна 2 партнера, в их диаметральных плоскостях выбирают по две точки, одна А из которых находится в носу (швартующееся 1 судно), An (судно 2 партнер), другая В - в корме (швартующееся 1 судно), Bn (судно 2 партнер) (фиг.1, 2) относительно мидель-шпангоута соответствующего судна. Расстояние между точками А и В, Аn и Вn выбирают в зависимости от технической возможности размещения в указанных точках приемных антенн СНС. Чем больше это расстояние, тем качественней работа системы управления движением швартующегося судна, осуществляющего сближение с судном партнером.

Координаты точек А, В, Аn, Вn в неподвижной координатной системе определяют непрерывно с высокой точностью (±1,0 м), это стало возможным с введением в СНС береговых станций, вычисляющих и передающих на суда дифференциальные поправки. Используя значения координат точек А (Х0A, Y0A), B (Х0B, Y0B) швартующегося 1 судна и Аn0An, Y0An), Вn0Bn, Y0Bn) судна 2 партнера в неподвижной координатной системе, координаты тех же точек в подвижных системах координат, связанных с швартующимся 1 судном А (XA, YA), В (ХB, YB) и судном 2 партнером АnAn, YAn), ВnBn, YBn), координаты центров тяжести швартующегося судна в связанной с ним подвижной координатной системе G (ХG, YG) и судна 2 партнера в связанной с ним подвижной координатной системе Gn0Gn, Y0Gn), а также значения параметров h и m рассчитывают:

- координаты центра тяжести швартующегося 1 судна G (Х0G, Y0G) в неподвижной координатной системе по формулам (1);

- координаты центра тяжести судна 2 партнера Gn0Gn, Y0Gn) в неподвижной координатной системе по формулам (2);

- координаты точек и расположенных на перпендикулярах к диаметральной плоскости судна 2 партнера, восстановленных в точки An и Вn соответственно, по формулам (3), (4), (5);

- координаты проекции центра тяжести судна 2 партнера в неподвижной координатной системе на траекторию сближения в конечной стадии швартовки, проходящую параллельно диаметральной плоскости судна 2 партнера через точки и по формулам (6);

- координаты второй заданной точки Р20P2, Y0P2) в неподвижной координатной системе по формулам (7);

- текущее значение длины тормозного пути Sт по формуле (10);

- координаты первой заданной точки P1 (X0P1, Y0P1) в неподвижной координатной системе по формулам (8).

Зная координаты первой заданной точки и координаты центра тяжести швартующегося 1 судна, определяют текущее положение траектории 3 сближения, проходящей через первую заданную точку P1 (X0P1, Y0P1) и центр тяжести швартующегося 1 судна G (Х0G, Y0G). После этого определяют поперечные смещения точек А и В от найденной указанным способом траектории сближения по формулам:

Непрерывно определяемые значения координат точек А и В, An и Вn позволяют непрерывно вычислять координаты центра тяжести швартующегося 1 судна G, а вместе с непрерывно определяемым текущим значением длины тормозного пути Sт и первой заданной точки P1, а также поперечные смещения dA и dB точек А и В швартующегося 1 судна от текущего положения траектории 3 сближения. Причем, поперечное смещение рассматриваемой точки относительно текущего положения траектории 3 сближения считается положительным, если она смещается вправо от траектории, и отрицательным, если она смещается влево.

Возникающие поперечные смещения вырабатывают сигнал на отклонение рулевого органа, например руля швартующегося 1 судна, по закону:

где kA, kB - коэффициенты усиления по поперечным смещениям носовой и кормовой точек швартующегося 1 судна от текущего положения траектории 3 сближения. Это положительные величины, причем kA больше kB. Угол перекладки руля α считается положительным при его перекладке в сторону правого борта швартующегося 1 судна.

В момент выхода швартующегося 1 судна в первую заданную точку, что соответствует равенству координат центра тяжести швартующегося 1 судна G (X0G, Y0G) и координат первой заданной точки P1 (X0G, Y0P1) (Х0G=X0P1; Y0G=Y0P1), оно переходит к сближению со второй заданной точкой Р2, при этом текущее положение траектории 3 сближения соответствует положению линии, проходящей через точки и , координаты которых рассчитываются непрерывно по формулам (3), (4), (5). Как известно, текущие координаты второй заданной точки Р20P2, Y0P2), лежащей на линии вычисляются непрерывно по формулам (7).

Непрерывно определяемые значения координат точек А и В, An и Вn, позволяют непрерывно вычислять координаты точек и центра G тяжести швартующегося 1 судна и центра Gn тяжести судна 2 партнера, второй заданной точки Р2 в неподвижной координатной системе, поперечные смещения dA и dB точек А и В швартующегося 1 судна от текущего положения траектории 3 сближения, которой является линия :

Причем, поперечное смещение рассматриваемой точки относительно текущего положения траектории 3 сближения считается положительным, если она смещается вправо от траектории, и отрицательным, если она смещается влево.

Возникающие поперечные смещения вырабатывают сигнал на отклонение рулевого органа, например руля швартующегося 1 судна, по закону:

где kA, kB - коэффициенты усиления по поперечным смещениям носовой и кормовой точек швартующегося 1 судна от текущего положения траектории 3 сближения. Это положительные величины, причем kA больше kB. Угол перекладки руля α считается положительным при его перекладке в сторону правого борта швартующегося 1 судна.

Моментом окончания сближения швартующегося 1 судна с судном 2 партнером считают момент выхода швартующегося 1 судна во вторую заданную точку Р2, что соответствует равенству координат центра тяжести швартующегося 1 судна и второй заданной точки, то есть Х0G0P2, Y0G=Y0P2.

В результате применения данного изобретения достигается возможность получения технического результата - повышение безопасности управления швартующимся судном и точности выполнения швартовной операции при выполнении ее швартующимся судном к борту судна партнера, находящегося в движении.

Источники информации

1. Пат. 2375249 Российская Федерация, МПК В63Н 25/00. Мурманск. гос. техн. ун-т - № 2008126354/11; заявл. 27.06.2008; опубл. 10.12.2009, Бюл. № 15.

2. Юдин, Ю.И. Синтез моделей механизма предвидения для экспертных систем, обеспечивающих безопасную эксплуатацию судна: монография /Ю.И.Юдин. - Мурманск: Изд-во МГТУ, 2007. - 198 с.: ил.

3. Юдин, Ю.И. Теоретические основы безопасных способов маневрирования при выполнении точечной швартовки: монография /Ю.И.Юдин, С.В.Пашенцев, Г.И.Мартюк, А.Ю.Юдин. - Мурманск: Изд-во МГТУ, 2009. - 152 с.: ил.

Способ управления швартующимся судном при выполнении им швартовной операции к борту судна партнера по величинам поперечных смещений, расположенных на диаметральной плоскости судна его носовой А и кормовой В точек от текущего положения траектории сближения, при котором рассчитывают поперечные смещения этих точек, для вычисления поперечных смещений носовой А и кормовой В точек судна их координаты в неподвижной координатной системе А (Х0A, Y0A), В (Х0B, Y0B) измеряют с помощью спутниковой навигационной системы (СНС) и с дифференциальными поправками, перекладку руля судна производят в зависимости от комбинации поперечных смещений носовой dA и кормовой dB точек судна относительно текущего положения траектории сближения, которое определяют, используя заданную точку, как объект, с которым происходит сближение судна, и центр тяжести судна, текущее положение заданной точки и текущее положение центра тяжести судна определяют текущее положение траектории сближения проходящей через две точки в виде прямой линии, соединяющей текущее положение заданной точки и текущее положение центра тяжести судна G, текущие координаты центра тяжести судна в неподвижной координатной системе рассчитывают по формулам:

текущие координаты заданной точки определяют с помощью спутниковой навигационной системы и с дифференциальными поправками, определяют с помощью СНС и с дифференциальными поправками координаты носовой An 0аn Y0An) и кормовой Вn0Bn, Y0Bn) точек, расположенных на диаметральной плоскости судна партнера в неподвижной координатной системе, рассчитывают:
- координаты центра тяжести судна партнера Gn(X0Gn, Y0Gn) в неподвижной координатной системе по формулам:

где Х0Gn, Y0Gn - координаты центра тяжести судна партнера в неподвижной координатной системе,
Х0An, Y0An - координаты точки Аn в неподвижной координатной системе,
Х0Bn, Y0Bn - координаты точки Вn в неподвижной координатной системе,
XAn, ХBn - абсцисса носовой и кормовой точки судна партнера соответственно в координатной системе (Хn, Yn), связанной с судном партнером,
XGn - абсцисса центра тяжести судна партнера в координатной системе, связанной с судном партнером,
- координаты точек A'n(XA'n,YA'n) и B'n(XB'n,YB'n), расположенных на перпендикулярах к диаметральной плоскости судна партнера, восстановленных в точки An и Вn соответственно по формулам:

при этом величины отрезков АnА'nnВ'n=h0 определяют с помощью зависимости, представленной формулой:

где В - ширина швартующегося судна, Вn - ширина судна партнера, ψn - курс судна партнера, значение курса судна партнера ψn рассчитывают с использованием значений координат точек Аn и Вn в неподвижной координатной системе, а именно:

- координаты проекции центра тяжести судна партнера G'n(X0G'nY0G'n) в неподвижной координатной системе на траекторию сближения в конечной стадии швартовки, проходящую параллельно диаметральной плоскости судна партнера через точки А'n и В'n:

- координаты второй заданной точки Р20P2, Y0P2) в неподвижной координатной системе:

- координаты первой заданной точки P1(X0P1, Y0P1) в неподвижной координатной системе:

при наличии полученных указанным способом данных осуществляют сближение швартующегося судна с судном партнером в два этапа:
I-й этап - выход швартующегося судна в первую заданную точку P1, при этом текущее положение первой заданной точки P1(X0P1, Y0P1) на текущем положении линии, проходящей через текущее положение точек A'n(XA'n,YA'n) и B'n(XB'n,YB'n), определяется величиной отрезка P1P2, управление швартующимся судном во время сближения с судном партнером осуществляют по величинам поперечных отклонений носовой dA и кормовой dB точек швартующегося судна от текущего положения траектории сближения, проходящей через текущее положение центра тяжести швартующегося судна G(X0G, Y0G), и текущего положения первой заданной точки P1(X0P1, Y0P1), окончание I-го этапа сближения швартующегося судна с судном партнером совпадает с моментом выхода швартующегося судна в первую заданную точку, то есть в момент, когда центр тяжести швартующегося судна будет находиться в точке Р1;
II-й этап - выход швартующегося судна во вторую заданную точку Р2, при этом текущее положение второй заданной точки Р20P2, Y0P2) на текущем положении линии, проходящей через точки A'n(XA'n,Ya'n) и B'n(XB'n,YB'n), определяется заданным расстоянием m между центрами тяжести швартующегося судна и судна партнера в конечной стадии швартовки, управление швартующимся судном во время сближения с судном партнером осуществляют по величинам поперечных отклонений носовой dA и кормовой dB точек швартующегося судна от текущего положения траектории сближения, в качестве которой используют текущее положение линии, проходящей через точки A'n(XA'n,YA'n) и B'n(XB'n,YB'n), окончание II-го этапа сближения швартующегося судна с судном партнером совпадает с моментом выхода швартующегося судна во вторую заданную точку, то есть в момент, когда центр тяжести швартующегося судна будет находиться в точке Р2, отличающийся тем, что перед тем, как рассчитывают координаты первой заданной точки P1(X0P1, Y0P1) в неподвижной координатной системе, сначала определяют текущее значение длины тормозного пути ST, при этом определяют его с учетом значений скорости швартующегося судна на момент начала сближения υ=υн и скорости судна партнера υ=υn, а также текущих значений параметров, определяющих состояние загрузки судна и внешней среды, по формуле:

где C1, C2, C3,… - текущие значения параметров уравнения движения швартующегося судна, которые непрерывно идентифицируют в процессе выполнения швартовной операции, величина отрезка P1P2, которая определяет на I-м этапе текущее положение первой заданной точки P1(X0P1, Y0P1), равна рассчитанному текущему значению длины тормозного пути ST.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к автоматическому управлению движением корабля. .

Изобретение относится к системам управления движением подводных аппаратов. .

Изобретение относится к области судовождения и может быть использовано в системах автоматического управления продольным движением судна. .

Изобретение относится к области судовождения и может быть использовано для автоматического подхода судна к причалу. .

Изобретение относится к технике управления движением корабля. .

Изобретение относится к области судовождения и касается автоматического управления движением корабля без хода в вертикальной плоскости. .

Изобретение относится к области автоматического управления судами при их динамическом позиционировании в заданной точке мирового океана без постановки на якорь. .

Изобретение относится к области судовождения, в частности, к автоматическому управлению движением корабля. .

Изобретение относится к движительно-рулевым судовым устройствам. .

Изобретение относится к области судовождения. .

Изобретение относится к области автоматизации управления процессом проектирования законов управления и структуры систем управления судов и кораблей с использованием вычислительных средств

Изобретение относится к области судовожения

Изобретение относится к технике автоматического управления движением широкого класса судов

Изобретение относится к технике управления движением судов и может быть использовано, в частности, для обеспечения режимов плавания судов класса «река-море» в специфических условиях внутренних водных путей и прибрежных районов морей при управлении курсом и скоростью хода при прохождении узкостей и фарватеров с использованием вертикальных рулей (ВР) и пропульсивного комплекса (ПК), ограниченного навигационного комплекса в составе лага, указателей скорости поворота судна и приемоиндикаторов для определения местоположения судна

Изобретение относится к технике ручного управления движением корабля по курсу

Изобретение относится к области судостроения

Изобретение относится к оборудованию судов и может быть использовано в средствах активного управления движением судов, в том числе в подруливающих устройствах (ПУ)

Изобретение относится к оборудованию судов и может быть использовано в средствах активного управления движением судов, в том числе в подруливающих устройствах (ПУ)

Изобретение относится к судовождению и может быть использовано для прогнозирования движения судна при маневрировании

Изобретение относится к судовым установкам, оборудованным газотурбинными агрегатами
Наверх