Спосіб оптимального розходження судна з небезпечною ціллю в обмежених водах маневром зміни швидкості судна

Спосіб оптимального розходження судна з небезпечною ціллю в обмежених водах маневром зміни швидкості судна, що полягає у отриманні з радара даних істинного курсу Кіц і швидкості Vсц цілі, дистанції D до неї і істинного пеленга на ціль ІП і даних власного судна - істинного курсу Кіс, швидкості V0 і інерційних характеристик, за допо 3 мують значення швидкості руху судна Vy, за якою судно чисто розходиться з ціллю на заданій дистанції найкоротшого зближення маневром зміни швидкості. Причинно-наслідкові зв’язки: 1. Визначення швидкості ухилення Vy, - необхідно для попередження зіткнення суден з ціллю; 2. Визначення моменту tyn початку зміни швидкості від початкової V0 до Vy - дозволяє забезпечити значення дистанції найменшого зближення не менше ніж гранично-допустиме значення; 3. Визначення моменту завершення перехідного процесу tyk, коли досягається значення Vу необхідно для урахування інерційних характеристик судна; 4. Визначення моменту t початку перехідного процесу від швидкості Vу до V0 і - дає можливість мінімізувати втрати часу на розходження. Практична значущість корисної моделі полягає у тому, що запропонований спосіб може бути використаний для оптимального розходження судна з небезпечною ціллю в обмежених водах маневром зміни швидкості судна, з ціллю підвищення безпеки судноводіння, а також для керування іншими рухомими об'єктами зміною їх швидкості. Опис корисної моделі При наявності загрози зіткнення суден або інших рухомих об'єктів необхідно зняти з радару дані цілі: дані істинного курсу Кіц, швидкість цілі Vcц, дистанцію D до неї і істинного пеленга на ціль ІП. Після чого беруть дані власного судна - істинного курсу Кіс, швидкості V0 і, враховуючи інерційні характеристики, визначають чотири параметри: швидкість ухилення Vy, момент tyn початку зміни швидкості від початкової V0 до Vy, момент завершення перехідного процесу tyk, коли досягається значення Vy, і момент tkn початку перехідного процесу від швидкості Vy до V0 і потім за отриманими даними за допомогою комп'ютерного обладнання здійснюють аналіз множини маневрів розходження суден (або інших рухомих об'єктів) зміною швидкості по критерію втрат ходового часу і отримують значення швидкості руху судна Vy, за якою судно чисто розходиться з ціллю на заданій дистанції найкоротшого зближення маневром зміни швидкості. Приклад розрахунку на комп'ютерній програмі Імітаційна модель містить у собі кілька модулів: - модуль вибору початкової небезпечної ситуації зближення; - модуль аналізу можливості виконувати маневр розходження збільшенням і зменшенням швидкості судна (причому в режимі активного і пасивного гальмування), з урахуванням і без урахування його інерційності; - модуль вибору існуючого маневру й розрахунок його параметрів; - модуль імітації обраного маневру з контролем основних параметрів. Вибір початкової ситуації робиться за допомогою клавіш «Динаміка врахована/не врахована», «Початкова позиція», клавіш зміни значень гранично-припустимої дистанції Dd, пеленга Вrn і диста 41736 4 нції D між суднами, курсу Kv і швидкості Vv судна й цілей Кс, Vc (Фіг.1). Підтвердження вибору початкової позиції робиться клавішею «ОК», поруч з якою знаходиться панель індикації дистанції найкоротшого зближення Dm . Для зручності при небезпечній початковій ситуації з'являється напис «DANGER». Обрана початкова позиція індицинується на моніторі (Фіг.2). Режим роботи без урахування динаміки судна показаний на Фіг.2. У цьому випадку після натискання клавіші «ОК» здійснюється аналіз можливості проведення трьох маневрів зміною швидкості й на моніторі з'являється зображення судна із граничними й екстремальними відносними курсами (Фіг.3). Також виводиться повідомлення результатів аналізу можливості маневрування зміною швидкості, а також активізуються відповідні клавіші «Збільш. Vv» і/або «Зменш. Vv». Після вибору маневру розходження треба «клікнути» відповідну клавішу («Збільш. Vv» і/або «Зменш. Vv») і на екрані індицинується значення параметрів маневру розходження (Фіг.4), швидкість відхилення Vy і момент початку маневру tyn. При цьому активується клавіша «Робота», при натисканні якої ілюструються початкові й кінцеві позиції судна й цілі в процесі маневру розходження, причому кінцева позиція демонструє момент найкоротшого зближення й відповідну дистанцію, що дорівнює дистанції найкоротшого зближення (Фіг.5). При цьому активізується клавіша «Таймер», що дозволяє програти маневр розходження. Клавіша «Таймер» вмикає й вимикає процес імітації маневру розходження. При увімкненому таймері (повідомлення «On» на панелі реєстрації стану) на моніторі відображається обрана початкова ситуація (Фіг.6), що у прискореному режимі імітує процес розходження із заданими параметрами розходження. У будь-який момент часу процес імітації можна призупинити, нажавши повторно клавішу «Таймер» (повідомлення «Off» на панелі). На монітор виводиться інформація про поточний час з початку процесу розходження й значення дистанції між судном і цілю, за допомогою якої можна переконатися, що дійсно в момент часу tyn дистанція між суднами Dt є мінімальною й дорівнює гранично-припустимому значенню Dd. Цим підтверджується коректність отриманої математичної моделі вибору оптимального маневру зміною швидкості судна. Якщо мінімальна й граничноприпустима дистанції не рівні, то є можливість виявити різницю й причини, що призвели до її появи. Процес імітації можна перервати вимиканням таймера, а після закінчення програвання маневру розходження суден таймер вимикається автоматично. Для вибору нової початкової позиції суден або для повторення існуючої призначена клавіша «Повтор» (Фіг.7). Для урахування інерційності судна в розрахунках параметрів маневру розходження необхідно верхню клавішу панелі керування перевести в положення «Динаміка врахована», як показано на Фіг.7. 5 У цьому випадку при аналізі можливості безпечного розходження зменшенням швидкості розглядається активне й пасивне гальмування, причому відбувається активізація відповідних клавіш. На Фіг.8 показано, що при зменшенні швидкості можливі маневри безпечного розходження як активним, так і пасивним гальмуванням. При цьому клавіші «Актив» і «Пасив», призначені для вибору маневрів розходження активним і пасивним гальмуванням активізовані. Вибір однієї із клавіш веде до розрахунку поправки часу за інерційність судна й урахування її в параметрах маневру розходження, що проявляється при імітації маневру (Фіг.9). При імітаційному моделюванні було програно більше двохсот (211) маневрів при різних небезпечних початкових ситуаціях, причому відбиралися тільки ті ситуації, для яких існував маневр розходження зміною швидкості судна. Початкова дистанція вибиралася від 5 до 7 миль при різних пеленгах близьких до початкового відносного курсу, швидкості суден від 15 до 25 вузлів, граничноприпустима дистанція найкоротшого зближення 0,75-1,0 милі. 41736 6 Аналіз імітаційного моделювання маневрів розходження дозволив одержати такі результати: - найефективнішим маневром є зниження швидкості судна активним гальмуванням, його реалізація була можлива у всіх ситуаціях, які моделюються; - маневр розходження пасивним гальмуванням виявився можливим тільки в десятій частині початкових ситуацій, які моделюються і у яких початкова дистанція найбільша, а швидкості судна й цілі невеликі; - рідше всього виявилася можливість реалізації маневру розходження збільшенням швидкості судна, вона склала приблизно шести відсотків розглянутих ситуацій, і виявилася можливою в ситуаціях великих початкових відстаней, низької швидкості цілі й відчутного запасу підвищення швидкості судна. Таким чином, імітаційним моделюванням підтверджена найбільша ефективність маневру розходження з використанням активного гальмування й достатня адекватність математичної моделі процесу розходження, що дозволяє коректно здійснити вибір параметрів маневру розходження. 7 41736 8 9 41736 10 11 41736 12 13 Комп’ютерна верстка О. Рябко 41736 Підписне 14 Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601