DE2457737B2 - Verfahren zum anzeigen gefahrbringender bewegungen moeglicher kollisionsgegner in der see- und kuestenschiffahrt - Google Patents

Description

In etwa zwei Dritteln aller Fälle ereignen sich Schiffskollisionen auf See 1. bei Radarfahrt und verminderter optischer Sicht, 2. unter Entgegenkommern, deren Kurse sich in spitzem Winkel kreuzen. Jede Kollisionssituation unter Wasserfahrzeugen, die sich mit konstanter Geschwindigkeit nähern, ist für jedes der Fahrzeuge gekennzeichnet durch stehende Seitenpeilung zu seinem Kollisionsgegner.

Aus der laufenden Messung von Seitenpeilungen zu gegnerischen Fahrzeugen, die sich mit konstanter Geschwindigkeit nähern, läßt sich feststellen:

1. Kollisionsgefahr:
Stehende Seitenpeilung.

2. Keine Kollisionsgefahr:
Auswandernde Seitenpeilung.

3. Lage des Gegners bei Kollisionsgefahr:

Steven links: Stehende Seitenpeilung an Steuerbord.

Steven rechts: Stehende Seitenpeilung an Backbord.

4. Gefährliche Bewegungsänderung des Gegners:
Die Drehung der Seitenpeilung kommt zum Stillstand

Für die eigenen Kursänderungen ergeben sich folgende Regeln:

Kursänderungen in Richtung auf eine stehende Seitenpeilung führen weg vom gegnerischen Vorsteven und hinler dem Heck des Gegners vorbei.

Kursänderungen entgegen der Drehung einer Seitenpeilung vergrößern den Passierabstand.
Kursänderungen mit der Drehung einer Seitenpeilung verringern den Passierabstand.
Um in dichtem Schiffsverkehr und bei bedrohlicher Annäherung schnelle Entscheidungen für sichere Ausweichmanöver treffen zu können, muß auf der Brücke der Seeschiffe mit Hilfe des Radars zu Fahrzeugen im Vorausbereich kontinuierlich das Verhalten von Seitenpeilungen überwacht werden, um

festzustellen,

1. ob Kollisionsgefahr besteht oder nicht,
Z welche »Lage« der Gegner bei Kollisionsgefahr hat

Die herkömmlichen Methoden zur Bestimmung der Seitenpeilung aus optischer oder Radarsicht liefern stets einzelne Peilungen, deren digitale Abiesewerte üblicherweise miteinander verglichen werden, um Rückschlüsse auf die Drehung der Peilung und damit auf die

ίο Kollisionsgefährdung zu ziehen.

Rechnergestützte AntikoUisionssysteme, wie sie bereits in der Schiffahrt verwendet werden, liefern Informationen über die Bahnea die gegnerische Schiffe einschlagen werden.

Diese Informationen werden gewonnen durch lineares Vorausplotten der bisher eingeschlagenen Wege.

Dem Schiffsführer wird ein Zuviel an ungesicherten Informationen geboten.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines

verbesserten Verfahrens, welches dem Schiffsführer ohne Überangebot an Informationen unmittelbar Auskunft gibt, ob zu irgendeinem Gegner Kollisionsgefahr besteht, ob überhaupt ein Ausweichmanöver gefahren werden muß, in welche Richtung eine

JS Kursänderung durchzuführen ist, um den Passierabstand zum Gegner zu vergrößern und ob solche Kursänderungsmanöver zum erwarteten Erfolg führen. Zur Lösung dieser Aufgabe ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß die vom Radar-Gerät empfangenen Echos möglicher Kollisionsgegner entsprechend ihrer erfaßten Richtung kontinuierlich als Seitenpeilungen auf dem Bildschirm eines zusätzlichen Sichtgerätes auf einer der Honzontlinie entsprechenden Geraden dargestellt werden.

Vorzugsweise werden die Echos zusätzlich auch entsprechend ihrer zeitlichen Verzögerung als Entfernungswert auf dem Bildschirm des zusätzlichen Sichtgeräts dargestellt.
Vorrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind an sich bekannt, so daß sich herkömmliche Bildschirmgeräte benutzen lassen.

In Verbindung mit solchen Geräten ist es beispielsweise bekannt (US-PS 25 64 006) ein im B-scan-Verfahren arbeitendes Radar-Ortungsgerät mit einem Schirm zu versehen, auf dem die Echos als Punkte in einer Position erscheinen, deren horizontale Auslenkung dem Azimut und deren vertikale Auslenkung der Entfernung entsprechen.

Zur Lösung der der vorliegenden Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe ist ein solches Gerät, selbst wenn bei ihm auf dem Schirm in an sich bekannter Weise stationäre vertikale Hilfslinien erzeugt werden, die eventuell Echos abdecken und das Schirmbild verschleiern, nicht brauchbar. Für die Erfindung kommt es darauf an, nicht nur ein, sondern beispielsweise in Küstengewässern eine Vielzahl von möglichen Kollisionsgegnern ihrer Seitenpeilung entsprechend zu erfassen und dabei auch noch jederzeit die Feststellung zu ermöglichen, in welcher Richtung die Seitenpeilungen auswandern und wie sich die azimutalen Lagen aller Kollisionsgegner relativ zueinander ändern. Dies ist bei einer Darstellung der Echosignale über die gesamte Schirmfläche verteilt, praktisch unmöglich. Hier bringt die vorliegende Erfindung die Lösung in Form eines zusätzlichen Sichtgerätes, auf dem herausgelöst aus einer flächigen Bilddarstellung die Echos allein auf einer der Horizontlinie entsprechenden Geraden zur Schau gestellt werden.

Schinnbildröhren mit linearer Skala sind ebenfalls bekannt (DT-PiS 7 33 604). Man verwendete solche linearen Schirmbildskalen jedoch nur zur Anzeige von Entfernungen (Zeitdifferenz zwischen ausgesendetem Signal und Echo) bei der Radarentfernungsmessung, nicht aber für eine azimutale Echodarstellung wie bei der vorliegenden Erfindung.

Während die Vogelperspektive herkömmlicher Radardarstellungen nur ein sehr unvollkommenes Hilfsmittel für die Vermeidung von Kollisionen ist, erhält der Schiffsführer durch die Radardarstellung in einem rechtwinkligen Koordinatensystem aus Eigenpeiiung und Entfernung möglicher Kollisionsgegner entsprechend einer normalerweise auf den Horizont gerichteten Blickrichtung ein sehr einfaches Hilfsmittel für die zu treffenden Manöver zur Vermeidung von Kollisionen.

Die erfindungsgemäße Darstellungsart ist auch unabhängig von der Eigenfahrt und von Einflüssen durch Wind und Strom. Auch brauchen die absoluten Werte der Gegnerfahrt nicht erfaßt zu werden.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und der Zeichnung, in der bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise veranschaulicht sind In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine Teilansicht des Bildschirmes eines Rundsuch-Radargerätes mit zwei im Vorausbereich befindlichen möglichen Kollisionsgegnern.

Fi g. 2 eine Ansicht eines bekannten Bildschirmes zur Darstellung der Seitenpeilungen der beiden möglichen Kollisionsgegner gemäß Fig I,

F i g. 3 eine Ansicht eines abgewandelten Bildschirmes, auf dem zusätzlich zur F i g. 2 auch die Entfernung der möglichen Kollisionsgegner dargestellt wird.

Der in Fig. 1 ausschnittsweise dargestellte Bildschirm eines Rundsuch-Radargerätes ist in üblicher Weise mit Hilfslinien unterteilt. Der eigene Standpunkt befindet sich bei »Ou im Mittelpunkt des Bildschirmes. Die konzentrischen Kreise geben in üblicher Weise in Seemeilen die Entfernung wieder, in denen sich die echoerzeugenden Gegenstände, hier die möglichen Kollisionsgegner A und B befinden. Der Radius O- V liegt in Richtung der Eigenfahrt.

Bei der auf dem Schirm dargestellten Situation handelt es sich um zwei Schiffe, die sich anfänglich in den Positionen A' und B' befanden und zu den Positionen A und B weitergefahren sind. Da der Radarschirm nachleuchtend ausgebildet ist, erscheinen auf ihm die Leuchtbahnen A'-A und B'-B. Der Verlauf dieser Leuchtbahnen entspricht der Kielrichtung der beiden möglichen Kollisionsgegner.

Wenn der Schiffsführer bisher feststellen wollte, ob die beiden angezeigten Schiffe eine Kollision hervorrufen können, mußte bisher ein graphisches Verfahren zur Anwendung kommen. Hierzu zeichnete man, ausgehend von den Punkten A' und B', Linien parallel zur Eigenfahrtrichtung O- V. Indem man diese Linien so lang wählte, wie es der zurückgelegten Fahrtstrecke entspricht innerhalb der Zeit zwischen der Positionsänderung von A' zu A bzw. B' zu B, ermittelte man die beiden Punkte A" bzw. B". Das Kriterium einer möglichen Kollision liegt nun darin, daß eine Verbindungslinie von A"über A hinaus bzw. ß"über B hinaus den Punkt O schneidet. Dies ist offensichtlich bei der dargestellten Situation für den möglichen Kollisionsgegner A der Fall, wohingegen — sofern keine zusätzlichen Manöver durchgeführt werden — Her mögliche Kollisionsgegner B an seinem Heck hinterlaufen wird. Der Punkt, an dem die linie B"-B die Linie O- K schneidet, gibt auf den konzentrischen Kreisen des Radarschirmes den voraussichtlichen Passierabstand an.

Die vorstehende Erläuterung hat gezeigt, daß es für den Schiffsführer äußerst schwer ist, genau die Wahrscheinlichkeit einer möglichen Kollision zu erkennen und abzuschätzen.

Die vorliegende Erfindung geht nunmehr davon aus, daß das Hauptkriterium für eine mögliche Kollision darin liegt, daß die Seitenpeüung im wesentlichen konstant bleibt

Bei dem Verfahren nach der Erfindung ist — wie F i g. 2 zeigt — ein zusätzliches, bekanntes Anzeigegerät vorgesehen, das auf einer »Horizontlinie« mit einer Gradskala versehen ist, die im dargestellten Beispiel von Backbord 40° bis Steuerbord 40° geteilt ist. Mit Hilfe der im Radargerät verarbeiteten Signale wird die Peilung der beiden möglichen Kollisionsgegner A und B dargestellt. Der Schirm des Anzeigegerätes gem. F i g. 2 ist in ähnlicher Weise wie das Radargerät nachleuchtend ausgebildet so daß man erkennen kann, daß die Peilung des Gegners A konstant bei beispielsweise 33' Steuerbord stehenbleibt während für den Gegner B die Seitenpeilung in Richtung Backbord von etwa 27^C bis 2 Γ nach links auswandert Durch diese Darstellung erkennt der Schiffsführer mit einem Blick, daß die Gefahr nur vom Gegner A droht und daß der Gegner B hinterlaufen werden kann.

Wie die Zeichnung erkennen läßt, liegt die Hori/ontli· nie auf dem Bildschirm des Sichtgerätes waagerecht. Der Vorauspunkt, der auf dem Sichtgerät die Horizont linie gleichmäßig teilt wird in Voraussicht des Beobachters und des betreffenden Schiffes angeordnet Dabei kann der Schirm des Sichtgerätes eine horizontale Ausdehnung von etwa 40 cm haben. Auch ist es möglich, auf elektronischem Wege die Skala des Sichtgerätes zu verändern, so daß größere oder kleinere Seitenpeilbereiche erfaßbar sind. Im allgemeinen wird es ausreichen, wenn auf dem Sichtgerät nur ein Bereich von 20° beidseitig des Vorauspunktes abgebildet wird. Das Bild dieses Sichtgerätes, das man als Radarpeüer ansprechen kann, läßt sich mit Hilfe eines Kreiselkom passes kursstabi'isieren. Bei Erfordernis kann man auch den Sichtsektor des Sichtgerätes in beliebigen Richtungen verschwenken.

An Bord wird der zusätzliche Radarpeüer über dem herkömmlichen Sichtgerät des Schiffsradars aufgestellt. In Verbindung mit dem Radarpeüer wird das Schiffsradargerät vorzugsweise in »True«-Darstellung gefahren. Das »True«-Büd soll schnellen Aufschluß über eine mögliche räumliche Begrenzung geplanter Ausweichmanöver geben.

Eine verbesserte und vollständigere Anzeige der möglichen Kotlisionsgegner ist mit einem Gerät gemäß F1 g. 3 möglich. Hier werden die aus dem Rundsuch-Radar einkommenden Echos elektronisch aufbereitet und in einem rechtwinkligen Koordinatensystem aus Seiten-Teilung und Gegnerentfernung dargestellt Auf der Horizontlinie wird, wie zuvor, die Seitenpeüung abgebildet und ausgehend von der Horizontlinie wird die Gegnerentfernung von unten nach oben abnehmend auf einer nichtlinearen Skala dargestellt. Die nichtlineare Skalenteilung kann dem Abstand der Kreise auf dem Schirm eines Rundsuch-Radars entsprechen.

Wie F i g. 3 erkennen läßt, bleibt die Peilung des Gegners A konstant, doch vermindert sich stetig die Gegnerentfernung d, welche ohne Kurskorrekturen zu

einer Kollision führen kann. Demgegenüber erkennt man, daß der Gegner B unter einer stetig kleiner werdenden Seitenpeilung erscheint Die nachleuchtenden Signalstriche auf dem Schirm lassen zusätzlich erkennen, daß der Gegnerabstand zwar kleiner wird, aber voraussichtlich die Vorauslinie im Punkte O noch einem Passierabstand d_t schneiden wird und d eigenen Kurs überläuft, bevor das eigene Schiff an d Gegner Bherangekommen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   L Verfahren zum Anzeigen gefahrbringender Bewegungen möglicher Kollisionsgegner in der See- und Küstenschiffahrt mit einem Radarpeil- oder Rundsuchgerät, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Radar-Gerät empfangenen Echos möglicher Kollisionsgegner entsprechend ihrer erfaßten Richtung kontinuierlich als Sekenpeilungen auf dem Bildschirm eines zusätzlichen Sichtgerätes auf einer der Horizontlinie entsprechenden Geraden dargestellt werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Echos zusätzlich auch entsprechend ihrer zeitlichen Verzögerung als Entfernungswert auf dem Bildschirm des zusätzlichen Sichtgerätes dargestellt werden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Bildschirm die Echosignale in rechtwinkligen Koordinaten als Leuchtpunkte dargestellt werden, deren seitlicher Abstand vom Koordinatenmittelpunkt der Peilung und deren vertikaler Abstand von der Horizontlinie der Entfernung entspricht.