NO140080B - Fremgangsmaate og apparat for anvisning av farebringende bevegelser fra eventuelle kollisjonsmotparter i sjoefart og kystfart - Google Patents

Description

Omtrent to tredejedeler av alle tilfeller av skips-kollisjoner til sjøs foregår

1) ved bruk av radar under redusert optisk sikt,

2) mellom møtende fartøyer hvis kurs krysser hverandre i spiss

vinkel.

Enhver kollisjonssituasjon mellom fartøyer som nærmer seg hverandre med konstant hastighet er for hvert fartøy kjennetegnet ved en stående kompasspeiling i forhold til kollisjonsmotpar-ten.

Av den løpende måling av kompasspeilingene til motkommende fartøyer som nærmere seg med konstant hastighet kan det fastslås:

1) Kollisjonsfare: stående kompasspeiling.

2) Ingen kollisjonsfare: vandrende kompasspeiling.

3) Stilling for motparten ved kollisjonsfare:

Stevn mot venstre: stående peiling til styrbord.

Stevn mot høyre: stående peiling til babord.

h) Farlig bevegelsesforandring for motparten: dreining av peilingen stopper opp.

For de egne kursforandringer fremkommer følgende regler:

Kursforandringer i retning av en stående peiling fører bort

fra motpartens forstevn og forbi bak motpartens hekk. Kursforandringer mot dreining av en peiling øker passeringsavstanden.

Kursforandringer med dreiningen til en peiling reduserer pas-ser ing sa vs t anden .

For ved tett skipstrafikk og ved farlig tilnærming

å kunne treffe hurtige avgjørelser for sikker unnvikelsesman-øver, må det på broen til skipene ved hjelp av fartøyets radar

i området forut kontinuerlig overvåkes forholdene til kompasspeilingene for å fastslå

1) om det består kollisjonsfare eller ikke,

2) hvilken "stilling" motparten har ved kollisjonsfare.

De vanlige metoder til bestemmelse av kompasspeilingen ut fra optisk sikt eller radarsikt gir hver gang bare enkel-te peilinger hvis digitale avlesningsverdier vanligvis sammen-lignes med hverandre for å trekke slutninger om dreiningen av peilingen og dermed med hensyn til kollisjonsfare.

Regnemessig understøttede antikollisjonssystemer, slik de allerede benyttes ved skipsfart, gir informasjoner om banene som de motkommende skip slår inn på.

Disse informasjoner vinnes ved lineær innplotning

av de benyttede veier.

Skipsføreren gis for mange usikre informasjoner.

Den oppgave som ligger til grunn for oppfinnelsen

er å tilveiebringe en forbedret fremgangsmåte og et apparat som muliggjør denne fremgangsmåte, som gir skipsføreren uten å gi ham for mange informasjoner umiddelbar beskjed om det består kollisjonsfare med en eller annen motpart, om det over-hodet må benyttes en unnvikelsesmanøver, i hvilken retning en kursforandring må gjennomføres for å øke passeringsavstanden til motparten og om en slik kursforandringsmanøver vil gi det ønskede resultat.

Til løsning av denne oppgave er fremgangsmåten iføl-ge oppfinnelsen kjennetegnet ved at det fra radarapparatet mottatte ekko fra eventuelle kollisjonsmotparter i samsvar med sin oppfattede retning kontinuerlig fremvises som kompasstabi-lisert sidepeiling på bildeskjermen til et ekstra fremvisningsapparat på en rett linje som svarer til horisontallinjen. Fortrinnsvis blir ekkoet, i tillegg også i samsvar med sin tidsmessige forsinkelse fremvist som avstandsverdi på bildeskjermen.

For gjennomføring av denne fremgangsmåte benyttes fortrinnsvis en firkantet bildeskjerm hvis tilhørende elektron-stråledanner benytter den ekkosignalverdi som svarer til den kompasstabiliserte sidepeiling for horisontal avbøyning og den ekkosignalverdi som svarer til avstanden til den vertikale av-bøyning.

Mens fugleperspektivet for vanlige radarbilder bare er et meget ufullkomment hjelpemiddel for unngåelse av kolli-sjoner, får skipsføreren ved radarbildet i et rettvinklet koordinatsystem av egenpeiling og avstand til eventuell kollisjonsmotpart i samsvar med en normal på horisonten rettet blikkret-ning et meget enkelt hjelpemiddel for de manøvre som må gjennom-føres for å unngåelse av kollisjonen.

Fremstillingsmåten ifølge oppfinnelsen er også uav-hengig av den egne fart og av påvirkninger på grunn av vind og strøm. Det er heller ikke nødvendig å formidle de absolutte verdier for motpartens fremdrift.

Oppfinnelsen skal i det følgende nærmere beskrives under henvisning til utførelseseksempler som er fremstilt på tegningen, som viser: fig. 1 et delriss av bildeskjermen til et rundsøk-ningsradarapparat med to i det forutliggende område værende eventuelle kollisjonsmotparter,

fig. 2 et riss av en bildeskjerm ifølge oppfinnelsen for fremvisning av sidepeilingene til de to eventuelle kollisjonspartnere ifølge fig. 1,

fig. 3 et riss av en annen bildeskjerm av hvilken det i tillegg til fig. 2 også fremvises avstanden til den eventuelle kollisjonspartner;, og

fig. 4 et riss av en bildeskjerm på hvilken den nedre begrensning av ekkosignalene til den korteste avstand fra tverrskipsaksen eller en parallell til tverrskipsaksen er angitt, og hvor den vertikale lengde til ekkosignalet kan velges slik at den utgjør et mål for tilnærmelseshastigheten for det motkommende objekt.

Den på fig. 1 i utsnitt viste bildeskjerm til et rundsøkningsradarapparat er på vanlig måte oppdelt ved hjelp av hjelpelinjer. Det egne standpunkt befinner seg ved "0" i midtpunktet av bildeskjermen. De konsentriske sirkler angir på vanlig måte avstanden i sjømil, i hvilke avstander de ekko-frembringende gjenstander, her de eventuelle kollisjonsmotparter A og B befinner seg. Radien 0 - V ligger i retning av den egne fremdriftsretning.

Ved den på skjermen viste situasjon dreier det seg om to skip som til å begynne med befant seg i stillingene A'

og B' og som har beveget seg videre til stillingene A og B.

Da radarskjermen er etterlysende, fremkommer lysbanen A' - A

og B' - B. Forløpet til disse lysbaner svarer til kjølret-

r. i ngen innenfor de eventuelle kollisj onsmotparter .

Hvis skipsføreren frem til nu ville fastslå om de to anviste skip kunne frembringe en kollisjon, måtte man inntil nu benytte en grafisk metode. Herved tegnet man, utgående fra punktene A' og B' linjer parallelt med den egne fremdriftsretning 0 - V. Idet man valgte disse linjer så lange som den til-bakelagte strekning i løpet av tiden mellom posisjonsforandrin-gene A' - A og B' - B, fikk man de to punkter A'', henholdsvis B''. Kriteriet for den mulige kollisjon ligger nu deri at en forbindelseslinje fra A'<1> over A, henholdsvis fra B'' over B skjærer punktet 0. Dette er åpenbart ved den viste sitasjon tilfelle for den mulige kollisjonspartner A, mens det ikke må gjennomføres noen ekstra manøver for å gå bak den eventuelle kollisjonsmotpart B. Punktet ved hvilket linjen B'<1> - B skjærer linjen 0 - V angir på de konsentriske sirkler på radarskjermen den forutsettbare passeringsavstand.

Den foranstående forklaring har vist at det for skipsføreren er ytterst vanskelig å erkjenne den nøyaktige sannsynlighet for en eventuell kollisjon og å vurdere denne.

Foreliggende oppfinnelse går nu ut fra at hovedkri-teriet for en eventuell kollisjon ligger i at kompasspeilingen forblir i det vesentlige konstant.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er, som vist på fig. 2, det anordnet'et ekstra anvisningsapparat som på en "horisontlinje" er utstyrt med en gradskala, som i det viste eksem-pel er oppdelt fra babord h0° til styrbord 40°. Ved hjelp av de i radarapparatet bearbeidede signaler blir peilingen til de to eventuelle kollisjonsmotparter A og B fremvist. Skjermen til anvisningsapparatet ifølge fig. 2 er på samme måte som radarapparatet gjort etterlysende, slik at man kan se at peilingen til motpart A blir stående konstant ved f. eks. 33° styrbord, mens for motpart B sidepeilingen i retning babord vandrer ut mot venstre fra ca. 27° - 13°. Ved denne fremstilling ser skipsføreren med et blikk at det bare truer fare fra motpart A og at motpart B vil gå forbi bak ham.

Som det fremgår av tegningen, ligger horisontlinjen på fremvisningsapparatets bildeskjerm vannrett. Det forutliggende punkt som på fremvisningsapparatet oppdeler horisontlinjen i like deler blir anordnet i det forutliggende bilde for iakt-tageren og for det angjeldende skip. Derved kan fremvisnings-apparaets skjerm ha en horisontal utstrekning på ca. 40 cm.

Det er også mulig ad elektronisk vei å forandre fremvisningsapparatets skala, slik at man kan iaktta større eller mindre sidepeilingsområder. Vanligvis vil det være tilstrekkelig hvis det på fremvisningsapparatet bare avbildes et område på 20° på begge sider av det forutliggende punkt. Bildet til dette fremvisningsapparat som man kan omtale som en radarpei-ler, kan kursstabiliseres ved hjelp av et gyrokompass. Hvis nødvendig kan man også svinge synssektoren til fremvisningsapparatet i vilkårlige retninger.

Ombord blir radarpeileren ifølge oppfinnelsen opp-stilt over det vanlige fremvisningsapparat for skipsradaren.

I forbindelse med radarpeileren blir skipsradarapparatet fortrinnsvis benyttet i "sann"-fremvisning. "Sann"-bildet gir hur-tig opplysning om en eventuell romlig begrensning av planlagte unnvikelsesmanøvre.

En forbedret og mer fullstendig anvisning av eventuelle kollisjonsmotparter er mulig med et apparat ifølge fig. 3- Her blir det fra rundsøkningsradaren innkommende ekko elektronisk bearbeidet og fremvist i et rettvinklet koordinatsystem av sidepeiling og motpartens avstand. På horisontallinjen blir, som tidligere, sidepeilingen avbildet og utgående fra horisontlinjen blir motpartens avstand avtagende ovenfra og nedover fremvist på en ikke-lineær skala. Den ikke-lineære skalainndeling kan svare til avstanden mellom sirklene på skjermen til en rundsøkningsradar.

' Som det fremgår av fig. 3 forblir peilingen til motpart A konstant, dog reduseres kontinuerlig motpartens avstand B, som uten kurskorrekturer kan føre til en kollisjon. Derimot ser man at motpart B fremkommer med en stadig mindre sidepeiling. De etterlysende signalstreker på skjermen fremviser dess-uten at motpartens avstand riktignok blir mindre, men imidler-tid sannsynligvis vil skjære den forut liggende linje i punktet 0 i en passeringsavstand d^ og vil gå forbi den egne kurs før skipet har nådd frem til motparten B.

Fig. 4 viser på samme måte som fig. 3 motpartens ekkosignaler under en i kompassgrader oppdelt horisontlinje.

Den nedre begrensning av ekkosignalene gir i fremstillingen på fig. k den korteste avstand til motparten fra tverrskipsaksen til det egne fartøy eller en parallell til tverrskipsaksen (a og a^ .

De konsentriske hjelpesirkler for bestemmelse av motpartens avstand fra fig. 1 fremkommer i bildet på fig. 3 som linjer som forløper parallelt med horisontlinjen.

På fremstillingen på fig. 4 fremkommer disse hjelpesirkler som tilnærmet elliptisk krummede linjer. Parallelt til horisontlinjen er her linjene med lik avstand til tverrskipsaksen.

Lengden til ekkosignalene ved fremstillingsmåten ifølge fig. 3 og 4 kan velges slik at den i samsvar med den perspektiviske forvrengning av fremstillingsmåten er et mål for tilnaermelseshastigheten til motparten.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte for anvisning av farebringende bevegelser til eventuelle kollisjonsmotparter ved sjøfart og kystfart, med et radarpeile- eller rundsøkningsapparat, karakterisert ved at de fra radarapparatét mottatte ekko fra eventuelle kollisjonsmotparter i samsvar med deres regi-strerte retning kontinuerlig fremvises som kompass-stabilisert sidepeiling på bildeskjermen til et ekstra fremvisningsapparat på en til horisontlinjen svarende rett linje.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at ekkoene i tillegg også fremvises i samsvar med deres tidsmessige forsinkelse som avstandsverdi på bildeskjermen.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 og 2, karakterisert ved at avstandsverdiene fremvises på bildeskjermen som absolutt avstandsverdi fra det egne fartøy.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1 og 2, karakterisert ved at avstandsverdiene fremstilles som korteste avstand fra tverrskipsaksen.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1-4,karakterisert ved at det på bildeskjermen fremvises ekkosignalene i et rettvinklet koordinatsystem som lyspunkter, hvis sideav-stand fra koordinatmidtpunktet svarer til peilingen og hvis vertikale avstand fra horisontlinjen svarer til avstanden, og hvis vertikale lengde er et mål for tilnærmelseshastigheten til motparten.

6. Anvisningsapparat for gjennomføring av fremgangsmåten ifølge krav 1-5, for anvisning av farebringende bevegelser til eventuelle kollisjonsmotparter ved sjøfart og kystfart, med et radarpeil.e- eller rundsøkingsapparat, karakterisert ved en firkantet bildeskjerm hvis tilhørende elek-tronstrålefrembringer benytter den til den kompass-stabiliserte sidepeiling svarende ekkosignalverdi til den horisontale avbøy-ning og den til avstanden svarende ekkosignalverdi til den vertikale avbøyning.

7. Anvisningsapparat ifølge krav 6, karakterisert ved at bildeskjermen på i og for seg kjent måte er utformet etterlysende.

8. Anvisningsapparat ifølge krav 6, karakterisert ved at de forutgående signalbilder for en forutbe-stemt tid lagres og fremvises sammen med de nyeste signalbilder.

9. Anvisningsapparat ifølge krav 6-8, karakterisert ved at det på bildeskjermen fremvises de til korte avstander svarende ekkosignaler som store stråleavbøynin-ger og de til store avstander svarende ekkosignaler som små av-bøyninger .

10. Anvisningsapparat ifølge krav 6-9, karakterisert ved at bildeskjermskalaen er omkoblbar i samsvar med større eller mindre anviste sidepeilingsområder.