RU138640U1 - INFORMATION AND MANAGEMENT COMPLEX FOR AUTOMATION OF SHIPPING AND DYNAMIC POSITIONING OF A SHIP - Google Patents
INFORMATION AND MANAGEMENT COMPLEX FOR AUTOMATION OF SHIPPING AND DYNAMIC POSITIONING OF A SHIP Download PDFInfo
- Publication number
- RU138640U1 RU138640U1 RU2013126809/11U RU2013126809U RU138640U1 RU 138640 U1 RU138640 U1 RU 138640U1 RU 2013126809/11 U RU2013126809/11 U RU 2013126809/11U RU 2013126809 U RU2013126809 U RU 2013126809U RU 138640 U1 RU138640 U1 RU 138640U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- block
- equipment
- vessel
- information
- navigation
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Navigation (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
- Traffic Control Systems (AREA)
Abstract
Информационно-управляющий комплекс для автоматизации судовождения и динамического позиционирования судна, содержащий блок измерителей параметров движения судна (ИПДС), блок датчиков внешних воздействий (ДВВ), блок объектов управления (ОУ), информационные выходы которых подключены к вычислительному блоку (ВБ), который снабжен устройствами фильтрации и временного сглаживания измерений блока ИПДС и блока ДВВ, выполненного в виде фильтра Калмана, отличающийся тем, что дополнительно содержит математическую модель судна (ММС), блок управления связан с информационно-управляющим входом-выходом с ВБ, причём блок ИПДС включает блок судовых навигационных приборов (СНП) в составе эхолота, лага и гирокомпаса, навигационную радиолокационную станцию (НРЛС) и навигационный модуль (НМ) включает аппаратуру дифференциального варианта СНС GPS, аппаратуру дифференциального варианта СНС «ГЛОНАСС», аппаратуру инерциальной навигационной системы (ИНС), аппаратуру радионавигационных систем (РНС), аппаратуру гидроакустических навигационных систем (ГНС) и аппаратуру радиогеодезических систем (РГС), причём выходы аппаратуры СНС GPS, СНС «ГЛОНАСС», ИНС, РНС, ГНС и РГС подключены к входам контроллера вычислительного блока ВБ, аппаратура СНС выполнена с возможностью определения координат, скорости и курса судна, а также его крена и дифферента с последующей фильтрацией данных совместно с измерениями блока СНП в вычислительном блоке ВБ, блок ДВВ включает датчики параметров ветра и волнения, датчики параметров течения и приливного воздействия, причем выходы всех датчиков блока ДВВ подключены к соответствующим входам контроллера вычисл�An information management complex for automating navigation and dynamic positioning of a vessel, containing a block of measuring instruments for the motion of the vessel (IPDS), a block of sensors of external influences (DVV), a block of control objects (OS), the information outputs of which are connected to a computing unit (WB), which is equipped with filtration devices and temporary smoothing of measurements of the IPDS block and the DVV block, made in the form of a Kalman filter, characterized in that it additionally contains a mathematical model of the vessel (MMS), the block is controlled I am connected with the information-control input-output with the WB, and the IPDS unit includes a block of ship navigation devices (SPS) consisting of an echo sounder, log and gyrocompass, a navigation radar station (NRLS) and a navigation module (NM) includes equipment for the differential version of GPS SNA, equipment of the differential version of the GLONASS SSS, equipment of the inertial navigation system (ANS), equipment of radio navigation systems (RNS), equipment of hydroacoustic navigation systems (GNS) and equipment of radio-geodetic systems ( GS), moreover, the outputs of the GPS SNA, GLONASS SNA, ANN, RNS, GNS and RGS equipment are connected to the inputs of the WB computing unit controller, the SNA equipment is capable of determining the coordinates, speed and course of the vessel, as well as its roll and trim with subsequent filtering the data together with the measurements of the SPS block in the WB computing block, the DVV block includes wind and wave parameters sensors, flow and tidal parameters sensors, and the outputs of all sensors of the DVV block are connected to the corresponding inputs of the controller
Description
МПК(2009)В63Н25/ООIPC (2009) V63N25 / OO
Информационно-управляющий комплекс для автоматизацииInformation management complex for automation
судовождения и динамического позиционирования суднаnavigation and dynamic positioning of the vessel
Полезная модель относится к системам автоматического управления движением судов, плавучих платформ и предназначена для реализации автоматического управления движением при динамическом позиционировании в условиях изменяющихся внешних воздействий.The utility model relates to systems for the automatic control of the movement of ships, floating platforms, and is intended for the implementation of automatic control of movement during dynamic positioning under conditions of changing external influences.
Наиболее близкий информационно-управляющий комплекс для автоматизации судовождения и динамического позиционирования судна того же назначения к заявляемой полезной модели по совокупности признаков (Пат. РФ № 107124, опубл.10.08.2011), принятый в качестве прототипа, содержит блок измерителей параметров движения судна (ИПДС), блок датчиков внешних воздействий (ДВВ), блок объектов управления (ОУ), информационные выходы которых подключены к вычислительному блоку (ВБ), который снабжен устройствами фильтрации и временного сглаживания измерений блока ИПДС и блока ДВВ, выполненными, например, в виде фильтров Калмана, а также блок управления, связанный информационно-управляющим входом-выходом с ВБ, причем блок ИПДС включает блок судовых навигационных приборов (СНП) в составе эхолота, лага и гирокомпаса, навигационную радиолокационную станцию (НРЛС) и навигационный модуль (НМ) включает аппаратуру дифференциального варианта СНС GPS, аппаратуру дифференциального варианта СНС «ГЛОНАСС», аппаратуру инерциальной навигационной системы (ИНС), аппаратуру радионавигационных систем (РНС), аппаратуру гидроакустических навигационных систем (ГНС) и аппаратуру радиогеодезических систем (РГС), причем выходы аппаратуры СНС GPS, СНС «ГЛОНАСС», ИНС, РНС, ГНС и РГС подключены к входам контроллера вычислительного блока ВБ, аппаратура СНС выполнена с возможностью определения координат, скорости и курса судна, а также егоThe closest information management system for automating navigation and dynamic positioning of a vessel of the same purpose to the claimed utility model in terms of features (Pat. RF No. 107124, publ. 08/10/2011), adopted as a prototype, contains a block of measuring parameters of the vessel’s movement (IPDS ), a block of sensors of external influences (DVV), a block of control objects (OS), the information outputs of which are connected to a computing unit (WB), which is equipped with devices for filtering and temporarily smoothing block measurements IPDS and DVV block, made, for example, in the form of Kalman filters, as well as a control unit connected by the information-control input-output with the WB, and the IPDS block includes a block of marine navigation devices (SPS) consisting of an echo sounder, log and gyrocompass, and a navigation radar station (NRLS) and navigation module (NM) includes equipment for the differential version of the SNA GPS, equipment for the differential version of the SNA "GLONASS", equipment for the inertial navigation system (ANN), equipment for radio navigation systems (RNS), apparatus in hydroacoustic navigation systems (GNS) and equipment of radio-geodetic systems (RGS), the outputs of the GPS SNA, SSS “GLONASS”, ANN, RNS, GNS and RGS are connected to the inputs of the WB computing unit controller, the SNA equipment is capable of determining coordinates, speed and the course of the ship, as well as its
крена и дифферента с последующей фильтрацией данных совместно с измерениями блока СНП в вычислительном блоке ВБ, блок ДВВ включает датчики параметров ветра и волнения, датчики параметров течения и приливного воздействия, причем выходы всех датчиков блока ДВВ подключены к соответствующим входам контроллера вычислительного блока ВБ, блок ОУ включает главные движители с гребными винтами регулируемой скорости или регулируемого шага, рулевое устройство, двигатели подруливающих устройств (ПрУ) типа «винт в трубе», поворотные двигатели регулируемой скорости или регулируемого шага поворотных движительно-рулевых колонок (ПДРК) с соответствующими датчиками ДОУ управляющих воздействий на эти ОУ, вычислительный блок ВБ включает контроллер, блок программного обеспечения (ПО) и центральный процессор (ЦП), при этом к входам контроллера подключены информационные выходы блоков ИПДС, ДВВ и ОУ, а выходы контроллера и блока ПО подключены к входам ЦП, который выполнен с возможностью сравнения данных измерений текущих параметров движения судна с заданными программными значениями и формирования по результатам этого сравнения управляющих сигналов на ОУ, адаптивное управление движением судна (удержание судна в заданном состоянии) реализуется вычислительным блоком ВБ в соответствии с алгоритмом формирования вектора управленияroll and trim followed by filtering the data together with measurements of the SPS unit in the WB computing unit, the DVV unit includes wind and wave parameter sensors, flow and tidal parameters sensors, and the outputs of all sensors of the DVV block are connected to the corresponding inputs of the WB computing unit controller, OU block includes main propellers with variable-speed or adjustable-pitch propellers, steering gear, thruster propeller motors of the “screw in the pipe” type, rotary thrust motors adjustable speed or adjustable pitch of rotary propulsion-steering columns (MPCS) with the corresponding DOW sensors for controlling the impact on these opamps, the WB computing unit includes a controller, software unit (software) and a central processor (CPU), while information outputs are connected to the controller inputs IPDS, DVV and OU blocks, and the outputs of the controller and the software block are connected to the CPU inputs, which is made with the possibility of comparing the measurement data of the current vessel motion parameters with the given program values and forms tion on the results of this comparison, control signals to the op-amp, adaptive control movement of the vessel (containment vessel in a predetermined state) is realized by a computing unit WB in accordance with the algorithm of forming control vector
U=U(Z, F), где U - вектор управления, представляющий совокупность m управляющих воздействий (U1, U2, …Um) на блок ОУ: UТ=(U1 , U2,…Um); Z -вектор наблюдений, представляющий совокупность n параметров (z1, z2,...,zn) судна, измеренных и оцененных блоком ИПДС: ZТ=(z1, z2,…zn);U = U (Z, F), where U is the control vector representing the set of m control actions (U 1 , U 2 , ... U m ) on the OS block: U T = (U 1 , U 2 , ... U m ); Z is an observation vector representing a set of n parameters (z 1 , z 2 , ..., z n ) of the vessel, measured and evaluated by the IPDS block: Z T = (z 1 , z 2 , ... z n );
F - вектор возмущающих воздействий, представляющий совокупность k возмущающих воздействий ( f1, f2, …,fk), измеренных блоком ДВВ: FТ=( f1, f2, …,fk), и в соответствии с заданными программными значениями параметров модели движения судна, размещенной в памяти блока ПО, синхронизацияF is a vector of perturbing influences, representing a set of k perturbing influences (f 1 , f 2 , ..., f k ) measured by the DWE unit: F Т = (f 1 , f 2 , ..., f k ), and in accordance with the specified program the values of the parameters of the model of the movement of the vessel, located in the memory of the software unit, synchronization
работы блоков ИПДС, ДВВ, ОУ, ВБ и блока управления осуществляется в реальном времени по сигналам СИС, блок управления совмещен с вычислительным блоком ВБ, выполнен в виде модуля судоводителя (МС) и включает блок управления и контроля (БУК), связанный информационно управляющим входом-выходом с блоком отображения информации (БОИ), выход которого подключен к блоку регистрации (БР), блок отображения информации БОИ и блок регистрации БР являются устройствами визуализации, хранения и вывода текстовой и графической информации и включают лазерный струйный принтер, графопостроитель-плоттер цифровых электронных карт в заданном масштабе и в заданной системе координат, а также устройство магнитной записи данных, выполненное в виде магнитно-оптического накопителя, причем блок БУК связан информационно-управляющим входом-выходом с центральным процессором ЦП вычислительного блока ВВ, а управляющие выходы блока БУК подключены к входам блоков ИПДС, ДВВ и ОУ, при этом модуль судоводителя МС выполнен в виде стационарного оборудования в рулевой рубке судна, а также в виде дополнительных переносных модулей пользователей на базе персональных компьютеров типа ноутбук, включающих средства сопряжения с бортовой локальной вычислительной сетью (ЛВС), вычислительный блок ВВ модуля судоводителя МС с соответствующим программным обеспечением подключен к бортовой ЛВС судна или взаимодействует с судовыми техническими системами и устройствами посредством беспроводной ЛВС, модуль судоводителя МС, выполненный на базе персонального компьютера типа ноутбук и взаимодействующий с беспроводной ЛВС, выполнен в двух вариантах: 1) с возможностью доступа судоводителя и 2) с возможностью, ограничивающей использование считыванием информации, и блокировкой реализации функций управления судном. На фиг. 1 представлена общая конструктивная схема информационно-управляющего комплекса для автоматизации судовождения и динамическогоoperation of the IPDS, DVV, OU, VB blocks and the control block is carried out in real time by SIS signals, the control block is combined with the WB computing block, made in the form of a skipper (MS) module, and includes a control and monitoring block (BUK) connected by the information control input -exit with the information display unit (BOI), the output of which is connected to the registration unit (BR), the BOI information display unit and the registration unit BR are devices for visualization, storage and output of text and graphic information and include laser an inkjet printer, a plotter-plotter of digital electronic cards in a given scale and in a given coordinate system, as well as a magnetic data recording device made in the form of a magneto-optical storage device, and the BUK unit is connected by the information-control input-output to the central processor of the computing unit BB and the control outputs of the BUK block are connected to the inputs of the IPDS, DVV and OU blocks, while the MS skipper module is made in the form of stationary equipment in the wheelhouse of the vessel, as well as in the form of additional trans portable user modules based on laptop-type personal computers, including means for interfacing with the onboard local area network (LAN), the computational unit BB of the MS boatmaster module with the appropriate software is connected to the onboard LAN of the vessel or interacts with the ship's technical systems and devices via a wireless LAN, the module MS boatmaster, made on the basis of a laptop-type personal computer and interacting with a wireless LAN, is made in two versions: 1) with possibly access of the skipper and 2) with the possibility of restricting the use of information reading and blocking the implementation of the functions of the management of the vessel. In FIG. 1 presents a general structural diagram of an information management system for automation of navigation and dynamic
позиционирования судна; на фиг.2 приведена схема навигационного модуля определения местоположения судна.ship positioning; figure 2 shows a diagram of a navigation module for determining the position of the vessel.
На чертежах приняты следующие обозначения:In the drawings, the following notation:
1 - блок измерителей параметров движения судна (блок ИПДС);1 - block measuring the parameters of the movement of the vessel (block IPDS);
2 - блок датчиков внешних воздействий (блок ДВВ);2 - block of sensors of external influences (block DVV);
З - блок объектов управления (блок ОУ);Z - a block of control objects (OS block);
4 - модуль судоводителя (МС);4 - module skipper (MS);
5 - вычислительный блок (ВБ) сбора и обработки информации;5 - computing unit (WB) of the collection and processing of information;
б - блок судовых навигационных приборов (блок СНП): эхолот, лаг,b - a block of ship's navigation devices (SNP block): echo sounder, log,
гирокомпас;gyro-compass;
7 - навигационная РЛС (НРЛС);7 - navigation radar (radar);
8 - навигационный модуль (НМ) определения местоположения судна;8 - navigation module (NM) determining the position of the vessel;
9 - датчик параметров ветра;9 - sensor wind parameters;
10 - датчик параметров волнения;10 - sensor parameters of the waves;
11 - датчик параметров течения;11 - sensor flow parameters;
12 - датчик параметров приливного воздействия;12 - sensor parameters of tidal effects;
13 - объекты управления (ОУ): гребные винты, подруливающие устройства и13 - control objects (OS): propellers, thrusters and
т.п.;etc .;
14 - датчики объектов управления (дОУ);14 - sensors of control objects (DOU);
15 - блок управления и контроля (БУК);15 - control and monitoring unit (BUK);
16 - блок отображения (визуализации) информации Бои;16 - block display (visualization) of information Battles;
17 - блок регистрации (прокладчик, принтер и т.п.) - БР;17 - registration unit (plotter, printer, etc.) - BR;
18 - контроллер вычислительного блока;18 - controller computing unit;
19 - блок программного обеспечения (блок ПО);19 - software block (software block);
20 - центральный процессор (ЦП);20 - central processing unit (CPU);
21 - выход управляющих воздействий на судно;21 - output control actions on the vessel;
22 - аппаратура СНС GPS (дифференциальный режим);22 - GPS GPS equipment (differential mode);
23 - аппаратура СИС «ГЛОНАСС» (дифференциальный режим);23 - equipment SIS "GLONASS" (differential mode);
24 - аппаратура инерциальной навигационной системы (ИНС);24 - equipment inertial navigation system (ANN);
25 - аппаратура радионавигационных систем (РНС);25 - equipment of radio navigation systems (RNS);
26 - аппаратура гидроакустических навигационных систем (ГАНС);26 - equipment for sonar navigation systems (HANS);
27 - аппаратура радиогеодезических систем (РГС).27 - equipment of radio-geodetic systems (RGS).
При всей полноте и кажущейся избыточности измерительной аппаратуры предложенного в прототипе информационно-управляющего комплекса, его основным недостатком является отсутствие возможности прогнозирования результатов управляющих воздействий. Следствием этого оказывается управление объектом исключительно по отклонениям управляемых параметров движения от их уставных значений, т.е. фактически, управление методом проб и ошибок, что снижает как точность результатов, так и эффективность всего информационно-управляющего комплекса.For all the completeness and apparent redundancy of the measuring equipment proposed in the prototype information management system, its main disadvantage is the inability to predict the results of control actions. The consequence of this is the control of the object solely by the deviations of the controlled motion parameters from their authorized values, i.e. in fact, trial and error management, which reduces both the accuracy of the results and the effectiveness of the entire information management system.
Таким образом, выбранный в качестве прототипа информационно-управляющий комплекс требует технологической доработки с учётом современного уровня развития компьютерных и информационных технологий и существующей практики их использования в судовождении.Thus, the information management complex selected as a prototype requires technological refinement, taking into account the current level of development of computer and information technologies and the existing practice of their use in navigation.
Целью предлагаемой технологической доработки является осуществление пошаговой оценки адекватности выбранных значений сигналов управления с выходом на оптимальные их значения методом компьютерного прогнозирования движения судна с использованием его математической модели и передача оптимального сигнала управления на объекты управления.The purpose of the proposed technological refinement is to carry out a step-by-step assessment of the adequacy of the selected values of the control signals with access to their optimal values by the method of computer prediction of the vessel’s motion using its mathematical model and the transmission of the optimal control signal to the control objects.
При этом в качестве критерия оценки адекватности выбранных значений сигналов управления считают величину разности значений заданных координат, соответствующих заданной позиции судна и рассчитанных значений координат с использованием компьютерного моделирования (прогнозирования) на базе математической модели судна.In this case, as a criterion for assessing the adequacy of the selected values of the control signals, the difference in the values of the given coordinates corresponding to the given position of the vessel and the calculated coordinate values using computer simulation (forecasting) based on the mathematical model of the vessel is considered.
Главным отличием предлагаемого информационно-управляющего комплекса для автоматизации судовождения и динамического позиционирования судна от прототипа является оценка адекватности сигналов управления и определение оптимальных сигналов управления методом компьютерного моделирования (прогнозирования) движения суднаThe main difference between the proposed information management system for automating navigation and dynamic positioning of the vessel from the prototype is the assessment of the adequacy of control signals and the determination of optimal control signals by computer simulation (forecasting) of the vessel’s movement
на базе его математической модели, что позволяет до минимума сократить время выхода судна в заданную позицию (заданную точку, заданную траекторию, заданную линию положения и т.п.), тем самым существенно уменьшить энергетические затраты движительно-рулевого комплекса, выполняющего управление судном, а также сохранить технический ресурс движительно-рулевого комплекса.on the basis of its mathematical model, which allows minimizing the time for the vessel to reach a given position (a given point, a given trajectory, a given position line, etc.), thereby significantly reducing the energy costs of the propulsion-steering complex that controls the vessel, and also save the technical resource of the propulsion and steering complex.
Техническим результатом является высокая точность позиционирования и минимальное время занятия точки позиционирования судном, плавучей платформой при автоматическом управлении движением в условиях изменяющихся внешних воздействий.The technical result is a high positioning accuracy and a minimum time for occupying a positioning point by a vessel, a floating platform with automatic movement control in conditions of changing external influences.
Технический результат достигается следующим образом.The technical result is achieved as follows.
Информационно-управляющий комплекс для автоматизации судовождения и динамического позиционирования судна содержит блок измерителей параметров движения судна (ИПДС), блок датчиков внешних воздействий (ДВВ), блок объектов управления (ОУ), информационные выходы которых подключены к вычислительному блоку (ВБ), который снабжен устройствами фильтрации и временного сглаживания измерений блока ИПДС и блока ДВВ, выполненного в виде фильтра Калмана и отличающегося тем, что содержит математическую модель судна (ММС), блок управления, связанный информационно-управляющим входом-выходом с ВБ, причём блок ИПДС включает блок судовых навигационных приборов (СНП) в составе эхолота, лага и гирокомпаса, навигационную радиолокационную станцию (НРЛС) и навигационный модуль (НМ) включает аппаратуру дифференциального варианта СНС GPS, аппаратуру дифференциального варианта СНС «ГЛОНАСС», аппаратуру инерциальной навигационной системы (ИНС), аппаратуру радионавигационных систем (РНС), аппаратуру гидроакустических навигационных систем (ГНС) и аппаратуру радиогеодезических систем (РГС), причём выходы аппаратуры СНС GPS, СНС «ГЛОНАСС», ИНС, РНС, ГНС и РГС подключены к входам контроллера вычислительного блока ВБ, аппаратура СНС выполнена сThe information and control complex for automating navigation and dynamic positioning of a vessel contains a block of measuring instruments for the motion of the vessel (IPDS), a block of sensors of external influences (DVV), a block of control objects (OS), the information outputs of which are connected to a computing unit (WB), which is equipped with devices filtering and temporary smoothing of measurements of the IPDS block and the DVV block, made in the form of a Kalman filter and characterized in that it contains a mathematical model of the vessel (MMS), a control unit connected in formation-controlling input-output with the WB, and the IPDS block includes a block of ship navigation devices (SPS) consisting of an echo sounder, lag and gyrocompass, a navigation radar station (NRLS) and a navigation module (NM) includes equipment for the differential version of the GPS SNA, equipment for the differential version SNS “GLONASS”, equipment of inertial navigation system (ANN), equipment of radio navigation systems (RNS), equipment of hydroacoustic navigation systems (GNS) and equipment of radio-geodetic systems (RGS), moreover, moves apparatus SNA "GLONASS» GPS SNA, INS, PHC, SOT and CSG connected to inputs of a computing unit WB controller apparatus configured SNA
возможностью определения координат, скорости и курса судна, а также его крена и дифферента с последующей фильтрацией данных совместно с измерениями блока СНП в вычислительном блоке ИБ, блок ДВВ включает датчики параметров ветра и волнения, датчики параметров течения и приливного воздействия, причем выходы всех датчиков блока ДВВ подключены к соответствующим входам контроллера вычислительного блока ВБ, блок ОУ включает главные движители с гребными винтами регулируемой скорости или регулируемого шага, рулевое устройство, двигатели подруливающих устройств (ПрУ) типа «винт в трубе», поворотные двигатели регулируемой скорости или регулируемого шага поворотных Движительно-рулевых колонок (ПДРК) с соответствующими датчиками ДОУ управляющих воздействий на эти ОУ, вычислительный блок ВБ включает контроллер, блок программного обеспечения (ПО) и центральный процессор ЩИ), при этом к входам контроллера подключены информационные выходы блоков ИПДС, ДВВ и ОУ, а выходы контроллера и блока ПО подключены к входам ЦП, отличающийся тем, что ЦП выполняет пошаговую оценку адекватности выбранных значений сигналов управления с выходом на оптимальные их значения методом компьютерного прогнозирования движения судна с использованием его математической модели и передачу оптимального сигнала управления на объекты управления, синхронизация работы блоков ИПДС, ДВВ, ОУ, ВБ и блока управления осуществляется в реальном времени по сигналам СНС, блок управления совмещен с вычислительным блоком ВБ, выполнен в виде модуля судоводителя (МС) и включает блок управления и контроля (БУК), связанный информационно-. управляющим входом-выходом с блоком отображения информации (БОИ), выход которого подключен к блоку регистрации (БР), блок отображения информации БОИ и блок регистрации БР являются устройствами визуализации, хранения и вывода текстовой и графической информации и включают лазерный струйный принтер, графопостроитель-плоттер цифровых электронных карт в заданном масштабе и в заданной системе координат, а the ability to determine the coordinates, speed and course of the vessel, as well as its roll and trim, followed by filtering the data together with the measurements of the SPS unit in the IB computing unit, the DVV unit includes wind and wave parameters sensors, flow and tidal parameters sensors, and the outputs of all block sensors DVV are connected to the corresponding inputs of the controller of the WB computing unit, the op-amp unit includes main propellers with variable speed or adjustable pitch propellers, steering gear, engines screw-in-pipe filling devices (PrV), adjustable speed rotary engines or adjustable pitch rotary Moving-steering columns (MPCs) with corresponding DOW sensors for controlling the impact on these op-amps, the WB computing unit includes a controller, a software (software) unit, and ShchI central processor), while the information outputs of the IPDS, DVV and OU blocks are connected to the controller inputs, and the outputs of the controller and software block are connected to the CPU inputs, characterized in that the CPU performs a step-by-step assessment of adequacy in selected values of the control signals with reaching their optimum values by computer-assisted forecasting of the vessel’s motion using its mathematical model and transmitting the optimal control signal to the control objects, synchronization of the operation of the IPDS, DVV, OU, VB and control unit is carried out in real time by the SNA signals, the control unit is combined with the WB computing unit, made in the form of a boatmaster (MS) module, and includes a control and monitoring unit (BUK), which is associated with information. control input-output with information display unit (BOI), the output of which is connected to the registration unit (BR), the unit of information display BOI and registration unit BR are devices for visualization, storage and output of text and graphic information and include a laser inkjet printer, plotter plotter digital electronic maps in a given scale and in a given coordinate system, and
также устройство магнитной записи данных, выполненное в виде магнитно-оптического накопителя, причем блок БУК связан информационно-управляющим входом-выходом с центральным процессором ЦП вычислительного блока ВБ, а управляющие выходы блока БУК подключены к входам блоков ИПДС, ДВВ и ОУ, при этом модуль судоводителя МС выполнен в виде стационарного оборудования в рулевой рубке судна, а также в виде дополнительных переносных модулей пользователей на базе персональных компьютеров типа ноутбук, включающих средства сопряжения с бортовой локальной вычислительной сетью (ЛВС), вычислительный блок ВБ модуля судоводителя МС с соответствующим программным обеспечением подключен к бортовой ЛВС судна или взаимодействует с судовыми техническими системами и устройствами посредством беспроводной ЛВС, модуль судоводителя МС, выполненный на базе персонального компьютера типа ноутбук и взаимодействующий с беспроводной ЛВС, выполнен в двух вариантах: 1) с возможностью доступа судоводителя и 2) с возможностью, ограничивающей использование считыванием информации, и блокировкой реализации функций управления судном.there is also a magnetic data recording device made in the form of a magnetic optical drive, and the BUK block is connected by the information-control input-output to the central processor of the computing unit of the WB, and the control outputs of the BUK block are connected to the inputs of the IPDS, DVV, and OU blocks, while the boatmaster of the MS is made in the form of stationary equipment in the wheelhouse of the vessel, as well as in the form of additional portable modules of users based on personal computers such as a laptop, including means for interfacing with the aircraft computer network (LAN), the computing unit of the WB module of the MS boatmaster module with the appropriate software is connected to the ship's on-board LAN or interacts with ship technical systems and devices via a wireless LAN, the MS boatmaster module, based on a personal computer such as a laptop and interacting with a wireless LAN , made in two versions: 1) with the ability to access the skipper and 2) with the possibility of restricting the use of reading information, and blocking the implementation and ship control functions.
Работа комплекса заключается в следующем.The work of the complex is as follows.
Процесс автоматического управления движением судна включает (Золотов В.В., Фрейдзон И.Р. Управляющие комплексы сложных корабельных систем. - Л.: Судостроение, 1986. - 232 с.; Родионов А.И., Сазонов А.Е. Автоматизация судовождения. - 2-е изд., перераб. и доп.- М.:Транспорт, 1983. - 216 с.) измерение параметров движения судна блоком ИПДС 1, измерение параметров внешних воздействий блоком ДВВ 2, сравнение в вычислительном блоке ВБ 5 данных блока ИПДС 1 текущих параметров движения судна с заданными блоком ПО 19 программными значениями модели движения, формирование по результатам этого сравнения управляющих сигналов, ЦП 20 выполняет пошаговую оценкуThe process of automatic control of the vessel’s movement includes (Zolotov V.V., Freidzon I.R. Control complexes of complex ship systems. - L .: Sudostroenie, 1986. - 232 pp .; Rodionov A.I., Sazonov A.E. Automation of navigation . - 2nd ed., Revised and additional - M.: Transport, 1983. - 216 p.) Measurement of the motion parameters of the vessel by the
адекватности выбранных значений сигналов управления с выходом на оптимальные их значения методом компьютерного прогнозирования движения судна с использованием его математической модели и передачу оптимального сигнала управления на ОУ 13 блока ОУ 3. Модуль судоводителя 4 служит для управления и контроля этого процесса.the adequacy of the selected values of the control signals with reaching their optimal values by the method of computer forecasting the movement of the vessel using its mathematical model and transmitting the optimal control signal to the opamp 13 of the opamp 3. The
На входы контроллера 18 поступает информация с выходов блока СНП 6, НРЛС 7, а также с выходов навигационного модуля НМ 8, который включает совокупность аппаратуры GPS 22, аппаратуры 23 СНС «ГЛОНАСС», аппаратуры 24 ИНС, аппаратуры 25 РНС (например, аппаратуры фазовых и импульсно-фазовых РНС), аппаратуры 26 ГНС и аппаратуры 27 РГС (радиотехнических фазовых, а также лазерных).The inputs of the
Аппаратура СНС 22 и 23 выполнена с возможностью определенияThe equipment of the
координат, скорости и курса судна, а также его крена и дифферента сcoordinates, speed and course of the vessel, as well as its roll and trim with
последующей фильтрацией данных совместно с измерениями блока СНП бsubsequent data filtering together with measurements of the SIC unit b
вычислительном блоке ВБ 5.
Избыточность измерений аппаратурой 22-27 в совокупности с данными блоков СНП 6 и НРЛС 7 обеспечивает повышение точности определения места судна [3, 4]. Комплексная информация совокупности различных типов аппаратуры 6, 7, 22-27 по определению координат судна обрабатывается ЦП 20 посредством фильтрации Калмана и временного. Значения измеренных параметров внешних воздействий ветра, волнения, течений и приливов, определяемые датчиками 9-12 блока ДВВ 2, и информация датчиков ДОУ 14 блока ОУ З также поступают на вход контроллера 18 и далее в ЦП 20, где определяются вектор наблюдений и вектор возмущающих воздействий, а также формируется вектор управления на ОУ 13 блока З с выходом 21 управляющих воздействий на судно.The redundancy of measurements with equipment 22-27 in conjunction with the data of the
Вектор управления U формируется вычислительным блоком ВБ5 согласно приведённому выше алгоритму и в соответствии с заданными программными значениями параметров модели движения судна,The control vector U is formed by the WB5 computing unit according to the above algorithm and in accordance with the specified program values of the parameters of the vessel’s motion model,
размещенной в памяти блока ПО 19. Блок ОУЗ включает главные движители с гребными винтами регулируемой скорости или регулируемого шага, рулевое устройство, двигатели ПрУ типа «винт в трубе», поворотные двигатели ПДРК с соответствующими датчиками ДОУ 14 управляющих воздействий на эти ОУЗ.located in the memory of
Блок 16 отображения информации БОИ и блок 17 регистрации БР являются устройствами визуализации, хранения и вывода текстовой и графической информации и включают лазерный струйный принтер, графопостроитель-плоттер цифровых электронных карт в заданном масштабе и в заданной системе координат, а также устройство магнитной записи данных, выполненное в виде магнитно-оптического накопителя.The BOI
Синхронизация работы блоков ИПДС 1, ДВВ2, ОУЗ, ВБ5 и модуля 4 судоводителя осуществляется в реальном времени по сигналам СНС (блоки 22 и 23).The synchronization of the operation of the
Вычислительный блок ВБ 5 с соответствующим программным обеспечением блока 19 ПО и модуль судоводителя МС 4 подключены к бортовой ЛВС судна с возможностью реализации линий обмена информацией с судовыми техническими системами и средствами (блоки 1, 2 и 3), а также пользователями системы АУДС. Модуль судоводителя МС 4 может быть выполнен в виде стационарного оборудования в рулевой рубке судна, а также в виде дополнительных переносных модулей на базе персональных компьютеров типа ноутбук, включающих средства сопряжения с бортовой локальной вычислительной сетью ЛВС, либо взаимодействующих с судовыми техническими системами и устройствами посредством беспроводной ЛВС.The
При этом модуль судоводителя МС, выполненный на базе персональногоAt the same time, the MS boatmaster module, based on a personal
компьютера типа ноутбук и взаимодействующий с беспроводной ЛВС,a laptop computer and interacting with a wireless LAN,
выполнен в двух вариантах: 1) с возможностью доступа судоводителя и 2) сmade in two versions: 1) with the ability to access the skipper and 2) with
возможностью, ограничивающей использование считыванием информации, иthe possibility of restricting the use of reading information, and
блокировкой реализации функций управления судном (для исключения несанкционированного доступа к процессу управления судном).blocking the implementation of ship management functions (to exclude unauthorized access to the ship management process).
Таким образом, из формулы и из описания комплекса и его работы следует, что достигается его назначение с указанным техническим результатом, который находится в причинно-следственной связи с совокупностью существенных признаков независимого пункта формулы.Thus, it follows from the formula and from the description of the complex and its work that its purpose is achieved with the indicated technical result, which is in a causal relationship with the set of essential features of the independent claim.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013126809/11U RU138640U1 (en) | 2013-06-11 | 2013-06-11 | INFORMATION AND MANAGEMENT COMPLEX FOR AUTOMATION OF SHIPPING AND DYNAMIC POSITIONING OF A SHIP |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013126809/11U RU138640U1 (en) | 2013-06-11 | 2013-06-11 | INFORMATION AND MANAGEMENT COMPLEX FOR AUTOMATION OF SHIPPING AND DYNAMIC POSITIONING OF A SHIP |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU138640U1 true RU138640U1 (en) | 2014-03-20 |
Family
ID=50279384
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013126809/11U RU138640U1 (en) | 2013-06-11 | 2013-06-11 | INFORMATION AND MANAGEMENT COMPLEX FOR AUTOMATION OF SHIPPING AND DYNAMIC POSITIONING OF A SHIP |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU138640U1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2658469C1 (en) * | 2017-05-03 | 2018-06-21 | Федеральный научно-производственный центр акционерное общество "Научно-производственное объединение "Марс" | System of automatic vessel motion control |
RU202050U1 (en) * | 2020-10-14 | 2021-01-28 | Акционерное общество "Кронштадт Технологии" | BASIC PLATFORM FOR IMPLEMENTATION ON SHIPS OF AUTOMATIC AND REMOTE CONTROL MODES |
RU2808705C1 (en) * | 2023-06-19 | 2023-12-01 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)" (СПбГЭТУ "ЛЭТИ") | Device for controlling a vessel in stormy conditions |
-
2013
- 2013-06-11 RU RU2013126809/11U patent/RU138640U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2658469C1 (en) * | 2017-05-03 | 2018-06-21 | Федеральный научно-производственный центр акционерное общество "Научно-производственное объединение "Марс" | System of automatic vessel motion control |
RU202050U1 (en) * | 2020-10-14 | 2021-01-28 | Акционерное общество "Кронштадт Технологии" | BASIC PLATFORM FOR IMPLEMENTATION ON SHIPS OF AUTOMATIC AND REMOTE CONTROL MODES |
RU2808705C1 (en) * | 2023-06-19 | 2023-12-01 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)" (СПбГЭТУ "ЛЭТИ") | Device for controlling a vessel in stormy conditions |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3330171B1 (en) | Apparatus for predicting a power consumption of a maritime vessel | |
Specht et al. | Application of an autonomous/unmanned survey vessel (ASV/USV) in bathymetric measurements | |
US9262874B2 (en) | Real-time performance models for vessels | |
Chang et al. | Real-time guidance of underwater gliders assisted by predictive ocean models | |
JP6558760B2 (en) | Sea state estimation device and sea state estimation method | |
RU107124U1 (en) | INFORMATION AND MANAGEMENT COMPLEX FOR AUTOMATION OF SHIPPING AND DYNAMIC POSITIONING OF A SHIP | |
CN103970021A (en) | Relaxation power positioning control system based on model prediction control | |
Mittendorf et al. | Sea state identification using machine learning—A comparative study based on in-service data from a container vessel | |
CN112068564A (en) | Intelligent ship control method based on economic navigation optimization | |
Shenoi et al. | Study of manoeuvrability of container ship by static and dynamic simulations using a RANSE-based solver | |
JP2021530828A (en) | Systems and methods for controlling ships | |
RU138640U1 (en) | INFORMATION AND MANAGEMENT COMPLEX FOR AUTOMATION OF SHIPPING AND DYNAMIC POSITIONING OF A SHIP | |
Vidhya et al. | An effective evaluation of SONARS using arduino and display on processing IDE | |
Velasco et al. | Remote laboratory for marine vehicles experimentation | |
CN110136486B (en) | Method and system for judging navigation capacity of port area | |
RU2463205C2 (en) | System of ship automatic control | |
US11656367B2 (en) | Rapid assessment of vehicle relative speed performance | |
US20230314144A1 (en) | System and method for estimating drift path of marine floating body | |
Cademartori et al. | A review on ship motions and quiescent periods prediction models | |
Hajizadeh et al. | Determination of ship maneuvering hydrodynamic coe cients using system identi cation technique based on free-running model test | |
Gao et al. | Artificial intelligence algorithms in unmanned surface vessel task assignment and path planning: A survey | |
US11567219B2 (en) | Estimating vehicle speed through an advecting medium | |
Swider et al. | Application of data-driven models in the analysis of marine power systems | |
Bons et al. | EconomyPlanner; optimal use of inland waterways | |
Ye et al. | Design and verification of the ship attitudes measuring and monitoring and analysis system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20140321 |