RU2318187C1

RU2318187C1 - Device for producing and displaying information for guiding a vessel across narrow sections of fairwaters

Info

Publication number: RU2318187C1
Application number: RU2006120998/28A
Authority: RU
Inventors: Георгий Моисеевич Довгоброд (RU); Георгий Моисеевич Довгоброд; чко Лев Михайлович Кл (RU); Лев Михайлович Клячко
Original assignee: Открытое акционерное общество "ЦНИИ "Курс"
Priority date: 2006-06-15
Filing date: 2006-06-15
Publication date: 2008-02-27

Abstract

FIELD: manual control of moving objects, in particular, control of movement of vessels with varying displacement and purpose in narrow sections of fairwaters.

SUBSTANCE: device for producing and displaying information for guiding a vessel through narrow sections of fairwaters contains device for measuring longitudinal vessel speed vector, device for measuring vessel coordinates, device for measuring course of vessel, device for measuring speed of vessel body rotation in horizontal plane and external energy-independent memory, connected by outputs to input of microcontroller, and graphic screen, connected to output of microcontroller, where the microcontroller is made with possible computation of distance between nose of the ship and beginning of narrow fairwater section, value of speed at which the ship approaches the beginning boundary of narrow fairwater section, coordinates of projection of predicted position of center of gravity of vessel, boundaries of projection current position of vessel body and boundaries of projection of predicted position of vessel body onto axis oX of rectangular system of coordinates in horizontal plane, where positive beam oY coincides with given vessel movement trajectory in narrow section of fairwater, oX axis is the beginning boundary of narrow fairwater section, o - beginning of narrow fairwater section.

EFFECT: increased precision of manual guidance of vessels through narrow sections of fairwaters, reduced influence of human factor in the operation under various meteorological conditions, including complicated meteorological conditions.

2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области ручного управления подвижными объектами, в частности управления движением судов различного водоизмещения и назначения по узким участкам фарватеров. Например, устройство может быть использовано для навигации судов при прохождении между опорами мостов.The invention relates to the field of manual control of moving objects, in particular traffic control of ships of various displacement and purpose in narrow sections of the fairways. For example, a device can be used to navigate ships passing between bridge piers.

Известно устройство (US 5916284, 1999), имеющее в своем составе: измерители скорости судна, скорости поворота корпуса судна в горизонтальной плоскости, курса судна (компас), скорости и направления ветра, а также клавиатуру, центральное процессорное устройство, устройство управления дисплеем, память для запоминания координат, устройство для вывода графической информации и дисплей. Известное устройство предназначено для отображения на дисплее предшествующей траектории судна, текущего положения судна и прогнозируемой траектории движения судна. На дисплей выводится серия изображений проекций корпуса судна на водную поверхность соответствующих дискретным моментам предшествующей траектории судна, текущего положения судна и прогнозируемой траектории, а также береговая линия и граница причала. Устройство предназначено для помощи в осуществлении маневрирования судном, в частности при выполнении швартовки и отходе судна от пристани.A device is known (US 5916284, 1999), comprising: speed meters, hull speed in the horizontal plane, ship heading (compass), wind speed and direction, as well as a keyboard, central processing unit, display control device, memory for storing coordinates, a device for displaying graphic information and a display. The known device is designed to display on the display the previous trajectory of the vessel, the current position of the vessel and the predicted trajectory of the vessel. The display shows a series of images of the projections of the hull on the water surface corresponding to discrete moments of the previous trajectory of the ship, the current position of the ship and the predicted trajectory, as well as the coastline and the border of the berth. The device is intended to assist in the maneuvering of the vessel, in particular when performing the mooring and the departure of the vessel from the pier.

Недостаток этого устройства при использовании его судоводителем при прохождении узких участков фарватера заключается в том, что с помощью процессорного устройства определяют проекции текущего и прогнозируемого положения корпуса судна на водную поверхность. Эта информация выводится на дисплей, т.е. на дисплее представлен вид сверху. Размеры траекторий маневров судов составляют десятки и сотни метров (для крупных судов). Однако судоводитель с ходового мостика, находящегося на высоте нескольких метров или нескольких десятков метров (для крупных судов) над поверхностью воды, видит начало узкого участка фарватера под малым углом к горизонту. Отличие того, что видит судоводитель с ходового мостика, от изображения на дисплее устройства, затрудняет принятие оперативных решений по управлению движением судна при выходе на траекторию проводки судна по узкому участку фарватера. Кроме того, при действии на судно возмущающих факторов направление вектора продольной скорости судна может не совпадать с направлением продольной оси корпуса судна, т.е. угол дрейфа может быть не равен нулю. Когда угол дрейфа не равен нулю, судоводителю трудно точно оценить величину отклонения направления вектора продольной скорости судна от направления заданной траектории по изображениям проекций корпуса судна на водную поверхность. Это может привести к запаздыванию реакции судоводителя по парированию опасного отклонения направления вектора продольной скорости судна от заданного направления.The disadvantage of this device when used by the skipper during the passage of narrow sections of the fairway is that with the help of the processor device, the projections of the current and predicted position of the hull on the water surface are determined. This information is displayed, i.e. The display shows a top view. The dimensions of the trajectories of ship maneuvers are tens and hundreds of meters (for large vessels). However, the skipper from the navigation bridge, located at a height of several meters or several tens of meters (for large vessels) above the surface of the water, sees the beginning of a narrow section of the fairway at a small angle to the horizon. The difference between what the boatmaster sees from the navigating bridge from the image on the device’s display makes it difficult to make operational decisions on controlling the movement of the vessel when it enters the ship's trajectory along a narrow section of the fairway. In addition, when disturbing factors are applied to the vessel, the direction of the vessel’s longitudinal velocity vector may not coincide with the direction of the longitudinal axis of the vessel’s hull, i.e. drift angle may not be zero. When the drift angle is not zero, it is difficult for the skipper to accurately estimate the deviation of the direction of the ship’s longitudinal velocity vector from the direction of the given trajectory from the images of the projections of the ship’s hull onto the water surface. This can lead to a delay in the reaction of the skipper to counter the dangerous deviation of the direction of the vector of the longitudinal speed of the vessel from a given direction.

Технический результат, достигаемый при реализации изобретения, заключается в повышении точности ручной проводки судов по узким участкам фарватеров и снижении влияния человеческого фактора на эту операцию в различных метеоусловиях, включая сложные.The technical result achieved by the implementation of the invention is to increase the accuracy of manual piloting of vessels along narrow sections of the fairways and reduce the influence of the human factor on this operation in various weather conditions, including complex ones.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство для выработки и индикации информации для проводки судна по узким участкам фарватеров содержит измеритель вектора продольной скорости судна, измеритель координат судна, измеритель курса судна, измеритель скорости поворота корпуса судна в горизонтальной плоскости и внешнюю энергонезависимую память, выходами соединенные с входом микроконтроллера, и графический экран, соединенный с выходом микроконтроллера, при этом микроконтроллер выполнен с возможностью вычисления расстояния от носа судна до начала узкого участка фарватера, величины скорости сближения судна с начальной границей узкого участка фарватера, координат проекции прогнозируемого положения центра масс судна, границ проекции текущего положения корпуса судна и границ проекции прогнозируемого положения корпуса судна на ось oX прямоугольной системы координат в горизонтальной плоскости, где положительный луч oY совпадает с заданной траекторией движения судна в узком участке фарватера, ось oX - начальная граница узкого участка фарватера, о - начало узкого участка фарватера.The specified technical result is achieved by the fact that the device for generating and displaying information for guiding the vessel through narrow sections of the fairways comprises a vessel longitudinal velocity vector meter, a vessel coordinate meter, a ship heading meter, a ship hull turning speed meter and an external non-volatile memory connected by outputs with the input of the microcontroller, and a graphic screen connected to the output of the microcontroller, while the microcontroller is configured to calculate the distance from the bow of the vessel to the beginning of the narrow section of the fairway, the speed of approaching the vessel with the initial boundary of the narrow section of the channel, the coordinates of the projection of the predicted position of the ship's center of mass, the borders of the projection of the current position of the ship’s hull and the projection of the forecast position of the ship’s hull on the oX axis of the horizontal coordinate system the plane where the positive beam oY coincides with the given trajectory of the vessel in a narrow section of the fairway, the axis oX is the initial boundary of the narrow section of the fairway, o is the beginning viscous fairway section.

Вычисление расстояния от носа судна до начала узкого участка фарватера L, величины скорости сближения судна с началом узкого участка фарватера V_сб, координат x_цмп, x_сл, x_сп, x_слп, x_спп проекции прогнозируемого положения центра масс судна, границ проекции текущего положения корпуса судна и границ проекции прогнозируемого положения корпуса судна на ось оХ прямоугольной системы координат в горизонтальной плоскости выполняют в соответствии с выражениями:Calculation of the distance from the bow of the vessel to the beginning of the narrow section of the fairway L, the value of the convergence rate of the vessel with the beginning of the narrow section of the channel V _sb , coordinates x _cmp , x _cl , x _cn , x _csc , x _{cpc of the} projection of the predicted position of the center of mass of the vessel, the boundaries of the projection of the current position the hull of the vessel and the boundaries of the projection of the predicted position of the hull on the axis OX of a rectangular coordinate system in the horizontal plane are performed in accordance with the expressions

L=Sqrt((x_цм+l_н·cos(φ_к-φ_з))²+(y_цм+l_н·sin(φ_к-φ_з))²),L = Sqrt ((x _cm + l _n · cos (φ _to −φ _s )) ² + (y _cm + l _n · sin (φ _to −φ _s )) ² ),

V_сб=|V_с|·cos(φ_cv-φ_з)V _sat = | V _s | · cos (φ _cv -φ _з )

при (φ_к-φ_з)>0 x_сл=x_dк-d/2, x_сп=x_dн+d/2,when (φ _a -φ _h)> 0, x = x _ff _dc -d / 2, x = x _DH _cn + d / 2,

при (φ_к-φ_з)≤0 x_сл=x_dн-d/2, x_сп=x_dк+d/2,at (φ _к -φ _з ) ≤0 x _sl = x _dн -d / 2, x _sp = x _dk + d / 2,

x_цмп=x_цм·|V_c|·sin(φ_cv-φ_з)·τ,x _cmp = x _tcm · | V _c | · sin (φ _cv -φ _з ) · τ,

при (φ_к-φ_з+ω·τ)>0 x_слп=х_dкп-d/2, x_спп=х_dнп+d/2,at (φ _к -φ _з + ω · τ)> 0 x _cn = x _dkp- d / 2, x _cn = x _dnp + d / 2,

при (φ_к-φ_з+ω·τ)≤0 x_слп=х_dнп-d/2, x_спп=x_dкп+d/2,at (φ _к -φ _з + ω · τ) ≤0 x _spp = x _dnp -d / 2, x _spp = x _dkp + d / 2,

где L - расстояние от носа судна до начала узкого участка фарватера,where L is the distance from the bow of the vessel to the beginning of a narrow section of the fairway,

Sqrt - операция извлечения квадратного корня,Sqrt - square root extraction operation,

x_цм, y_цм - координаты текущего положения центра масс судна,x _cm , y _cm - coordinates of the current position of the center of mass of the vessel,

l_н, l_к - расстояния соответственно от носа и кормы до центра масс судна,l _n , l _k - the distance, respectively, from the bow and stern to the center of mass of the vessel,

φ_к - курсовой угол судна,φ _to - heading angle of the vessel,

φ_з - угол между направлением на север и заданной траектории движения в узком участке фарватера,φ _z - the angle between the north direction and the given trajectory in a narrow section of the fairway,

x_dк, х_dн - проекции на ось оХ точек на продольной оси судна, находящегося в текущем положении, и удаленных соответственно от кормы и носа судна на расстояние полуширины корпуса d/2 судна, причем х_dк=x_цм-(l_к-d/2)·sin(φ_к-φ_з), а x_dн=x_цм+(l_н-d/2)·sin(φ_к-φ_з),x _dk , x _dn - projections on the axis OX of points on the longitudinal axis of the vessel in the current position and, respectively, removed from the stern and bow of the vessel at a half-width of the hull d / 2 of the vessel, and x _dk = x _cm - (l _to -d / 2) sin (φ _to -φ _s ), and x _dн = x _cm + (l _n -d / 2) sin (φ _to -φ _s ),

d - ширина корпуса судна,d is the hull width,

x_цмп - проекция на ось оХ прогнозируемого положения центра масс судна,x _cmp - projection on the x-axis of the predicted position of the center of mass of the vessel,

|V_c| - абсолютная величина продольной скорости судна,| V _c | - the absolute value of the longitudinal speed of the vessel,

φ_cv - угол между направлением на север и направлением продольной скорости судна,φ _cv is the angle between the north direction and the longitudinal speed direction of the vessel,

τ - период цикла вычисления микроконтроллером текущих значений параметров движения судна,τ is the period of the cycle by which the microcontroller calculates the current values of the vessel motion parameters,

x_dкп, х_dнп - проекции на ось оХ точек на продольной оси судна, находящегося в прогнозируемом положении, и удаленных соответственно от кормы и носа судна на расстояние полуширины d/2 корпуса судна, причем х_dкп=x_цмп-(l_к-d/2)·sin(φ_к-φ_з+ω·τ),x _dkp , x _dnp - projections on the axis OX of points on the longitudinal axis of the vessel in the predicted position and, respectively, removed from the stern and bow of the vessel at a half-width d / 2 of the ship's hull, and x _dkp = x _cmp - (l _to -d / 2) sin (φ _to -φ _s + ω

x_dнп=x_цмп+(l_н-d/2)·sin(φ_к-φ_з+ω·τ),x _dnp = x _cmp + (l _n -d / 2) sin (φ _to -φ _s + ω

ω - угловая скорость поворота корпуса судна в горизонтальной плоскости.ω is the angular velocity of the hull in the horizontal plane.

Сущность заявленного изобретения поясняется чертежами.The essence of the claimed invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 изображена функциональная схема устройства для выработки и индикации информации для проводки судна по узким участкам фарватеров, на фиг.2 изображена схема проводки судна по участку маневрирования перед узким участком фарватера и при прохождении узкого участка фарватера, на фиг.3 дано примерное представление на графическом экране информации о состоянии процесса проводки судна, на фиг.4 дано примерное представление на графическом экране информации об идеальном состоянии процесса проводки судна.Figure 1 shows a functional diagram of a device for generating and displaying information for guiding a vessel through narrow sections of the fairways, figure 2 shows a diagram of the wiring of the vessel along the maneuvering area in front of a narrow section of the fairway and when passing a narrow section of the fairway, figure 3 shows an approximate representation on a graphical screen information about the status of the process of posting the vessel, figure 4 shows an approximate representation on the graphical screen of information about the ideal state of the process of posting the vessel.

Устройство для выработки и индикации информации для проводки судна по узким участкам фарватеров содержит микроконтроллер 1, входы которого соединены с выходами измерителя вектора продольной скорости судна 2, измерителя координат судна 3, внешней энергонезависимой памяти 4, измерителя курса 6, измерителя скорости поворота корпуса судна в горизонтальной плоскости 7, а выход микроконтроллера соединен с входом графического экрана 5.A device for generating and displaying information for guiding the vessel through narrow sections of the fairways contains a microcontroller 1, the inputs of which are connected to the outputs of the vessel longitudinal velocity vector meter 2, the vessel coordinate meter 3, external non-volatile memory 4, heading meter 6, and the hull turning speed meter in horizontal plane 7, and the output of the microcontroller is connected to the input of the graphic screen 5.

В соответствии с фиг.2 система прямоугольных координат XoY в горизонтальной плоскости связана с узким участком фарватера, при этом положительный луч oY совпадает с заданной траекторией движения судна в узком участке фарватера, ось оХ - начальная граница узкого участка фарватера, о - начало узкого участка фарватера, 8 и 9 - левая и правая границы узкого участка фарватера соответственно, 10 - заданная траектория движения в узком участке фарватера, φ_к - курсовой угол судна, φ_з - угол между направлением на север и заданной траекторией движения в узком участке фарватера, 11 - фактическая траектория движения судна, 12 - судно, 13 - текущее положение центра масс судна с координатами x_цм, y_цм, 14 и 16 - координаты x_сп, x_сл правой и левой границ проекции на ось оХ текущего положения корпуса судна соответственно, 15 - координата проекции текущего положения центра масс судна x_цм на ось оХ, d - ширина корпуса судна, l_н, l_к - расстояния от носа и кормы до центра масс судна, L - расстояние от носа судна до начала узкого участка фарватера.In accordance with figure 2, the system of rectangular coordinates XoY in the horizontal plane is connected with a narrow section of the fairway, while the positive beam oY coincides with the given path of the vessel in a narrow section of the fairway, the axis oX is the initial boundary of a narrow section of the fairway, and o is the beginning of a narrow section of the fairway 8 and 9, - left and right boundaries of the narrow portion of the channel, respectively, 10 - predetermined motion path in the narrow portion of the channel, φ _k - vessel heading angle, φ _h - the angle between the north and a given motion path within a narrowly fairway, 11 - the actual trajectory of movement of the vessel, 12 - Vessel 13 - the current position of center of mass of the vessel with coordinates x _CM, y _CM, 14 and 16 - the coordinates x _cn, x _slab right and left projection borders on the x-axis current housing situation vessel, respectively, 15 is the coordinate of the projection of the current position of the center of mass of the vessel x _cm on the axis OX, d is the width of the hull, l _n , l _{to the} distance from the bow and stern to the center of mass of the vessel, L is the distance from the bow of the vessel to the beginning of a narrow section fairway.

На экране (фиг.3) показаны условные изображения левой и правой границ проекции на ось оХ текущего положения корпуса судна 17, 20, условные изображения проекций на ось оХ левой и правой границ узкого участка фарватера 18, 22, условное изображение проекции на ось оХ текущего положения центра масс судна 19, условное изображение проекции на ось оХ заданной траектории движения судна 21, условное изображение оси оХ с делениями шкалы для точной оценки отклонения судна от заданной траектории 23, условные изображения границ проекции на ось оХ прогнозируемого положения корпуса судна 24, 26, условное изображение проекций на ось оХ прогнозируемого положения центра масс судна 25. На экране отображается также значение L - расстояние от носа судна до начала узкого участка фарватера и V_сб - скорость сближения судна с начальной границей узкого участка фарватера.The screen (figure 3) shows the conditional image of the left and right borders of the projection on the oX axis of the current position of the hull 17, 20, the conditional image of the projections on the oX axis of the left and right borders of a narrow section of the fairway 18, 22, the conditional image of the projection on the oX axis of the current the position of the center of mass of the vessel 19, the conditional image of the projection onto the oX axis of the given trajectory of the vessel 21, the conditional image of the oX axis with scale divisions for an accurate estimate of the deviation of the vessel from the given trajectory 23, the conditional images of the projection boundaries on the oX axis are predictable position of the hull 24, 26, a conditional image of the projections on the x-axis of the predicted position of the center of mass of the vessel 25. The screen also displays the value of L - the distance from the bow of the vessel to the beginning of a narrow section of the fairway and V _sat - the speed of approach of the vessel with the initial boundary of a narrow section of the channel .

Внешняя энергонезависимая память 4 предназначена для хранения:External non-volatile memory 4 is designed to store:

1) Набора D_c геометрических параметров судна D_c={d, l_н, l_к}, где d - ширина корпуса судна, l_н, l_к - расстояния от носа и кормы до центра масс судна.1) A set of D _c geometric parameters of the vessel D _c = {d, l _n , l _k }, where d is the width of the hull, l _n , l _k are the distances from the bow and stern to the center of mass of the vessel.

2) Наборов S_{пр j} географических координат границ узких участков фарватера S_{пр j}={φ_пл, λ_пл, φ_пп, λ_пп}_j, где φ_пл, λ_пл - широта и долгота левой границы, φ_пп, λ_пп - широта и долгота правой границы, j - номер узкого участка фарватера, лежащий в диапазоне от 1 до М, где М - количество узких участков фарватера на маршруте.2) Sets S _{pr j} geographical coordinates of the borders of narrow sections of the fairway S _{pr j} = {φ _pl , λ _pl , φ _pp , λ _pp } _j , where φ _pl , λ _pl - latitude and longitude of the left border, φ _pp , λ _pp - latitude and longitude of the right border, j is the number of the narrow section of the channel, lying in the range from 1 to M, where M is the number of narrow sections of the channel on the route.

3) Наборов Т_{з j} параметров заданных прямолинейных траекторий движения в узких участках фарватера T_{з j}={φ_0з, λ_0з, φ_з, l_з}_j и протяженности участков маневрирования L_j, где φ_0э, λ_0з, - широта и долгота начальной точки, l_з - длина j-ой заданной траектории, L_j - длина участка фарватера перед узким участком фарватера S_{пр j}, достаточная для вывода судна на заданную траекторию Т_{з j}.3) Sets of Tz _j parameters of given rectilinear motion paths in narrow sections of the fairway T _{z j} = {φ _0з , λ _0з , φ _з , l _з } _j and the length of the maneuvering sections L _j , where φ _0э , λ _0з , is the latitude and the longitude of the starting point, l _s - the length of the j-th given trajectory, L _j - the length of the fairway section in front of the narrow fairway section S _{pr j} , sufficient to bring the vessel to the given trajectory T _j .

Микроконтроллер 1 предназначен для:Microcontroller 1 is designed for:

1) Приема от измерителей 2, 3, 6 и 7 соответственно значений вектора продольной скорости судна V_c={|V_c|, φ_cv}, где |V_c| - абсолютная величина продольной скорости судна и φ_cv - угол между направлением на север и направлением продольной скорости судна, географических координат судна (φ_c, λ_c), курсового угла φ_к, угловой скорости поворота корпуса судна в горизонтальной плоскости ω; вычисления с периодом τ текущего расстояния L от носа судна до начала узкого участка фарватера, скорости сближения судна V_сб с началом узкого участка фарватера, пересчета географических координат судна (φ_с, λ_с) в координаты (x_цм, y_цм) центра масс судна в системе координат XoY, пересчета географических координат φ_пл, λ_пл, φ_пп, λ_пп соответственно левой и правой границ узких участков фарватера в координаты x_пл, x_пп соответственно левой и правой границ проекции узких участков фарватера на ось оХ, вычисления наборов X_с, X_сп координат проекций на ось оХ текущего и прогнозируемого положения корпуса судна Х_с={x_цм, x_сл, x_сп} и Х_сп={x_цмп, x_слп, x_спп}, где x_цм - координата проекций на ось оХ текущего положения центра масс судна, x_сл, x_сп - координаты левой и правой границ проекции на ось оХ текущего положения корпуса судна, x_цмп - координаты проекции на ось оХ прогнозируемого положений центра масс судна, x_слп, x_спп - координаты левой и правой границ проекции на ось оХ прогнозируемого положения корпуса судна.1) Reception from meters 2, 3, 6 and 7, respectively, of the vessel's longitudinal velocity vector V _c = {| V _c |, φ _cv }, where | V _c | - the absolute value of the longitudinal speed of the vessel and φ _cv is the angle between the direction to the north and the direction of the longitudinal speed of the vessel, geographic coordinates of the vessel (φ _c , λ _c ), course angle φ _k , angular velocity of rotation of the ship’s hull in the horizontal plane ω; calculations with a period τ of the current distance L from the bow of the vessel to the beginning of the narrow section of the channel, the speed of approach of the vessel V _sb with the beginning of the narrow section of the channel, conversion of the geographic coordinates of the vessel (φ _s , λ _s ) to the coordinates (x _cm , y _cm ) of the center of mass of the vessel in the coordinate system XoY, recalculation of geographical coordinates φ _pl , λ _pl , φ _pp , λ _pp, respectively, of the left and right borders of narrow sections of the fairway to the coordinates x _pl , x _pp, respectively, of the left and right borders of the projection of narrow sections of the channel on the axis oX, calculation of sets X _with, X _cn projective coordinates s axle oX current and projected position of the hull X _from = {x _CM, x _ff, x _cn} and X _cn = {x _CIP, x _SLP, x _spp} where x _CM - projection coordinate on oX current position of the center axis ship masses, x _sl , x _cn - coordinates of the left and right borders of the projection on the x-axis of the current position of the ship's hull, x _cmp - coordinates of the projection on the x-axis of the predicted positions of the center of mass of the vessel, x _cx , x _cx - coordinates of the left and right borders of the projection on OX axis of the forecasted hull position.

2) Вывода на графический экран 5 изображения горизонтальной оси оХ 23, вывода на эту ось с соблюдением масштаба координат x_пл, x_пп проекций на ось оХ левой и правой границ узкого участка фарватера, координат x_цм и x_цмп проекций на ось оХ текущего и прогнозируемого положений центра масс судна и координат x_сл, x_сп и x_слп, x_спп левой и правой границ проекций на ось оХ текущего и прогнозируемого положений корпуса судна.2) Display on the graphic screen 5 of the image of the horizontal axis OX 23, output to this axis in compliance with the coordinate scale x _PL , x _PP projections on the OX axis of the left and right borders of a narrow section of the fairway, coordinates x _cm and x _CMP projections on the OX axis of the current and the predicted positions of the ship's center of mass and the coordinates x _sl , x _sp and x _slp , x _{spp of the} left and right borders of the projections on the x-axis of the current and forecast positions of the ship's hull.

Графический экран 5 предназначен для отображения:Graphic screen 5 is designed to display:

1) В алфавитно-цифровой форме: текущего расстояния от носа судна до начала узкого участка фарватера L, скорости сближения с началом узкого участка фарватера V_сб.1) In alphanumeric form: the current distance from the bow of the vessel to the beginning of a narrow section of the fairway L, the speed of approach with the beginning of a narrow section of the fairway V _sb .

2) В графической форме: изображения горизонтальной оси оХ 23 с делениями, вывода на эту ось с соблюдением масштаба координат x_пл, x_пп проекций границ узкого участка фарватера, координат x_цм и x_цмп проекций на ось оХ текущего и прогнозируемого положений центра масс судна и координат x_сл, x_сп и x_слп, x_спп левой и правой границ проекций текущего и прогнозируемого положений корпуса судна.2) In graphical form: images of the horizontal axis OX 23 with divisions, output to this axis with observance of the coordinate scale x _PL , x _PP projections of the boundaries of a narrow section of the fairway, coordinates x _cm and x _CMP projections on the OX axis of the current and predicted positions of the center of mass of the vessel and an x _cl, _cn x and x _SLP, x _spp left and right borders of the projections of the current and forecasted positions of the hull.

3) В графической форме: условных изображений границ узкого участка фарватера 18, 22, заданной траектории движения 21, проекции текущего и прогнозируемого положений центра масс судна 19, 25, левой 17, 26 и правой 20, 24 границ проекций текущего и прогнозируемого положений корпуса судна.3) In graphical form: conditional images of the boundaries of a narrow section of the fairway 18, 22, a given trajectory of movement 21, projections of the current and forecasted positions of the center of mass of the vessel 19, 25, left 17, 26 and right 20, 24 of the boundaries of the projections of the current and predicted positions of the ship's hull .

Для того, чтобы обеспечить удобство использования судоводителем информации, показанной на графическом экране 5, указанные точки на изображении горизонтальной оси оХ 23 сопровождаются условными изображениями границ узкого участка фарватера 18, 22, заданной траектории движения 21, проекции текущего и прогнозируемого положений центра масс судна 19, 25, левой 17, 26 и правой 20, 24 границ проекций текущего и прогнозируемого положений корпуса судна.In order to ensure ease of use by the skipper of the information shown on the graphic screen 5, these points on the image of the horizontal axis OX 23 are accompanied by conditional images of the boundaries of a narrow section of the fairway 18, 22, a given trajectory 21, a projection of the current and predicted positions of the center of mass of the vessel 19, 25, left 17, 26 and right 20, 24 borders of projections of the current and forecasted hull positions.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Предварительно до начала движения по маршруту во внешнюю энергонезависимую память устройства заносятся геометрические данные о судне, для каждого узкого участка фарватера заносятся данные о границах участка, о длине участка маневрирования, достаточного для вывода судна на заданную траекторию прохождения этого участка, и о заданной прямолинейной траектории прохождения этого участка.Prior to the start of the movement along the route, geometrical data about the vessel are entered into the external non-volatile memory of the device, for each narrow section of the fairway, data are entered on the boundaries of the section, on the length of the maneuvering section, sufficient to bring the vessel to a given trajectory of passage of this section, and on a given rectilinear trajectory of passage of this site.

На всем протяжении маршрута при движении судна устройство работает в одном из трех режимов: А) состояние сближения с очередным узким участком фарватера, Б) состояние выхода на заданную траекторию прохождения узкого участка фарватера и В) состояние движения по заданной траектории на участке фарватера. После выхода на заданную траекторию и подходу к началу узкого участка фарватера устройство переходит в состояние В. После проводки судна судоводителем по узкому участку фарватера устройство переходит в состояние А сближения с очередным узким участком фарватера.Throughout the route, when the vessel is moving, the device operates in one of three modes: A) the state of approach to the next narrow section of the fairway, B) the state of exit to a given path of passage of a narrow section of the channel and C) the state of movement along a given path in the section of the fairway. After reaching a predetermined trajectory and approaching the beginning of a narrow section of the fairway, the device switches to state B. After the ship navigates the ship along a narrow section of the channel, the device enters the state A of approach with the next narrow section of the channel.

В течение всего времени работы устройства измеритель 2 выполняет измерение вектора скорости продольного движения судна V_c, измеритель 3 выполняет измерение географических координат судна (φ_с, λ_с), измеритель 6 выполняет измерение курса судна φ_к, измеритель 7 выполняет измерение скорости поворота корпуса судна в горизонтальной плоскости ω. Микроконтроллер 1 принимает данные от измерителей 2, 3, 6 и 7 с периодом τ. Пусть устройство работает в состоянии А сближения с очередным j-ым узким участком фарватера. На основании данных, полученных от измерителей 2, 3, 6 и 7, информации о местоположении очередного j-ого узкого участка фарватера S_{пр j} и длины участка маневрирования L_j, хранящихся во внешней энергонезависимой памяти 4, в микроконтроллер 1 вычисляет расстояние L до начала очередного j-ого узкого участка фарватера и проверяет условие вхождения судна в участок маневрирования L<L_j. Если условие вхождения судна в участок маневрирования перед j-ым узким участком фарватера выполнено, то устройство переходит в состояние проводки, и микроконтроллер 1 начинает дополнительно вычислять текущие значения скорости сближения с началом j-ого узкого участка фарватера V_сб, координаты x_пл, x_пп границ проекции j-ого узкого участка фарватера, координаты x_цм проекции на ось оХ текущего положения центра масс судна, координаты x_сл, x_сп границ проекции на ось оХ текущего положения корпуса судна, координаты x_цмп проекции на ось оХ прогнозируемого положения центра масс судна и координаты x_слп, x_спп проекции на ось оХ границ прогнозируемого положения корпуса судна (см. фиг.2).During the entire operating time of the device, meter 2 measures the vector of the vessel’s longitudinal velocity V _c , meter 3 measures the geographic coordinates of the vessel (φ _s , λ _s ), meter 6 measures the course of the ship φ _k , meter 7 measures the speed of the hull in the horizontal plane ω. Microcontroller 1 receives data from meters 2, 3, 6, and 7 with a period of τ. Let the device operate in a state of rapprochement with the next j-th narrow section of the fairway. Based on the data received from meters 2, 3, 6, and 7, information about the location of the next jth narrow section of the fairway S _{pr j} and the length of the maneuvering section L _j stored in the external non-volatile memory 4, the distance L to the start is calculated in microcontroller 1 the next j-th narrow section of the channel and checks the condition of the vessel entering the maneuvering section L <L _j . If the condition for the vessel to enter the maneuvering area in front of the jth narrow section of the fairway is fulfilled, the device enters the wiring state, and the microcontroller 1 begins to additionally calculate the current values of the approach velocity from the beginning of the jth narrow section of the fairway V _sb , coordinates x _pl , x _pp boundaries of the projection j-th channel of the narrow portion, _{of CM} x coordinate projection on the x-axis center of mass of the current position of the vessel, the coordinates x _cl, _cn x projection borders on the x-axis current position of the hull, the coordinate projection on the x _CIP oX axis prognostication the position of the center of mass of the vessel and the coordinates x _ssl , x _{ssn of the} projection on the axis oX of the boundaries of the predicted position of the hull (see figure 2).

Для вычисления расстояния L от носа судна до начала узкого участка фарватера можно использовать выражение (1)To calculate the distance L from the bow of the vessel to the beginning of a narrow section of the fairway, you can use the expression (1)

L=Sqrt((x_цм+l_н·cos(φ_к-φ_з))²+(y_цм+l_н·sin(φ_к-φ_з))²), (1)L = Sqrt ((x _cm + l _n · cos (φ _to −φ _s )) ² + (y _cm + l _n · sin (φ _to −φ _s )) ² ), (1)

где L - расстояние от носа судна до начала узкого участка фарватера, т.е. расстояние от носа судна до начала координат системы XoY,where L is the distance from the bow of the vessel to the beginning of a narrow section of the fairway, i.e. distance from the bow of the vessel to the origin of the XoY system,

x_цм, y_цм - координаты центра масс судна,x _cm , y _cm - coordinates of the center of mass of the vessel,

l_н - расстояние носа от центра масс судна,l _n - the distance of the bow from the center of mass of the vessel,

φ_к - курсовой угол судна.φ _to - heading angle of the vessel.

Для вычисления величины скорости сближения судна с началом узкого участка фарватера V_сб можно использовать выражение (2),To calculate the speed of approach of the vessel with the beginning of a narrow section of the channel V _sat can use the expression (2),

V_сб=|V_с|·cos(φ_cv-φ_з), (2)V _sat = | V _s | · cos (φ _cv -φ _з ), (2)

где V_сб - величина скорости сближения судна с началом узкого участка фарватера, т.е. проекция на ось oY вектора скорости продольного движения судна,where V _sb is the value of the convergence rate of the vessel with the beginning of a narrow section of the fairway, i.e. projection onto the oY axis of the longitudinal velocity vector of the vessel,

φ_к - угол между направлением на север и заданной траекторией движения в узком участке фарватера,φ _to - the angle between the north direction and the given trajectory in a narrow section of the fairway,

Для приближенного вычисления координат x_сл, x_сп границ проекции на ось оХ текущего положения корпуса судна можно использовать выражения (3), (4), (7) и (8).For an approximate calculation of the coordinates x _sl , x _{sp of the} boundaries of the projection on the axis oX of the current position of the hull, you can use expressions (3), (4), (7) and (8).

При (φ_к-φ_з)>0 координаты x_сл и x_сп границ проекции на ось оХ текущего положения корпуса судна могут быть найдены с помощью выражений (3), (4)When (φ _к -φ _з )> 0, the coordinates x _sl and x _sp of the projection boundaries on the axis oX of the current position of the ship's hull can be found using expressions (3), (4)

х_сл=х_dк-d/2, (3)x _sl = x _dk -d / 2, (3)

х_сп=х_dн+d/2 (4)x = _cn x _DH + d / 2 (4)

где x_dк, х_dн - проекции на ось оХ точек на продольной оси судна, находящегося в текущем положении, и удаленных соответственно от кормы и носа судна на расстояние полуширины корпуса d/2 судна.where x _dк , x _dн - projections on the axis OX of the points on the longitudinal axis of the vessel in the current position, and removed respectively from the stern and bow of the vessel at a half-width of the hull d / 2 of the vessel.

Проекции х_dк, x_dн вычисляются по следующим формулам (5), (6):Projections x _dк , x _dн are calculated by the following formulas (5), (6):

х_dк=х_цм-(l_к-d/2)·sin(φ_к-φ_з), (5)x _dk = x _cm - (l _to -d / 2) sin (φ _to -φ _s ), (5)

х_dн=х_цм+(l_н-d/2)·sin(φ_к-φ_з), (6)x _dn = x _cm + (l _n -d / 2) sin (φ _to -φ _s ), (6)

x_цм - проекция на ось оХ текущего положения центра масс судна,x _cm - projection on the axis OX of the current position of the center of mass of the vessel,

l_н, l_к - расстояния соответственно носа и кормы от центра масс судна,l _n, l _k - distance respectively fore and aft of the center of mass of the vessel,

d - ширина корпуса судна,d is the hull width,

φ_з - угол между направлением на север и заданной траектории движения в узком участке фарватера.φ _z - the angle between the north direction and the given trajectory in a narrow section of the fairway.

При (φ_к-φ_з)≤0 координаты x_сл и x_сп границ проекции на ось оХ текущего положения корпуса судна могут быть найдены с помощью выражений (7) и (8)With (φ _к -φ _з ) ≤0, the coordinates x _sl and x _sp of the projection boundaries on the axis oX of the current position of the ship's hull can be found using expressions (7) and (8)

х_сл=х_dн-d/2, (7)x _sl = x _dn -d / 2, (7)

х_сп=х_dн+d/2, (8)x _cn = x _dn + d / 2, (8)

где x_dк, x_dн - проекции на ось оХ точек на продольной оси судна, находящегося в текущем положении, и удаленных соответственно от кормы и носа судна на расстояние полуширины корпуса d/2 судна, проекции x_dк, x_dн вычисляются по формулам (5) и (6).where x _dк , x _dн - projections on the axis ОX of points on the longitudinal axis of the vessel in the current position and, respectively, removed from the stern and bow of the vessel at a half-width of the hull d / 2 of the vessel, projections x _dк , x _dн are calculated by the formulas (5 ) and (6).

Для вычисления проекции на ось оХ прогнозируемого положения центра масс судна x_цмп можно использовать выражение (9)To calculate the projection on the x-axis of the predicted position of the ship's center of mass x _cmp , expression (9) can be used

х_цмп=х_цм·|V_c|·sin(φ_cv-φ_з)·τ, (9)x _tmp = x _tcm · | V _c | · sin (φ _cv -φ _з ) · τ, (9)

где x_цмп - координата проекции на ось оХ прогнозируемого положения центра масс судна,where x _cmp - the coordinate of the projection on the x-axis of the predicted position of the center of mass of the vessel,

x_цм - координата проекции на ось оХ текущего положения центра масс судна,x _cm - the coordinate of the projection on the axis OX of the current position of the center of mass of the vessel,

τ - период цикла вычисления микроконтроллером текущих значений параметров движения судна.τ is the period of the microcontroller’s calculation cycle of the current values of the vessel motion parameters.

Для приближенного вычисления координат x_слп, x_спп границ проекции на ось оХ прогнозируемого положения корпуса судна можно использовать выражения (10), (11), (14) и (15).For an approximate calculation of the coordinates x _SLP , x _{SPN of the} boundaries of the projection on the axis OX of the predicted position of the hull, you can use expressions (10), (11), (14) and (15).

При (φ_к-φ_з+ω·τ)>0 координаты x_слп и x_спп границ проекции на ось оХ прогнозируемого положения корпуса судна могут быть найдены с помощью выражений (10) и (11)When (φ _a -φ _s + ω · τ)> 0 coordinates x and x _SLP _spp projection borders on the projected x-axis position of the vessel hull can be found by the expressions (10) and (11)

х_слп=х_dкп-d/2, (10)x _slp = x _dkp -d / 2, (10)

х_спп=х_dнп+d/2, (11)x _spp = x _dnp + d / 2, (11)

где x_слп и x_спп - координаты границ проекции на ось оХ прогнозируемого положения корпуса судна,where x _SLP and x _SPN - the coordinates of the boundaries of the projection on the axis OX of the predicted position of the hull,

х_dкп, х_dнп - проекции на ось оХ точек на продольной оси судна, находящегося в прогнозируемом положении, и удаленных соответственно от кормы и носа судна на расстояние полуширины d/2 корпуса судна, проекции х_dкп, х_dнп вычисляются по следующим формулам (12) и (13):x _dkp , x _dnp - projections on the axis OX of the points on the longitudinal axis of the vessel in the predicted position, and removed respectively from the stern and bow of the vessel at a half-width d / 2 of the hull, projections x _dkp , x _dnp are calculated by the following formulas (12 ) and (13):

х_dкп=х_цмп-(l_к-d/2)·sin(φ_к-φ_з+ω·τ), (12)x _dkp = x _cmp - (l _to -d / 2) · sin (φ _to -φ _z + ω · τ), (12)

х_dнп=х_цмп+(l_н-d/2)·sin(φ_к-φ_з+ω·τ), (13)x _dnp = x _cmp + (l _n -d / 2) sin (φ _to -φ _z + ω · τ), (13)

x_цмп - координата Проекции на ось оХ прогнозируемого положения центра масс судна,x _cmp - the coordinate of the Projection on the x-axis of the predicted position of the center of mass of the vessel,

l_н, l_к - расстояния соответственно носа и кормы от центра масс судна,l _n , l _k - the distance, respectively, of the bow and stern from the center of mass of the vessel,

d - ширина корпуса судна,d is the hull width,

ω - угловая скорость поворота корпуса судна в горизонтальной плоскости,ω is the angular velocity of rotation of the hull in the horizontal plane,

При (φ_к-φ_з+ω·τ)≤0 координаты x_слп и x_спп границ проекции на ось оХ прогнозируемого положения корпуса судна могут быть найдены с помощью выражений (14) и (15)When (φ _к -φ _з + ω · τ) ≤0, the coordinates x _slp and x _spp of the projection boundaries on the axis oX of the predicted position of the ship's hull can be found using expressions (14) and (15)

х_слп=х_dкп-d/2, (14)x _slp = x _dkp -d / 2, (14)

х_спп=х_dнп+d/2, (15)x = x _spp _DUF + d / 2 (15)

где x_слп и x_спп координаты границ проекции на ось оХ прогнозируемого положения корпуса судна.where x _SLP and x _{SPN are the} coordinates of the boundaries of the projection onto the OX axis of the predicted position of the hull.

x_dкп, x_dнп - проекции на ось оХ точек на продольной оси судна, находящегося в прогнозируемом положении, и удаленных соответственно от кормы и носа судна на расстояние полуширины d/2 корпуса судна.x _dkp , x _dnp - projections on the axis OX of points on the longitudinal axis of the vessel in the predicted position, and removed respectively from the stern and bow of the vessel at a half-width d / 2 of the hull.

Проекции х_dкп, x_dнп вычисляются по формулам (12) и (13).Projections x _dkp , x _dnp are calculated by formulas (12) and (13).

На фиг.3. условное изображение заданной траектории движения выполнено в виде штрихпунктирной линии 21. Условные изображения проекций границ узкого участка фарватера x_пл, x_пп выполнены в виде жирных линий со штриховкой 18, 22. Условное изображение проекции на ось оХ текущего положения центра масс судна x_цм выполнено в виде маленького квадрата 19. Условные изображения границ проекций на ось оХ 23 текущего положения корпуса судна x_сл, x_сп выполнены в виде изображений левой 17 и правой 20 половинок корпуса судна в плане. При угле дрейфа равном нулю (φ_cv-φ_к=0) изображения 17 и 20 половинок корпуса складываются в целое изображение корпуса судна в плане. Условное изображение проекции на ось оХ прогнозируемого положения центра масс судна x_цмп выполнено в виде маленького пунктирного квадрата 25. Условные изображения проекции на ось оХ 23 границ прогнозируемого положения корпуса судна x_слп, x_спп выполнены в виде пунктирного изображений левой 26 и правой 24 половинок корпуса судна в плане.In figure 3. the conditional image of the given trajectory of movement is made in the form of a dash-dotted line 21. The conditional images of the projections of the boundaries of the narrow section of the fairway _xpl , x _{pp are} made in the form of bold lines with hatching 18, 22. The conditional image of the projection on the x axis is the current position of the center of mass of the vessel x _cm made in the form of a small square 19. Conditional images of the boundaries of the projections on the axis OX 23 of the current position of the hull x _sl , x _{cn are} made in the form of images of the left 17 and right 20 halves of the hull in the plan. When the drift angle is zero (φ _cv -φ _к = 0), the images 17 and 20 of the halves of the hull are added to the whole image of the hull in the plan. The conditional image of the projection onto the axis OX of the predicted position of the center of mass of the vessel x _{cmp is} made in the form of a small dashed square 25. The conditional image of the projection onto the axis OX of 23 borders of the predicted position of the ship's hull x _ssl , x _{stp is} made in the form of dashed images of the left 26 and right 24 halves of the hull ship in plan.

При идеальном текущем состоянии проводки судна по узкому участку фарватера (см. фиг.4), когда центр масс судна лежит на заданной прямолинейной траектории движения в узком участке фарватера, тогда условное изображение 19 проекции на ось оХ 23 центра масс судна x_цм лежит на изображении заданной траекторией движения 21; когда вектор текущей скорости продольного движения судна V_c совпадает с заданным направлением прямолинейной траектории движения судна в узком участке фарватера, тогда условное изображение 19 проекции на ось оХ 23 текущего положения центра масс судна x_цм совпадает с условным изображением 25 проекции на ось оХ 23 прогнозируемого положения центра масс судна x_цмп; когда угловая скорость поворота корпуса судна в горизонтальной плоскости со равна нулю и угол дрейфа равен нулю (φ_cv-φ_к=0), тогда условные изображения 17, 20, 26, 24 границ x_сл, x_сп, x_слп, x_спп проекций на ось оХ 23 текущего и прогнозируемого положений корпуса судна складываются в целые изображения корпуса судна в плане.With the ideal current state of the ship's passage along a narrow section of the fairway (see Fig. 4), when the center of mass of the vessel lies on a given rectilinear path in a narrow section of the fairway, then the conditional image 19 of the projection onto the axis OX 23 of the center of mass of the vessel x _cm lies on the image predetermined path 21; when the vector of the vessel’s longitudinal speed V _c coincides with the specified direction of the rectilinear path of the vessel in a narrow section of the fairway, then the conditional image 19 of the projection onto the axis oX 23 of the current position of the ship's center of mass x _cm coincides with the conditional image 25 of the projection onto the axis oX 23 of the predicted position ship's center of mass x _cmp ; when the angular speed of rotation of the hull in the horizontal plane with a zero drift angle and zero (φ _cv -φ _k = 0), then the conditional images 17, 20, 26, 24 borders x _cl, _cn x, x _SLP, x _spp projections on the axis OX 23 of the current and predicted positions of the hull are added to the whole image of the hull in the plan.

Задача судоводителя при выводе судна на заданную прямолинейную траекторию проводки судна по узкому участку фарватера состоит в том, чтобы с помощью органов управления рулем и тягой движителей судна на графическом экране 5 совместить и удерживать вместе условное изображение заданной траекторией движения 21, условное изображение 19 проекции на ось оХ 23 текущего положения центр масс судна x_цм, условное изображение 25 прогнозируемой проекции на ось оХ 23 прогнозируемого положения центра масс судна x_цмп.The task of the skipper when taking the ship to a predetermined straight path of the ship along a narrow section of the fairway is to use the steering and traction controls of the ship's propellers on the graphic screen 5 to combine and hold together the conditional image with the given path 21, the conditional image 19 of the projection onto the axis OX 23 of the current position the center of mass of the vessel x _cm , a conditional image 25 of the projected projection on the axis OX 23 of the forecast position of the center of mass of the vessel x _cm

При выполнении расчетов координат проекций на ось оХ предполагаем, что вектор продольной скорости судна V_c, курс судна φ_к, угловая скорость поворота корпуса судна в горизонтальной плоскости ω постоянны на отрезке времени τ.When calculating the coordinates of the projections onto the oX axis, we assume that the vessel’s longitudinal velocity vector V _c , the ship’s heading φ _k , and the angular velocity of the hull’s rotation in the horizontal plane ω are constant over the time interval τ.

При проводке судна между препятствиями (например, опорами моста) судоводитель может использовать не только глазомерные оценки положения судна относительно препятствия, но и объективные оценки текущего и прогнозируемого взаимного положения судна и препятствия. Дополнительные объективные данные обеспечат повышение точности проводки судна в районе препятствия и, соответственно, к снижению аварийности. В частности, использование устройства позволит судоводителю заранее выйти на заданную траекторию прохода между препятствиями. Управление судоводителем движением судна по данным, выводимым на экран графического индикатора, позволит выполнять точную проводку судна по узким участкам фарватера, в частности между опорами мостов в ночное время, и при неблагоприятных погодных условиях.When navigating a ship between obstacles (for example, bridge piers), the skipper can use not only eye estimates of the position of the ship relative to the obstacle, but also objective assessments of the current and predicted relative position of the ship and the obstacle. Additional objective data will provide an increase in the accuracy of the vessel's wiring in the area of the obstacle and, accordingly, to reduce the accident rate. In particular, the use of the device will allow the skipper to advance to a predetermined path of passage between obstacles. The control by the skipper of the ship’s movement according to the data displayed on the screen of the graphical indicator will allow the ship to be accurately guided through narrow sections of the fairway, in particular between bridge piers at night, and in adverse weather conditions.

Claims

1. A device for generating and displaying information for guiding the vessel through narrow sections of the fairways, comprising a vessel longitudinal velocity vector meter, a vessel coordinate meter, a ship heading meter, a horizontal hull speed meter and an external non-volatile memory connected to the microcontroller input by outputs, and a graphic screen connected to the output of the microcontroller, while the microcontroller is configured to calculate the distance from the bow of the vessel to the beginning of a narrow section of headlights athera, values of the vessel approaching speed with the initial boundary of the narrow section of the fairway, the projection coordinates of the forecast position of the ship's center of mass, the projection boundaries of the ship's current position and the projection position of the ship’s hull position on the oX axis of a rectangular coordinate system in the horizontal plane, where the positive beam oY coincides with a given trajectory of the vessel in a narrow section of the fairway, the axis oX is the initial boundary of the narrow section of the fairway, and o is the beginning of the narrow section of the fairway.

2. The device according to claim 1, characterized in that the calculation of the distance from the bow of the vessel to the beginning of a narrow section of the fairway L, the speed of approach of the vessel with the beginning of a narrow section of the channel V _sb , coordinates x _ccm , x _sl , x _sp , x _slp , x _SPP projection of the predicted position of the ship's center of mass, the boundaries of the projection of the current position of the ship’s hull and the projection of the projected position of the ship’s hull on the OX axis of a rectangular coordinate system in the horizontal plane are performed in accordance with the expressions

L = Sqrt ((x _cm + l _n · cos (φ _to −φ _s )) ² + (y _cm + l _n · sin (φ _to −φ _s )) ² ),

V _sa = | V _a | · cos (φ _cv -φ _s)

at (φ _к -φ _з )> 0 x _sl = x _dk -d / 2, x _sp = x _dn + d / 2,

at (φ _к -φ _з ) ≤0 x _sl = x _dн -d / 2, x _sp = x _dk + d / 2,

x _cmp = x _tcm · | V _c | · sin (φ _cv -φ _з ) · τ,

at (φ _к -φ _з + ω · τ)> 0 x _cn = x _dkp- d / 2, x _cn = x _dnp + d / 2,

at (φ _к -φ _з + ω · τ) ≤0 x _spp = x _dnp -d / 2, x _spp = x _dkp + d / 2,

where L is the distance from the bow of the vessel to the beginning of a narrow section of the fairway;

Sqrt - square root extraction operation;

X _cm , U _cm - coordinates of the current position of the center of mass of the vessel;

l _n , l _k - the distance, respectively, from the bow and stern to the center of mass of the vessel;

φ _to - heading angle of the vessel;

φ _z - the angle between the direction to the north and the given trajectory in a narrow section of the fairway;

x _dk , x _dn - projections on the axis OX of points on the longitudinal axis of the vessel in the current position, and removed respectively from the stern and bow of the vessel at a half-width of the hull d / 2 of the vessel,

wherein x _dc = _CM x - (l _to -d / 2) · sin (φ _a -φ _s), and x = x _DH _CM + (l _n -d / 2) · sin (φ _a -φ _s),

d is the width of the hull;

x _cmp - projection on the x-axis of the predicted position of the ship's center of mass;

| V _c | - the absolute value of the longitudinal speed of the vessel;

φ _cv is the angle between the direction to the north and the direction of the longitudinal speed of the vessel;

τ is the period of the microcontroller’s calculation cycle of the current values of the vessel motion parameters;

x _dkp , x _dnp - projections on the axis OX of points on the longitudinal axis of the vessel in the predicted position, and removed respectively from the stern and bow of the vessel at a half-width d / 2 of the hull,

where x = x _DKP _CIP - (Lc-d / 2) · sin (φ _a -φ _s + ω · τ),

x _dKp = x _cmp - (l _n -d / 2) · sin (φ _to -φ _s + ω · τ),

ω is the angular velocity of the hull in the horizontal plane.