RU2422326C1 - Способ управления судном при выполнении им швартовной операции к борту судна партнера - Google Patents

Способ управления судном при выполнении им швартовной операции к борту судна партнера Download PDF

Info

Publication number
RU2422326C1
RU2422326C1 RU2010116539/11A RU2010116539A RU2422326C1 RU 2422326 C1 RU2422326 C1 RU 2422326C1 RU 2010116539/11 A RU2010116539/11 A RU 2010116539/11A RU 2010116539 A RU2010116539 A RU 2010116539A RU 2422326 C1 RU2422326 C1 RU 2422326C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
vessel
mooring
partner
points
current position
Prior art date
Application number
RU2010116539/11A
Other languages
English (en)
Inventor
Юрий Иванович Юдин (RU)
Юрий Иванович Юдин
Александр Николаевич Гололобов (RU)
Александр Николаевич Гололобов
Original Assignee
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мурманский государственный технический университет" (ФГОУВПО "МГТУ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мурманский государственный технический университет" (ФГОУВПО "МГТУ") filed Critical Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мурманский государственный технический университет" (ФГОУВПО "МГТУ")
Priority to RU2010116539/11A priority Critical patent/RU2422326C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2422326C1 publication Critical patent/RU2422326C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Traffic Control Systems (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
  • Navigation (AREA)

Abstract

Изобретение относится к водному транспорту, в частности к управлению движением швартующегося судна при выполнении им швартовной операции к судну партнеру. Текущее положение траектории сближения определяется в виде прямой линии, проходящей через две точки на плоскости, одна из которых - это центр тяжести швартующегося судна, вторая - заданная точка. Способ управления заключается в том, что, для обеспечения безопасности швартовной операции, сближение выполняется в два этапа, при этом на каждом этапе сближения используется своя заданная точка на плоскости. Текущее положение заданных точек на плоскости в любой заданный момент времени рассчитывается с использованием значений текущих координат носовой и кормовой точек судна партнера, заданного расстояния между бортами швартующихся судов, заданного положения швартующегося судна относительно судна партнера в конечной стадии швартовки и текущего значения длины тормозного пути швартующегося судна, необходимого для перехода его от исходной скорости движения к скорости, равной скорости судна партнера в конкретных условиях. Величину тормозного пути определяют в зависимости от загрузки судна и внешней среды. Изобретение обеспечивает безопасное выполнение швартовной операции швартующегося судна к борту судна партнера. 2 ил.

Description

Изобретение относится к водному транспорту и касается управления судном (далее швартующееся судно) при выполнении им швартовной операции к борту судна партнера по величине поперечных смещений двух точек швартующегося судна, носовой А и кормовой В, от текущего положения траектории сближения с судном партнером.
Известен способ управления швартующимся судном при выполнении им швартовной операции к борту судна партнера (патент №2375249, опубл. 10.12.2009) по величинам поперечных смещений расположенных на диаметральной плоскости судна его носовой А и кормовой В точек от текущего положения траектории сближения, при котором рассчитывают поперечные смещения этих точек, для вычисления поперечных смещений носовой А и кормовой В точек судна их координаты в неподвижной координатной системе А (Х0A, Y0A), B (Х0B, Y0B) измеряют с помощью спутниковой навигационной системы (СНС) и с дифференциальными поправками, перекладку руля судна производят в зависимости от комбинации поперечных смещений носовой dA и кормовой dB точек судна относительно текущего положения траектории сближения, которое определяют, используя заданную точку, как объект, с которым происходит сближение судна и центр тяжести судна, текущее положение заданной точки и текущее положение центра тяжести судна определяют текущее положение траектории сближения, проходящей через две точки в виде прямой линии, соединяющей текущее положение заданной точки и текущее положение центра тяжести судна G, текущие координаты центра тяжести судна в неподвижной координатной системе рассчитывают по формулам:
Figure 00000001
где X0G, Y0G - координаты центра тяжести судна в неподвижной координатной системе;
X0A, Y0A - координаты точки А в неподвижной координатной системе;
Х0B, Y0B - координаты точки В в неподвижной координатной системе;
ХA, XB - абсцисса носовой и кормовой точки судна соответственно, в координатной системе (X, Y) связанной с судном;
ХG - абсцисса центра тяжести судна в координатной системе, связанной с судном,
текущие координаты заданной точки определяют с помощью спутниковой навигационной системы и с дифференциальными поправками.
Текущие координаты заданной точки определяют с помощью спутниковой навигационной системы и с дифференциальными поправками.
Определяют с помощью СНС и с дифференциальными поправками координаты носовой Аn (Х0An, Y0An) и кормовой Вn (Х0Bn, Y0Bn) точек, расположенных на диаметральной плоскости судна партнера в неподвижной координатной системе, рассчитывают:
- координаты центра тяжести судна партнера Gn (Х0Gn, Y0Gn) в неподвижной координатной системе по формулам:
Figure 00000002
где Х0Gn, Y0Gn - координаты центра тяжести судна партнера в неподвижной координатной системе;
Х0An, Y0An - координаты точки An в неподвижной координатной системе;
X0Bn, Y0Bn - координаты точки Вn в неподвижной координатной системе;
XAn, ХBn - абсцисса носовой и кормовой точки судна партнера соответственно, в координатной системе (Хn, Yn) связанной с судном партнером;
ХGn - абсцисса центра тяжести судна партнера в координатной системе, связанной с судном партнером;
- координаты точек
Figure 00000003
и
Figure 00000004
расположенных на перпендикулярах к диаметральной плоскости судна партнера, восстановленных в точки Аn и Вn соответственно, по формулам:
Figure 00000005
при этом величину отрезков
Figure 00000006
определяют с помощью зависимости, представленной формулой:
Figure 00000007
где В - ширина швартующегося судна; Вn - ширина судна партнера; ψn - курс судна партнера, значение курса судна партнера ψn рассчитывают с использованием значений координат точек Аn и Вn в неподвижной координатной системе, а именно:
Figure 00000008
- координаты проекции центра тяжести судна партнера
Figure 00000009
в неподвижной координатной системе на траекторию сближения в конечной стадии швартовки, проходящую параллельно диаметральной плоскости судна партнера через точки
Figure 00000010
и
Figure 00000011
:
Figure 00000012
- координаты второй заданной точки Р2 (Х0P2, Y0P2) в неподвижной координатной системе:
Figure 00000013
- координаты первой заданной точки P1 (X0P1,Y0P1) в неподвижной координатной системе:
Figure 00000014
где ST - тормозной путь швартующегося судна при переходе его со скорости υ=υн к скорости υ=υк=υn (υн - начальная скорость, то есть скорость швартующегося судна в первой заданной точке P1, υк - конечная скорость, то есть скорость швартующегося судна во второй заданной точке Р2), длина тормозного пути равна расстоянию, проходимому швартующимся судном при переходе его из заданной точки P1 в заданную точку Р2.
Наличие полученных указанным способом данных позволяет осуществлять сближение швартующегося судна с судном партнером, в два этапа:
I-ый этап - выход швартующегося судна в первую заданную точку P1. Текущее положение первой заданной точки P1 (X0P1, Y0P1) на текущем положении линии, проходящей через текущее положение точек
Figure 00000015
и
Figure 00000016
определяется величиной отрезка Р1P2, длина которого равна расстоянию, проходимому швартующимся судном при снижении его текущей скорости υ до значения, равного скорости судна партнера υn, в момент выхода швартующегося судна на траверз судна партнера, то есть в момент, когда центр тяжести швартующегося судна будет находиться в точке P2. Управление швартующимся судном во время сближения с судном партнером осуществляют по величинам поперечных отклонений носовой dА и кормовой dB точек швартующегося судна от текущего положения траектории сближения, проходящей через текущее положение центра тяжести швартующегося судна G (Х0G, Y0G) и текущего положения первой заданной точки P1 (X0P1, Y0P1). Окончание I-го этапа сближения швартующегося судна с судном партнером совпадает с моментом выхода швартующегося судна в первую заданную точку, то есть в момент, когда центр тяжести швартующегося судна будет находиться в точке P1.
II-ой этап - выход швартующегося судна во вторую заданную точку Р2. Текущее положение второй заданной точки Р2 (Х0P2, Y0P2) на текущем положении линии, проходящей через точки
Figure 00000017
и
Figure 00000018
определяется заданным расстоянием m между центрами тяжести швартующегося судна и судна партнера в конечной стадии швартовки. Управление швартующимся судном во время сближения с судном партнером осуществляется по величинам поперечных отклонений носовой dA и кормовой dB точек швартующегося судна от текущего положения траектории сближения, в качестве которой используют текущее положение линии, проходящей через точки
Figure 00000019
и
Figure 00000020
Окончание II-го этапа сближения швартующегося судна с судном партнером совпадает с моментом выхода швартующегося судна во вторую заданную точку, то есть в момент, когда центр тяжести швартующегося судна будет находиться в точке P2.
Однако в этом способе управления судном, выполняющим швартовную операцию к борту судна партнера, есть определенный недостаток, не позволяющий в полной мере обеспечивать безопасность, как швартующегося судна, так и судна партнера. Причина указанного недостатка заключается в том, что текущее значение длины тормозного пути, определяющее текущее положение первой условной точки P1 на текущем положении линии, проходящей через текущее положение точек
Figure 00000021
и
Figure 00000022
, является переменной величиной и зависит не только от скорости швартующегося судна, на момент начала сближения υ=υн, и скорости судна партнера υ=υп в тот же момент, но и значений параметров, характеризующих: во-первых, состояние загрузки швартующегося судна (водоизмещение, посадка корпуса); во-вторых, состояние внешней среды (скорость и направление ветра, степень волнения и ее направление, глубина акватории в районе выполнения швартовной операции, скорость течения и его направление) на момент начала швартовной операции. Более того, ряд из перечисленных выше параметров меняют свои значения уже в процессе сближения швартующегося судна с судном партнером, что, в свою очередь, приводит к постоянному изменению расчетного значения длины тормозного пути. Изменение значения длины тормозного пути должно учитываться при определении текущего положения первой упреждающей точки P1 на линии, проходящей через текущее положение точек
Figure 00000023
и
Figure 00000024
в процессе выполнения швартовной операции.
Неучет или неправильный учет изменения значения длины тормозного пути при управлении швартующимся судном в процессе его сближения с судном партнером может привести к нарушению условий безопасного выполнения швартовной операции. В частности, из указанных условий наиболее важными являются следующие условия (Пат. РФ № 2375249, опубл. 10.12.2009):
1) равенство скоростей швартующегося судна (υ) и судна партнера (υn) в конечной стадии их сближения, то есть в момент времени, когда швартующееся судно движется параллельно борту судна партнера на минимальном заданном траверзном расстоянии h от борта судна партнера (фиг.1);
2) продольное положение швартующегося судна относительно судна партнера в конечной стадии сближения должно быть фиксированным, то есть расстояние между центром тяжести швартующегося судна (G) и центром тяжести судна партнера (Gn) в неподвижной координатной системе, в направлении продольной оси Хn координатной системы (Хn, Yn), связанной с судном партнером, в конечной стадии их сближения должно иметь определенное заданное значение (m) (фиг.1).
Текущее значение длины тормозного пути швартующегося судна может быть рассчитано с использованием уравнения его движения:
Figure 00000025
где υ - текущее значение скорости швартующегося судна;
S - путь;
С1, С2, С3,… - текущие значения параметров уравнения движения швартующегося судна, зависящие от текущих значений параметров, характеризующих текущее состояние загрузки судна и внешней среды (водоизмещения швартующегося судна; параметров посадки корпуса; направления и скорости ветра; параметров волнения; направления и скорости течения; глубины акватории в районе выполнения швартовной операции).
Текущее значение длины тормозного пути швартующегося судна в процессе его сближения с судном партнером определяется интегрированием уравнения движения швартующегося судна (9) в пределах от υ=υн до υ=υп, т.е.
Figure 00000026
При этом текущие значения параметров уравнения движения швартующегося судна (9) C1, С2, С3, … в процессе выполнения швартовной операции непрерывно идентифицируют с использованием метода, описанного в работе (Юдин, Ю.И. Синтез моделей механизма предвидения для экспертных систем, обеспечивающих безопасную эксплуатацию судна: монография /Ю.И.Юдин. - Мурманск: Изд-во МГТУ, 2007. - 198 с.: ил.; Юдин, Ю.И. Теоретические основы безопасных способов маневрирования при выполнении точечной швартовки: монография /Ю.И.Юдин, С.В.Пашенцев, Г.И.Мартюк, А.Ю.Юдин. - Мурманск: Изд-во МГТУ, 2009. - 152 с.: ил.).
Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, состоит в соблюдении условий безопасного выполнения швартовной операции швартующегося судна к борту судна партнера.
Для достижения указанного технического результата в способе управления швартующимся судном при выполнении им швартовной операции к борту судна партнера по величинам поперечных смещений расположенных на диаметральной плоскости судна его носовой А и кормовой В точек от текущего положения траектории сближения, при котором рассчитывают поперечные смещения этих точек, для вычисления поперечных смещений носовой А и кормовой В точек судна их координаты в неподвижной координатной системе А (Х0A, Y0A), B (Х0B, Y0B) измеряют с помощью спутниковой навигационной системы (СНС) и с дифференциальными поправками, перекладку руля судна производят в зависимости от комбинации поперечных смещений носовой dA и кормовой dB точек судна относительно текущего положения траектории сближения, которое определяют, используя заданную точку, как объект, с которым происходит сближение судна и центр тяжести судна, текущее положение заданной точки и текущее положение центра тяжести судна определяют текущее положение траектория сближения, проходящей через две точки в виде прямой линии, соединяющей текущее положение заданной точки и текущее положение центра тяжести судна G, текущие координаты центра тяжести судна в неподвижной координатной системе рассчитывают по формулам (1), текущие координаты заданной точки определяют с помощью спутниковой навигационной системы и с дифференциальными поправками. Определяют с помощью СНС и с дифференциальными поправками координаты носовой Аn (Х0An, Y0An) и кормовой Вn (Х0Bn, Y0Bn) точек, расположенных на диаметральной плоскости судна партнера в неподвижной координатной системе, рассчитывают:
- координаты центра тяжести судна партнера Gn (Х0Gn, Y0Gn) в неподвижной координатной системе по формулам (2);
- координаты точек
Figure 00000027
и
Figure 00000028
расположенных на перпендикулярах к диаметральной плоскости судна партнера и восстановленных в точки Аn и Вn соответственно, по формулам (3), при этом величина отрезков
Figure 00000029
определяется с помощью зависимости, представленной формулой (4), значение курса судна партнера ψn рассчитывают с использованием значений координат точек Аn и Вn в неподвижной координатной системе, по формуле (5);
- координаты проекции центра тяжести судна партнера
Figure 00000030
в неподвижной координатной системе на траекторию сближения в конечной стадии швартовки, проходящую параллельно диаметральной плоскости судна партнера через точки
Figure 00000010
и
Figure 00000011
определяют по формуле (6);
- координаты второй заданной точки Р2 (Х0P2, Y0P2) в неподвижной координатной системе определяют по формуле (7);
- дополнительно текущее значение длины тормозного пути Sт по формуле (10), при этом учитывают не только значения скорости швартующегося судна на момент начала сближения υ=υн и скорости судна партнера υ=υп, но и текущие значения параметров, определяющих состояние как загрузки судна, так и внешней среды, определяющих текущие значения параметров уравнения (10) C1, С2, С3, …, непрерывно идентифицируемых в процессе швартовной операции известным методом [2], [3];
- координаты первой заданной точки P1 (X0P1, Y0P1) в неподвижной координатной системе по формуле (8);
Наличие полученных указанным способом данных, позволяет осуществлять сближение швартующегося судна с судном партнером, в два этапа:
I-й этап - выход швартующегося судна в первую заданную точку P1. Текущее положение первой заданной точки P1 (X0P1, Y0P1) на текущем положении линии, проходящей через текущее положение точек
Figure 00000031
и
Figure 00000032
определяется величиной отрезка P1P2, длина которого равна текущему значению длины тормозного пути Sт, рассчитанному по формуле (10) с учетом значения скорости швартующегося судна на момент начала сближения υ=υн и скорости судна партнера υ=υп, а также текущих значений параметров, определяющих состояние как загрузки судна, так и внешней среды. Управление швартующимся судном во время сближения с судном партнером осуществляют по величинам поперечных отклонений носовой dA и кормовой dB точек швартующегося судна от текущего положения траектории сближения, проходящей через текущее положение центра тяжести швартующегося судна G (Х0G, Y0G) и текущего положения первой заданной точки P1 (X0P1, Y0P1). Окончание I-го этапа сближения швартующегося судна с судном партнером совпадает с моментом выхода швартующегося судна в первую заданную точку, то есть в момент, когда центр тяжести швартующегося судна будет находиться в точке P1.
II-ой этап - выход швартующегося судна во вторую заданную точку Р2. Текущее положение второй заданной точки Р2 (X0P2, Y0P2) на текущем положении линии, проходящей через точки
Figure 00000033
и
Figure 00000034
определяется заданным расстоянием m между центрами тяжести швартующегося судна и судна партнера в конечной стадии швартовки. Управление швартующимся судном во время сближения с судном партнером осуществляют по величинам поперечных отклонений носовой dA и кормовой dB точек швартующегося судна от текущего положения траектории сближения, в качестве которой используют текущее положение линии, проходящей через точки
Figure 00000035
и
Figure 00000036
Окончание II-го этапа сближения швартующегося судна с судном партнером совпадает с моментом выхода швартующегося судна во вторую заданную точку, то есть в момент, когда центр тяжести швартующегося судна будет находиться в точке Р2.
Отличительным признаком предлагаемого способа от указанного вышеизвестного, наиболее близкого к нему, является следующий:
дополнительно рассчитывают текущее значение длины тормозного пути Sт, при этом учитывают не только значения скорости швартующегося судна на момент начала сближения υ=υн и скорости судна партнера υ=υп, но и изменения текущих значений параметров, определяющих состояние как загрузки судна, так и внешней среды, методом интегрирования уравнения движения швартующегося судна
dυ/dS=f(υ, C1, C2, С3, …),
текущие значения параметров C1, С2, С3, … которого непрерывно идентифицируют в процессе выполнения швартовной операции известным методом [2], [3].
Предлагаемый способ управления судном при выполнении им швартовной операции к борту судна партнера осуществляется чертежами, представленными на фиг.1, 2, и осуществляется следующим образом. В пределах контуров швартующегося 1 судна и судна 2 партнера, в их диаметральных плоскостях выбирают по две точки, одна А из которых находится в носу (швартующееся 1 судно), An (судно 2 партнер), другая В - в корме (швартующееся 1 судно), Bn (судно 2 партнер) (фиг.1, 2) относительно мидель-шпангоута соответствующего судна. Расстояние между точками А и В, Аn и Вn выбирают в зависимости от технической возможности размещения в указанных точках приемных антенн СНС. Чем больше это расстояние, тем качественней работа системы управления движением швартующегося судна, осуществляющего сближение с судном партнером.
Координаты точек А, В, Аn, Вn в неподвижной координатной системе определяют непрерывно с высокой точностью (±1,0 м), это стало возможным с введением в СНС береговых станций, вычисляющих и передающих на суда дифференциальные поправки. Используя значения координат точек А (Х0A, Y0A), B (Х0B, Y0B) швартующегося 1 судна и Аn (Х0An, Y0An), Вn (Х0Bn, Y0Bn) судна 2 партнера в неподвижной координатной системе, координаты тех же точек в подвижных системах координат, связанных с швартующимся 1 судном А (XA, YA), В (ХB, YB) и судном 2 партнером Аn (ХAn, YAn), Вn (ХBn, YBn), координаты центров тяжести швартующегося судна в связанной с ним подвижной координатной системе G (ХG, YG) и судна 2 партнера в связанной с ним подвижной координатной системе Gn (Х0Gn, Y0Gn), а также значения параметров h и m рассчитывают:
- координаты центра тяжести швартующегося 1 судна G (Х0G, Y0G) в неподвижной координатной системе по формулам (1);
- координаты центра тяжести судна 2 партнера Gn (Х0Gn, Y0Gn) в неподвижной координатной системе по формулам (2);
- координаты точек
Figure 00000037
и
Figure 00000038
расположенных на перпендикулярах к диаметральной плоскости судна 2 партнера, восстановленных в точки An и Вn соответственно, по формулам (3), (4), (5);
- координаты проекции центра тяжести судна 2 партнера
Figure 00000039
в неподвижной координатной системе на траекторию сближения в конечной стадии швартовки, проходящую параллельно диаметральной плоскости судна 2 партнера через точки
Figure 00000040
и
Figure 00000041
по формулам (6);
- координаты второй заданной точки Р2 (Х0P2, Y0P2) в неподвижной координатной системе по формулам (7);
- текущее значение длины тормозного пути Sт по формуле (10);
- координаты первой заданной точки P1 (X0P1, Y0P1) в неподвижной координатной системе по формулам (8).
Зная координаты первой заданной точки и координаты центра тяжести швартующегося 1 судна, определяют текущее положение траектории 3 сближения, проходящей через первую заданную точку P1 (X0P1, Y0P1) и центр тяжести швартующегося 1 судна G (Х0G, Y0G). После этого определяют поперечные смещения точек А и В от найденной указанным способом траектории сближения по формулам:
Figure 00000042
Непрерывно определяемые значения координат точек А и В, An и Вn позволяют непрерывно вычислять координаты центра тяжести швартующегося 1 судна G, а вместе с непрерывно определяемым текущим значением длины тормозного пути Sт и первой заданной точки P1, а также поперечные смещения dA и dB точек А и В швартующегося 1 судна от текущего положения траектории 3 сближения. Причем, поперечное смещение рассматриваемой точки относительно текущего положения траектории 3 сближения считается положительным, если она смещается вправо от траектории, и отрицательным, если она смещается влево.
Возникающие поперечные смещения вырабатывают сигнал на отклонение рулевого органа, например руля швартующегося 1 судна, по закону:
Figure 00000043
где kA, kB - коэффициенты усиления по поперечным смещениям носовой и кормовой точек швартующегося 1 судна от текущего положения траектории 3 сближения. Это положительные величины, причем kA больше kB. Угол перекладки руля α считается положительным при его перекладке в сторону правого борта швартующегося 1 судна.
В момент выхода швартующегося 1 судна в первую заданную точку, что соответствует равенству координат центра тяжести швартующегося 1 судна G (X0G, Y0G) и координат первой заданной точки P1 (X0G, Y0P1) (Х0G=X0P1; Y0G=Y0P1), оно переходит к сближению со второй заданной точкой Р2, при этом текущее положение траектории 3 сближения соответствует положению линии, проходящей через точки
Figure 00000044
и
Figure 00000045
, координаты которых рассчитываются непрерывно по формулам (3), (4), (5). Как известно, текущие координаты второй заданной точки Р2 (Х0P2, Y0P2), лежащей на линии
Figure 00000040
Figure 00000041
вычисляются непрерывно по формулам (7).
Непрерывно определяемые значения координат точек А и В, An и Вn, позволяют непрерывно вычислять координаты точек
Figure 00000040
и
Figure 00000046
центра G тяжести швартующегося 1 судна и центра Gn тяжести судна 2 партнера, второй заданной точки Р2 в неподвижной координатной системе, поперечные смещения dA и dB точек А и В швартующегося 1 судна от текущего положения траектории 3 сближения, которой является линия
Figure 00000040
Figure 00000041
:
Figure 00000047
Причем, поперечное смещение рассматриваемой точки относительно текущего положения траектории 3 сближения считается положительным, если она смещается вправо от траектории, и отрицательным, если она смещается влево.
Возникающие поперечные смещения вырабатывают сигнал на отклонение рулевого органа, например руля швартующегося 1 судна, по закону:
Figure 00000048
где kA, kB - коэффициенты усиления по поперечным смещениям носовой и кормовой точек швартующегося 1 судна от текущего положения траектории 3 сближения. Это положительные величины, причем kA больше kB. Угол перекладки руля α считается положительным при его перекладке в сторону правого борта швартующегося 1 судна.
Моментом окончания сближения швартующегося 1 судна с судном 2 партнером считают момент выхода швартующегося 1 судна во вторую заданную точку Р2, что соответствует равенству координат центра тяжести швартующегося 1 судна и второй заданной точки, то есть Х0G=Х0P2, Y0G=Y0P2.
В результате применения данного изобретения достигается возможность получения технического результата - повышение безопасности управления швартующимся судном и точности выполнения швартовной операции при выполнении ее швартующимся судном к борту судна партнера, находящегося в движении.
Источники информации
1. Пат. 2375249 Российская Федерация, МПК В63Н 25/00. Мурманск. гос. техн. ун-т - № 2008126354/11; заявл. 27.06.2008; опубл. 10.12.2009, Бюл. № 15.
2. Юдин, Ю.И. Синтез моделей механизма предвидения для экспертных систем, обеспечивающих безопасную эксплуатацию судна: монография /Ю.И.Юдин. - Мурманск: Изд-во МГТУ, 2007. - 198 с.: ил.
3. Юдин, Ю.И. Теоретические основы безопасных способов маневрирования при выполнении точечной швартовки: монография /Ю.И.Юдин, С.В.Пашенцев, Г.И.Мартюк, А.Ю.Юдин. - Мурманск: Изд-во МГТУ, 2009. - 152 с.: ил.

Claims (1)

  1. Способ управления швартующимся судном при выполнении им швартовной операции к борту судна партнера по величинам поперечных смещений, расположенных на диаметральной плоскости судна его носовой А и кормовой В точек от текущего положения траектории сближения, при котором рассчитывают поперечные смещения этих точек, для вычисления поперечных смещений носовой А и кормовой В точек судна их координаты в неподвижной координатной системе А (Х0A, Y0A), В (Х0B, Y0B) измеряют с помощью спутниковой навигационной системы (СНС) и с дифференциальными поправками, перекладку руля судна производят в зависимости от комбинации поперечных смещений носовой dA и кормовой dB точек судна относительно текущего положения траектории сближения, которое определяют, используя заданную точку, как объект, с которым происходит сближение судна, и центр тяжести судна, текущее положение заданной точки и текущее положение центра тяжести судна определяют текущее положение траектории сближения проходящей через две точки в виде прямой линии, соединяющей текущее положение заданной точки и текущее положение центра тяжести судна G, текущие координаты центра тяжести судна в неподвижной координатной системе рассчитывают по формулам:
    Figure 00000049

    текущие координаты заданной точки определяют с помощью спутниковой навигационной системы и с дифференциальными поправками, определяют с помощью СНС и с дифференциальными поправками координаты носовой An (х0аn Y0An) и кормовой Вn (Х0Bn, Y0Bn) точек, расположенных на диаметральной плоскости судна партнера в неподвижной координатной системе, рассчитывают:
    - координаты центра тяжести судна партнера Gn(X0Gn, Y0Gn) в неподвижной координатной системе по формулам:
    Figure 00000050

    где Х0Gn, Y0Gn - координаты центра тяжести судна партнера в неподвижной координатной системе,
    Х0An, Y0An - координаты точки Аn в неподвижной координатной системе,
    Х0Bn, Y0Bn - координаты точки Вn в неподвижной координатной системе,
    XAn, ХBn - абсцисса носовой и кормовой точки судна партнера соответственно в координатной системе (Хn, Yn), связанной с судном партнером,
    XGn - абсцисса центра тяжести судна партнера в координатной системе, связанной с судном партнером,
    - координаты точек A'n(XA'n,YA'n) и B'n(XB'n,YB'n), расположенных на перпендикулярах к диаметральной плоскости судна партнера, восстановленных в точки An и Вn соответственно по формулам:

    при этом величины отрезков АnА'n=ВnВ'n=h0 определяют с помощью зависимости, представленной формулой:
    Figure 00000052

    где В - ширина швартующегося судна, Вn - ширина судна партнера, ψn - курс судна партнера, значение курса судна партнера ψn рассчитывают с использованием значений координат точек Аn и Вn в неподвижной координатной системе, а именно:
    Figure 00000053

    - координаты проекции центра тяжести судна партнера G'n(X0G'nY0G'n) в неподвижной координатной системе на траекторию сближения в конечной стадии швартовки, проходящую параллельно диаметральной плоскости судна партнера через точки А'n и В'n:
    Figure 00000054

    - координаты второй заданной точки Р2 (Х0P2, Y0P2) в неподвижной координатной системе:
    Figure 00000055

    - координаты первой заданной точки P1(X0P1, Y0P1) в неподвижной координатной системе:
    Figure 00000056

    при наличии полученных указанным способом данных осуществляют сближение швартующегося судна с судном партнером в два этапа:
    I-й этап - выход швартующегося судна в первую заданную точку P1, при этом текущее положение первой заданной точки P1(X0P1, Y0P1) на текущем положении линии, проходящей через текущее положение точек A'n(XA'n,YA'n) и B'n(XB'n,YB'n), определяется величиной отрезка P1P2, управление швартующимся судном во время сближения с судном партнером осуществляют по величинам поперечных отклонений носовой dA и кормовой dB точек швартующегося судна от текущего положения траектории сближения, проходящей через текущее положение центра тяжести швартующегося судна G(X0G, Y0G), и текущего положения первой заданной точки P1(X0P1, Y0P1), окончание I-го этапа сближения швартующегося судна с судном партнером совпадает с моментом выхода швартующегося судна в первую заданную точку, то есть в момент, когда центр тяжести швартующегося судна будет находиться в точке Р1;
    II-й этап - выход швартующегося судна во вторую заданную точку Р2, при этом текущее положение второй заданной точки Р2 (Х0P2, Y0P2) на текущем положении линии, проходящей через точки A'n(XA'n,Ya'n) и B'n(XB'n,YB'n), определяется заданным расстоянием m между центрами тяжести швартующегося судна и судна партнера в конечной стадии швартовки, управление швартующимся судном во время сближения с судном партнером осуществляют по величинам поперечных отклонений носовой dA и кормовой dB точек швартующегося судна от текущего положения траектории сближения, в качестве которой используют текущее положение линии, проходящей через точки A'n(XA'n,YA'n) и B'n(XB'n,YB'n), окончание II-го этапа сближения швартующегося судна с судном партнером совпадает с моментом выхода швартующегося судна во вторую заданную точку, то есть в момент, когда центр тяжести швартующегося судна будет находиться в точке Р2, отличающийся тем, что перед тем, как рассчитывают координаты первой заданной точки P1(X0P1, Y0P1) в неподвижной координатной системе, сначала определяют текущее значение длины тормозного пути ST, при этом определяют его с учетом значений скорости швартующегося судна на момент начала сближения υ=υн и скорости судна партнера υ=υn, а также текущих значений параметров, определяющих состояние загрузки судна и внешней среды, по формуле:
    Figure 00000057

    где C1, C2, C3,… - текущие значения параметров уравнения движения швартующегося судна, которые непрерывно идентифицируют в процессе выполнения швартовной операции, величина отрезка P1P2, которая определяет на I-м этапе текущее положение первой заданной точки P1(X0P1, Y0P1), равна рассчитанному текущему значению длины тормозного пути ST.
RU2010116539/11A 2010-04-26 2010-04-26 Способ управления судном при выполнении им швартовной операции к борту судна партнера RU2422326C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010116539/11A RU2422326C1 (ru) 2010-04-26 2010-04-26 Способ управления судном при выполнении им швартовной операции к борту судна партнера

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010116539/11A RU2422326C1 (ru) 2010-04-26 2010-04-26 Способ управления судном при выполнении им швартовной операции к борту судна партнера

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2422326C1 true RU2422326C1 (ru) 2011-06-27

Family

ID=44739091

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010116539/11A RU2422326C1 (ru) 2010-04-26 2010-04-26 Способ управления судном при выполнении им швартовной операции к борту судна партнера

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2422326C1 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2475410C1 (ru) * 2011-09-13 2013-02-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мурманский государственный технический университет" (ФГБОУВПО "МГТУ") Способ управления судном при выполнении им швартовной операции к борту судна партнера
RU2509029C1 (ru) * 2012-10-09 2014-03-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мурманский государственный технический университет" (ФГБОУВПО "МГТУ") Способ управления судном при выполнении им швартовной операции к борту судна-партнера, лежащего в дрейфе
RU2509031C1 (ru) * 2012-10-09 2014-03-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мурманский государственный технический университет" (ФГБОУВПО "МГТУ") Способ управления судном при выполнении им швартовной операции к борту судна партнера, стоящего на якоре

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2475410C1 (ru) * 2011-09-13 2013-02-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мурманский государственный технический университет" (ФГБОУВПО "МГТУ") Способ управления судном при выполнении им швартовной операции к борту судна партнера
RU2509029C1 (ru) * 2012-10-09 2014-03-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мурманский государственный технический университет" (ФГБОУВПО "МГТУ") Способ управления судном при выполнении им швартовной операции к борту судна-партнера, лежащего в дрейфе
RU2509031C1 (ru) * 2012-10-09 2014-03-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мурманский государственный технический университет" (ФГБОУВПО "МГТУ") Способ управления судном при выполнении им швартовной операции к борту судна партнера, стоящего на якоре

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2442718C1 (ru) Способ определения гидродинамических параметров математической модели движения судна
Xiong et al. Research on data driven adaptive berthing method and technology
RU2422326C1 (ru) Способ управления судном при выполнении им швартовной операции к борту судна партнера
RU2356784C2 (ru) Способ управления движением объекта при выполнении им сближения с другим подвижным объектом
RU2375249C1 (ru) Способ управления судном при выполнении им швартовной операции к борту судна партнера
CN111798702A (zh) 无人艇路径跟踪控制方法、系统、存储介质及终端
CN116627144B (zh) 一种动力定位船舶低速折线循迹引导方法
RU2223197C1 (ru) Аппаратура автоматического управления движением судна
RU2509030C1 (ru) Способ управления движущимся судном
RU2475410C1 (ru) Способ управления судном при выполнении им швартовной операции к борту судна партнера
RU2713434C1 (ru) Способ управления судном при выполнении движения по заданной траектории
CN111984006B (zh) 融合海流及尺度差异影响的无人艇多目标会遇避碰方法
RU2509679C1 (ru) Способ управления движением судна по заданной траектории
JP7417538B2 (ja) 制御目標生成装置及び操船制御装置
RU2615846C1 (ru) Способ управления движением буксирной системы
RU2509031C1 (ru) Способ управления судном при выполнении им швартовной операции к борту судна партнера, стоящего на якоре
RU2509029C1 (ru) Способ управления судном при выполнении им швартовной операции к борту судна-партнера, лежащего в дрейфе
RU2470828C1 (ru) Способ управления траекторией движения буксируемого судна
RU2714994C1 (ru) Способ управления судном при выполнении им швартовной операции к борту судна партнёра
RU2553610C1 (ru) Способ управления движущимся судном
RU2263606C1 (ru) Способ управления движущимся объектом
RU2780081C1 (ru) Система прогнозирования безопасного расхождения судов
RU2615849C1 (ru) Способ управления движущимся судном
CN110703765A (zh) 一种无人船的碰撞自规避方法及系统
RU2364546C1 (ru) Способ расхождения судна со встречными объектами

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120427