Розробка алгоритму загальної стратегії автоматизації вибору курсу ухилення судна

Abstract

При маневруванні суден, основною причиною аварійності є те, що судноводії не завжди об'єктивно оцінюють ситуацію, що склалася і неправильно приймають рішення по розходженню при ситуації небезпечного зближення і виникнення небезпеки зіткнення. Розглядається автоматизація вибору курсу ухилення, як автоматизації процесу розходження. В статті висвітлюються завдання формалізації курсу ухилення, як величини автоматичного керування, та пропонується розробка алгоритму стратегії зміни курсу. Провели обробку практичних даних власного судна. Проаналізували існуючі моделі руху судна, а також системи автоматичної стабілізації судна. Для побудови алгоритму провели декомпозицію МПЗЗС–72 відносно приналежності початкової ситуації суден до однієї з областей взаємних обов'язків. За результатами дослідження даної теми був розроблений алгоритм загальної стратегії вибору курсу ухилення судна, з урахуванням вимог правил МПЗЗС–72. Розглянуто типи управління автоматичними регуляторами та їх обмеження в початковий та кінцевий моменти повороту судна. Було виявлено, що для побудови моделі інтегрованої системи керування необхідно скласти багаторівневий математичний опис, що включатиме підсистеми різних рівнів. Визначено ефективність використання принципу виконання поворотів методом спостереження за заданим впливом проаналізувавши існуючі моделі руху судна. Запропоновано використання областей допустимих значень курсів під час розробки моделі процесу автоматизації розходження суден. Розроблено алгоритм загальної стратегії автоматизації вибору курсу ухилення.

При маневрировании судов, основной причиной аварийности является то, что судоводители не всегда объективно оценивают ситуацию и неправильно принимают решения по расхождению при ситуации опасного сближения или возникновения опасности столкновения. Рассматривается автоматизация выбора курса уклонения, как автоматизации процесса расхождения. В статье освещаются задачи формализации курса уклонения, как величины автоматического управления, и предлагается разработка алгоритма стратегии изменения курса. Провели обработку практических данных собственного судна. Проанализировали существующие модели движения судна, а также системы автоматической стабилизации судна. Для построения алгоритма провели декомпозицию МПЗЗС–72 относительно принадлежности начальной ситуации судов к одной из областей взаимных обязанностей. По результатам исследования данной темы был разработан алгоритм общей стратегии выбора курса уклонения судна, с учетом требований правил МППСС–72. Рассмотрены типы управления автоматическими регуляторами и их ограничения в начальный и конечный моменты поворота судна. Было обнаружено, что для построения модели интегрированной системы управления необходимо составить многоуровневое математическое описание, включающее подсистемы различных уровней. Определена эффективность использования принципа выполнения поворотов методом наблюдения за заданным воздействием проанализировав существующие модели движения судна. Предложено использование областей допустимых значений курсов при разработке модели процесса автоматизации расхождения судов. Разработан алгоритм общей стратегии автоматизации выбора курса уклонения.

During ships maneuvering, the main cause of accidents is that navigators do not always objectively assess the situation and may make wrong decisions on the identification situation of a dangerous approach and a collision hazard. The automation of the deviation course choice is considered as the automation avoidance process. The article highlights the tasks of formalizing the deviation course as a value of automatic control, and proposes the development of an algorithm for the strategy of changing the course. Conducted processing of practical data of own vessel. The existing models of the ship's movement were analyzes, as well as the systems for the automatic stabilization of the ship. To construct the algorithm, the COLREGs–72 was decomposed with respect to the belonging of the initial situation of the vessels to one of the areas of mutual obligations. According to the results of the given theme, an algorithm of the general strategy of choosing the course of evasion of the vessel was developed, considering the requirements of COLREG–72 rules. It were considered the types of control of automatic regulators and their limitations at the initial and final moments of the ship's turn. It was found out. It is necessary to create a multilevel mathematical description, which will include subsystems of different levels, to build a model of an integrated control system. It was determined the efficiency of using the principle of execution of ship’s turns by the method of observation with a given influence by analyzing the existing models of ship’s movement. It was offered to use the range of acceptable values of courses during the development of the model of automation ship avoidance process. An algorithm for the general strategy of automation of the avoidance course selection was developed.